JP4319569B2

JP4319569B2 - 検査装置

Info

Publication number: JP4319569B2
Application number: JP2004070079A
Authority: JP
Inventors: 咲子高田; 伸明田中; 久也山田
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2024-03-12
Also published as: JP2005257503A

Description

本発明は、農産物の糖度及び酸度等の内部品質を光を用いて検査する検査装置に関する。

農産物に光を照射し、当該農産物から得た光を用いてその内部品質を非破壊で検査する装置が開発されている。そのような装置として、本出願人は後記する特許文献１で次のようなものを提案している。

図４は、本出願人が開示した検査装置の要部構成を示す縦断面背面図であり、図中、５１は、略鼓形の複数のローラを有し、農産物ａを搬送する搬送機である。搬送機５１の搬送域には、光を用いて農産物ａの内部品質を検査する検査器５０が配置してあり、該検査器５０が備える遮光性の筐体５９内を搬送機５１が上流から下流へ貫通している。筐体５９内の搬送機５１の一側がわであって、搬送機５１より少し上方の位置には、近赤外線光を出射する投光器５５が配設してあり、該投光器５５は、搬送機５１で搬送された農産物ａへ斜め上方から投光するようにしてある。一方、筐体５９内の搬送機５１の他側がわであって、搬送機５１と略同じ高さ位置には、投光器５５から投光され農産物ａ内を透過した透過光を受光する受光器５６が前記投光器５５に対向配置してある。

そして、検査器５０は、投光器５５から受光器５６への光路上に農産物ａが搬送機５１によって搬送される都度、当該農産物ａへ投光器５５から投光させ、農産物ａを透過した透過光を受光器５６によって受光させ、得られた光における予め定めた波長の強度に基づいて、その農産物ａの糖度及び／又は酸度等を検出していた。

特開２００３−１８５５７８号公報

しかしながら、このような従来の検査装置にあっては、農産物ａの透過光を用いて糖度及び酸度等の内部品質を検出していたため、サクランボ、モモ、ビワ等、比較的大きな種子を有する農産物ａを検査する場合、当該農産物ａ内の透過光路上に、光を透過し難い種子が存在しており、農産物ａに種子を避けて光を透過させることは困難であるため、農産物ａの内部品質の検査精度が低いという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、比較的大きな種子を有する農産物を検査する場合であっても、高い精度で内部品質を検査することができる検査装置を提供する。

請求項１記載の本発明は、農産物へ光を出射する投光器と、この投光器から農産物へ照射され、当該農産物を透過した光が入射される受光器と、前記投光器の光出射領域へ農産物を搬送する搬送コンベアとを備え、前記受光器に入射された光の強度に基づいて、当該農産物の内部品質を検査する検査装置において、前記受光器には、農産物の種子の表面で反射させた光を入射させて光電変換し、光電変換して得られた光強度から検査器によって農産物の内部品質に係る値を算出し、検査器で得られた結果を検査結果として与えられる制御器では、農産物の検査結果が与えられる都度、前記搬送コンベアの搬送速度に同期させてそれを記憶することを特徴とする。

請求項１記載の本発明では、農産物へ光を出射する投光器と、この投光器から農産物へ照射され、当該農産物を透過した光が入射される受光器と、前記投光器の光出射領域へ農産物を搬送する搬送コンベアとを備え、前記受光器に入射された光の強度に基づいて、当該農産物の内部品質を検査する検査装置において、前記受光器には、農産物の種子の表面で反射させた光を入射させて光電変換し、光電変換して得られた光強度から検査器によって農産物の内部品質に係る値を算出し、検査器で得られた結果を検査結果として与えられる制御器では、農産物の検査結果が与えられる都度、前記搬送コンベアの搬送速度に同期させてそれを記憶することにより、内部に比較的大きな種子を有する農産物であっても、その内部品質を高精度に検査することができ、しかも、選別能力の高い選別装置を提供することができる。

