特許 7569041 セメント残量検出装置、セメント残量検出システム、セメントサイロおよびセメント発注システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-08

(45)【発行日】2024-10-17

(54)【発明の名称】セメント残量検出装置、セメント残量検出システム、セメントサイロおよびセメント発注システム

(51)【国際特許分類】

   G01F 23/284 20060101AFI20241009BHJP

   B28C 7/00 20060101ALI20241009BHJP

【ＦＩ】

G01F23/284

B28C7/00

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2022126260

(22)【出願日】2022-08-08

(65)【公開番号】P2024022854

(43)【公開日】2024-02-21

【審査請求日】2023-05-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(73)【特許権者】

【識別番号】508182589

【氏名又は名称】エフティーエス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117558

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 和之

(72)【発明者】

【氏名】泉水 大輔

(72)【発明者】

【氏名】樋下 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】四塚 勝久

【審査官】藤澤 和浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１８３２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３１８９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９２３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－３９４９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｆ ２３／００－２３／８０

Ｂ２８Ｃ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ホッパーを有するセメントサイロに貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置であって、
前記セメントサイロの上蓋に固定されている距離検出装置によって検出された該距離検出装置から前記セメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データと、セメント面角度を示す表面角度データを含むセメント面データを該距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、
該セメント面データ入力手段によって入力される前記セメント面データを用いて、前記ホッパーの内傾斜面に応じて前記セメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、
前記セメント面に前記すり鉢状凹部が形成される前の初期状態における前記セメントの容積である初期容積から、前記凹部容積算出手段によって算出される前記凹部容積を差し引いて、前記貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、
前記セメント面角度は、前記距離検出装置から前記セメント面の各点までのラインと、前記セメントサイロの中心軸とのなす角度であり、
前記凹部容積算出手段は、前記セメント面データのうちの前記距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて、前記凹部容積を算出するときに、前記最小距離データと、前記表面角度データのうちの前記最小距離データに対応した対応角度データを用いて前記セメントサイロの前記中心軸から前記セメントサイロの内側側面までの最短距離を示す内側径よりも小さい内径を算出し、該算出された内径を用いて、前記すり鉢状凹部が前記セメント面の一部にとどまっているときにも前記凹部容積を算出するセメント残量検出装置。

【請求項2】

前記セメント面のうちの前記初期状態にある初期セメント面と、前記セメント面のうちの前記距離検出装置から離れる方向に沿って移動した移動セメント面の最も外側に配置される最外部との距離である空隙距離を算出する空隙距離算出手段を更に有し、
該空隙距離算出手段によって算出された前記空隙距離を用いて、前記初期セメント面と前記移動セメント面との間の容積である空隙容積を算出する空隙容積算出手段とを更に有する請求項１記載のセメント残量検出装置。

【請求項3】

前記残容積算出手段は、前記初期容積から前記凹部容積とともに前記空隙容積を差し引いて前記残容積を算出する請求項２記載のセメント残量検出装置。

【請求項4】

前記凹部容積算出手段は、前記距離検出装置から前記セメント面のうちの前記初期状態にある初期セメント面までの最短距離である初期距離を前記最大距離データから差し引くことによって算出される凹部深さを用いて前記凹部容積を算出する請求項１記載のセメント残量検出装置。

【請求項5】

前記凹部容積算出手段は、前記距離検出装置から前記セメント面のうちの前記初期状態にある初期セメント面までの最短距離である初期距離および前記空隙距離を前記最大距離データから差し引くことによって算出される凹部深さを用いて前記凹部容積を算出する請求項２記載のセメント残量検出装置。

【請求項6】

前記残容積と前記セメントの比重との積を前記セメント残量として算出するセメント残量算出手段を更に有する請求項１記載のセメント残量検出装置。

【請求項7】

ホッパーを有するセメントサイロに貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置であって、
前記セメントサイロの上蓋に固定されている距離検出装置によって検出された該距離検出装置から前記セメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データを含むセメント面データを該距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、
該セメント面データ入力手段によって入力される前記セメント面データを用いて、前記ホッパーの内傾斜面に応じて前記セメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、
前記セメント面に前記すり鉢状凹部が形成される前の初期状態における前記セメントの容積である初期容積から、前記凹部容積算出手段によって算出される前記凹部容積を差し引いて、前記貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、
前記セメント面のうちの前記初期状態にある初期セメント面と、前記セメント面のうちの前記距離検出装置から離れる方向に沿って移動した移動セメント面の最も外側に配置される最外部との距離である空隙距離を算出する空隙距離算出手段と、
該空隙距離算出手段によって算出された前記空隙距離を用いて、前記初期セメント面と前記移動セメント面との間の容積である空隙容積を算出する空隙容積算出手段とを更に有し、
前記距離検出装置から、前記すり鉢状凹部の入り口を通り、前記セメントサイロの中心軸と直交する入り口直交面までの最短距離が、前記距離検出装置から前記初期セメント面までの最短距離と一致するか否かによって、前記セメント面が前記初期セメント面か否かを判定するセメント面判定手段と、
該セメント面判定手段によって、前記セメント面が前記初期セメント面ではないと判定されたときに前記空隙容積算出手段を作動させる容積算出制御手段とを更に有するセメント残量検出装置。

【請求項8】

前記凹部容積算出手段は、前記セメント面データのうちの前記距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて、前記凹部容積を算出する請求項７記載のセメント残量検出装置。

【請求項9】

ホッパーを有する粉体サイロに貯蔵されている粉体の重量を粉体残量として検出する粉体残量検出装置であって、
前記粉体サイロの上蓋に固定されている距離検出装置によって検出された該距離検出装置から前記粉体の上側表面である粉体面までの距離を示す表面距離データと、粉体面角度を示す表面角度データを含む粉体面データを該距離検出装置から入力する粉体面データ入力手段と、
該粉体面データ入力手段によって入力される前記粉体面データを用いて、前記ホッパーの内傾斜面に応じて前記粉体面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、
前記粉体面に前記すり鉢状凹部が形成される前の初期状態における前記粉体の容積である初期容積から、前記凹部容積算出手段によって算出される前記凹部容積を差し引いて、前記貯蔵されている粉体の容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、
前記粉体面角度は、前記距離検出装置から前記粉体面の各点までのラインと、前記粉体サイロの中心軸とのなす角度であり、
前記凹部容積算出手段は、前記粉体面データのうちの前記距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて、前記凹部容積を算出するときに、前記最小距離データと、前記表面角度データのうちの前記最小距離データに対応した対応角度データを用いて前記粉体サイロの前記中心軸から前記粉体サイロの内側側面までの最短距離を示す内側径よりも小さい内径を算出し、該算出された内径を用いて、前記すり鉢状凹部が前記粉体面の一部にとどまっているときにも前記凹部容積を算出する粉体残量検出装置。

【請求項10】

ホッパーを有するセメントサイロ内に貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置と、前記セメントサイロの上蓋に固定されている距離検出装置とを有するセメント残量検出システムであって、
前記セメント残量検出装置は、前記距離検出装置によって検出された該距離検出装置から前記セメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データと、セメント面角度を示す表面角度データを含むセメント面データを該距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、
該セメント面データ入力手段によって入力される前記セメント面データを用いて、前記ホッパーの内傾斜面に応じて前記セメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、
前記セメント面に前記すり鉢状凹部が形成される前の初期状態における前記セメントの容積である初期容積から、前記凹部容積算出手段によって算出される前記凹部容積を差し引いて、前記貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、
前記セメント面角度は、前記距離検出装置から前記セメント面の各点までのラインと、前記セメントサイロの中心軸とのなす角度であり、
前記凹部容積算出手段は、前記セメント面データのうちの前記距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて、前記凹部容積を算出するときに、前記最小距離データと、前記表面角度データのうちの前記最小距離データに対応した対応角度データを用いて前記セメントサイロの前記中心軸から前記セメントサイロの内側側面までの最短距離を示す内側径よりも小さい内径を算出し、該算出された内径を用いて、前記すり鉢状凹部が前記セメント面の一部にとどまっているときにも前記凹部容積を算出するセメント残量検出システム。

