JP3582109B2 - 籾・玄米判別装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、近赤外光を利用した籾・玄米の判別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学センサで穀粒表面の色彩差により籾・玄米を判別するものは公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来装置では、穀粒の表面の色彩により籾・玄米を判別するため、青米と籾米，もち米における籾米と玄米，着色米と籾米との判別が困難であり、籾混入率の検出精度が向上しないという問題点があつた。そこで、この発明は、穀粒の籾混入率を算出するにあたり、近赤外光の中で、水分により吸収される波長域を利用して、穀粒表面の水分差を検出して籾・玄米を判別し、従来装置の問題点を解決しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような従来技術のもつ問題点を解決するために、次の技術的手段を講じた。
即ち、請求項１に記載の発明は、水分により吸収される波長域を含む近赤外光を照射する光源１と、前記近赤外光の単一穀粒に照射された反射または透過光から前記水分により吸収される波長域のみを通過させる光学フィルタ２と、前記光学フィルタ２を通過した前記波長域の多少に応じた大小の電圧に変換する光起電力素子３と、この光起電力素子の変換電圧と予め設定した籾・玄米の判別しきい値との比較によって穀粒を籾又は玄米と判別する判別手段とからなる籾・玄米判別装置の構成としたものである。
また、請求項２に記載の発明は、水分により吸収される波長域を含む近赤外光を照射する光源１と、前記近赤外光の穀粒群に照射された反射光から前記水分により吸収される波長域のみを通過させる光学フィルタ２と、前記光学フィルタ２を通過した前記波長域の多少に応じた大小の電圧に変換する光起電力素子３と、この光起電力素子３を内蔵する籾・玄米判別センサ６と、からなり、籾・玄米の混合する混合米が分布する穀粒群に水分に吸収される波長帯を有する近赤外光を照射して、光起電力素子３による電圧を検出し、この検出電圧と予め設定した基準線との対比によって籾混入率を決定する手段を設けてなる籾・玄米判別装置の構成としたものである。
【０００５】
【作用】
請求項１に記載の発明によれば、光源１から水分により吸収される波長域を含む近赤外光を、単一の穀粒に照射し、その反射または透過光は光学フィルタ２に送られ、近赤外光の中から前記水分により吸収される波長域が光学フィルタ２を通過して、光起電力素子３へ送られる。このようにして送られてきた前記波長域の近赤外光の多少に応じて、光起電力素子３で大小の電圧値に変換され、この電圧値の大小により所定の判別しきい値から籾・玄米の別に判別される。
また、請求項２に記載の発明によると、籾・玄米の混合する混合米が分布する穀粒群に水分に吸収される波長帯を有する近赤外光を照射すると、水分に吸収される波長域の反射光が籾・玄米判別センサ６に送られて光起電力素子３は電圧を検出し、この検出電圧と予め設定した電圧値−籾混入率の基準線と対比することによって籾混入率を決定する。
【０００６】
【実施例】
以下、図面に示すこの発明の実施例について説明する。まず、図１に示す実施例について説明する。この発明は、籾・玄米の混合米からその表面の水分差により、籾及び玄米の別を判別する籾・玄米判別装置及びその判別方法に関するものである。水分により吸収される波長域を含む近赤外光を照射する光源１を設け、この光源１から前記近赤外光が単一の穀粒あるいは穀粒群に照射され、穀粒から反射された反射光が後続の光学フィルタ２に送られ、ここで前記水分により吸収される波長域のみを通過して、後続の光起電力素子３に送り、ここで前記波長域の近赤外光の多少に応じて大小の電圧に変換し、この電圧値を所定の判別しきい値で籾・玄米に区分し、籾混入率を算出する構成である。
【０００７】
なお、この実施例では、光源１には、タングステン・ランプを用い、光学フィルタ２としては、透過波長１４５０ナノメ−タ（ｎｍ）の干渉フィルタを用い、光起電力素子３には、ＩｎＧａＡｓ−ＰＩＮフォトダイオ−ド（浜松フォトニクス株式会社製）を用いている。なお、上記透過波長に限定されるものではなく、１４００±５０ｎｍの範囲では同様の効果が期待できる。
【０００８】
また、このような籾・玄米判別装置は、籾摺ロ−ルで籾摺し風選した後の摺落米（混合米）の脱ぷ率を検出する装置、揺動選別装置の揺動選別板の選別状態を検出する籾混入検出装置、籾摺選別機の玄米揚穀機から取り出される玄米への籾混入検出装置等に利用することができる。なお、検出樋４で１粒づつ流下中の穀粒を検出する方式では、前記の反射式に替えて透過式としてもよい。
【０００９】
籾摺ロ−ル（図示省略）で籾摺された摺落米（籾・玄米の混合米）について、その表面の水分差を考察すると、籾表面の籾殻はケイ素を含有し水分を含まないものであり、また、籾から籾殻を剥ぎ取り籾摺された玄米は、その表面が籾殻に比較して多くの水分を含んでいる。しかして、図１（２）に示すように、光源１から１４５０ｎｍの波長域を含む近赤外光を、玄米Ｇ及び籾Ｍに照射すると、波長１４５０ｎｍの水分に吸収される波長域は、玄米Ｇでは表面の多い水分で多く吸収されて反射光量が減少し、また、籾Ｍでは表面の少ない水分で吸収が少なく反射光量が多くなる。このような反射光量の多少から、図１（３）に示すように、後続の光起電力素子３で籾は高い電圧値に、玄米は低い電圧値に、青米は更に低い電圧値に変換される。しかして、籾の電圧値と玄米の電圧値との中間を、籾・玄米のしきい値とすることにより、籾・玄米の判別ができる。
【００１０】
図１（４）に示すように、籾・玄米を１粒づつ検出樋４に流しながら、光源１からの前記近赤外光を照射し、反射光を光学フィルタ２を経由して光起電力素子３で受光し、電圧信号に変換する。すると、図１（５）に示すように、玄米の電圧値が低く、籾の電圧値が高く出力され、両信号の中途部を籾・玄米の判別しきい値とすることにより、籾・玄米の判別がなされる。このようなデ−タを所定量集め、籾混入率（脱ぷ率）を算出する。
【００１１】
