JP2881838B2 - 光学的穀物選別機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は籾を、正常な籾（以下、整籾という）と異常
な籾（以下、青籾という）とに光学的に選別する光学的
穀物選別機の改良に関する。

（従来の技術） 従来より、整籾の中から青籾をより出して取り除く選
別装置は知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来装置は、整籾と青籾とに選別する機能を
有するだけであり、整籾や青籾の数量を求めることや、
その数量に基づいて青籾の混入率を求めることはできな
かった。

そのため、青籾の混入率が低いのにも拘らず、選別作
業を継続して時間を浪費という問題があった。

本発明は、青籾の混入率がある程度までに選別が進ん
だら作業を止め、時間の浪費を解消することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明は、以下のよう
に構成した。

すなわち、本発明は、任意の青籾混入率を設定する青
籾混入率設定手段と、籾が自然落下する籾落下経路に検
出空間を形成し、その検出空間に向けて光を照射する光
源を配置し、籾からの反射光を３方向に分割したのちそ
の各分割光ごとに波長の異なる所定の各単色光をそれぞ
れ抽出する光学系を形成し、その光学系の各終端にそれ
ぞれ配置した光電交換手段と、その各光電交換手段の各
検出値に基づいて、前記検出空間を通過する籾が整籾ま
たは青籾のいずれかであるかを判別する判別手段と、そ
の判別結果にも基づき、整籾の個数と青籾の個数とをそ
れぞれ計数する計数手段と、前記計数手段で計数した整
籾の個数と青籾の個数から青籾混入率を算出する青籾混
入率算出手段と、青籾混入率設定手段で設定した設定青
籾混入率と、前記青籾混入率算出手段で算出した算出青
籾混入率とを比較する比較手段と、前記比較手段で比較
した結果、算出青籾混入率が設定青籾混入率より大の場
合に音籾を除く選別手段と、を備えてなるものである。

（作用） このように構成する本発明では、籾が検出空間を通過
するときに、光源からの光が籾で反射され、その反射光
はスリットを経由したのち光学系に入る。

光学系では、その反射光は３分割されたのちそれぞれ
波長の異なる３つ単色光となり、各単色光は対応する光
電交換手段で受光され、光電変換される。

判別手段は、各光電変換手段の検出値に基づき、検出
空間を通過する籾が整籾または青籾のいずれかであるか
を判別する。そして、計数手段は、上述の判別結果に基
づき、整籾の個数と青籾の個数をそれぞれ計数する。

青籾混入率算出手段は、計数手段で計数した整籾の個
数と青籾の個数から青籾混入率を算出する。そして、比
較手段が、青籾混入率設定手段で設定した設定青籾混入
率と、前記青籾混入率算出手段が算出した算出青籾混入
率を比較する。選別手段は、前記比較手段で比較した結
果、算出青籾混入率が設定青籾混入率より大の場合に青
籾を選別する。

このように、本発明では、整籾と青籾の各個数をそれ
ぞれ計数するようにしたので、算出青籾混入率を知るこ
とが可能になる。また、この算出青籾混入率を設定青籾
混入率とを比較手段が比較し、算出青籾混入率が設定青
籾混入率より大の場合に青籾を選別し、算出青籾混入率
が設定青籾混入率以下の場合には選別を終了する。

（実施例） 第１図は、本発明実施例の全体構成を示す図である。

図において、１は籾を収容する上部ホッパであり、そ
の排出口に傾斜坂２を接続するとともにロータリバブル
３を設ける。

４は上部ホッパ１からロータリバルブ３の回転により
排出されて自然落下する籾を収容する下部ホッパであ
り、その排出口にロータリバルブ５を設ける。

下部ホッパ４の排出口と、上部ホッパ１の受け入れ口
とは、籾を搬送するエレベータ６で接続し、下部ホッパ
４の籾と上部ホッパ１に戻すことができるようにする。

上部ホッパ１の排出口から下部ホッパ４に向けて籾が
自然落下する落下経路中のほぼ中央の両側に、白色から
なる背景板７とスリット８を対向して配置し、スリット
８にはフィルタ９を取付ける。そして、この背景坂７と
スリット８との間を検出空間10とする。

その検出空間10を通過する籾に向けて光を照射するた
めに、キセノンランプからなる２つの光源11、12を、ス
リット８の両側に配置する。光源11、12の前部には、紫
外線を遮断するフィルタ13、14をそれぞれ取付ける。

