CN109154560B - 谷粒品质测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了提供一种谷粒品质测定装置，根据待测量的谷粒形状改变叶轮的转速而可容易地获得稳定的测定结果，且不受到谷粒形态的影响。本发明的装置的特征在于包含配置于框体的上部且可接收谷粒的料斗、可通过叶轮的转动将料斗所接收的谷粒进行输送的叶轮、配置于叶轮的下方且可填充预定量的谷粒的样品测定部、用于光学测定填充至样品测定部的谷粒品质的测定装置、以及根据投入至料斗的谷粒的形态改变叶轮转速的控制装置。

Description

谷粒品质测定装置

技术领域

本发明涉及一种用于光学上测定例如谷粒的味道及内部品质等的谷粒品质测定装置。

背景技术

过去，在例如分析谷粒味道的味道分析计及测定谷粒的内部品质的内部品质测定仪等的品质测定装置中，样品(例如，谷粒)品质的测定是通过将投入至配置在装置框体的上部的料斗的样品经与料斗底部连接的叶轮旋转并供给(填充)至测定部，再使用近红外线分析等的光学分析来测定所述样品。此外，使用近外线分析计的带壳米品质评价装置已公开在例如下述的专利文献1。

〔先前技术文献〕

〔专利文献〕

〔专利文献1〕：JPH06-288907 A

然而，在这种品质测定装置中，由于叶轮的旋转速度设为恒定，在样品(谷粒)为干燥的情况下，谷粒可由叶轮顺利地旋转输送，因而样品测定部的填充密度能够维持恒定。相反地，在样品的含水量高的情况下，由于其黏度也变高，因而使用恒定旋转的叶轮会造成样品不规则的旋转输送，且将使样品测定部的填充密度无法维持恒定，而容易发生测定结果的变异。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于测定谷粒品质的装置，其可通过对应于待测定的谷粒形态来改变叶轮的旋转速度而能容易地获得稳定的品质测定结果，且不受到谷粒形态的影响。

为了达到上述目的，根据本发明的第1发明，提供一种谷粒品质测定装置，其包含：料斗，其中投入谷粒，且配置于装置的框体的上部；叶轮，用于将投入至料斗的谷粒通过叶轮的旋转进行输送；样品测定部，配置于叶轮的下方且能填充预定量的谷粒；测定元件，用于光学测定填充至样品测定部的谷粒的品质；以及控制装置，用于根据投入至料斗的谷粒的形态改变叶轮的转速。

此外，根据本发明的第2发明，提供一种第1发明的谷粒品质测定装置，其中叶轮的叶片通过马达在垂直面旋转且样品测定部连接至叶轮的壳体的底部。

再者，根据本发明的第3发明，提供一种谷粒品质测定装置，其中测定元件具有包含光源、光接收组件、第一镜子与第二镜子、绕射光栅以及出口缝的单色器结构。

技术效果：

根据第1发明的谷粒品质测定装置，由于投入至料斗且通过叶轮旋转输送的谷粒以预定量填充至样品测定部，且当谷粒通过测定元件进行光学测定时，叶轮的转速可根据谷粒的形态由控制装置改变(控制)，因而能够对应于待测定的谷粒形态可变地调整叶轮转速，并均匀地填充各种形态的谷粒至样品测定部而容易地获得谷粒品质的稳定测定结果，且不受谷粒形态的影响。

除了本发明的第1发明的效果之外，根据本发明的第2发明，由于叶轮的叶片通过马达在垂直面旋转，且样品测定部连接至叶轮的壳体的底部，因而通过垂直旋转输送可将投入至料斗的谷粒以预定量均匀且顺利地填充至下侧的样品测定部。

除了本发明的第1发明及第2发明的效果之外，根据本发明的第3发明，由于测定元件具有包含光源、光接收组件、第一镜子与第二镜子、绕射光栅以及出口缝的单色器结构，因而与使用多色器结构的测定元件相比，可大幅提升品质测定精度。

附图说明

图1是显示本发明的谷粒品质测定装置的一实施例的示意侧视图。

图2是图1的装置的方块图。

图3是对图1的装置进行操作的流程图示例。

图4是相似于图1的示意侧视图，显示光路长度的改变状态。

附图标号说明：

1：谷粒品质测定装置 2：框体

3：料斗 4：叶轮

4a：壳体 4b：旋转轴

4c：叶片 5：螺线管

6：步进马达 7：样品测定部

10：光二极管 11：加热器

12：热阻器 13：光路长度调整组件

14：致动器 15：控制装置

15a：主基板 19：光谱仪单元

21：光路长度传感器基板 25：打印机

L：光路长度。

具体实施方式

实施本发明的优选实施例将参照附图进行描述。

图1至图4显示本发明的谷粒品质测定装置的一实施例。如图1所示，谷粒品质测定装置1包含箱状框体2、配置在框体2的上表面的料斗3以及配置在形成于料斗3底部上的开口的开/关闸门(未图示)。

