特開 2023-89654 土壌硬度計及び土壌軟化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023089654

(43)【公開日】2023-06-28

(54)【発明の名称】土壌硬度計及び土壌軟化装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/40 20060101AFI20230621BHJP

【ＦＩ】

G01N3/40 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021204281

(22)【出願日】2021-12-16

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石川 哲也

(57)【要約】

【課題】干潟、沼などの水底の土壌の硬度を測定する土壌硬度計において、土壌の硬度を土壌へのガスの通り易さにより測定することにより、長期間の使用に関わらず測定精度の低下を抑制する。
【解決手段】エアポンプ１１と、一端がエアポンプ１１から空気の供給を受けるように連通され、他端が土壌Ｓの表面に当接し、若しくは土壌Ｓ内に埋設され、一端に供給された空気を他端から吐出するエアパス１２と、エアパス１２内の一端及び他端間の空気圧を検出する圧力センサ１３と、エアパス１２にエアポンプ１１から空気を供給したとき、圧力センサ１３によって検出される空気圧のピーク値に基づいて土壌Ｓの硬度を算出するコントロールユニット３０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

干潟、養殖場などの水底の土壌の硬度を測定する土壌硬度計であって、
ガスを供給するガス供給源と、
一端が前記ガス供給源からガスの供給を受けるように連通され、他端が前記土壌の表面に当接し、若しくは前記土壌内に埋設され、前記一端に供給されたガスを前記他端から吐出するガス通路と、
該ガス通路内の前記一端及び前記他端間のガス圧を検出する圧力センサと、
前記ガス通路に前記ガス供給源からガスを供給したとき、前記圧力センサによって検出されるガス圧のピーク値に基づいて前記土壌の硬度を算出する硬度算出回路と、
を備える土壌硬度計。

【請求項2】

請求項１に記載の土壌硬度計であって、
前記ガス通路に前記ガス供給源から一定圧力のガスを供給した状態で、前記圧力センサによって検出されるガス圧がピーク値に達する前の時点におけるガス圧の上昇勾配に基づいて前記土壌の粘度を算出する粘度算出回路を備える土壌硬度計。

【請求項3】

請求項１に記載の土壌硬度計であって、
前記ガス供給源によるガスの供給圧力、ガスの温度などのガスの性状に基づいて前記硬度算出回路により算出される硬度を補正する補正回路を備える土壌硬度計。

【請求項4】

請求項１～３のいずれかに記載の土壌硬度計と、
前記土壌を攪拌するガスリフトポンプと、
を備え、前記土壌の硬度を軟化する土壌軟化装置であって、
前記ガスリフトポンプは、
一端が前記土壌の一部を吸引するように配置可能とされ、他端が前記一端にて吸引した前記土壌を吐出可能とするガスリフトパイプと、
該ガスリフトパイプの前記一端の前記他端側にガスを導入可能に連通され、前記ガスリフトパイプ内に吸引された前記土壌を導入されたガスと共に前記ガスリフトパイプ内で前記一端側から前記他端側へ流動可能とするガス導入パイプと、
前記硬度算出回路により算出される前記土壌の硬度に基づいて、硬度が高い状態で前記ガスリフトポンプを作動させる制御回路と、
を備える土壌軟化装置。

【請求項5】

請求項４に記載の土壌軟化装置であって、
前記ガス導入パイプは、前記ガス供給源からのガスを供給可能に連通されている土壌軟化装置。

【請求項6】

請求項４又は５に記載の土壌軟化装置であって、
前記制御回路は、前記土壌硬度計によって測定された前記土壌の硬度が閾値より高いとき、前記ガスリフトポンプを予め決められた一定時間作動し、その後、前記土壌硬度計により測定される前記土壌の硬度が閾値より低くなるまで前記ガスリフトポンプの一定時間作動を繰り返す土壌軟化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、干潟、養殖場などの水底の土壌に適用されるのに好適な土壌硬度計及び土壌軟化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

干潟底生生物の生息環境を維持するためには、水底の土壌の硬度を適度に維持する必要があることが知られている（非特許文献１参照）。土壌の硬度を測定する機器としては、測定対象の土壌にコーンを打ち込む際に要する力により土壌硬度を測定するものが知られている（特許文献１参照）。一方、圧縮空気を使って液体を高所に揚げるエアリフトポンプが知られている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１４６８３号公報