【請求項11】

ホッパーを有するセメントサイロ内に貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置と、前記セメントサイロの上蓋に固定されている距離検出装置とを有するセメント残量検出システムであって、
前記セメント残量検出装置は、前記距離検出装置によって検出された該距離検出装置から前記セメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データを含むセメント面データを該距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、
該セメント面データ入力手段によって入力される前記セメント面データを用いて、前記ホッパーの内傾斜面に応じて前記セメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、
前記セメント面に前記すり鉢状凹部が形成される前の初期状態における前記セメントの容積である初期容積から、前記凹部容積算出手段によって算出される前記凹部容積を差し引いて、前記貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、
前記セメント面のうちの前記初期状態にある初期セメント面と、前記セメント面のうちの前記距離検出装置から離れる方向に沿って移動した移動セメント面の最も外側に配置される最外部との距離である空隙距離を算出する空隙距離算出手段と、
該空隙距離算出手段によって算出された前記空隙距離を用いて、前記初期セメント面と前記移動セメント面との間の容積である空隙容積を算出する空隙容積算出手段とを更に有し、
前記距離検出装置から、前記すり鉢状凹部の入り口を通り、前記セメントサイロの中心軸と直交する入り口直交面までの最短距離が、前記距離検出装置から前記初期セメント面までの最短距離と一致するか否かによって、前記セメント面が前記初期セメント面か否かを判定するセメント面判定手段と、
該セメント面判定手段によって、前記セメント面が前記初期セメント面ではないと判定されたときに前記空隙容積算出手段を作動させる容積算出制御手段とを更に有するセメント残量検出システム。

【請求項12】

ホッパーを有するセメントサイロであって、該セメントサイロは、上蓋と、貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置と、該上蓋に固定されている距離検出装置とを有し、
該セメント残量検出装置は、前記距離検出装置によって検出された該距離検出装置から前記セメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データと、セメント面角度を示す表面角度データを含むセメント面データを該距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、
該セメント面データ入力手段によって入力される前記セメント面データを用いて、前記ホッパーの内傾斜面に応じて前記セメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、
前記セメント面に前記すり鉢状凹部が形成される前の初期状態における前記セメントの容積である初期容積から、前記凹部容積算出手段によって算出される前記凹部容積を差し引いて、前記貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、
前記セメント面角度は、前記距離検出装置から前記セメント面の各点までのラインと、前記セメントサイロの中心軸とのなす角度であり、
前記凹部容積算出手段は、前記セメント面データのうちの前記距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて、前記凹部容積を算出するときに、前記最小距離データと、前記表面角度データのうちの前記最小距離データに対応した対応角度データを用いて前記セメントサイロの前記中心軸から前記セメントサイロの内側側面までの最短距離を示す内側径よりも小さい内径を算出し、該算出された内径を用いて、前記すり鉢状凹部が前記セメント面の一部にとどまっているときにも前記凹部容積を算出するセメントサイロ。

【請求項13】

ホッパーを有するセメントサイロであって、該セメントサイロは、上蓋と、貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置と、該上蓋に固定されている距離検出装置とを有し、
該セメント残量検出装置は、前記距離検出装置によって検出された該距離検出装置から前記セメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データを含むセメント面データを該距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、
該セメント面データ入力手段によって入力される前記セメント面データを用いて、前記ホッパーの内傾斜面に応じて前記セメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、
前記セメント面に前記すり鉢状凹部が形成される前の初期状態における前記セメントの容積である初期容積から、前記凹部容積算出手段によって算出される前記凹部容積を差し引いて、前記貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、
前記セメント面のうちの前記初期状態にある初期セメント面と、前記セメント面のうちの前記距離検出装置から離れる方向に沿って移動した移動セメント面の最も外側に配置される最外部との距離である空隙距離を算出する空隙距離算出手段と、
該空隙距離算出手段によって算出された前記空隙距離を用いて、前記初期セメント面と前記移動セメント面との間の容積である空隙容積を算出する空隙容積算出手段とを更に有し、
前記距離検出装置から、前記すり鉢状凹部の入り口を通り、前記セメントサイロの中心軸と直交する入り口直交面までの最短距離が、前記距離検出装置から前記初期セメント面までの最短距離と一致するか否かによって、前記セメント面が前記初期セメント面か否かを判定するセメント面判定手段と、
該セメント面判定手段によって、前記セメント面が前記初期セメント面ではないと判定されたときに前記空隙容積算出手段を作動させる容積算出制御手段とを更に有するセメントサイロ。

【請求項14】

ホッパーを有するセメントサイロに貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置と、該セメント残量検出装置によって検出された前記セメント残量に応じてセメント発注データを生成するセメント発注処理装置とを有するセメント発注システムであって、
前記セメント残量検出装置は、前記セメントサイロの上蓋に固定されている距離検出装置によって検出された該距離検出装置から前記セメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データと、セメント面角度を示す表面角度データを含むセメント面データを該距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、
該セメント面データ入力手段によって入力される前記セメント面データを用いて、前記ホッパーの内傾斜面に応じて前記セメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、
前記セメント面に前記すり鉢状凹部が形成される前の初期状態における前記セメントの容積である初期容積から、前記凹部容積算出手段によって算出される前記凹部容積を差し引いて、前記貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段と、
該残容積算出手段によって算出された前記残容積と前記セメントの比重との積を前記セメント残量として算出するセメント残量算出手段とを有し、
前記セメント面角度は、前記距離検出装置から前記セメント面の各点までのラインと、前記セメントサイロの中心軸とのなす角度であり、
前記凹部容積算出手段は、前記セメント面データのうちの前記距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて、前記凹部容積を算出するときに、前記最小距離データと、前記表面角度データのうちの前記最小距離データに対応した対応角度データを用いて前記セメントサイロの前記中心軸から前記セメントサイロの内側側面までの最短距離を示す内側径よりも小さい内径を算出し、該算出された内径を用いて、前記すり鉢状凹部が前記セメント面の一部にとどまっているときにも前記凹部容積を算出し、
前記セメント発注処理装置は、該セメント残量算出手段によって算出された前記セメント残量が前記セメントの在庫量の下限値として設定されている下限在庫量より少ないか否かを判定する在庫判定手段と、
該在庫判定手段によって、前記セメント残量が前記下限在庫量より少ないと判定されたときに前記セメント発注データを生成する発注データ生成手段とを有するセメント発注システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ホッパーを有するセメントサイロに貯蔵されているセメントの残量を検出するセメント残量検出装置、セメント残量検出システム、貯蔵されているセメントの残量を検出し得るセメントサイロ、検出された残量に応じてセメントを発注するセメント発注システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、生コンクリート製造工場、ビルや道路等の建設現場にセメントサイロが設置されている。セメントサイロは、生コンクリートが製造されるときの原料となるセメントが貯蔵される高さ数メートルに及ぶ塔型の建物である。セメントサイロには、通常、数トン程度のセメントが貯蔵されるが、貯蔵されているセメントはセメントサイロの外部から確認することができない。そのため、人がセメントサイロ上蓋の開閉ハッチを開いて目視で確認する、側面を叩いたときの反響音を調べるといった人手による手法で残量の確認および把握が行われていた。

【0003】

しかしながら、人手による手法では、作業員の安全性確保や作業の省力化という課題が未解決であったため、従来、貯蔵されているセメントの残量を人手によらない手法で把握できるようにした技術が知られていた。

【0004】

例えば、特許文献１には、セメントサイロの内部に残量検出用のレベル計を設け、そのレベル計の検出信号をセメント在庫量の監視装置に取り込んで残量を検出することが開示されている。また、特許文献２には、セメントサイロにおいて、セメントの納品量から使用量を差し引くことで在庫量を導き出すことが開示されている。さらに、特許文献３には、円筒形の外容器と、その内側に収容される内容器とを有する二重構造のセメントサイロにおいて、内容器の荷重を測定するロードセルを内容器と外容器との間の内容器底部に設け、そのロードセルによって、内容器に収容されているセメントの残量を検出することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００１－３１８９６６号公報

【文献】特開２００８－１９０８２号公報

【文献】実開平５－３０７３６号

【文献】特開２００３－１４１２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記従来技術によれば、貯蔵されているセメントの残量を人手によらない手法で把握することができる。

【0007】

しかしながら、上記いずれの従来技術でも、セメントの残量を正確に検出することができなかった。この点、特許文献１の従来技術では、セメントサイロ内にレベル計が高さ方向に沿って所定間隔で配置されているため、セメントの表面が飛び飛びにしか検出されず、セメントの表面がレベル計と一致していれば在庫量を検出できるものの、そうでなければ在庫量を正確に検出することができない。また、特許文献２の従来技術では、セメントサイロに貯蔵されているセメントが検出、計量されるのではなく、納品量から使用量を差し引くといった手法で在庫が把握されているので、実際に貯蔵されているセメントが在庫量に反映されないおそれがある。