本発明に係る検査装置は、農産物へ光を出射する投光器と、この投光器から農産物へ照射され、当該農産物を透過した光が入射される受光器と、前記投光器の光出射領域へ農産物を搬送する搬送コンベアとを備え、前記受光器に入射された光の強度に基づいて、当該農産物の内部品質を検査する検査装置において、前記受光器には、農産物の種子の表面で反射させた光を入射させて光電変換し、光電変換して得られた光強度から検査器によって農産物の内部品質に係る値を算出し、検査器で得られた結果を検査結果として与えられる制御器では、農産物の検査結果が与えられる都度、前記搬送コンベアの搬送速度に同期させてそれを記憶するようにしている。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明に係る検査装置を適用した農産物選別装置の構成をその制御系のブロック図と共に示す模式的平面図であり、図中、２は、サクランボといった農産物を投入するための上部開口を有する倒立四角錐台形状のバケットである。バケット２の深さは、それに投入される農産物の寸法（例えば、果実等の高さ寸法）より少し大きくしてあり、このバケット２は、平行リンクによって転倒可能に支持されている。かかる複数のバケット２，２，…が、搬送コンベア１によって長円軌道上を所定の間隔で一列に搬送されており、これらによって搬送機が構成されている。

搬送コンベア１の軌道の一極近傍であって搬送コンベア１の外側には、複数の農産物が投入されるホッパ１１が配設してある。ホッパ１１には、該ホッパ１１から農産物を搬出すると共に、各農産物を一列に整列させつつ各農産物を一個ずつバケット２，２，…へ供給する供給機１２の一端が連結してあり、供給機１２の他端は、搬送コンベア１の往路側直線軌道領域の中途付近まで延設させてある。

搬送コンベア１の搬送域上であって、搬送コンベア１の往路直線軌道領域の供給機１２より他極側の位置には、糖度・酸度等、農産物の内部品質を光を用いて検査する検査器３が配設してあり、検査器３はそこに、各バケット２，２，…にそれぞれ供給された農産物が搬送コンベア１によって搬送される都度、当該農産物の内部品質を後述する如く検査して、その結果を農産物の仕分け動作を制御する制御器５に与えるようになっている。このように、搬送コンベア１の直線軌道領域上に検査器３が配設してあるため、バケット２，２，…によって搬送される農産物にバケット２内での位置ズレ等が生じることが回避され、誤検査の発生を防止することができる。

図２は、図１に示した農産物選別装置に適用した検査装置を示す模式的正面図であり、図３は、その模式的側断面図である。両図に示した如く、検査装置は、搬送コンベア１及びバケット２，２，…を具備する搬送機並びに検査器３を備えている。検査器３は、遮光性部材を倒立Ｕ字状に屈曲させてなる遮光トンネル部３１を備えており、該遮光トンネル部３１下を搬送コンベア１及びバケット２，２，…が通過するようになっている。

遮光トンネル部３１の入口３２は、遮光性のカーテン３４によって塞止されており、このカーテン３４によって入口３２から遮光トンネル部３１内へ浸入する外乱光の量を低減するようにしてある。かかるカーテン３４は遮光トンネル部３１の出口３３にも同様に設けてあり、該カーテン３４によって遮光トンネル部３１の出口３３から遮光トンネル部３１内へ浸入する外乱光を低減する。これによって、遮光トンネル部３１の長さ寸法を小さくすることができ、選別装置のサイズが増大することを防止することができる。

なお、かかるカーテン３４には、図２に示した如く、予め複数の縦スリットを設けておいてもよい。この場合、カーテン３４を、その下端がバケット２の上縁に僅かに当接するように延設することができる。このようにした場合、遮光トンネル部３１内への外乱光の侵入をより防止することができる一方、カーテン３４の下端がバケット２の上縁に当接する場合であっても、各スリットによってカーテン３４が複数の帯状に拡がってバケット２を通過させることができる。

遮光トンネル部３１の内部であってバケット２の搬送領域の上方には、バケット２内の農産物ａへ近赤外線光を照射する投光器３５、及び、投光器３５から農産物ａに照射され当該農産物ａ内を透過した光が入射する受光器３６が配設してあり、これら投光器３５及び受光器３６の姿勢は、投光器３５から農産物ａに至る光路と、農産物ａから受光器３６に至る光路とがなす角が１８０度未満の適宜角度、好ましくは０度を超え略９０度以下の角度になるようにしてある。

内部に比較的大きな種子を有する農産物ａについて、投光器３５から農産物ａに至る光路と、農産物ａから受光器３６に至る光路とがなす角を１８０度にして内部品質を検査した場合、投光器３５から農産物ａに照射され、果肉部内に進入した光は、種子の表面で乱反射するため、その殆どが受光器３６に入射されず、農産物ａの内部品質を高精度に検査することができない。