【特許文献2】特開平７－３１０６９８号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】土木学会論文集Ｂ２（海岸工学）Ｖｏｌ．Ｂ２－６５、Ｎｏ．１、２００９、１２２６－１２３０「多種多様な干潟底生生物の住活動性能と適合・限界場の相互関係」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の土壌硬度計の場合、長期間の使用により土壌に打ち込むコーンが摩耗劣化すると、測定精度が低下する問題がある。

【0006】

本明細書が開示する技術の課題は、干潟、沼などの水底の土壌の硬度を測定する土壌硬度計において、土壌の硬度を土壌へのガスの通り易さにより測定することにより、長期間の使用に関わらず測定精度の低下を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために本明細書に開示の土壌硬度計及び土壌軟化装置は、次の手段をとる。

【0008】

第１の手段は、干潟、養殖場などの水底の土壌の硬度を測定する土壌硬度計であって、ガスを供給するガス供給源と、一端が前記ガス供給源からガスの供給を受けるように連通され、他端が前記土壌の表面に当接し、若しくは前記土壌内に埋設され、前記一端に供給されたガスを前記他端から吐出するガス通路と、該ガス通路内の前記一端及び前記他端間のガス圧を検出する圧力センサと、前記ガス通路に前記ガス供給源からガスを供給したとき、前記圧力センサによって検出されるガス圧のピーク値に基づいて前記土壌の硬度を算出する硬度算出回路と、を備える。

【0009】

上記第１の手段によれば、ガス通路のガスが土壌中に吐出されるまでの間は、圧力センサによって検出されるガス圧は上昇し、ガスが土壌中に吐出されると、ガス圧が低下する。そのため、ガス圧のピーク値に基づいて土壌硬度を求めることができる。このように土壌硬度が土壌へのガスの通り易さにより測定されるため、長期間の使用に関わらず測定精度の低下を抑制することができる。

【0010】

第２の手段は、上述した第１の手段に記載の土壌硬度計であって、前記ガス通路に前記ガス供給源から一定圧力のガスを供給した状態で、前記圧力センサによって検出されるガス圧がピーク値に達する前の時点におけるガス圧の上昇勾配に基づいて前記土壌の粘度を算出する粘度算出回路を備える。

【0011】

上記第２の手段によれば、ガス通路に一定圧力のガスを供給したときに圧力センサによって検出されるガス圧の上昇勾配に基づいて土壌の粘度が測定される。従って、土壌の硬度に加えて粘土も測定することができる。なお、ガス圧の上昇勾配の求め方には種々の方法がある。例えば、ガス圧がピーク値に達する前の平均上昇勾配により求める。また、ガス圧の上昇勾配が安定した領域における上昇勾配により求める。

【0012】

第３の手段は、上述した第１の手段に記載の土壌硬度計であって、前記ガス供給源によるガスの供給圧力、ガスの温度などのガスの性状に基づいて前記硬度算出回路により算出される硬度を補正する補正回路を備える。

【0013】

上記第３の手段によれば、ガス供給源からガス通路に供給されるガスの性状を特定し、その性状に基づいて硬度算出回路により算出される硬度を補正する。従って、ガス供給源からガス通路に供給されるガスの性状の違いにより算出される硬度に誤差が生じるのを抑制することができる。例えば、ガス通路に供給されるガスの圧力上昇勾配が高い場合は、低い場合に比べて土壌の硬度が同じでもガス通路から土壌中にガスが吐出されるタイミングが早くなる。そのため、ガス通路に供給されるガスの圧力上昇勾配が高いほど算出される硬度が高くなるように補正する。同様に、ガス通路に供給されるガスの温度が高い場合は、低い場合に比べて土壌の硬度が同じでもガス通路から土壌中にガスが吐出されるタイミングが早くなる。そのため、ガス通路に供給されるガスの温度が高いほど算出される硬度が高くなるように補正する。