スリット８の後方には、スリット８を通過してきた光
を３の方向に分割したのち、その各分割光の中からそれ
ぞれ特定の単色光のみを抽出するように光学系を形成す
る。

すなわち、この光学系は、スリット８を経由してくる
光の光路上に、レンズ15、第１ハーフミラー16および第
２ハーフミラー17順次配置する。そして、第２ハーフミ
ラー17の透過光の光路上に、波長が620nmの光のみを通
過させる第１バンドパスフィルタ18を配置する。また、
第２ハーフミラー17で反射される光の光路上に、波長が
670nmの光のみを通過させる第２バンドパスフィルタ19
を配置する。さらに、第１ハーフミラー16で反射される
光の光路上に、波長が720nmの光のみを通過させる第３
バンドパスフィルタ20を配置する。

これら、各バンドパスフィルタ18、19、20の後方に
は、検出した光を電気信号に変換する第１光電変換素子
21、第２光電変換素子22、第３光電変換素子23をそれぞ
れ配置する。この光電変換素子としては、光電子増倍管
などが好適である。

籾の落下経路の下方の一側には、検出空間10で検出さ
れた籾が青籾のときに、その青籾を青籾受け容器24に向
けて空気により吹き飛ばすエアガン25を配置する。エア
ガン25には、ソレノイドバルブ26を取付ける。

次に、このように構成する実施例の電気系のブロック
図について、第２図を参照して説明する。

図において、31は本実施例の起動スイッチ、32はこれ
に対応する停止スイッチ、33は青籾の混入率を任意に設
定する青籾混入率設定スイッチであり、これら各スイッ
チ31〜33は、入力インターフェイスを介してCPU35に接
続する。

第１光電変換素子21、第２光電変換素子22、および第
３光電変換素子23の検出出力電力VA、VB、VCは、それぞ
れA/D変換器36でA/D変換し、CPU35に供給する。

CPU35は、後述のようにあらかじめ定めた手順によ
り、各種の演算や制御を行う。

メモリ37は、後述のようなフローチャートの制御手順
を記憶するROMと、各種のデータを一時的に記憶する読
み書き可能なRAMからなる。表示器38は、各種の表示を
行うとともに表示器駆動回路39を介してCPU35に接続す
る。

出力インターフェイス40の出力側には、ロータリバル
ブ３、５をそれぞれ駆動する上部バルブモータ41、下部
カブルモータ42、エレベータ６を駆動するエレベータモ
ータ43、光源11、12、およびソレノイドバルブ26を接続
する。

出力インターフェイス45の出力側には、第１光電変換
素子21、第２光電変換素子22、および第３光電変換素子
23を接続する。

次に、このように構成する本発明実施例の動作例につ
いて、第３図のフローチャートを参照して説明する。

いま、操作者が青籾混入率設定スイッチ33により任意
の青籾混入率acを設定したのち（ステップS1）、起動ス
イッチ31を操作すると、エレベータモータ43、下部バル
ブモータ42、上部バルブモータ41が順次回転を開始する
（ステップS2〜S4）。これにより、上部ホッパ１内の籾
は、下部ホッパ５に向けて図示のように自然落下を開始
する。

次に、第１光電変換素子21の出力電圧VA、第２光電変
換素子22の出力電圧VB、第３光電変換素子23の出力電圧
VCを順次読み込む（ステップS5〜S7）。これら各電圧V
A、VB、VCは、第４図に示すように波長が620nm、670n
m、720nmの各単色光に対応する。また、第４図で示すよ
うに、出力電圧VAは、籾なし、青籾、整籾の順で小さく
なり、一方、出力電圧VBおよびVCは、籾なし、整籾、青
籾の順で小さくなる。

次に、上述の各検出出力電圧VA、VB、VCから、次の
（１）、（２）式により電位差ΔV1、電位差ΔV2をそれ
ぞれ求める（ステップS8、S9）。

ΔV1＝VB-VA （１） ΔV2＝VC-VB （２） ここで、検出空間10を通過する検出対象と、電位差Δ
V1、ΔV2の関係を示すと、第５図のようになる。

第５図からわかることは、電位差ΔV2が正のときに
は、整籾または青籾のいずれかの籾が検出されたことに
なる。また、電位差Δ２が正であって、かつ電位差ΔV1
が負のときには、青籾が検出されたことになる。