このように、籾・玄米を判別するにあたり、籾殻の有無により生じる穀粒の表面の水分差を利用して、籾・玄米の別を判別するものであるため、次のような利点がある。即ち、従来の穀粒表面の色の差異により籾・玄米を判別する光学センサでは、青米・着色米と籾との判別誤差，もち米での籾・玄米の判別の困難性というような問題点があつた。しかし、この実施例では前述のように、このような問題点にも対応できて、従来装置では判別の困難であつた品種にも十分に適応でき、正確な籾・玄米の判別ができる。
【００１２】
次に、図２及び図３に示す実施例について説明する。図２（１）について説明する。前記の実施例のように、光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３で籾・玄米を判別するにあたり、光源１で照射された近赤外光を集光レンズ５で集光し、検出樋４を流下中の単一の穀粒に照射する構成としている。
【００１３】
次に、図２（２）について説明する。前記の光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３及び集光レンズ５で、籾・玄米判別センサ６が構成されている。籾・玄米判別センサ６の発生電圧Ｖ１は、図２（３）のＶ１に示すような波形で検出される。次いで、発生電圧Ｖ１は増幅器１２を経由して、サンプル・ホ−ルド回路７に送られて、図２（３）のＶ３に示すようなピ−クホ−ルド波形に整形され、Ａ／Ｄコンバ−タ入力ポ−トＡＮを経て、ＣＰＵ内臓の１チップマイコン９に読み込まれる。また、前記発生電圧Ｖ１はサンプル・トリガ発生回路８に送られて、図２（３）のＶ２に示すような波形に整形され、サンプル・ホ−ルド回路７の検出入力に関連して、割込入力ポ−トＩＮＴから１チップマイコン９に読み込まれる構成である。
【００１４】
次に、図３のフロ−チャ−トにより、籾混入率の算出内容を説明する。籾混入率算出制御がスタ−ト（ＳＴ１０）すると、まず、カウンタがクリアされ、読み込みデ−タ数ｎ及び籾読込電圧デ−タ数が夫れ夫れ０にされる。次いで、籾・玄米判別センサ６の発生電圧Ｖ１は、サンプル・トリガ発生回路８を経由して１チップマイコン９に入力され、穀粒検出回数が記憶される（ＳＴ３０）。次いで、籾・玄米判別センサ６の発生電圧Ｖ１は、サンプル・ホ−ルド回路７に送られ、整形された検出電圧Ｖ３が１チップマイコン９に入力される（ＳＴ４０）。しかして、穀粒カウント数が計算式ｎ＝０＋１から１回と計算される（ＳＴ５０）。
【００１５】
次いで、検出電圧Ｖ３は、籾・玄米の判別しきい値ＶＳと比較されて、検出電圧Ｖ３＞しきい値ＶＳであると、籾電圧回数ｎＭは計算式で０＋１と計算されて、１回とカウントされる（ＳＴ７０）。次いで、以下同様な作業が繰り返され、穀粒検出回数ｎが１００回になると（ＳＴ８０）、ｎ＝１００回と籾電圧回数ｎＭのデ−タ数から、籾混入率が算定される（ＳＴ９０）。
【００１６】
前記のように、光源１からの近赤外光を集光して単一の穀粒に照射する構成であるので、多粒の穀粒に照射するものに比較して、検出精度が高くなり、玄米中に混入している少数の籾を検出できる。この実施例を籾摺ロ−ルでの摺落米の籾混入率（脱ぷ率）の検出，籾摺機から機外に取り出される玄米中の籾混入の検出に応用すると、精度の高い籾混入率を算出できる。
【００１７】
次に、図４及び図５に示す実施例について説明する。図４（１）に示すように、揺動選別板１０の板面に分布している穀粒群に、光源１から水分に吸収される波長帯を有する近赤外光を照射し、反射光を光学フィルタ２を経て光起電力素子３に受光して、電圧値に変換する構成であり、被照射面に含まれる穀粒群全面の検出水分から籾・玄米比率を算出しようとするものである。
【００１８】
図４（２）に示すように、揺動選別板１０の排出側１０ｂには、光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３からなる籾・玄米判別センサ６を、移動手段１１で揺上側１０ｃから揺下側１０ｄへ往復動できる構成とし、板面に分布している穀粒群に籾・玄米判別センサ６の光源１から、前記近赤外光が照射される構成である。
【００１９】
しかして、籾・玄米判別センサ６が揺動選別板１０の揺上側１０ｃから揺下側１０ｄに移動させると、所定距離毎に電圧値が検出される。しかして、図４（３）の右側部に示すように、揺上側１０ｃの玄米分布領域では、表面の水分が少ないので、低い玄米の電圧値が検出され、次いで、中間部の混合米分布流域の移動時には、揺下側１０ｄほど籾の混入比率が高くなるので、順次揺下側１０ｄにかけて高くなる混合米の電圧値が検出され、また、揺下側１０ｄの籾分布領域では、高い籾の電圧値が検出される。
【００２０】
図４（４）に示すように、籾・玄米判別センサ６の発生電圧は、増幅器１２を経由してＡ／Ｄ変換入力ポ−トＡＮからが１チップマイコン９に入力される。次に、図５に基づき、籾混入率の算出フロ−について説明する。籾混入率の算出フロ−が開始されると、初めに、カウンタがクリアされ、検出回数及び籾検出電圧値が夫れ夫れ０にクリアされる。次いで、籾・玄米判別センサ６からの発生電圧Ｖｎが増幅器１２を経由して１チップマイコン９に読み込まれ（ＳＴ１１０）、検出回数がカウントされると共に、検出電圧値が記憶さる（ＳＴ１２０）。これらの検出回数が所定回数、例えば、４回になると（ＳＴ１３０）、１回から４回の夫れ夫れの検出電圧値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４から平均電圧値が算出され（ＳＴ１４０）、１チップマイコン９に内臓されている基準籾混入率表，基準線（計算式）からから籾混入率が決定される（ＳＴ１５０）。
【００２１】
なお、図４（５）は、縦軸を電圧値Ｖ、横軸を籾混入率とし、実験値を基にして作成した籾混入率を示す基準線を示している。また、前記の実施例では、籾・玄米判別センサ６を移動しながら、所定回数の電圧値を検出し、移動平均により籾混入率を算出しているが、移動平均値に替えてメジアン値としてもよい。上述のように穀粒群から籾・玄米の判別をするので、１粒づつ検出して籾混入率を算出する実施例に比較して、籾混入率算出の時間を短縮できて、応答性の優れたものとすることができる。
【００２２】
次に、図６及び図７の実施例について説明する。図６（１）は、揺動選別装置を示すもので、揺動選別板１０の縦方向一側の供給側１０ａを高位に、他側の排出側１０ｂを低位になるように傾斜し、横方向の一側を高位側の揺上側１０ｃとし、他側の低位側を揺下側１０ｄとし、縦方向における供給側１０ａで且つ揺上側１０ｃに位置している混合米ホッパ１３から、供給される構成である。揺動選別板１０に供給された混合米は、横方向の斜上下の往復揺動により選別され、揺上側１０ｃ側には玄米が偏流分布し、揺下側１０ｄ側には籾が偏流分布し、これらの中間部には混合米が偏流分布しつつ選別される。