【0008】

一方、セメントサイロは、セメント収集用のホッパーが下方に設けられているホッパー式と、ホッパーのない平底式とがあるが、特許文献３のように、内容器の底部にロードセルを設ける構造はホッパー式に適用することができない。

【0009】

そして、特許文献４には、タンクの天井部に超音波レベル計を設けてタンク内の混和剤の在庫レベルを連続的に検出することが開示されている。この点を特許文献１に適用すれば、セメントの表面の連続的な検出によって、在庫量が正確に検出されると考えられる。

【0010】

しかしながら、セメントサイロでは、貯蔵されているセメントの表面が平坦であるとは限らない。ホッパー式のセメントサイロでは、貯蔵されているセメントの減少に伴い、ホッパーの内傾斜面に沿ったすり鉢状の凹部がセメントの表面に形成される。そうすると、そのすり鉢状の凹部に応じた分のセメントが欠落していることになるため、たとえセメントの表面が連続的に算出されたとしても、検出される在庫量は正確ではない。

【0011】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ホッパーを有するセメントサイロに貯蔵されているセメントの残量を検出するセメント残量検出装置、セメント残量検出システム、貯蔵されているセメントの残量を検出し得るセメントサイロ、検出された残量に応じてセメントを発注するセメント発注システムにおいて、貯蔵されているセメントの残量を正確に検出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するため、本発明は、ホッパーを有するセメントサイロに貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置であって、セメントサイロの上蓋に固定されている距離検出装置によって検出された該距離検出装置から前記セメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データと、セメント面角度を示す表面角度データを含むセメント面データを該距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、そのセメント面データ入力手段によって入力されるセメント面データを用いて、ホッパーの内傾斜面に応じてセメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、セメント面にすり鉢状凹部が形成される前の初期状態におけるセメントの容積である初期容積から、容積算出手段によって算出される凹部容積を差し引いて、貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、セメント面角度は、距離検出装置からセメント面の各点までのラインと、セメントサイロの中心軸とのなす角度であり、凹部容積算出手段は、セメント面データのうちの距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて、凹部容積を算出するときに、最小距離データと、表面角度データのうちの前記最小距離データに対応した対応角度データを用いて前記セメントサイロの中心軸からセメントサイロの内側側面までの最短距離を示す内側径よりも小さい内径を算出し、その算出された内径を用いて、すり鉢状凹部がセメント面の一部にとどまっているときにも凹部容積を算出するセメント残量検出装置を提供する。

【0014】

また、セメント面のうちの初期状態にある初期セメント面と、セメント面のうちの距離検出装置から離れる方向に沿って移動した移動セメント面の最も外側に配置される最外部との距離である空隙距離を算出する空隙距離算出手段を更に有し、その空隙距離算出手段によって算出された空隙距離を用いて、初期セメント面と移動セメント面との間の容積である空隙容積を算出する空隙容積算出手段とを更に有することが好ましい。

【0015】

さらに、残容積算出手段は、初期容積から凹部容積とともに空隙容積を差し引いて残容積を算出するようにすることができる。

【0016】

また、凹部容積算出手段は、距離検出装置からセメント面のうちの初期状態にある初期セメント面までの最短距離である初期距離を最大距離データから差し引くことによって算出される凹部深さを用いて凹部容積を算出するようにすることができる。

【0017】

また、凹部容積算出手段は、距離検出装置からセメント面のうちの初期状態にある初期セメント面までの最短距離である初期距離および空隙距離を最大距離データから差し引くことによって算出される凹部深さを用いて凹部容積を算出するようにすることができる。

【0018】

さらに、残容積とセメントの比重との積をセメント残量として算出するセメント残量算出手段を更に有することが好ましい。

【0019】

さらに、本発明は、ホッパーを有するセメントサイロに貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置であって、セメントサイロの上蓋に固定されている距離検出装置によって検出されたその距離検出装置からセメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データを含むセメント面データをその距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、そのセメント面データ入力手段によって入力されるセメント面データを用いて、ホッパーの内傾斜面に応じてセメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、セメント面にすり鉢状凹部が形成される前の初期状態におけるセメントの容積である初期容積から、凹部容積算出手段によって算出される凹部容積を差し引いて、貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、セメント面のうちの初期状態にある初期セメント面と、セメント面のうちの距離検出装置から離れる方向に沿って移動した移動セメント面の最も外側に配置される最外部との距離である空隙距離を算出する空隙距離算出手段と、その空隙距離算出手段によって算出された空隙距離を用いて、初期セメント面と移動セメント面との間の容積である空隙容積を算出する空隙容積算出手段とを更に有し、距離検出装置から、すり鉢状凹部の入り口を通り、セメントサイロの中心軸と直交する入り口直交面までの最短距離が、距離検出装置から初期セメント面までの最短距離と一致するか否かによって、セメント面が初期セメント面か否かを判定するセメント面判定手段と、そのセメント面判定手段によって、セメント面が初期セメント面ではないと判定されたときに空隙容積算出手段を作動させる容積算出制御手段とを更に有するセメント残量検出装置を提供する。
上記凹部容積算出手段は、セメント面データのうちの距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて、凹部容積を算出することが好ましい。

【0020】

さらに本発明は、ホッパーを有する粉体サイロに貯蔵されている粉体の重量を粉体残量として検出する粉体残量検出装置であって、粉体サイロの上蓋に固定されている距離検出装置によって検出されたその距離検出装置から粉体の上側表面である粉体面までの距離を示す表面距離データと、粉体面角度を示す表面角度データを含む粉体面データをその距離検出装置から入力する粉体面データ入力手段と、その粉体面データ入力手段によって入力される粉体面データを用いて、ホッパーの内傾斜面に応じて粉体面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、粉体面にすり鉢状凹部が形成される前の初期状態における粉体の容積である初期容積から、凹部容積算出手段によって算出される凹部容積を差し引いて、貯蔵されている粉体の容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、粉体面角度は、距離検出装置から粉体面の各点までのラインと、粉体サイロの中心軸とのなす角度であり、凹部容積算出手段は、粉体面データのうちの距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて、凹部容積を算出するときに、最小距離データと、表面角度データのうちの最小距離データに対応した対応角度データを用いて粉体サイロの中心軸から粉体サイロの内側側面までの最短距離を示す内側径よりも小さい内径を算出し、その算出された内径を用いて、すり鉢状凹部が粉体面の一部にとどまっているときにも凹部容積を算出する粉体残量検出装置を提供する。

【0021】

また、本発明は、ホッパーを有するセメントサイロ内に貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置と、セメントサイロの上蓋に固定されている距離検出装置とを有するセメント残量検出システムであって、セメント残量検出装置は、距離検出装置によって検出されたその距離検出装置からセメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データと、セメント面角度を示す表面角度データを含むセメント面データをその距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、そのセメント面データ入力手段によって入力されるセメント面データを用いて、ホッパーの内傾斜面に応じてセメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、セメント面にすり鉢状凹部が形成される前の初期状態におけるセメントの容積である初期容積から、凹部容積算出手段によって算出される凹部容積を差し引いて、貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、セメント面角度は、距離検出装置からセメント面の各点までのラインと、セメントサイロの中心軸とのなす角度であり、凹部容積算出手段は、セメント面データのうちの距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて、凹部容積を算出するときに、最小距離データと、表面角度データのうちの最小距離データに対応した対応角度データを用いてセメントサイロの中心軸からセメントサイロの内側側面までの最短距離を示す内側径よりも小さい内径を算出し、その算出された内径を用いて、すり鉢状凹部がセメント面の一部にとどまっているときにも凹部容積を算出するセメント残量検出システムを提供する。