【0014】

第４の手段は、上述した第１の手段～第３の手段のいずれかに記載の土壌硬度計と、前記土壌を攪拌するガスリフトポンプと、を備え、前記土壌の硬度を軟化する土壌軟化装置であって、前記ガスリフトポンプは、一端が前記土壌の一部を吸引するように配置可能とされ、他端が前記一端にて吸引した前記土壌を吐出可能とするガスリフトパイプと、該ガスリフトパイプの前記一端の前記他端側にガスを導入可能に連通され、前記ガスリフトパイプ内に吸引された前記土壌を導入されたガスと共に前記ガスリフトパイプ内で前記一端側から前記他端側へ流動可能とするガス導入パイプと、前記硬度算出回路により算出される前記土壌の硬度に基づいて、硬度が高い状態で前記ガスリフトポンプを作動させる制御回路と、を備える。

【0015】

上記第４の手段によれば、土壌硬度計により求められる硬度が高いと、ガスリフトポンプを作動して土壌を攪拌する。従って、土壌硬度計の測定結果に基づいて土壌の硬度が高いときガスリフトポンプにより土壌を攪拌して柔らかくすることができる。ガスリフトポンプのガスリフトパイプから吐出される土壌は、土壌の上に直接戻すか、適宜の容器に一時的に貯えて必要な場所の土壌まで運んで戻される。

【0016】

第５の手段は、上述した第４の手段に記載の土壌軟化装置であって、前記ガス導入パイプは、前記ガス供給源からのガスを供給可能に連通されている。

【0017】

上記第５の手段によれば、ガスリフトポンプは、ガス導入パイプに土壌硬度計のガス供給源からガスが供給されて作動される。そのため、エアリフトポンプ用のガス供給ポンプを省略することができる。この場合、ガス供給源からガス導入パイプへのガスの供給は、ガス供給源からのガスをガス導入パイプへ直接供給するか、ガス供給源から土壌硬度計のガス通路へ供給されたガスをガス導入パイプへ分岐して供給する。後者の場合、ガス供給源からガス通路へ供給されたガスを全てガス導入パイプへ分岐して供給するか、ガス供給源からガス通路へ供給されたガスの一部をガス導入パイプへ分岐して供給する。

【0018】

第６の手段は、上述した第４の手段又は第５の手段に記載の土壌軟化装置であって、前記制御回路は、前記土壌硬度計によって測定された前記土壌の硬度が閾値より高いとき、前記ガスリフトポンプを予め決められた一定時間作動し、その後、前記土壌硬度計により測定される前記土壌の硬度が閾値より低くなるまで前記ガスリフトポンプの一定時間作動を繰り返す。

【0019】

上記第６の手段によれば、ガスリフトポンプは、土壌硬度が閾値より高いと、一定時間作動され、その後土壌硬度計により測定される土壌硬度が閾値より低くなると作動停止される。そのため、土壌硬度が閾値より高い間はガスリフトポンプが間欠的に作動され、土壌を軟化させることができる。土壌硬度計のガス供給源が供給するガスの全てをガスリフトポンプの作動に使用する構成とした場合は、ガスリフトポンプが一定時間作動後に停止したタイミングで、ガス供給源からのガスの供給をガスリフトポンプのガス導入パイプ側から土壌硬度計のガス通路側へ切り替えることで土壌硬度計を機能させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】一実施形態である土壌軟化装置のシステム構成図である。

【図2】上記土壌軟化装置のコントロールユニットにおける硬度演算処理のフローチャートである。

【図3】上記土壌軟化装置のコントロールユニットにおけるエアリフトポンプ作動処理のフローチャートである。

【図4】上記土壌軟化装置のコントロールユニットにおけるエアリフトポンプ間欠作動処理のフローチャートである。

【図5】一実施形態である土壌硬度計における圧力センサの検出信号の一例を示すグラフである。

【図6】上記土壌硬度計における土壌硬度の求め方を説明するグラフである。

【図7】上記土壌硬度計における空気圧上昇勾配に対する圧力補正係数を説明するグラフである。

【図8】上記土壌硬度計における外気温に対する温度補正係数を説明するグラフである。

【図9】上記土壌硬度計における土壌粘度の求め方を説明するグラフである。

【図10】エアリフトポンプの作動を説明するタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

＜一実施形態の土壌硬度計＞
図１は、土壌硬度計１０を含む土壌軟化装置の一実施形態を示す。土壌軟化装置は、土壌硬度計１０からの信号を受けて作動するエアリフトポンプ２０を備える。土壌硬度計１０は単独で使用することができるが、ここでは土壌軟化装置のシステムの一部として使用されている。