【００２３】
揺動選別板１０の排出側１０ｂには、光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３の内臓されている籾・玄米判別センサ６が、ねじ棒からなる移動手段１１で揺上側１０ｃから揺下側１０ｄへかけて、往復移動自在に支持されている。１４は籾・玄米判別センサ６を往復移動させるセンサ調節モ−タである。揺動選別板１０の排出側１０ｄに対向して、選別穀粒を仕切る玄米仕切板１５及び籾仕切板１６を配置している。この玄米仕切板１５はねじ棒からなる仕切板移動手段１７で往復移動自在に支持されていて、仕切板調節モ−タ１８を正逆転することにより、左右方向に往復移動される。
【００２４】
図６（２）に示すように、籾・玄米判別センサ６は増幅器１２を経由して、Ａ／Ｄ変換入力ポ−トＡＮから検出電圧が１チップマイコン９に入力され、また、籾・玄米判別センサ６の移動位置を検出できるセンサ位置センサ２０，玄米仕切板１５の仕切位置を検出できる仕切板位置センサ２１が、入力インタ−フエイス（図示省略）を経由して、１チップマイコン９に接続されている。また、１チップマイコン９からセンサ調節モ−タ１４，仕切板調節モ−タ１８及び高水分報知手段１９に、夫れ夫れ指令信号が出力される構成である。
【００２５】
次に、図７のフロ−チャ−トに基づき制御内容を説明する。本制御が開始されると、籾・玄米判別センサ６を最揺上側１０ｃへ移動する指令信号、及び、玄米仕切板１５を標準位置（揺動選別板１０の通常の選別状態で玄米を仕切る位置）に移動する指令信号が出される（図示省略）。次いで、籾・玄米判別センサ６から発生電圧が入力されると共に、記憶装置に記憶され（ＳＴ２１０）、次いで、センサ調節モ−タ１４に１ステップ揺下側１０ｄへの移動指令信号が出され、籾・玄米判別センサ６が１ステップ移動される（ＳＴ２２０）。次いで、この位置で電圧値Ｖｎが検出され（ＳＴ２３０）、図６（５）の基準水分線に基づき、水分が決定される（ＳＴ２４０）。
【００２６】
このような水分検出が数回行われると、前回の検出水分と今回の検出水分とが比較されて、揺上側１０ｃの玄米分布流域に籾・玄米判別センサ６が位置していて、且つ、検出電圧に変化がない場合には、前回と同様に１ステップの移動指令信号が出されて、籾・玄米判別センサ６は揺下側１０ｄに順次移動する（ＳＴ２５０）。前回との比較で検出電圧が増加側に変更した場合には、仕切板位置センサ２１から玄米仕切板１５の仕切位置が入力される（ＳＴ２６０）。次いで、基準水分値ＭＳと前回の検出電圧値とを比較し（ＳＴ２７０）、検出電圧値が基準水分値より高い場合には、高水分報知手段１９に報知指令信号が出力されて、高水分の報知がされる。
【００２７】
なお、図６の（３）及び（４）は、縦軸を検出電圧値とし、横軸を籾・玄米判別センサ６の揺動選別板１０における揺上側１０ｃから揺下側１０ｄへの穀粒分布幅を示すもので、各移動位置での検出した電圧値を表示したものである。図６（３）では、玄米，混合米，籾の分布状態の検出状態を示すもので、その検出電圧値は、玄米の分布部が低く、混合米の分布部では、籾率が高くなる揺下側１０ｄに行くに従って順次高くなり、揺下側１０ｄの籾の分布部が最も高くなっている。図６（４）では、青米の多く混入している混合米の選別時における穀粒の分布状態の検出状態を示すもので、その検出電圧値は、青米の分布部が最も低く、次に玄米の分布部が低く、混合米の分布部では、揺下側１０ｄに行き籾混入率が高くなるに従って順次高くなり、揺下側１０ｄの籾の分布部が最も高くなっている。
【００２８】
なお、高水分報知手段１９に替えて、検出水分を表示する構成としてもよく、また、検出電圧値を決定するにあたり、１回の検出値で決定してもよく、所定回数の検出電圧値を平均して決定してもよい。また、この実施例では、籾摺作業中に穀粒の水分値を検出し、基準水分値をオ−バ−したときには、高水分が報知されて、オペレ−タは籾摺作業を中止できる構成である。しかして、乾燥後の水分戻り、あるいは、乾燥むら等による高水分穀粒の籾摺を中止し、高水分穀粒の籾摺による性能の低下、並びに、高水分米の出荷を防止できる。なお、高水分を検出した際には、主モ−タ（図示省略）を停止して、籾摺作業を自動的に停止する構成としてもよい。
【００２９】
なお、図６（５）は、縦軸に籾・玄米判別センサ６の検出電圧値を示し、横軸に水分を示すもので、傾斜線は水分基準線を示すものである。次に、図８及び図９に示す実施例について説明する。揺動選別装置の揺動選別板１０，光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３の内臓されている籾・玄米判別センサ６，移動手段１１，センサ調節モ−タ１４，玄米仕切板１５，籾仕切板１６，仕切板移動手段１７，仕切板調節モ−タ１８，増幅器１２，センサ位置センサ２０，仕切板位置センサ２１は、前記の実施例と同様に構成されている。
【００３０】
次に、図９のフロ−チャ−トに基づき、制御内容を説明する。制御が開始されると、１チップマイコン９から玄米仕切板１５及び籾・玄米判別センサ６の最揺上側１０ｃへの移動指令信号が出され、仕切板調節モ−タ１８及びセンサ調節モ−タ１４が駆動されて、玄米仕切板１５及び籾・玄米判別センサ６が最揺上側１０ｃへ移動される（ＳＴ３１０）。
【００３１】
次いで、籾・玄米判別センサ６が１ステップづつ揺上側１０ｃから揺下側１０ｄ側に移動されつつ、籾・玄米判別センサ６の発生電圧値Ｖｎが読み込まれ記憶装置に記憶される（ＳＴ３２０）。このような１ステップ毎の移動及び検出が続けられ、籾・玄米判別センサ６が揺動選別板１０の最揺下側１０ｄまで移動すると（ＳＴ３３０，ＳＴ３４０）、図８（３）に示すように、揺上側１０ｃの玄米分布部の玄米電圧値，中間部の混合米分布部における揺下側１０ｄへ行くに従って順次高くなる混合米電圧値、及び、揺下側１０ｄの籾分布部の籾電圧値が記憶される。
【００３２】
次いで、前記の検出結果から、最後の籾を検出した電圧値Ｖｎと同等の電圧値の数回分との平均から、籾電圧値直線Ａを決定し、籾基準電圧値ＶＭを決定する（ＳＴ３５０）。次いで、最初に検出した電圧値Ｖ１と同等の電圧値の数回分との平均から、玄米電圧値直線Ｂを決定し、この直線から玄米基準電圧値ＶＫを決定する（ＳＴ３６０）。次いで、前記の決定電圧値から計算式「（籾基準電圧値ＶＭ＋玄米基準電圧値ＶＫ）×１／２」により、籾・玄米の判別しきい値ＶＳが決定される（ＳＴ３７０）。なお、このしきい値決定に際しては、１／２とせずに、玄米側あるいは籾に重みをつけてしきい値とする構成としてもよい。