叶轮4配置在形成于料斗3底部上的开口下方，且形成在叶轮4的壳体4a的上表面的开口经由闸门与料斗3的底部开口连通。闸门通过由控制装置15(图2)的控制信号操作的螺线管5启动并向下旋转，且投入至料斗3的样品(谷粒)可供给至叶轮4。叶轮4具有径向排列在叶轮4的旋转轴4b的多个叶片4c，且叶片4c可通过固定至旋转轴4b的步进马达6在垂直面旋转。

用于排出谷粒的开口形成于叶轮4的壳体4a的底表面上，且此开口与配置在叶轮4下的样品测定部7的上开口连通。样品测定部7例如通过透明塑料板形成为有底筒状且在底部开口设有可通过螺线管开关的闸门(未图示)。在此样品测定部7的闸门的下方，配置有在框体2的前面下部可抽出的样品回收盘8(抽屉)，用于回收已测定的样品。

作为测定元件(未图标)的单色器包含光源灯、一对镜子、绕射光栅、光接收组件(例如，后述的光二极管10)等，作为用于加热光二极管10的加热装置的加热器11以及用于侦测光二极管10周围温度的热阻器12等配置在框体2内位于样品测定部7周围的适当位置。此外，如图1所示，光路长度调整组件13、13配置在例如样品测定部7的宽度方向的相对侧，且光路长度调整组件13、13中的其一(例如图1的右侧)连接至致动器14。样品测定部7中的光路长度L可通过自控制装置15的控制信号所操作的致动器14而使一个光路长度调整组件13相对于另一个靠近或远离来进行调整。

图2显示本发明的谷粒品质测定装置1的方块图。如图2所示，谷粒品质测定装置1包含配置在框体2中的预定位置的作为控制装置15的主基板15a、样品供给单元部17、前置放大器单元18、光谱仪单元19等。主基板15a包含CPU、RAM、ROM(未图示)等，其与光谱仪19连接并经由中继基板20与样品供给单元部17连接。

光二极管10及热阻器12经由前置放大器单元18的前置放大器基板18a连接至主基板15a，且加热器11直接连接至主基板15a。此外，样品供给单元部17包含中继基板20、用于侦测叶轮位置的微型光传感器16a、用于侦测样品排出闸门的“打开”的微型光传感器16b、用于侦测样品排出闸门的“关闭”的微型光传感器16c、光路长度传感器21、步进马达6以及致动器14等。

光路长度传感器21具有用于侦测例如10 mm、20 mm、25 mm、30 mm及35 mm的光路长度致动器(未图示)的5个光路长度位置的5个微型光传感器21a，且微型光传感器21a连接至中继基板20。此外，用于旋转叶轮4的步进马达6及用于移动光路长度调整组件13的致动器14分别经由电动驱动器6a及14a连接至主基板15a。

光谱仪单元19包含用于旋转绕射光栅的步进马达22、绕射光栅用的旋转编码器23以及用于切换波长校正滤波器的2个微型光传感器24a及螺线管24b。步进马达22经由马达驱动器22a连接至主基板15a且各微型传感器24a及螺线管24b直接连接至主基板15a。

此外，用于打印测定结果的打印机25、具有各种输出端子的后部面板基板26、DC风扇27及用于侦测样品回收盘8的开闭状态的侦测传感器28等进一步连接至主基板15a。在图2中，符号30表示电源部，符号31表示前部面板基板，符号32a表示室内热阻器，符号32b表示室外热阻器，符号33表示蜂鸣器基板，符号34表示蓝牙®基板，符号35表示具有DC风扇35a及卤素灯35b的后部单元，以及符号36表示样品排放用基板。图2的方块图显示本实施例的一例子，且可采用获得相同效果的其他任意适当方块图。

接着，此构成的谷粒品质测定装置1的测定操作的一例子将基于图3的流程图进行说明。首先，设定样品种类等的测定产物(K01)，开始测定(K02)以及改变光路长度L(K03)。光路长度L的改变是通过选择根据测定产物的形态设定的10 mm～35 mm的5个阶段的光路长度L中的其一来执行。根据光路长度L的改变，光路长度调整组件13自例如图1所示的位置移动至图4所示的位置，以将光路长度L设定成短的(或长的)。本发明使用的用语“谷粒的形态”表示包含“谷粒的种类”、“含水值等的状态”、“谷粒的产地或品名(品种) ”以及“收获年份”等。

在改变光路长度L后，确认是否已放置样品回收盘(抽屉)8(K04)，执行料斗3的闸门的开关操作(K05)以及改变增益(gain)(K06)以获得基准(K07)。接着，改变增益(K08)以校正用于测定的近红外线的波长(K09)。基准可通过步骤K05~K09来执行。