【0022】

この場合の土壌硬度計１０は、干潟、養殖場などの水底の土壌Ｓの硬度を測定している。土壌硬度計１０は、ガス供給源としてのエアポンプ１１と、ガス通路を成すエアパス１２と、エアパス１２の通路内の空気圧を検出する圧力センサ１３とを備える。エアパス１２の一端１２Ａは、エアポンプ１１から一定圧力の圧縮空気の供給を受けている。エアパス１２の他端１２Ｂは、土壌Ｓの表面を貫通して土壌Ｓの内部に埋設されている。エアパス１２の他端１２Ｂの土壌Ｓ内部への埋設の程度は、エアパス１２の一端１２Ａから供給される圧縮空気が土壌Ｓの内部に向けて吐出され、土壌Ｓの表面から直接大気中に漏出されない程度とされる。エアパス１２の一端１２Ａから圧縮空気が土壌Ｓ内を通過しないで直接大気中に漏出されなければ、土壌Ｓの表面にエアパス１２の一端１２Ａを当接させる形態としてもよい。

【0023】

この状態でエアポンプ１１から圧縮空気がエアパス１２内に矢印のように供給され、土壌Ｓの硬度に応じた空気圧を超えると、圧縮空気はエアパス１２の他端１２Ｂから土壌Ｓ中に気泡Ｂとして放出される。一方、圧力センサ１３は、エアパス１２内の空気圧を検出しており、その検出信号をコントロールユニット３０に入力している。エアパス１２内の空気圧は、図５の実線で示すように、エアパス１２への圧縮空気の供給開始からの時間経過と共に上昇し、他端１２Ｂから土壌Ｓ中に気泡Ｂが放出された瞬間に急降下する。この空気圧の変化が圧力センサ１３により検出される。コントロールユニット３０には、外気温を検出する温度センサ１４も接続されている。

【0024】

＜一実施形態の硬度演算処理＞
図２は、コントロールユニット３０で要部を成すプログラム内蔵方式コンピュータ（図示略）における硬度演算処理プログラムを示す。このプログラムが起動されると、ステップＳ１１にてエアポンプ１１が作動される。次にステップＳ１２では、温度センサ１４により検出される外気温ＴＰを取り込む。ステップＳ１３では、圧力センサ１３により検出されるエアパス１２内の空気圧Ｐｒを取り込む。次のステップＳ１４では空気圧Ｐｒの上昇勾配Ｐｇが算出され、ステップＳ１５では空気圧Ｐｒのピーク値Ｐｐが算出される。

【0025】

図５のように、エアポンプ１１による圧縮空気の供給開始からエアパス１２の空気圧Ｐｒは上昇し、エアパス１２の他端１２Ｂから圧縮空気が気泡Ｂとなって放出されると空気圧Ｐｒは急激に降下する。空気圧Ｐｒが降下し始めるタイミングのピーク値ＰｐがステップＳ１５にて求められる。また、空気圧Ｐｒがピーク値Ｐｐに達する前の空気圧Ｐｒが安定して上昇している時点の圧力上昇勾配Ｐｇが、単位時間Δｔ当たりの圧力変化ΔｐとしてステップＳ１４にて求められる。圧力上昇勾配Ｐｇは、エアポンプ１１による圧縮空気の供給開始から空気圧Ｐｒがピーク値Ｐｐに達するまでの圧力変化の平均値により求めてもよい。

【0026】

図２のステップＳ１６では、上記ピーク値Ｐｐから土壌Ｓの硬度が算出される。図６は、ピーク値Ｐｐから求められる土壌Ｓの硬度の算出例を示す。例えば、ピーク値ＰｐがＰ１のとき、土壌Ｓの硬度はＨ１と算出される。土壌Ｓが硬いほどエアパス１２から空気は放出され難くなるため、ピーク値Ｐｐが高いほど土壌Ｓの硬度も高くされている。ステップＳ１６における硬度の算出は、予め設定した計算式により求めるか、予め記憶したピーク値Ｐｐと土壌硬度とのマップから読み取ることにより求められる。