【００３３】
次いで、前記判別しきい値ＶＳの前後数回の検出電圧値から、直線Ｃの計算式「Ｖ＝ｆ（Ｐ）」を決定する（ＳＴ３８０）。次いで、前記計算式Ｖ＝ｆ（Ｐ）に、しきい値ＶＳを代入して、直線Ｃとしきい値ＶＳとの交差するセンサ受光位置ＰＳを決定し（ＳＴ３９０）、次いで、前記直線Ｂ，Ｃの交点から、玄米の最揺下側位置ＰＫを決定し（ＳＴ４００）、次いで、前記最揺下側位置ＰＫから所定距離揺上側１０ｃに位置する部位を、仕切板位置ＰＢとする（ＳＴ４１０）。
【００３４】
次いで、玄米仕切板１５の移動指令信号が出されて、玄米仕切板１５は前記仕切板位置ＰＢに移動調節され（ＳＴ４２０）、次いで、籾・玄米判別センサ６の移動指令信号が出され、籾・玄米判別センサ６をセンサ受光位置ＰＳに移動させて、選別作業を行う。このように揺動選別板１０の穀粒分布状態に基づき、玄米仕切板１５の調節制御がされるので、実際の選別状態に合わせて玄米仕切板１５の調節ができて、選別精度及び選別能率が向上する。
【００３５】
次に、図１０及び図１１の実施例について説明する。この実施例は、前記の籾・玄米判別センサ６を揺動選別板１０上の穀粒の判別をするにあたり、周囲の明るさ、即ち、外乱光の影響を無くしながら籾・玄米の判別をしようとするものである。図１０（１）に示すように、光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３を内蔵する籾・玄米判別センサ６は、増幅器１２を経由して、Ａ／Ｄ変換入力ポ−トＡＮから検出電圧が１チップマイコン９に入力され、また、１チップマイコン９のデジタル出力部ＤＯからバッフア２２を経由して、光源１にＯＮ・ＯＦＦの点滅電流が送られ、光源１が点滅する構成である。
【００３６】
しかして、図１０（２）の上側図に示すように、籾・玄米判別センサ６の光源１に、ＯＮ・ＯＦＦ電流が送られると、図１０（２）の下側に示すように、ＯＦＦの消灯時には、外乱光による反射光が測定され、また、ＯＮの点灯時には、外乱光及び光源１の照射近赤外光の合計反射光量が検出される構成である。次に、図１１に基づき制御内容について説明する。
【００３７】
１チップマイコン９からＯＮ・ＯＦＦの点滅電流が籾・玄米判別センサ６の光源１に送られる。すると、まず、光源１の点灯時に（ＳＴ５１０）、外乱光及び光源１の近赤外光の合計した反射光量に基づき、光起電力素子３から電圧値Ｖ１が発生し、１チップマイコン９に読み込まれ記憶される（ＳＴ５２０）。次いで、光源１の消灯時に（ＳＴ５３０）、外乱光に基づく反射光の電圧値Ｖ２が発生し読み込み記憶される。
【００３８】
次いで、これらの電圧値Ｖ１，Ｖ２をもとに、計算式「Ｖ１−Ｖ２＝Ｖ」から、外乱光に影響されない状態の、光源１の近赤外光の照射に対応する電圧値Ｖが算出決定される（ＳＴ５５０）。次いで、この電圧値Ｖから図１０（３）の水分基準線あるいは籾・玄米の判別しきい値から、籾・玄米の判定がなされる（ＳＴ５６０）。
【００３９】
この実施例では、光源１の穀粒への照射部にカバ−を設けずに、外乱光の影響を受ける状態でも、外乱光の影響を排除して、光源１の照射光量に対応した反射光量に対応する電圧値を検出でき、誤検出を防止できる。従来装置のようにカバ−等で外乱光を遮断する場合には、周囲の光の影響は受けないが、特別にカバ−等を設けなければならず、また、揺動選別板１０上の被選別穀粒を検出する場合には、カバ−類で検出部を覆うことは、穀粒の流れを阻害するので困難であるが、このような不具合も解消することができる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、籾・玄米の混合米の籾混入率を算出するにあたり、光源１から水分により吸収される波長域を含む近赤外光を籾・玄米の照射して、穀粒表面の水分の多少により籾・玄米の別を判別するので、穀粒表面の色彩では判別困難な青米と籾米，もち米における籾米と玄米，着色米と籾米との判別も正確となり、籾混入率の検出精度を向上させることができる。
請求項２に記載の発明は、上記の効果に加え、判別対象を穀粒群とするから、１粒づつ検出して籾混入率を算出する実施例に比較して、籾混入率算出の時間を短縮できて、応答性の優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】側面図及びグラフ
【図２】側面図，ブロック図，グラフ
【図３】フロ−チャ−ト
【図４】側面図，斜視図，グラフ，ブロック図
【図５】フロ−チャ−ト
【図６】斜視図，ブロック図，グラフ
【図７】フロ−チャ−ト
【図８】斜視図，ブロック図
【図９】フロ−チャ−ト
【図１０】ブロック図，グラフ
【図１１】フロ−チャ−ト
【符号の説明】
１ 光源
２ 光学フィルタ
３ 光起電力素子
４ 検出樋
５ 集光レンズ
６ 籾・玄米判別センサ
７ サンプル・ホ−ルド回路
８ サンプル・トリガ発生回路
９ １チップマイコン
１０ 揺動選別板
１１ 移動手段
１２ 増幅器
１３ 混合米ホッパ
１４ センサ調節モ−タ
１５ 玄米仕切板
１６ 籾仕切板
１７ 仕切板移動手段
１８ 仕切板調節モ−タ
１９ 高水分報知手段
２０ センサ位置センサ
２１ 仕切板位置センサ
２２ バッフア
Ｇ 玄米
Ｍ 籾
【産業上の利用分野】
この発明は、近赤外光を利用した籾・玄米の判別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学センサで穀粒表面の色彩差により籾・玄米を判別するものは公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来装置では、穀粒の表面の色彩により籾・玄米を判別するため、青米と籾米，もち米における籾米と玄米，着色米と籾米との判別が困難であり、籾混入率の検出精度が向上しないという問題点があつた。そこで、この発明は、穀粒の籾混入率を算出するにあたり、近赤外光の中で、水分により吸収される波長域を利用して、穀粒表面の水分差を検出して籾・玄米を判別し、従来装置の問題点を解決しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような従来技術のもつ問題点を解決するために、次の技術的手段を講じた。