【0022】

そして、本発明は、ホッパーを有するセメントサイロ内に貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置と、セメントサイロの上蓋に固定されている距離検出装置とを有するセメント残量検出システムであって、セメント残量検出装置は、距離検出装置によって検出されたその距離検出装置からセメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データを含むセメント面データをその距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、そのセメント面データ入力手段によって入力されるセメント面データを用いて、ホッパーの内傾斜面に応じてセメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、セメント面にすり鉢状凹部が形成される前の初期状態におけるセメントの容積である初期容積から、凹部容積算出手段によって算出される凹部容積を差し引いて、貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、セメント面のうちの初期状態にある初期セメント面と、セメント面のうちの距離検出装置から離れる方向に沿って移動した移動セメント面の最も外側に配置される最外部との距離である空隙距離を算出する空隙距離算出手段と、その空隙距離算出手段によって算出された空隙距離を用いて、初期セメント面と移動セメント面との間の容積である空隙容積を算出する空隙容積算出手段とを更に有し、距離検出装置から、すり鉢状凹部の入り口を通り、セメントサイロの中心軸と直交する入り口直交面までの最短距離が、距離検出装置から初期セメント面までの最短距離と一致するか否かによって、セメント面が初期セメント面か否かを判定するセメント面判定手段と、そのセメント面判定手段によって、セメント面が初期セメント面ではないと判定されたときに空隙容積算出手段を作動させる容積算出制御手段とを更に有するセメント残量検出システムを提供する。

【0023】

本発明はホッパーを有するセメントサイロであって、そのセメントサイロは、上蓋と、貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置と、その上蓋に固定されている距離検出装置とを有し、そのセメント残量検出装置は、距離検出装置によって検出されたその距離検出装置からセメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データと、セメント面角度を示す表面角度データを含むセメント面データをその距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、そのセメント面データ入力手段によって入力されるセメント面データを用いて、ホッパーの内傾斜面に応じてセメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、セメント面にすり鉢状凹部が形成される前の初期状態におけるセメントの容積である初期容積から、凹部容積算出手段によって算出される凹部容積を差し引いて、貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、セメント面角度は、距離検出装置からセメント面の各点までのラインと、セメントサイロの中心軸とのなす角度であり、凹部容積算出手段は、セメント面データのうちの距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて、凹部容積を算出するときに、最小距離データと、表面角度データのうちの最小距離データに対応した対応角度データを用いてセメントサイロの中心軸から記セメントサイロの内側側面までの最短距離を示す内側径よりも小さい内径を算出し、その算出された内径を用いて、すり鉢状凹部がセメント面の一部にとどまっているときにも前記凹部容積を算出するセメントサイロを提供する。

【0024】

また、本発明は、ホッパーを有するセメントサイロであって、そのセメントサイロは、上蓋と、貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置と、その上蓋に固定されている距離検出装置とを有し、そのセメント残量検出装置は、距離検出装置によって検出されたその距離検出装置からセメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データを含むセメント面データをその距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、そのセメント面データ入力手段によって入力されるセメント面データを用いて、ホッパーの内傾斜面に応じてセメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、セメント面にすり鉢状凹部が形成される前の初期状態におけるセメントの容積である初期容積から、凹部容積算出手段によって算出される凹部容積を差し引いて、貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段とを有し、セメント面のうちの初期状態にある初期セメント面と、セメント面のうちの距離検出装置から離れる方向に沿って移動した移動セメント面の最も外側に配置される最外部との距離である空隙距離を算出する空隙距離算出手段と、その空隙距離算出手段によって算出された空隙距離を用いて、初期セメント面と移動セメント面との間の容積である空隙容積を算出する空隙容積算出手段とを更に有し、距離検出装置から、すり鉢状凹部の入り口を通り、セメントサイロの中心軸と直交する入り口直交面までの最短距離が、距離検出装置から初期セメント面までの最短距離と一致するか否かによって、セメント面が初期セメント面か否かを判定するセメント面判定手段と、そのセメント面判定手段によって、セメント面が初期セメント面ではないと判定されたときに空隙容積算出手段を作動させる容積算出制御手段とを更に有するセメントサイロを提供する。

【0025】

さらに本発明は、ホッパーを有するセメントサイロに貯蔵されているセメントの重量をセメント残量として検出するセメント残量検出装置と、そのセメント残量検出装置によって検出されたセメント残量に応じてセメント発注データを生成するセメント発注処理装置とを有するセメント発注システムであって、セメント残量検出装置は、セメントサイロの上蓋に固定されている距離検出装置によって検出されたその距離検出装置からセメントの上側表面であるセメント面までの距離を示す表面距離データと、セメント面角度を示す表面角度データを含むセメント面データを該距離検出装置から入力するセメント面データ入力手段と、そのセメント面データ入力手段によって入力されるセメント面データを用いて、ホッパーの内傾斜面に応じてセメント面に形成されるすり鉢状凹部の容積である凹部容積を算出する凹部容積算出手段と、セメント面にすり鉢状凹部が形成される前の初期状態におけるセメントの容積である初期容積から、凹部容積算出手段によって算出される凹部容積を差し引いて、貯蔵されているセメントの容積である残容積を算出する残容積算出手段と、その残容積算出手段によって算出された残容積と前記セメントの比重との積をセメント残量として算出するセメント残量算出手段とを有し、セメント面角度は、距離検出装置からセメント面の各点までのラインと、セメントサイロの中心軸とのなす角度であり、凹部容積算出手段は、セメント面データのうちの距離が最も大きな値を示す最大距離データと、最も小さな値を示す最小距離データとを用いて凹部容積を算出するときに、最小距離データと、表面角度データのうちの最小距離データに対応した対応角度データを用いてセメントサイロの中心軸からセメントサイロの内側側面までの最短距離を示す内側径よりも小さい内径を算出し、その算出された内径を用いて、すり鉢状凹部がセメント面の一部にとどまっているときにも凹部容積を算出し、セメント発注処理装置は、そのセメント残量算出手段によって算出されたセメント残量がセメントの在庫量の下限値として設定されている下限在庫量より少ないか否かを判定する在庫判定手段と、その在庫判定手段によって、セメント残量が下限在庫量より少ないと判定されたときにセメント発注データを生成する発注データ生成手段とを有するセメント発注システムを提供する。

【発明の効果】

【0026】

以上詳述したように、本発明によれば、ホッパーを有するセメントサイロに貯蔵されているセメントの残量を検出するセメント残量検出装置、セメント残量検出システム、貯蔵されているセメントの残量を検出し得るセメントサイロ、検出された残量に応じてセメントを発注するセメント発注システムにおいて、貯蔵されているセメントの残量を正確に検出することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施の形態に係るセメントサイロと、ミキサー設備の一例を示す斜視図である。

【図2】図１のセメントサイロの斜視図である。

【図3】セメント発注システムが備えられている設備の一例を模式的に示した図である。

【図4】セメント発注システムのシステム構成図である。

【図5】セメント残量検出システムおよびセメント残量検出装置の内部構成並びにセメント発注処理装置を示したブロック図である。

【図6】セメント発注処理装置の内部構成を示したブロック図である。

【図7】距離検出装置の内部構成を示したブロック図である。

【図8】残量管理処理の動作手順を示したフローチャートである。

【図9】残量算出処理の動作手順を示したフローチャートである。

【図10】貯蔵されているセメントが一部使用されたときのセメントサイロ内部の中心軸に沿った断面を模式的に示した図である。

【図11】（Ａ）は図１０よりもセメントが使用されたときの図１０同様の断面の要部を示した図、（Ｂ）は更にセメントが使用されたときの図１０同様の断面の要部を示した図である。

【図12】図１０（Ａ）の状態における断面の要部とともにセメント残量の算出式を示した図である。

【図13】図１１（Ｂ）よりも更にセメントが使用されたときの図１０同様の断面を示した図である。

【図14】セメント発注処理の動作手順を示したフローチャートである。

【図15】変形例にかかる液体サイロの図１０と同様の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

【0029】

まず、図１～図２を参照して、本発明の実施の形態に係るセメントサイロ１について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るセメントサイロ１と、ミキサー設備２の一例を示す斜視図である。図２はセメントサイロ１の斜視図である。

【0030】

（セメントサイロ１の構成、セメント発注システム１０１の構成）
本発明の実施の形態に係るセメントサイロ１は、セメントが貯蔵される高さ数メートルに及ぶ塔型の建物であって、有底円筒状の本体２と、上蓋３と、ホッパー５とを有している。