従って、ステップS10では、電位差ΔV2が正か否かを
判定し、正のときには、整籾または青籾にかかわらず自
然落下する籾の個数を計数する籾カウンタの計数値ｎを
＋１増加する（ステップS11）。

さらに、電位差Δ２が正であって、電位差ΔV1が負の
ときには（ステップS12）、青籾の自然落下個数を計数
する青籾カウンタの計数値Ｋを＋１増加する（ステップ
S13）。

次に、籾カウンタの計数値ｎが、あらかじめ定めてあ
る検出計数ncを上回るか否かを判別し、（ステップS1
4）、上回ったときに、現在の各カウンタの計数値ｎお
よびＫから青籾の混入率ａ＝K/nを算出する（ステップS
15）。

次いで、その算出した青籾混入率ａが上述のように青
籾混入率設定スイッチ33により設定されている設定青籾
混入率ac以下のときには（ステップS16）、ステップS17
〜S20に進む。すなわち、上部バルブモータ41の駆動を
停止し、その所定時間経過後に、下部バルブモータ42、
エレベータモータ43の駆動をいずれも停止する。

他方、ステップS16において、算出青籾混入率ａが設
定青籾混入率acよりも大きいときには、ステップS21に
進む。

ステップS21では、上述のステップS5〜ステップS12と
同様の手順により青籾を検出し、この青籾が検出される
と、その青籾がエアガン25を通過するタイミングでエア
ガン25を作動し、その青籾を青籾受け容器24に向けて吹
き飛ばす。そして、これらの作業を、上部ホッパ１内の
一循環するまで継続し（ステップS22）、一循環する
と、ステップS5に戻る。一循環は、例えば、予めエレベ
ータ６を停止し、ロータリバルブ３を駆動し、上部ホッ
パ１内の籾がなくなる時間を計測し、次にエレベータ６
及びロータリバルブ３を駆動し、前記計測した時間が経
過したら一循環したものとして検出する。

このように本発明実施例によれば、青籾混入率を考慮
しつつ整籾と青籾との選別ができる。

（発明の効果） 以下のように本発明では、籾からの反射光を３分割し
たのちこれを各分割光からそれぞれ波長の異なる所定の
単色光を抽出し、その各単色光を光電変換した各検出値
に基づいて籾または青籾のいずれであるかを判別し、そ
の判別結果をそれぞれ計数するようにしたので、青籾混
入率を正確に算出できる。

また、選別手段により算出青籾混入率が設定青籾混入
率より大の場合に青籾を取り除き、青籾混入率が低い
（設定青籾混入率以下）場合には青籾の選別を自動的に
終了できるので、任意の選別精度に仕上げることができ
るとともに、必要以上に選別作業を継続して仕上げ時間
が長くかかるという無駄を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の全体構成を示す図、第２図はそ
の電気系のブロック図、第３図はその動作例を示すフロ
ーチャート、第４図は光の波長と光電変換電圧との関係
を示すグラフ、第５図は籾の検出状態と検出電圧差との
関係を示す図である。 １……上部ホッパ、４……下部ホッパ、７……背景板、
８……スリット、10……検出空間、11、12……光源、16
……第１ハーフミラー、17……第２ハーフミラー、18,1
9,20……バンドパスフィルタ、21……第１光電変換素
子、22……第２光電変換素子、23……第３光電変換素
子、35……CPU

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】任意の青籾混入率を設定する青籾混入率設
   定手段と、 籾が自然落下する籾落下経路に検出空間を形成し、その
   検出空間に向けて光を照射する光源を配置し、籾からの
   反射光を３方向に分割したのちその各分割光ごとに波長
   の異なる所定の各単色光をそれぞれ抽出する光学系を形
   成し、その光学系の各終端にそれぞれ配置した光電変換
   手段と、 その各光電変換手段の各検出値に基づいて、前記検出空
   間を通過する籾が整籾または青籾のいずれかであるかを
   判別する判別手段と、 その判別結果に基づき、整籾の個数と青籾の個数とをそ
   れぞれ計数する計数手段と、 前記計数手段で計数した整籾の個数と青籾の個数から青
   籾混入率を算出する青籾混入率算出手段と、 青籾混入率設定手段で設定した設定青籾混入率と、前記
   青籾混入率算出手段で算出した算出青籾混入率とを比較
   する比較手段と、 前記比較手段で比較した結果、算出青籾混入率が設定青
   籾混入率より大の場合に青籾を除く選別手段と、 を備えてなる光学的穀物選別機。