即ち、請求項１に記載の発明は、水分により吸収される波長域を含む近赤外光を照射する光源１と、前記近赤外光の単一穀粒に照射された反射または透過光から前記水分により吸収される波長域のみを通過させる光学フィルタ２と、前記光学フィルタ２を通過した前記波長域の多少に応じた大小の電圧に変換する光起電力素子３と、この光起電力素子の変換電圧と予め設定した籾・玄米の判別しきい値との比較によって穀粒を籾又は玄米と判別する判別手段とからなる籾・玄米判別装置の構成としたものである。
また、請求項２に記載の発明は、水分により吸収される波長域を含む近赤外光を照射する光源１と、前記近赤外光の穀粒群に照射された反射光から前記水分により吸収される波長域のみを通過させる光学フィルタ２と、前記光学フィルタ２を通過した前記波長域の多少に応じた大小の電圧に変換する光起電力素子３と、この光起電力素子３を内蔵する籾・玄米判別センサ６と、からなり、籾・玄米の混合する混合米が分布する穀粒群に水分に吸収される波長帯を有する近赤外光を照射して、光起電力素子３による電圧を検出し、この検出電圧と予め設定した基準線との対比によって籾混入率を決定する手段を設けてなる籾・玄米判別装置の構成としたものである。
【０００５】
【作用】
請求項１に記載の発明によれば、光源１から水分により吸収される波長域を含む近赤外光を、単一の穀粒に照射し、その反射または透過光は光学フィルタ２に送られ、近赤外光の中から前記水分により吸収される波長域が光学フィルタ２を通過して、光起電力素子３へ送られる。このようにして送られてきた前記波長域の近赤外光の多少に応じて、光起電力素子３で大小の電圧値に変換され、この電圧値の大小により所定の判別しきい値から籾・玄米の別に判別される。
また、請求項２に記載の発明によると、籾・玄米の混合する混合米が分布する穀粒群に水分に吸収される波長帯を有する近赤外光を照射すると、水分に吸収される波長域の反射光が籾・玄米判別センサ６に送られて光起電力素子３は電圧を検出し、この検出電圧と予め設定した電圧値−籾混入率の基準線と対比することによって籾混入率を決定する。
【０００６】
【実施例】
以下、図面に示すこの発明の実施例について説明する。まず、図１に示す実施例について説明する。この発明は、籾・玄米の混合米からその表面の水分差により、籾及び玄米の別を判別する籾・玄米判別装置及びその判別方法に関するものである。水分により吸収される波長域を含む近赤外光を照射する光源１を設け、この光源１から前記近赤外光が単一の穀粒あるいは穀粒群に照射され、穀粒から反射された反射光が後続の光学フィルタ２に送られ、ここで前記水分により吸収される波長域のみを通過して、後続の光起電力素子３に送り、ここで前記波長域の近赤外光の多少に応じて大小の電圧に変換し、この電圧値を所定の判別しきい値で籾・玄米に区分し、籾混入率を算出する構成である。
【０００７】
なお、この実施例では、光源１には、タングステン・ランプを用い、光学フィルタ２としては、透過波長１４５０ナノメ−タ（ｎｍ）の干渉フィルタを用い、光起電力素子３には、ＩｎＧａＡｓ−ＰＩＮフォトダイオ−ド（浜松フォトニクス株式会社製）を用いている。なお、上記透過波長に限定されるものではなく、１４００±５０ｎｍの範囲では同様の効果が期待できる。
【０００８】
また、このような籾・玄米判別装置は、籾摺ロ−ルで籾摺し風選した後の摺落米（混合米）の脱ぷ率を検出する装置、揺動選別装置の揺動選別板の選別状態を検出する籾混入検出装置、籾摺選別機の玄米揚穀機から取り出される玄米への籾混入検出装置等に利用することができる。なお、検出樋４で１粒づつ流下中の穀粒を検出する方式では、前記の反射式に替えて透過式としてもよい。
【０００９】
籾摺ロ−ル（図示省略）で籾摺された摺落米（籾・玄米の混合米）について、その表面の水分差を考察すると、籾表面の籾殻はケイ素を含有し水分を含まないものであり、また、籾から籾殻を剥ぎ取り籾摺された玄米は、その表面が籾殻に比較して多くの水分を含んでいる。しかして、図１（２）に示すように、光源１から１４５０ｎｍの波長域を含む近赤外光を、玄米Ｇ及び籾Ｍに照射すると、波長１４５０ｎｍの水分に吸収される波長域は、玄米Ｇでは表面の多い水分で多く吸収されて反射光量が減少し、また、籾Ｍでは表面の少ない水分で吸収が少なく反射光量が多くなる。このような反射光量の多少から、図１（３）に示すように、後続の光起電力素子３で籾は高い電圧値に、玄米は低い電圧値に、青米は更に低い電圧値に変換される。しかして、籾の電圧値と玄米の電圧値との中間を、籾・玄米のしきい値とすることにより、籾・玄米の判別ができる。
【００１０】
図１（４）に示すように、籾・玄米を１粒づつ検出樋４に流しながら、光源１からの前記近赤外光を照射し、反射光を光学フィルタ２を経由して光起電力素子３で受光し、電圧信号に変換する。すると、図１（５）に示すように、玄米の電圧値が低く、籾の電圧値が高く出力され、両信号の中途部を籾・玄米の判別しきい値とすることにより、籾・玄米の判別がなされる。このようなデ−タを所定量集め、籾混入率（脱ぷ率）を算出する。
【００１１】
このように、籾・玄米を判別するにあたり、籾殻の有無により生じる穀粒の表面の水分差を利用して、籾・玄米の別を判別するものであるため、次のような利点がある。即ち、従来の穀粒表面の色の差異により籾・玄米を判別する光学センサでは、青米・着色米と籾との判別誤差，もち米での籾・玄米の判別の困難性というような問題点があつた。しかし、この実施例では前述のように、このような問題点にも対応できて、従来装置では判別の困難であつた品種にも十分に適応でき、正確な籾・玄米の判別ができる。
【００１２】
次に、図２及び図３に示す実施例について説明する。図２（１）について説明する。前記の実施例のように、光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３で籾・玄米を判別するにあたり、光源１で照射された近赤外光を集光レンズ５で集光し、検出樋４を流下中の単一の穀粒に照射する構成としている。
【００１３】
次に、図２（２）について説明する。前記の光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３及び集光レンズ５で、籾・玄米判別センサ６が構成されている。籾・玄米判別センサ６の発生電圧Ｖ１は、図２（３）のＶ１に示すような波形で検出される。次いで、発生電圧Ｖ１は増幅器１２を経由して、サンプル・ホ−ルド回路７に送られて、図２（３）のＶ３に示すようなピ−クホ−ルド波形に整形され、Ａ／Ｄコンバ−タ入力ポ−トＡＮを経て、ＣＰＵ内臓の１チップマイコン９に読み込まれる。また、前記発生電圧Ｖ１はサンプル・トリガ発生回路８に送られて、図２（３）のＶ２に示すような波形に整形され、サンプル・ホ−ルド回路７の検出入力に関連して、割込入力ポ−トＩＮＴから１チップマイコン９に読み込まれる構成である。