【0031】

図２に示すように、上蓋３には、点検用の開閉ハッチ４と、周縁部に形成された防護柵６とが設けられている。また、上蓋３には、後述する距離検出装置５０が固定されている。距離検出装置５０は、後述する排出口５ｂとともに、セメントサイロ１の中心軸Ａｘ上に沿った位置に固定されている。本体２の外側表面の下側（地面から高さ１ｍ程度）に後述するセメント残量検出装置３０が固定されている。そのセメント残量検出装置３０と距離検出装置５０とが有線の接続コード（例えばＵＳＢケーブル）９によって接続されている。セメント残量検出装置３０と距離検出装置５０とが有線の接続コード９によって接続されることによって、本発明に係るセメント残量検出システム９９が構成されている（図５参照）。ホッパー５は、本体２の内側の下方に設けられている。ホッパー５は、上側から下側に向かって窄まったすり鉢状（逆円錐状）の内傾斜面５ａを有し、その下端部の中心軸Ａｘ上に排出口５ｂが設けられている。排出口５ｂは図示しないセメント排出管に接続されている。セメント排出管はミキサー設備２１に接続されている（図示せず）。

【0032】

そして、図１に示すように、ミキサー設備２１がセメントサイロ１に併設されている。ミキサー設備２１は、セメントサイロ１に応じた高さの建屋であって、バッチャープラントとしての設備、すなわち骨材、セメント、水混和剤の計量器２１ａ、それらの骨材、セメント、水混和剤のミキサー２１ｂ、積み込みホッパー２１ｃが備えられている。また、ミキサー設備２１には、ミキサー車の搬入部２２が複数備えられている。その各搬入部２２に搬入された図示しないミキサー車に、製造された生コンクリートが積み込みホッパー２１ｃの動作によって積み込まれる。

【0033】

続いて、図３～図４を参照して、セメントサイロ１のセメント残量検出装置３０によって構成されるセメント発注システム(以下、「発注システム」ともいう)１０１について説明する。図３は、発注システム１０１が備えられている設備の一例を模式的に示した図、図４は発注システム１０１のシステム構成図である。

【0034】

発注システム１０１には、前述したセメントサイロ１に備えられたセメント残量検出装置３０と、セメント発注処理装置(以下、「発注処理装置」ともいう)１０（１０Ａ，１０Ｂ）とが含まれている。発注処理装置１０Ａ、１０Ｂが共通する構成を有し、それぞれ管理事務所２５，詰所２６に備えられている。その発注処理装置１０Ａ、１０Ｂがそれぞれセメント残量検出装置３０との間で無線ＬＡＮによるデータ通信を行う。

【0035】

また、図４に示すように、発注システム１０１には、発注処理装置１０Ａ，１０Ｂおよびセメント残量検出装置３０とともに、セメント受注サーバ１００が含まれている。セメント受注サーバ１００は、インターネットＮ１を介して発注処理装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）と接続されている。セメント受注サーバ１００は、発注処理装置１０Ａからセメント発注データを受信するなどしてセメント受注処理を実行する。

【0036】

次に、図５、図６、図７を参照して、セメント残量検出装置３０、発注処理装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）、距離検出装置５０について説明する。ここで、図５は、セメント残量検出システム９９およびセメント残量検出装置３０の内部構成並びに発注処理装置１０（１０Ａ）を示したブロック図、図６は発注処理装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）の内部の構成を中心に示すブロック図である。図７は、距離検出装置５０の内部構成を示したブロック図である。

【0037】

（セメント残量検出装置）
セメント残量検出装置３０は、セメントサイロ１に貯蔵されているセメント７０の重量をセメント残量として検出する。セメント残量検出装置３０は、貯蔵されているセメント７０の重量ではなく、その容積（体積）を検出し、その容積にセメントの比重を掛け合わせた数値を算出することで、セメント残量の検出を行う。

【0038】

図５に示すように、セメント残量検出装置３０は、無線ＬＡＮによって発注処理装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）と通信を行うことができる。なお、以下の説明では、セメント残量検出装置３０として、タブレット型の端末装置が想定されているが、ノート型のパーソナルコンピュータでもよい。

【0039】

セメント残量検出装置３０は、図５に示すように、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、データ記憶部３４、液晶表示部３５を有している。また、セメント残量検出装置３０は、音声変換処理部３６、通信制御部３７、通信処理部３８ａ、無線通信部３８ｂ、スピーカ３９およびマイク４０を有している。

【0040】

ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に記憶されているプログラムにしたがい作動してセメント残量検出装置３０全体の動作制御を司る。ＲＯＭ３２はＣＰＵ３１が実行する制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ３３には、データ通信を行うための通信制御プログラムや、ＣＰＵ３１によるプログラムの実行に必要なデータ等が記憶される。

【0041】

データ記憶部３４には種々のデータや、後述するセメント残量管理プログラムや、そのほかのアプリケーションプログラム、検出された残量データなどが記憶されている。データ記憶部３４は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）によって構成される。液晶表示部３５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）とその駆動部を有し、文字、図形、記号などの画像表示を行う画像表示手段である。

【0042】

液晶表示部３５は、他の部品（ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、データ記憶部３４など）の収容されている本体部から着脱自在に構成されている。液晶表示部３５は、タッチパネル機能を有しており、手指の操作入力によって入力されるデータをＣＰＵ３１に入力する一方、ＣＰＵ３１の指示にしたがい、後述する残量検出処理で検出された残量データ等を表示する表示機能を有している。

【0043】

音声変換処理部３６は、音声データを伸張してスピーカ３９に出力する一方、マイク４０から入力するアナログ音声信号をデジタルの音声データに変換および圧縮して、通信処理部３８ａに入力する。通信制御部３７はＣＰＵ３１の指示を受けて作動し、データ通信を行うための回線の接続および切断を制御する。通信処理部３８ａは、通信制御部３７の指示にしたがい作動して、図示しない有線のＬＡＮケーブルを介して行われるデータの送受信を実行する。無線通信部３８ｂは通信制御部３７の制御にしたがい、無線によるデータの送受信を実行する無線通信手段であって、発注処理装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）と無線ＬＡＮによるデータ通信を実行する。スピーカ３９は、音声を出力する音声出力手段であり、マイク４０はユーザの会話内容等の音声を入力し、電気信号に変換する。さらに、接続コネクタ４１には、接続コード９が接続される。

【0044】

（発注処理装置）
発注処理装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）は、図６に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＯＭ(Read Only Memory)１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３とを有している。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶されているプログラムにしたがい作動して、ＫＢＣ（Key board controller）１７を介してキーボード１９やマウス２０の操作入力で得られる入力データをメインバス１９Ａを介して入力する一方、他の構成要素との信号の入出力を行い、発注処理装置１０全体の動作制御を行う。ＣＰＵ１１は、後述する発注処理プログラムにしたがったセメント発注処理を実行する。ＲＯＭ１２には、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）や制御プログラム、恒久的なデータが記憶されている。ＲＡＭ１３には、ＣＰＵ１１が作動する際に用いるデータや、ププログラムが記憶される。

【0045】

その他、発注処理装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）は、ハードディスク装置（Hard disk drive,ＨＤＤ）１４と、通信制御部１５と、通信処理部１６と、ビデオコントローラ１８とを有している。

【0046】

ハードディスク装置１４には、ＯＳ（Operating System）、ＤＢＭＳ（database management system）、Ｗｅｂサーバプログラム等のミドルウェアが記憶されている。また、ハードディスク装置１４には、発注処理プログラム等のプログラム、その実行に必要な各種記憶部またはＤＢ（database）と、その他の記憶部、ＤＢ、ファイルが形成されている。

【0047】

通信制御部１５は、ＣＰＵ１１の指示にしたがい作動して、セメント残量検出装置３０等との通信を行うための回線の接続および切断を制御する。通信処理部１６は、通信制御部１５の指示にしたがい作動して、インターネットＮ１を介して行われるセメント受注サーバ１００へのセメント発注データの送信等の通信処理を実行する。

【0048】

ビデオコントローラ１８は、図示しないディスプレイ装置における画像表示を制御して、各種の設定に用いられる画面等を表示させる。

【0049】

（距離検出装置）
図７に示すように、距離検出装置５０は、ユニットボックス５１と、その内部に収容されているミリ波レーダモジュール５２とを有している。ユニットボックス５１はミリ波レーダモジュール５２が収容される金属または樹脂製の箱型部材で、セメントサイロ１の上蓋３（外側または内側の表面）に固定されている。