接着，叶轮4通过操作步进马达6来旋转(K10)。在操作叶轮4之后，样品侦测传感器侦测样品(K11)并改变增益(K12)以取得样品的光谱(K13)。在取得光谱之后，打开料斗3的闸门(K14)，操作叶轮4(K15)，接着关闭闸门(K16)。因此，样品的测定通过步骤K10~K16来完成。

接着，自测定的数据计算推定值(K17)并打印结果(K18)及储存在SD卡中(K19)。数据处理在此些步骤K17~K19中执行。接着，测定的样品通过打开闸门排出(回收)到样品回收盘8(K20)，操作叶轮4(K21)并关闭闸门(K22)，因而完成样品的测定(K23)。

根据本发明的谷粒品质测定装置1，由于步进马达6的转速可通过自控制装置的控制信号控制(改变)，因而(在步骤K10)可将叶轮4的转速设定在对应样品的形态的最理想的速度。因此，例如当样品具有高含水量及黏度时可通过降低叶轮4的转速，且当样品干燥时可通过增加叶轮4的转速，来均一化自叶轮4排出并填充进样品测定部4的样品的密度。也就是，本发明的谷粒品质测定装置1具有叶轮旋转速度可改变的供给功能。

此外，根据本发明的谷粒品质测定装置1，由于光路长度可通过致动器14的操作而5阶段地改变，因而在步骤K03中，可对应样品的形态设定最适当的光路长度。也就是，本发明的谷粒品质测定装置1具有可调整光路长度的功能。此外，由于本发明的谷粒品质测定装置1包含用于加热光二极管10的加热器11以及用于侦测光二极管10周围的温度的热阻器12等，因而可通过加热器11的操作将光二极管10周围的温度(大气温度)设定在例如用于测定样品蛋白质的最适当温度。也就是，本发明的谷粒品质测定装置1通过加热器11的加热操作而具有将光二极管10周围的温度经常保持在维持恒定的恒温功能。

如上所述，根据本发明的谷粒品质测定装置1，由于投入至料斗3并通过叶轮4旋转输送的谷粒以预定量填充至样品测定部7，当以测定元件光学测定谷粒时，叶轮4的转速可根据谷粒的形态通过控制装置15可变地控制，因而可对应待测定的谷粒形态最适当地设定叶轮4的转速，使各种形态的样品均一地填充至样品测定部7来简单地获得谷粒品质的稳定测定结果，且不受到谷粒形态的影响。

此外，由于叶轮4的叶片4a通过步进马达6在垂直面内旋转，并且样品测定部7连接至叶轮4的壳体4a的底部，因而通过垂直旋转输送可将投入至料斗3的样品以预定量均匀且顺利地填充至下侧的样品测定部7。此外，由于测定元件具有包含光源、光接收组件、第一及第二镜子、绕射光栅以及出口缝的单色器结构，因而与使用常规技术的多色器的测定元件相比，可大幅提升谷粒的品质测定精度。

在本发明的谷粒品质测定装置1的情况下，由于具有光路长度调整功能，因而可对应待测定的样品品质自动改变光路长度，而不须改变常规的光路长度改变组件，以平衡样品的测定误差而精确地测定样品品质，并有效地执行其本身的测定操作。此外，由于本发明的谷粒品质测定装置1具有恒温功能，因而可通过操作加热器11基于由控制装置15侦测的温度维持光二极管10周围的温度。特别是，当测定样品的蛋白质等，可将光二极管10的温度保持在最适当温度的情况下测定(侦测)样品的蛋白质。

品质测定装置1的叶轮4本身改变的结构及转速、光路长度的数量、方块图的结构及使用的部分仅为一例子，因而可在本发明的范围中适当地改变。

产业利用的可能性：

本发明不限于测定谷粒的蛋白质，也可应用于测定各种谷粒的内部品质。

Claims (3)

1.一种谷粒品质测定装置(1)，其特征在于，包括：

料斗(3)，其中投入谷粒，且配置于所述装置(1)的框体(2)上部；

叶轮(4)，用于将投入至所述料斗(3)的谷粒通过所述叶轮(4)的旋转进行输送；

样品测定部(7)，配置于所述叶轮(4)的下方且能填充预定量的谷粒；

测定元件，用于光学测定填充至所述样品测定部(7)的谷粒的品质；以及

控制装置(15)，用于根据投入至所述料斗(3)的谷粒的形态改变所述叶轮(4)的转速。

2.如权利要求1所述的谷粒品质测定装置(1)，其特征在于，所述叶轮(4)的叶片(4c)通过马达在垂直面旋转且所述样品测定部(7)连接至所述叶轮(4)的壳体(4a)的底部。

3.如权利要求1或2所述的谷粒品质测定装置(1)，其特征在于，所述测定元件具有包含光源、光接收组件、第一镜子与第二镜子、绕射光栅以及出口缝的单色器结构。

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