【００１４】
次に、図３のフロ−チャ−トにより、籾混入率の算出内容を説明する。籾混入率算出制御がスタ−ト（ＳＴ１０）すると、まず、カウンタがクリアされ、読み込みデ−タ数ｎ及び籾読込電圧デ−タ数が夫れ夫れ０にされる。次いで、籾・玄米判別センサ６の発生電圧Ｖ１は、サンプル・トリガ発生回路８を経由して１チップマイコン９に入力され、穀粒検出回数が記憶される（ＳＴ３０）。次いで、籾・玄米判別センサ６の発生電圧Ｖ１は、サンプル・ホ−ルド回路７に送られ、整形された検出電圧Ｖ３が１チップマイコン９に入力される（ＳＴ４０）。しかして、穀粒カウント数が計算式ｎ＝０＋１から１回と計算される（ＳＴ５０）。
【００１５】
次いで、検出電圧Ｖ３は、籾・玄米の判別しきい値ＶＳと比較されて、検出電圧Ｖ３＞しきい値ＶＳであると、籾電圧回数ｎＭは計算式で０＋１と計算されて、１回とカウントされる（ＳＴ７０）。次いで、以下同様な作業が繰り返され、穀粒検出回数ｎが１００回になると（ＳＴ８０）、ｎ＝１００回と籾電圧回数ｎＭのデ−タ数から、籾混入率が算定される（ＳＴ９０）。
【００１６】
前記のように、光源１からの近赤外光を集光して単一の穀粒に照射する構成であるので、多粒の穀粒に照射するものに比較して、検出精度が高くなり、玄米中に混入している少数の籾を検出できる。この実施例を籾摺ロ−ルでの摺落米の籾混入率（脱ぷ率）の検出，籾摺機から機外に取り出される玄米中の籾混入の検出に応用すると、精度の高い籾混入率を算出できる。
【００１７】
次に、図４及び図５に示す実施例について説明する。図４（１）に示すように、揺動選別板１０の板面に分布している穀粒群に、光源１から水分に吸収される波長帯を有する近赤外光を照射し、反射光を光学フィルタ２を経て光起電力素子３に受光して、電圧値に変換する構成であり、被照射面に含まれる穀粒群全面の検出水分から籾・玄米比率を算出しようとするものである。
【００１８】
図４（２）に示すように、揺動選別板１０の排出側１０ｂには、光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３からなる籾・玄米判別センサ６を、移動手段１１で揺上側１０ｃから揺下側１０ｄへ往復動できる構成とし、板面に分布している穀粒群に籾・玄米判別センサ６の光源１から、前記近赤外光が照射される構成である。
【００１９】
しかして、籾・玄米判別センサ６が揺動選別板１０の揺上側１０ｃから揺下側１０ｄに移動させると、所定距離毎に電圧値が検出される。しかして、図４（３）の右側部に示すように、揺上側１０ｃの玄米分布領域では、表面の水分が少ないので、低い玄米の電圧値が検出され、次いで、中間部の混合米分布流域の移動時には、揺下側１０ｄほど籾の混入比率が高くなるので、順次揺下側１０ｄにかけて高くなる混合米の電圧値が検出され、また、揺下側１０ｄの籾分布領域では、高い籾の電圧値が検出される。
【００２０】
図４（４）に示すように、籾・玄米判別センサ６の発生電圧は、増幅器１２を経由してＡ／Ｄ変換入力ポ−トＡＮからが１チップマイコン９に入力される。次に、図５に基づき、籾混入率の算出フロ−について説明する。籾混入率の算出フロ−が開始されると、初めに、カウンタがクリアされ、検出回数及び籾検出電圧値が夫れ夫れ０にクリアされる。次いで、籾・玄米判別センサ６からの発生電圧Ｖｎが増幅器１２を経由して１チップマイコン９に読み込まれ（ＳＴ１１０）、検出回数がカウントされると共に、検出電圧値が記憶さる（ＳＴ１２０）。これらの検出回数が所定回数、例えば、４回になると（ＳＴ１３０）、１回から４回の夫れ夫れの検出電圧値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４から平均電圧値が算出され（ＳＴ１４０）、１チップマイコン９に内臓されている基準籾混入率表，基準線（計算式）からから籾混入率が決定される（ＳＴ１５０）。
【００２１】
なお、図４（５）は、縦軸を電圧値Ｖ、横軸を籾混入率とし、実験値を基にして作成した籾混入率を示す基準線を示している。また、前記の実施例では、籾・玄米判別センサ６を移動しながら、所定回数の電圧値を検出し、移動平均により籾混入率を算出しているが、移動平均値に替えてメジアン値としてもよい。上述のように穀粒群から籾・玄米の判別をするので、１粒づつ検出して籾混入率を算出する実施例に比較して、籾混入率算出の時間を短縮できて、応答性の優れたものとすることができる。
【００２２】
次に、図６及び図７の実施例について説明する。図６（１）は、揺動選別装置を示すもので、揺動選別板１０の縦方向一側の供給側１０ａを高位に、他側の排出側１０ｂを低位になるように傾斜し、横方向の一側を高位側の揺上側１０ｃとし、他側の低位側を揺下側１０ｄとし、縦方向における供給側１０ａで且つ揺上側１０ｃに位置している混合米ホッパ１３から、供給される構成である。揺動選別板１０に供給された混合米は、横方向の斜上下の往復揺動により選別され、揺上側１０ｃ側には玄米が偏流分布し、揺下側１０ｄ側には籾が偏流分布し、これらの中間部には混合米が偏流分布しつつ選別される。
【００２３】
揺動選別板１０の排出側１０ｂには、光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３の内臓されている籾・玄米判別センサ６が、ねじ棒からなる移動手段１１で揺上側１０ｃから揺下側１０ｄへかけて、往復移動自在に支持されている。１４は籾・玄米判別センサ６を往復移動させるセンサ調節モ−タである。揺動選別板１０の排出側１０ｄに対向して、選別穀粒を仕切る玄米仕切板１５及び籾仕切板１６を配置している。この玄米仕切板１５はねじ棒からなる仕切板移動手段１７で往復移動自在に支持されていて、仕切板調節モ−タ１８を正逆転することにより、左右方向に往復移動される。
【００２４】