【0050】

距離検出装置５０では、ミリ波レーダモジュール５２によって、ミリ波（波長：１ｍｍ～１０ｍｍ）の電波を用いて、検査対象物の距離および角度を検出する。ミリ波レーダは、雨や霧の影響を受けないため、セメントサイロ１の内部に浮遊するセメント７０の粉塵の影響を受けることなく、距離および角度を検出することができる。

【0051】

ミリ波レーダモジュール５２は、送信電波を処理するシンセサイザおよび受信信号を処理するＣＰＵを有する信号処理部５３と、送信アンテナ、受信アンテナを備えたアンテナ部５４と、インターフェース（Ｉ／Ｆ）５５とを有している。

【0052】

そして、距離検出装置５０では、ミリ波レーダモジュール５２において、信号処理部５３のシンセサイザによって処理した電波（ミリ波）をアンテナ部５４の送信アンテナから送信して、セメントサイロ１に貯蔵されている検査対象物のセメント（図１０参照、後述するセメント７０）に照射し、そのセメント７０（詳しくは、その上側表面であるセメント面７０ａ，７０ｂ）から反射された電波（ミリ波）をアンテナ部５４の受信アンテナで受信したあと、信号処理部５３のＣＰＵで処理することで検査対象物であるセメント７０までの距離および角度を検出する。また、検出した距離を示すデータおよび角度を示すデータを本発明に係るセメント面データとして、インターフェース（Ｉ／Ｆ）５５、接続コード９を介してセメント残量検出装置３０に出力する。アンテナ部５４には複数の受信アンテナが設けられており、その各アンテナ間における位相差を検出することで角度検出が行われる。なお、セメント面７０ａはセメント７０がセメントサイロ１に所定の位置まで満杯（「満杯」については後述する）に貯蔵されて、使用に伴う減少の無い初期状態におけるセメント面、なお、セメント面７０ｂは、セメント７０が使用されたことによって、セメント面７０ａから下方に移動したあとのセメント面（移動セメント面）をそれぞれ示している。

【0053】

距離検出装置５０は定期的またはセメント残量検出装置３０からの指示を受けて、検出処理を実行する。距離検出装置５０は検出処理を開始すると、セメントサイロ１に貯蔵されているセメント７０に向けてミリ波を照射して、距離検出装置５０からセメント７０の上側表面であるセメント面７０ａの各点（ミリ波が照射される部分で、照射点ともいう）までの距離（距離検出装置５０からセメント面までの距離を「セメント面距離」ともいう）および各照射点への照射角度（その点へのミリ波の照射ラインと、セメントサイロ１の中心軸Ａｘとのなす角度で、「セメント面角度」ともいう）を検出し、その検出結果をセメント面データとして、セメント残量検出装置３０に出力する。セメント面データには、各照射点までのセメント面距離を示す表面距離データと、各照射点へのセメント面角度を示す表面角度データとが含まれている。なお、例えば、距離検出装置５０が７９ＧＨｚ帯のミリ波レーダモジュール５２を搭載している場合、その距離分解能が３．７５ｃｍ程度なので、距離検出装置５０が照射点を数センチ単位に設定することができる。

【0054】

続いて、図８，図９を参照して、セメント残量検出装置３０によって実行されるセメント残量管理処理（以下「残量管理処理」ともいう）について説明する。セメント残量検出装置３０はセメント残量管理プログラムにしたがい残量管理処理を実行する。そのセメント残量管理プログラムにセメント残量検出処理が含まれている。そのため、残量管理処理が実行されるときにセメントサイロ１に貯蔵されているセメントの残量が検出される。

【0055】

そして、残量管理処理が実行されるときは、ＣＰＵ３１がデータ記憶部３４等にアクセスしながら、図８に示すフローチャートにしたがい作動して、後述するセメント面データ入力手段、凹部容積算出手段、残容積算出手段等としての動作を実行する。なお、図８、図９等において"Ｓ"とはステップを略記したものである。

【0056】

ＣＰＵ３１が残量管理処理を開始すると、図８において、ステップ１に動作を進め、残量検出条件が成立しているか（例えば、システムで提供される時刻が所定の時刻になっているか、残量検出を指示する指示データが液晶表示部３５を通じて入力されたなど）否かを判定し、残量検出条件が成立していればステップ２に動作を進めるが、そうでなければステップ１に戻り、残量検出条件が成立するまで待機する。

【0057】

ステップ２に動作が進むと、ＣＰＵ３１が図９に示すフローチャートにしたがい後述する残量検出処理を実行し、その後、ＣＰＵ３１がステップ３に動作を進める。ステップ３では、ＣＰＵ３１がステップ２の実行によって得られた後述する残量データを液晶表示部３５に表示させたうえで、データ記憶部３４に記憶させて保存する。それからＣＰＵ３１はステップ４に動作を進めて、ステップ２の実行によって得られた残量データを発注処理装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）に送信する。その後、ＣＰＵ３１はステップ５に動作を進めて、終了条件が成立している（例えば、セメントサイロ１にセメントが満杯に貯蔵されている場合など）か否かを判定し、終了条件が成立していなければステップ１に戻るが、終了条件が成立していれば残量管理処理が終了する。

【0058】

（残量検出処理）
そして、ステップ２の残量検出処理について説明すると、次のとおりである。ＣＰＵ３１は、残量検出処理を開始すると、図９において、ステップ１０に処理を進めて、距離検出装置５０から出力されるデータであって、表面距離データと表面角度データを含むセメント面データを入力し、入力したセメント面データをデータ記憶部３４のセメント面データ記憶部（各照射点の距離および角度のデータを検出日時とともに記憶するデータベース）に記憶させる。ステップ２では、ＣＰＵ３１が本発明に係るセメント面データ入力手段としての動作を行う。

【0059】

次に、ＣＰＵ３１は、ステップ１１に処理を進めて、セメント面データの表面距離データのうち、セメント面距離を示す数値が最も大きい表面距離データ（最大距離データ、"Ｄｍａｘ"ともいう）と、セメント面距離を示す数値が最も小さい表面距離データ（最小距離データ、"Ｄｍｉｎ"ともいう）を検出する。この場合、例えば、図１０に示すように、貯蔵されているセメントがセメントサイロ１から取り出されていると、セメント面７０ａには、すり鉢状凹部７１が形成されている。すり鉢状凹部７１は、セメントサイロ１のホッパー５の内傾斜面５ａに応じてすり鉢状に窪んだ形状を有している。図１０に示されている場合は、"Ｄｍａｘ"はすり鉢状凹部７１の底部Ｂｔまでの距離を示し、"Ｄｍｉｎ"はすり鉢状凹部７１の入り口Ｂｕまでの距離を示す。ただし、使用されたセメントが少なく、すり鉢状凹部７１が小さい（底が浅い）ときは、底部Ｂｔまでの距離が"Ｄｍａｘ"にならない場合もある。そのため、セメント面角度θが０を示す（距離検出装置５０から垂直方向）照射点までの表面距離データを"Ｄｍａｘ"としてもよい。

【0060】

続くステップ１２では、セメント面データから、"Ｄｍｉｎ"を与えた入り口Ｂｕについて、セメント面角度θを検出する。次のステップ１３では、"Ｄｍｉｎ"と、そのセメント面角度θの余弦との積を示すＤｃ（＝Ｄｍｉｎ×Ｃｏｓθ）を算出し、次のステップ１４に処理が進む。ここで算出されるＤｃは、距離検出装置５０から、入り口直交面（図１０では、セメント面７０ａ）までの最短距離に相当する。その入り口直交面とは、セメント面の最上部であって、すり鉢状凹部７１の入り口Ｂｕを通り、セメントサイロ１の中心軸Ａｘと直交する平面を意味している。図１０では、セメント７０がセメントサイロ１に所定量貯蔵されていた初期状態から、ある程度セメントが使用されているが、すり鉢状凹部７１がセメント面７０ａの一部にとどまっている場合が示されている。セメント７０がセメントサイロ１に所定量貯蔵されている（すり鉢状凹部７１が形成される前の）初期状態にあるセメント面を初期セメント面といい、図１０のセメント面７０ａが初期セメント面に相当する。なお、セメント７０が、すり鉢状凹部７１が形成されることなくセメント面７０ａまで貯蔵されている状態を満杯ともいう。セメントサイロ１の内壁面にセメント面７０ａに応じたライン表示が形成されていることが好ましい。