【0027】

図２のステップＳ１７では、上記上昇勾配Ｐｇ及び上記外気温ＴＰから上述のように求められた土壌硬度を補正する。上昇勾配Ｐｇ及び外気温ＴＰは上記第３の手段におけるガスの性状に相当する。図７は、上昇勾配Ｐｇに基づいて設定される圧力補正係数を示す。土壌Ｓの硬度が同じでもエアパス１２内の圧縮空気の上昇勾配Ｐｇが大きいほど低い圧力でエアパス１２の他端１２Ｂから気泡Ｂが放出されるため、圧力補正係数は「１」よりも大きい値で上昇勾配Ｐｇが大きいほど大きくなる値に設定されている。また、図８は、外気温ＴＰに基づいて設定される温度補正係数を示す。土壌Ｓの硬度が同じでもエアポンプ１１によりエアパス１２内に供給される圧縮空気の外気温ＴＰが高いほど低い圧力でエアパス１２の他端１２Ｂから気泡Ｂが放出されるため、温度補正係数は「１」よりも大きい値で外気温ＴＰが高くなるほど大きな値とされている。これらの圧力補正係数及び温度補正係数は、予め設定した計算式により求めるか、予め記憶した上昇勾配Ｐｇ又は外気温ＴＰと補正係数とのマップから読み取ることにより求められる。

【0028】

図２のステップＳ１８では、上記上昇勾配Ｐｇから土壌Ｓの粘度が算出される。図９は、上昇勾配Ｐｇから求められる土壌Ｓの粘度の算出例を示す。例えば、上昇勾配ＰｇがＰ２のとき、土壌Ｓの粘度はＶ２と算出される。図５に破線で示すように、土壌Ｓの粘度が高いとエアパス１２内の空気圧がピーク値に達するまでの圧力の上昇勾配が緩くなる。そのため、図９のように上昇勾配Ｐｇが大きくなるほど土壌粘度は小さくなるようにされている。上昇勾配Ｐｇは、ステップＳ１４にて求められたものが用いられる。ステップＳ１８における土壌粘度の算出は、予め設定した計算式により求めるか、予め記憶した上昇勾配Ｐｇと土壌粘度とのマップから読み取ることにより求められる。

【0029】

なお、図２のプログラムの実行により実現される機能のうち、ステップＳ１３、ステップＳ１５、及びステップＳ１６の処理は上記第１の手段における硬度算出回路に相当し、ステップＳ１２、ステップＳ１４、及びステップＳ１７の処理は上記第３の手段における補正回路に相当し、ステップＳ１４及びステップＳ１８の処理は上記第２の手段における粘度算出回路に相当する。

【0030】

＜一実施形態の土壌硬度計の作用、効果＞
以上の土壌硬度計１０によれば、エアパス１２内の空気圧のピーク値に基づいて土壌Ｓの硬度を求めることができる。即ち、土壌硬度が土壌Ｓへの空気の通り易さにより測定されるため、土壌硬度計１０によれば長期間の使用に関わらず測定精度の低下を抑制することができる。

【0031】

＜一実施形態の土壌軟化装置＞
図１において、上記土壌硬度計１０は、エアリフトポンプ（ガスリフトポンプに相当）２０と共に設けられて、土壌軟化装置を構成している。エアリフトポンプ２０は、エアリフトパイプ（ガスリフトパイプに相当）２１と、エア導入パイプ（ガス導入パイプに相当）２２と、切換弁２３とを備える。エアリフトパイプ２１は、両端に開口を有するパイプであり、一端２１Ａが土壌Ｓの表面を貫通して土壌Ｓ内部に埋設されている。また、エアリフトパイプ２１の他端２１Ｂは土壌Ｓ上で一端２１Ａが設置された位置から離れた場所に配設されている。エアリフトパイプ２１の一端２１Ａは、土壌Ｓを矢印のように継続的に吸い上げることができる程度の深さに埋設されている。また、エアリフトパイプ２１の他端２１Ｂは、そこから土壌Ｓが矢印のように吐出されることによりエアリフトパイプ２１の一端２１Ａの周りの土壌Ｓが攪拌されるようにされている。