図６（２）に示すように、籾・玄米判別センサ６は増幅器１２を経由して、Ａ／Ｄ変換入力ポ−トＡＮから検出電圧が１チップマイコン９に入力され、また、籾・玄米判別センサ６の移動位置を検出できるセンサ位置センサ２０，玄米仕切板１５の仕切位置を検出できる仕切板位置センサ２１が、入力インタ−フエイス（図示省略）を経由して、１チップマイコン９に接続されている。また、１チップマイコン９からセンサ調節モ−タ１４，仕切板調節モ−タ１８及び高水分報知手段１９に、夫れ夫れ指令信号が出力される構成である。
【００２５】
次に、図７のフロ−チャ−トに基づき制御内容を説明する。本制御が開始されると、籾・玄米判別センサ６を最揺上側１０ｃへ移動する指令信号、及び、玄米仕切板１５を標準位置（揺動選別板１０の通常の選別状態で玄米を仕切る位置）に移動する指令信号が出される（図示省略）。次いで、籾・玄米判別センサ６から発生電圧が入力されると共に、記憶装置に記憶され（ＳＴ２１０）、次いで、センサ調節モ−タ１４に１ステップ揺下側１０ｄへの移動指令信号が出され、籾・玄米判別センサ６が１ステップ移動される（ＳＴ２２０）。次いで、この位置で電圧値Ｖｎが検出され（ＳＴ２３０）、図６（５）の基準水分線に基づき、水分が決定される（ＳＴ２４０）。
【００２６】
このような水分検出が数回行われると、前回の検出水分と今回の検出水分とが比較されて、揺上側１０ｃの玄米分布流域に籾・玄米判別センサ６が位置していて、且つ、検出電圧に変化がない場合には、前回と同様に１ステップの移動指令信号が出されて、籾・玄米判別センサ６は揺下側１０ｄに順次移動する（ＳＴ２５０）。前回との比較で検出電圧が増加側に変更した場合には、仕切板位置センサ２１から玄米仕切板１５の仕切位置が入力される（ＳＴ２６０）。次いで、基準水分値ＭＳと前回の検出電圧値とを比較し（ＳＴ２７０）、検出電圧値が基準水分値より高い場合には、高水分報知手段１９に報知指令信号が出力されて、高水分の報知がされる。
【００２７】
なお、図６の（３）及び（４）は、縦軸を検出電圧値とし、横軸を籾・玄米判別センサ６の揺動選別板１０における揺上側１０ｃから揺下側１０ｄへの穀粒分布幅を示すもので、各移動位置での検出した電圧値を表示したものである。図６（３）では、玄米，混合米，籾の分布状態の検出状態を示すもので、その検出電圧値は、玄米の分布部が低く、混合米の分布部では、籾率が高くなる揺下側１０ｄに行くに従って順次高くなり、揺下側１０ｄの籾の分布部が最も高くなっている。図６（４）では、青米の多く混入している混合米の選別時における穀粒の分布状態の検出状態を示すもので、その検出電圧値は、青米の分布部が最も低く、次に玄米の分布部が低く、混合米の分布部では、揺下側１０ｄに行き籾混入率が高くなるに従って順次高くなり、揺下側１０ｄの籾の分布部が最も高くなっている。
【００２８】
なお、高水分報知手段１９に替えて、検出水分を表示する構成としてもよく、また、検出電圧値を決定するにあたり、１回の検出値で決定してもよく、所定回数の検出電圧値を平均して決定してもよい。また、この実施例では、籾摺作業中に穀粒の水分値を検出し、基準水分値をオ−バ−したときには、高水分が報知されて、オペレ−タは籾摺作業を中止できる構成である。しかして、乾燥後の水分戻り、あるいは、乾燥むら等による高水分穀粒の籾摺を中止し、高水分穀粒の籾摺による性能の低下、並びに、高水分米の出荷を防止できる。なお、高水分を検出した際には、主モ−タ（図示省略）を停止して、籾摺作業を自動的に停止する構成としてもよい。
【００２９】
なお、図６（５）は、縦軸に籾・玄米判別センサ６の検出電圧値を示し、横軸に水分を示すもので、傾斜線は水分基準線を示すものである。次に、図８及び図９に示す実施例について説明する。揺動選別装置の揺動選別板１０，光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３の内臓されている籾・玄米判別センサ６，移動手段１１，センサ調節モ−タ１４，玄米仕切板１５，籾仕切板１６，仕切板移動手段１７，仕切板調節モ−タ１８，増幅器１２，センサ位置センサ２０，仕切板位置センサ２１は、前記の実施例と同様に構成されている。
【００３０】
次に、図９のフロ−チャ−トに基づき、制御内容を説明する。制御が開始されると、１チップマイコン９から玄米仕切板１５及び籾・玄米判別センサ６の最揺上側１０ｃへの移動指令信号が出され、仕切板調節モ−タ１８及びセンサ調節モ−タ１４が駆動されて、玄米仕切板１５及び籾・玄米判別センサ６が最揺上側１０ｃへ移動される（ＳＴ３１０）。
【００３１】
次いで、籾・玄米判別センサ６が１ステップづつ揺上側１０ｃから揺下側１０ｄ側に移動されつつ、籾・玄米判別センサ６の発生電圧値Ｖｎが読み込まれ記憶装置に記憶される（ＳＴ３２０）。このような１ステップ毎の移動及び検出が続けられ、籾・玄米判別センサ６が揺動選別板１０の最揺下側１０ｄまで移動すると（ＳＴ３３０，ＳＴ３４０）、図８（３）に示すように、揺上側１０ｃの玄米分布部の玄米電圧値，中間部の混合米分布部における揺下側１０ｄへ行くに従って順次高くなる混合米電圧値、及び、揺下側１０ｄの籾分布部の籾電圧値が記憶される。
【００３２】
次いで、前記の検出結果から、最後の籾を検出した電圧値Ｖｎと同等の電圧値の数回分との平均から、籾電圧値直線Ａを決定し、籾基準電圧値ＶＭを決定する（ＳＴ３５０）。次いで、最初に検出した電圧値Ｖ１と同等の電圧値の数回分との平均から、玄米電圧値直線Ｂを決定し、この直線から玄米基準電圧値ＶＫを決定する（ＳＴ３６０）。次いで、前記の決定電圧値から計算式「（籾基準電圧値ＶＭ＋玄米基準電圧値ＶＫ）×１／２」により、籾・玄米の判別しきい値ＶＳが決定される（ＳＴ３７０）。なお、このしきい値決定に際しては、１／２とせずに、玄米側あるいは籾に重みをつけてしきい値とする構成としてもよい。
【００３３】
次いで、前記判別しきい値ＶＳの前後数回の検出電圧値から、直線Ｃの計算式「Ｖ＝ｆ（Ｐ）」を決定する（ＳＴ３８０）。次いで、前記計算式Ｖ＝ｆ（Ｐ）に、しきい値ＶＳを代入して、直線Ｃとしきい値ＶＳとの交差するセンサ受光位置ＰＳを決定し（ＳＴ３９０）、次いで、前記直線Ｂ，Ｃの交点から、玄米の最揺下側位置ＰＫを決定し（ＳＴ４００）、次いで、前記最揺下側位置ＰＫから所定距離揺上側１０ｃに位置する部位を、仕切板位置ＰＢとする（ＳＴ４１０）。
【００３４】
次いで、玄米仕切板１５の移動指令信号が出されて、玄米仕切板１５は前記仕切板位置ＰＢに移動調節され（ＳＴ４２０）、次いで、籾・玄米判別センサ６の移動指令信号が出され、籾・玄米判別センサ６をセンサ受光位置ＰＳに移動させて、選別作業を行う。このように揺動選別板１０の穀粒分布状態に基づき、玄米仕切板１５の調節制御がされるので、実際の選別状態に合わせて玄米仕切板１５の調節ができて、選別精度及び選別能率が向上する。