【0061】

次にステップ１４に処理が進むと、最短距離ＤｃがＤ_０に一致するか否かが判定され、最短距離ＤｃがＤ_０に一致するときはステップ１５に処理が進み、一致していなければステップ１７に処理が進む。ここで、Ｄ_０は、初期セメント面までの最短距離（以下「初期距離」ともいう）に相当する。最短距離Ｄｃが初期距離Ｄ_０に一致しているということは、図１０に示すように、初期状態からある程度セメントが使用されたものの、すり鉢状凹部７１がセメント面７０ａの全体にまでは広がらず一部にとどまっているため、部分的なセメント面７０ａが満杯当初の位置に残されている場合を意味している。この場合は、すり鉢状凹部７１の容積（以下「凹部容積」ともいう）を算出し、それをセメントが満杯に貯蔵されている初期状態のセメントの容積（以下「初期容積」ともいう）から差し引くことで、貯蔵されているセメントの容積（以下「残容積」ともいう）を算出することができる（詳しくは後述する）。ステップ１４では、最短距離Ｄｃが初期距離Ｄ_０に一致しているか否かによって、セメント面が初期セメント面（セメント面７０ａ）か否かが判定されており、ステップ１４では、ＣＰＵ３１がセメント面判定手段としての動作を行う。

【0062】

ステップ１５では、空隙容積Ｖ_２に"０"がセットされ、凹部深さＤ_１にＤｍａｘと、初期距離Ｄ_０との差（＝Ｄｍａｘ－Ｄ_０）がセットされる。空隙容積とは、詳しくは後述するが、図１０に示した場合からセメントの使用が進み、セメント面が初期セメント面７０ａから離れたときにすり鉢状凹部７１の外側に形成される空隙部分（上蓋３までの空隙部分）の容積である。ステップ１５は、最短距離Ｄｃが初期距離Ｄ_０に一致している場合、すなわち、空隙部分が形成されていない場合に実行されるので、空隙容積に"０"がセットされる。また、凹部深さＤ_１は、すり鉢状凹部７１の深さであるが、最短距離Ｄｃが初期距離Ｄ_０に一致している場合は、図１２に示すように、"Ｄｍａｘ"と、初期距離Ｄ_０との差がＤ_１に相当する。

【0063】

ステップ１５に続いてステップ１６に処理が進むと、凹部容積Ｖ_１が算出される。凹部容積とは、前述したように、すり鉢状凹部７１の容積（すり鉢状に形成されている部分で、セメントが存在していない空隙部分の容積）を意味している。すり鉢状凹部７１は、セメントがホッパー５から外部に取り出されることによって、ホッパー５の内傾斜面５ａに沿ったすり鉢状（逆さ円錐状）に形成されるので、その円錐の体積を算出することで、凹部容積Ｖ_１が求められる。ステップ１６では、ＣＰＵ３１が凹部容積算出手段としての動作を行う。

【0064】

この場合、すり鉢状凹部７１の入り口部分は円形に形成されるが、その半径（すり鉢状凹部７１に相当する円錐の底面の半径）Ｒは、Ｄｍｉｎとセメント面角度θの正弦との積（＝Ｄｍｉｎ×Ｓｉｎθ）に相当する。したがって、Ｖ_１は以下の式１によって算出される。
式１：Ｖ_１＝π×Ｒ^２×Ｄ_１×（１／３） （Ｒ＝Ｄｍｉｎ×Ｓｉｎθ）

【0065】

そして、ステップ１７に処理が進むと、空隙距離が算出される。続くステップ１８では、空隙容積が算出されて、凹部深さＤ_１にＤｍａｘと、初期距離Ｄ_０および空隙距離Ｄ_２との差（＝Ｄｍａｘ－（Ｄ_０＋Ｄ_２））がセットされる。ステップ１７では、ＣＰＵ３１が空隙距離算出手段としての動作を行い、ステップ１８では、ＣＰＵ３１が空隙容積算出手段としての動作を行う。ステップ１７，１８に関して、ステップ１４において、最短距離Ｄｃが初期距離Ｄ_０に一致していないと判定されたとき、すなわち、セメント面が初期セメント面ではないと判定されたときにステップ１７，１８が実行される（空隙容積算出手段を作動させる）ように、ＣＰＵ３１が容積算出制御手段としての動作を行っている。

【0066】

図１０に示した状態からセメントが使用されていくにしたがい、図１１（Ａ）に示すように、すり鉢状凹部７１の深さが次第に深くなって、それに応じて底部Ｂｔが深くなり、"Ｄｍａｘ"が大きくなっていく。さらに、セメントが使用されていくと、図１１（Ｂ）に示すように、すり鉢状凹部７１が大きくなって、底部Ｂｔが更に深くなり、入り口Ｂｕが更に外側に広がってセメントサイロ１の内側側面に到達する。その後、更にセメントが使用され続けると、すり鉢状凹部７１がセメントサイロ１の全体に広がったままセメント面が初期セメント面７０ａから離れて下方に向かって移動し、セメント面（下方に移動したセメント面で、移動セメント面７０ｂともいう）７０ｂとなる。

【0067】

このとき、図１３に示すように、移動セメント面７０ｂの上端にある最外部７０ｂｅと、初期セメント面７０ａとの間に空隙が形成される。この空隙の容積が空隙容積Ｖ_２であり、初期セメント面７０ａと最外部７０ｂｅとの最短距離が空隙距離Ｄ_２に相当する。空隙容積Ｖ_２は、初期セメント面７０ａの半径（セメントサイロ１の内側半径、サイロ半径Ｒ_０）と、空隙距離Ｄ_２を用いて以下の式２によって算出される。
式２：Ｖ_２＝π×Ｒ_０ ^２×Ｄ_２

【0068】

また、移動セメント面７０ｂが形成されているときは、移動セメント面７０ｂが形成される前に比べて空隙距離Ｄ_２に応じた大きさで初期セメント面７０ａが移動しているので、Ｄｍａｘから初期距離および空隙距離を差し引くことで凹部深さＤ_１が算出される。ステップ１８では、こうして算出される値が凹部深さＤ_１にセットされる。

【0069】

ステップ１６に続くステップ１９では、残容積が算出される。残容積は、セメントサイロ１に貯蔵されているセメントの容積であるが、これは、初期容積から凹部容積（移動セメント面７０ｂが形成されている場合は凹部容積および空隙容積）を差し引くことで求められる。すなわち、初期容積をＶ_０とすると、残容積Ｖｒは以下の式３によって求められる。
式３：Ｖｒ＝Ｖ_０－（Ｖ_１＋Ｖ_２）

【0070】

ここで、移動セメント面７０ｂが形成されていないときは、ステップ１５において、空隙容積Ｖ_２に０がセットされているので、式３はＶ_０－Ｖ_１に一致する。ステップ１９では、ＣＰＵ３１が残容積算出手段としての動作を行う。

【0071】

そして、図２０に処理が進むと、ＣＰＵ３１がセメント残量算出処理を実行する。すると、貯蔵されているセメントの重量としてのセメント残量が算出される。セメントの重量はセメントの容積とセメントの比重（Ｓｇ）との積によって求められるので、セメント残量Ｗｒは以下の式４によって求められる。また、算出されたセメント残量を示す残量データが生成される。ステップ２０が終了すると、残量検出処理が終了し、図８においてステップ３に処理が進む。ステップ２０では、ＣＰＵ３１がセメント残量算出手段としての動作を行う。
式４：Ｗｒ＝Ｖｒ×Ｓｇ

【0072】

（セメント発注処理）
一方、発注処理装置１０Ａでは、図１４に示すフローチャートにしたがい、セメント発注処理が実行される。発注処理装置１０ＡのＣＰＵ１１が発注処理プログラムにしたがい作動することで、セメント発注処理が実行される。発注処理プログラムでは、セメント残量検出装置３０によって生成される残量データが用いられる。

【0073】

ＣＰＵ１１がセメント発注処理を開始すると、ステップ３０に動作を進め、セメント残量検出装置３０から残量データを受信したか否かを判定し、残量データを受信したらステップ３１に処理を進めるが、残量データを受信していなければステップ３０に戻り、残量データを受信するまで待機する。