【0032】

エア導入パイプ２２は、両端に開口を有するパイプであり、各開口端部がエアパス１２とエアリフトパイプ２１にそれぞれ連通されている。エア導入パイプ２２のエアリフトパイプ２１への連通は、エアリフトパイプ２１の一端２１Ａより僅かに他端２１Ｂ側に行われている。また、エア導入パイプ２２のエアパス１２への連通は、エアパス１２の一端１２Ａと他端１２Ｂとの間の適宜の場所に行われている。エアパス１２においてエア導入パイプ２２の連通位置より他端１２Ｂ側には切換弁２３を成す一方の開閉弁２３Ａが設けられている。開閉弁２３Ａにより、エアパス１２におけるエア導入パイプ２２の連通位置より他端１２Ｂ側の通路が開閉可能とされている。また、エア導入パイプ２２には、切換弁２３を成す他方の開閉弁２３Ｂが設けられている。開閉弁２３Ｂにより、エア導入パイプ２２の通路が開閉可能とされている。各開閉弁２３Ａ、２３Ｂは、コントロールユニット３０から信号を受けて開閉作動される。

【0033】

エアリフトポンプ２０は、開閉弁２３Ｂが開放されてエアポンプ１１からの圧縮空気がエアリフトパイプ２１内に供給されると、エアリフトパイプ２１内に他端２１Ｂ側に向かう気泡Ｂの流れが生じて、エアリフトパイプ２１の一端２１Ａの土壌Ｓの一部が吸引され、他端２１Ｂから吐出される。他端２１Ｂから吐出された土壌Ｓの一部は、一端２１Ａから離れた位置の土壌Ｓにまかれて、土壌Ｓの攪拌が行われる。他端２１Ｂから吐出される土壌Ｓは、所定の容器内に貯えて適宜の位置の土壌Ｓの上に運んでまくようにしてもよい。

【0034】

＜一実施形態のエアリフトポンプ作動処理＞
図３は、コントロールユニット３０で要部を成すプログラム内蔵方式コンピュータ（図示略）におけるエアリフトポンプ作動処理プログラムを示す。このプログラムが起動されると、ステップＳ２１にてエアポンプ１１が作動される。次にステップＳ２２では、上述の土壌硬度計１０にて求められた土壌硬度データを取り込む。そして、ステップＳ２３では、ステップＳ２２で取り込んだ土壌硬度が閾値より低いか否かが判定される。ここで土壌硬度が閾値より高くてステップＳ２３が否定判断されると、ステップＳ２４以降の処理にてエアリフトポンプ２０が間欠作動される。土壌硬度が閾値より低いと、ステップＳ２３は肯定判断され、ステップＳ２５以降の処理にてエアリフトポンプ２０の作動が停止される。

【0035】

図１０は、エアリフトポンプ２０の作動の仕方を示す。図１０（１）のように、Ｔ１の時点で土壌Ｓの硬度が閾値より高くなると、エアリフトポンプ２０は、図１０（２）のようにオフからオンとなり、間欠作動を開始する。エアリフトポンプ２０の間欠作動では、エアリフトポンプ２０は一定時間ＴＣオン、休止時間ＴＩオフの作動を繰り返す。そのため、Ｔ１の時点でオンとされたエアリフトポンプ２０は、Ｔ２の時点で一定時間ＴＣが経過して一端オフとされる。その後、Ｔ３の時点で休止時間ＴＩが経過するため、再びエアリフトポンプ２０はオンとされる。Ｔ４の時点で図１０（１）のように土壌Ｓの硬度が閾値より低くなると、エアリフトポンプ２０は間欠作動されなくなる。休止時間ＴＩは、土壌硬度計１０が硬度の測定に要する時間によって決定される。

【0036】

図３のステップＳ２４のエアリフトポンプ間欠作動処理が実行されると、図４のステップＳ３１にて後述のエアリフトポンプ作動フラグがオフ（リセット）状態にあるか否かが判定される。エアリフトポンプ作動フラグがオフ状態にあると、ステップＳ３１は肯定判断され、ステップＳ３２にてエアリフトポンプ作動フラグがオン（セット）状態とされ、タイマのカウント値がゼロにクリアされる。エアリフトポンプ作動フラグがオン状態にされた後は、ステップＳ３１が否定判断され、ステップＳ３２の処理はスキップされる。

【0037】

ステップＳ３３では、タイマのカウント値が一定時間ＴＣより大きくなったか否かが判定される。タイマのカウント値が一定時間ＴＣより大きくなってステップＳ３３が肯定判断されると、ステップＳ３４にてエアリフトポンプ作動フラグがオフ（リセット）状態とされる。タイマのカウント値が一定時間ＴＣより小さい間は、ステップＳ３３は否定判断され、ステップＳ３４の処理はスキップされる。