【００３５】
次に、図１０及び図１１の実施例について説明する。この実施例は、前記の籾・玄米判別センサ６を揺動選別板１０上の穀粒の判別をするにあたり、周囲の明るさ、即ち、外乱光の影響を無くしながら籾・玄米の判別をしようとするものである。図１０（１）に示すように、光源１，光学フィルタ２，光起電力素子３を内蔵する籾・玄米判別センサ６は、増幅器１２を経由して、Ａ／Ｄ変換入力ポ−トＡＮから検出電圧が１チップマイコン９に入力され、また、１チップマイコン９のデジタル出力部ＤＯからバッフア２２を経由して、光源１にＯＮ・ＯＦＦの点滅電流が送られ、光源１が点滅する構成である。
【００３６】
しかして、図１０（２）の上側図に示すように、籾・玄米判別センサ６の光源１に、ＯＮ・ＯＦＦ電流が送られると、図１０（２）の下側に示すように、ＯＦＦの消灯時には、外乱光による反射光が測定され、また、ＯＮの点灯時には、外乱光及び光源１の照射近赤外光の合計反射光量が検出される構成である。次に、図１１に基づき制御内容について説明する。
【００３７】
１チップマイコン９からＯＮ・ＯＦＦの点滅電流が籾・玄米判別センサ６の光源１に送られる。すると、まず、光源１の点灯時に（ＳＴ５１０）、外乱光及び光源１の近赤外光の合計した反射光量に基づき、光起電力素子３から電圧値Ｖ１が発生し、１チップマイコン９に読み込まれ記憶される（ＳＴ５２０）。次いで、光源１の消灯時に（ＳＴ５３０）、外乱光に基づく反射光の電圧値Ｖ２が発生し読み込み記憶される。
【００３８】
次いで、これらの電圧値Ｖ１，Ｖ２をもとに、計算式「Ｖ１−Ｖ２＝Ｖ」から、外乱光に影響されない状態の、光源１の近赤外光の照射に対応する電圧値Ｖが算出決定される（ＳＴ５５０）。次いで、この電圧値Ｖから図１０（３）の水分基準線あるいは籾・玄米の判別しきい値から、籾・玄米の判定がなされる（ＳＴ５６０）。
【００３９】
この実施例では、光源１の穀粒への照射部にカバ−を設けずに、外乱光の影響を受ける状態でも、外乱光の影響を排除して、光源１の照射光量に対応した反射光量に対応する電圧値を検出でき、誤検出を防止できる。従来装置のようにカバ−等で外乱光を遮断する場合には、周囲の光の影響は受けないが、特別にカバ−等を設けなければならず、また、揺動選別板１０上の被選別穀粒を検出する場合には、カバ−類で検出部を覆うことは、穀粒の流れを阻害するので困難であるが、このような不具合も解消することができる。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、籾・玄米の混合米の籾混入率を算出するにあたり、光源１から水分により吸収される波長域を含む近赤外光を籾・玄米の照射して、穀粒表面の水分の多少により籾・玄米の別を判別するので、穀粒表面の色彩では判別困難な青米と籾米，もち米における籾米と玄米，着色米と籾米との判別も正確となり、籾混入率の検出精度を向上させることができる。
請求項２に記載の発明は、上記の効果に加え、判別対象を穀粒群とするから、１粒づつ検出して籾混入率を算出する実施例に比較して、籾混入率算出の時間を短縮できて、応答性の優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】側面図及びグラフ
【図２】側面図，ブロック図，グラフ
【図３】フロ−チャ−ト
【図４】側面図，斜視図，グラフ，ブロック図
【図５】フロ−チャ−ト
【図６】斜視図，ブロック図，グラフ
【図７】フロ−チャ−ト
【図８】斜視図，ブロック図
【図９】フロ−チャ−ト
【図１０】ブロック図，グラフ
【図１１】フロ−チャ−ト
【符号の説明】
１ 光源
２ 光学フィルタ
３ 光起電力素子
４ 検出樋
５ 集光レンズ
６ 籾・玄米判別センサ
７ サンプル・ホ−ルド回路
８ サンプル・トリガ発生回路
９ １チップマイコン
１０ 揺動選別板
１１ 移動手段
１２ 増幅器
１３ 混合米ホッパ
１４ センサ調節モ−タ
１５ 玄米仕切板
１６ 籾仕切板
１７ 仕切板移動手段
１８ 仕切板調節モ−タ
１９ 高水分報知手段
２０ センサ位置センサ
２１ 仕切板位置センサ
２２ バッフア
Ｇ 玄米
Ｍ 籾
Claims (2)
- 水分により吸収される波長域を含む近赤外光を照射する光源１と、前記近赤外光の単一穀粒に照射された反射または透過光から前記水分により吸収される波長域のみを通過させる光学フィルタ２と、前記光学フィルタ２を通過した前記波長域の多少に応じた大小の電圧に変換する光起電力素子３と、この光起電力素子の変換電圧と予め設定した籾・玄米の判別しきい値との比較によって穀粒を籾又は玄米と判別する判別手段とからなる籾・玄米判別装置。
- 水分により吸収される波長域を含む近赤外光を照射する光源１と、前記近赤外光の穀粒群に照射された反射光から前記水分により吸収される波長域のみを通過させる光学フィルタ２と、前記光学フィルタ２を通過した前記波長域の多少に応じた大小の電圧に変換する光起電力素子３と、この光起電力素子３を内蔵する籾・玄米判別センサ６と、からなり、籾・玄米の混合する混合米が分布する穀粒群に水分に吸収される波長帯を有する近赤外光を照射して、光起電力素子３による電圧を検出し、この検出電圧と予め設定した基準線との対比によって籾混入率を決定する手段を設けてなる籾・玄米判別装置。
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| JP22285994A JP3582109B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 籾・玄米判別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP22285994A JP3582109B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 籾・玄米判別装置 |
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| JPH0886749A JPH0886749A (ja) | 1996-04-02 |
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-
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