【0074】

ステップ３１では、ステップ３０で受信した残量データの示すセメント残量が下限在庫量より少ないか否かを判定し、セメント残量が下限在庫量より少ないと判定されたときはステップ３２に処理を進めるが、そうでなければステップ３４に処理を進める。発注処理装置１０Ａでは、セメントサイロ１に貯蔵されているセメントの残量が在庫量として把握され、その下限値として設定されている在庫量が下限在庫量に相当する。セメントサイロ１に貯蔵されているセメントの残量が下限在庫量を下回ると、その後のセメント製造に影響が出るおそれがある。そのため、発注処理装置１０Ａでは、セメントを補充するべく、セメント発注データが生成される。ステップ３０では、ＣＰＵ１１が在庫判定手段としての動作を行う。

【0075】

ステップ３２に処理が進むと、ＣＰＵ１１がセメント発注データを生成して次のステップ３３に処理を進める。そのステップ３３では、ＣＰＵ１１が通信制御部１５に指示して通信処理部１６を作動させて、セメント発注データを受注サーバ１００に送信する。ステップ３２では、ＣＰＵ１１が発注データ生成手段としての動作を行う。

【0076】

次のステップ３４では、ＣＰＵ１１が終了条件が成立しているか否かを判定し、終了条件が成立していればセメント発注処理を終了させるが、そうでなければステップ３０に処理を戻す。

【0077】

以上のように、本発明によれば、セメントサイロ１の上蓋３に固定された距離検出装置５０によって、セメント面までの距離（セメント面距離）を検出し、その結果を用いてセメント残量が検出されている。距離検出装置５０によって検出されるセメント面距離は、所定間隔で配置されたレベル計を用いた場合のような飛び飛びではなく、セメント面までの距離を連続的に検出できるので、セメント残量検出装置３０によってセメント残量が連続的に検出される。

【0078】

また、セメントサイロ１は、ホッパー５を有するので、セメント面にホッパー５に応じたすり鉢状凹部７１が形成される。従来のレベル計を用いた検出では、すり鉢状凹部７１が形成されていても、その外側（またはすり鉢状凹部７１の最も外側）のセメント面は、すり鉢状凹部７１の内側よりも高い位置にある（セメント面距離が短い）がために、その高い位置に応じた在庫量には、すり鉢状凹部７１に応じたセメントの欠落が反映されてなく、それ故、在庫量は正確ではない。その結果、現場での施工途中にセメント不足が生じ、現場の作業を中断せざるを得ない場合もあった。

【0079】

この点、セメントサイロ１では、すり鉢状凹部７１の容積を算出してそれを反映させた形でセメント残量が検出されるので、検出されるセメント残量が（すり鉢状凹部７１による欠落が反映された）正確なものとなる。したがって、施工途中にセメント不足が発生するようなことがなくなり、セメント不足による作業中断も発生しない。

【0080】

また、すり鉢状凹部７１の容積を算出することに加え、セメント面が移動セメント面となって空隙部分が発生しているときの容積を算出し、それがセメント残量に反映されているので、セメントサイロ１に空隙部分が発生しているときでも、セメント残量が正確に検出される。しかも、セメント面が初期セメント面か否か（最短距離ＤｃがＤ_０に一致しているか否か）が判定され（ステップ１４）、その結果に応じて、処理を分岐させて、そのそれぞれに応じた算出処理を行っている（ステップ１５～１９）。そのため、セメントの減り具合がどのような状況になっても、セメント残量を正確な検出が行える。

【0081】

セメント残量検出装置３０と、距離検出装置５０とを有するセメント残量検出システム９９によって、セメント残量の検出が自動的に行われるので、施工現場での作業が省力化される。しかも、セメント発注システム１０１の発注処理装置１０（１０Ａ）により、その検出された正確なセメント残量に応じて、セメント発注データが（人手を要することなく）自動的に生成される。そのため、セメントの在庫管理に要する負担が軽減され、作業の効率化がより一層促進される。

【0082】

（変形例１）
以上の説明では、セメントサイロ１にセメントが貯蔵されていたが、サイロ１にセメントとは異なる粉体が貯蔵されていてもよい。このとき、セメントサイロ１は粉体サイロ（図示せず）とすることができる。また、セメントサイロ１の本体２にセメント残量検出装置３０が固定されていたが、そのセメント残量検出装置３０を粉体残量検出装置（図示せず）とすることができる。そして、セメント残量検出装置３０では、ＣＰＵ３１がセメント面データ入力手段、凹部容積算出手段、残容積算出手段等としての動作を実行するが、粉体残量検出装置では、ＣＰＵ３１がそれぞれ粉体面データ入力手段、凹部容積算出手段、残容積算出手段等としての動作を実行する。このとき、ＣＰＵ３１は、上述したステップ１０において、粉体面までの距離を示す表面距離データと表面角度データとを含む粉体面データを入力して粉体面データ入力手段としての動作を実行する。また、ＣＰＵ３１は、上述したステップ１６において、粉体面データを用いて凹部容積を算出することで凹部容積算出手段としての動作を実行する。さらに、ＣＰＵ３１は、上述したステップ１９において、初期状態における粉体の容積である初期容積から凹部容積を差し引いて、貯蔵されている粉体の容積である残容積を算出することで残容積算出手段としての動作を実行する。

【0083】

（変形例２）
図１５は、変形例にかかる液体サイロ１１１の図１０と同様の断面図である。液体サイロ１１１は、水その他の液体が貯蔵される。液体サイロ１１１は、セメントサイロ１と比較して、セメント７０の代わりに液体１７０が貯蔵される点と、セメント残量検出装置３０の代わりに液体残量検出装置３０Ａを有し、その液体残量検出装置３０Ａがセメント面データ入力手段、凹部容積算出手段および残容積算出手段の代わりに、液体面データ入力手段と液体残量算出手段を有する点とで相違している。

【0084】

液体面データ入力手段は、距離検出装置５０から液体１７０の上側表面である液体面１７０ａまでの距離を示す液面距離データを含む液体面データを距離検出装置５０から入力する。液体面データ入力手段は、セメント面データ入力手段と同様、ＣＰＵ３１によって実現される。

【0085】

液体残量算出手段は、液体初期容積から、空隙容積Vgを差し引いて、貯蔵されている液体の残量を算出する。液体初期容積は、液体面１７０ａが上蓋３に接触しているときの液体１７０の容積であって、液体サイロ１１１に満杯に貯蔵されているときの液体１７０の容積である。空隙容積Vgは、液面距離データの中で最も小さい値を示す最小距離データ（図１５の最短距離Ｄｃのデータ）と、液体サイロ１１１の断面積（中心軸Ａｘ（図１５には図示せず）と直交状に交差する方向の断面積）との積によって算出される。液体サイロ１１１では、液体が貯蔵されているため、液体面１７０ａには、セメントサイロ１のようなすり鉢状凹部７１が（液体１７０が排出中であるときを除いて）形成されない。そのため、液体残量算出手段は、液体初期容積から、空隙容積Vgを差し引くことによって、貯蔵されている液体の残量を算出する。液体残量算出手段は、残容積算出手段と同様、ＣＰＵ３１によって実現される。

【0086】

以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。

【産業上の利用可能性】

【0087】

本発明を適用することにより、ホッパーを有するセメントサイロにおいて、貯蔵されているセメントの残量を正確に検出することができ、また、正確に検出された残量に応じてセメントを発注することができる。本発明は、ホッパーを有するセメントサイロに貯蔵されているセメントの残量を検出するセメント残量検出装置、セメント残量検出システム、貯蔵されているセメントの残量を検出し得るセメントサイロ、検出された残量に応じてセメントを発注するセメント発注システムの分野で利用することができる。

【符号の説明】

【0088】

１…セメントサイロ、２，１１２…内側チャンバー、３…上蓋、５…ホッパー、５ａ…内傾斜面、１０，１０Ａ，１０Ｂ…発注処理装置、１１，３１…ＣＰＵ、３０…セメント残量検出装置、３０Ａ…液体残量検出装置、５０…距離検出装置、７０…セメント、７０ａ…（初期）セメント面、７０ｂ…移動セメント面、７１…すり鉢状凹部、９９…セメント残量検出システム、１０１…セメント発注システム、１１１…液体サイロ、Ｖ_０…初期容積、Ｖ_１…凹部容積、Ｖ_２…空隙容積、Ｖｒ…残容積、Ｗｒ…セメント残量、Ｄ_０…初期距離、Ｄｃ…最短距離、Ｄ_１…凹部深さ、Ｄ_２…空隙距離、Ｄｍａｘ…最大距離データ、Ｄｍｉｎ…最小距離データ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】