【0038】

図３のエアリフトポンプ作動処理にて、土壌硬度が閾値より高くてステップＳ２３が否定判断されると、ステップＳ２４の処理にて、上述のようにエアリフトポンプ作動フラグが一定時間ＴＣだけオン状態とされ、その後休止時間ＴＩだけオフ状態とされる。即ち、ステップＳ２４の処理では、エアリフトポンプ作動フラグが間欠的にオン状態とされる。一方、土壌硬度が閾値より低いと、ステップＳ２３は肯定判断され、ステップＳ２５の処理にてエアリフトポンプ作動フラグがオフ状態とされる。

【0039】

図３のステップＳ２６では、エアリフトポンプ作動フラグがオン状態にあるか否かが判定される。エアリフトポンプ作動フラグがオン状態にあり、ステップＳ２６が肯定判断されると、ステップＳ２７にて開閉弁２３Ａが閉、開閉弁２３Ｂが開作動される。そのため、エアポンプ１１からの圧縮空気は全てエアリフトパイプ２１に流れ、土壌Ｓの攪拌が行われる。また、エアポンプ１１からの圧縮空気がエアパス１２の他端１２Ｂに供給されないため、土壌硬度計１０による土壌Ｓの硬度測定は停止される。

【0040】

一方、エアリフトポンプ作動フラグがオフ状態にあり、ステップＳ２６が否定判断されると、ステップＳ２８にて開閉弁２３Ａが開、開閉弁２３Ｂが閉作動される。そのため、エアポンプ１１からの圧縮空気は全てエアパス１２の他端１２Ｂに流れ、土壌硬度計１０として土壌Ｓの硬度が測定される。また、エアポンプ１１からの圧縮空気がエアリフトパイプ２１に流れないため、エアリフトポンプ２０による土壌Ｓの攪拌は停止される。

【0041】

以上のように図３、４のエアリフトポンプ作動処理が実行されると、土壌硬度計１０により測定される土壌Ｓの硬度が閾値より高い状態では、間欠的にエアリフトポンプ２０が作動されて土壌Ｓの攪拌が行われる。その結果、土壌Ｓの硬度が軟化される。エアリフトポンプ２０の間欠作動の合間には、土壌硬度計１０により土壌Ｓ硬度が測定され、その結果、土壌Ｓの硬度が閾値より低くなるまでエアリフトポンプ２０の間欠作動が継続される。図３、４のエアリフトポンプ作動処理は、定期的に実行される。例えば、１日に１回の頻度で実行される。

【0042】

なお、図３、４のステップＳ２３～ステップＳ２８の処理プログラムの実行により実現される機能が上記第４の手段における制御回路に相当する。

【0043】

＜その他の実施形態＞
以上、本明細書に開示の技術を特定の実施形態について説明したが、その他各種の形態で実施可能なものである。例えば、上記実施形態では、土壌硬度計及び土壌軟化装置に使用するガスとして空気を用いたが、窒素、酸素等の他のガスを用いてもよい。また、上記実施形態では、エアポンプ１１からの圧縮空気をエアパス１２の他端１２Ｂかエアリフトパイプ２１のいずれかに切り換えて供給したが、エアポンプ１１からの圧縮空気をエアパス１２の他端１２Ｂとエアリフトパイプ２１の両方に同時に供給するようにしてもよい。その場合、土壌硬度計１０による土壌Ｓの硬度の測定をしながら、同時に土壌Ｓの軟化を行うことができる。更に、上記実施形態では、エアポンプ１１からの圧縮空気の切り換えをエアパス１２とエアリフトパイプ２１にそれぞれ設けられた開閉弁２３Ａ、２３Ｂにより行ったが、エアパス１２とエアリフトパイプ２１の接続部に設けた一つの切換弁により行ってもよい。

【符号の説明】

【0044】

１０ 土壌硬度計
１１ エアポンプ（ガス供給源）
１２ エアパス（ガス通路）
１２Ａ 一端
１２Ｂ 他端
１３ 圧力センサ
１４ 温度センサ
２０ エアリフトポンプ（ガスリフトポンプ）
２１ エアリフトパイプ（ガスリフトパイプ）
２１Ａ 一端
２１Ｂ 他端
２２ エア導入パイプ（ガス導入パイプ）
２３ 切換弁
２３Ａ、２３Ｂ 開閉弁
３０ コントロールユニット
Ｓ 土壌

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】