しかし、本発明に係る検査装置にあっては、前述した如く、投光器３５から農産物ａに至る光路と、農産物ａから受光器３６に至る光路とがなす角が１８０度未満の適宜角度、好ましくは０度を超え略９０度以下の角度になるようにしてあるため、投光器３５から農産物ａに照射され、農産物ａの果肉部内に進入した光は、種子の表面で反射して更に果肉部を進行した後、農産物ａから発出し、受光器３６に入射する。これによって、受光器３６には、農産物ａの果肉部を透過した光が入射され、比較的大きな種子を有する農産物ａであっても、その内部品質を高精度に検査することができる。

一方、投光器３５及び受光器３６の姿勢を、前述した両光路がなす角が略９０度又はそれより小さい鋭角になるようにした場合、前記両光路がなす角がそれを超える角度になるようにした場合に比べて、投光器３５と受光器３６との間の距離を短くすることができ、従って、検査器３をコンパクトにすることができる。

ところで、投光器３５及び受光器３６を一体化した投受光器をバケット２の搬送領域の上方に配設することによって、農産物ａからの正反射光を用いるようにした場合、サクランボのように表面に光沢がある農産物ａにあっては、当該農産物ａに照射した光の殆どが農産物ａの表面で正反射してしまい、その光が投受光器に入射されるため、その内部品質を検査することができない。しかし、本実施例に係る検査器３にあっては、投光器３５及び受光器３６の姿勢を、前記両光路がなす角が０度を超える角度になるようにしてあるため、農産物ａの表面で反射した光が受光器３６に入射すことが抑制又は防止され、農産物ａの内部品質を高精度に検査することができる。なお、前記両光路がなす角を略９０度にした場合、農産物ａの表面で反射した光は受光器３６にほとんど入射せず、農産物ａの内部品質の検出精度が高い。

ところで、図３に示した如く、受光器３６は、遮光性の材料を用いてなる有底筒状の受光用ケース３６ａの底部に、入射した光量に応じた強度の電気信号を出力する光電素子３６ｂを配設してなり、受光用ケース３６ａの開口は、光を通過させる一方、粉塵等の浸入を防止する保護プレート３６ｃで着脱自在に塞止してある。この保護プレート３６ｃの内側には所要波長の光のみを透過させる透光フィルタが配設してあり、この透光フィルタを透過した光が光電素子３６ｂに入射されそこで光電変換される。

一方、前述した投光器３５は、有底筒状の投光用ケース３５ａ内に光源３５ｂを配設してなり、投光用ケース３５ａの開口も保護プレート３５ｃで着脱自在に塞止してある。

このように、受光器３６は光電素子３６ｂの周囲を遮光性の受光用ケース３６ａで覆ってあるため、遮光トンネル部３１内に外乱光が浸入した場合であっても、その影響を可及的に低減することができる。一方、投光用ケース３５ａの開口及び受光用ケース３６ａの開口はそれぞれ、保護プレート３５ｃ，３６ｃで着脱自在に塞止してあるため、両ケース３５ａ，３６ａ内に粉塵等が浸入することを防止できる一方、保護プレート３５ｃ，３６ｃの洗浄及び交換を容易に行うことができるので、投光器３５及び受光器３６のメンテナンスが容易である。

ところで、図１に示した如く、搬送コンベア１の復路側直線軌道領域であって、前記検査器３と略対向する位置には、ロードセル等を内蔵する計量器４が配設してあり、計量器４は、搬送コンベア１によってバケット２，２，…及び当該バケット２，２，…に供給された農産物が搬送される都度、両者の総重量をそれぞれ計測し、得られた各計測結果を前記制御器５に与える。

更に、搬送コンベア１の復路側直線軌道領域であって、前記計量器４より下流側には、バケット２を転倒させて当該バケット２から農産物を排出させる複数の排出機６，６，…（図１では３台）がタンデムに配設してあり、各排出機６，６，…には、前記制御器５から排出命令が与えられるようになっている。また、各排出機６，６，…に対応して、バケット２，２，…から排出された農産物を一時的に収納する収納器７，７，…がそれぞれ配置してある。前述した搬送コンベア１による各排出機６，６，…へのバケット２，２，…の搬送と、制御器５から各排出機６，６，…への排出命令の出力とは同期しており、バケット２が排出機６に対向する位置まで搬送されるタイミングで、制御器５は当該排出機６に排出命令を与え、排出機６は与えられた命令に従って、対向するバケット２を転倒させる。

なお、搬送コンベア１の搬送領域であって排出機６，６，…より下流側には、転倒したバケット２，２，…を起立させる機構（図示せず）が配設してある。

次に、前述した制御器５による仕分け動作について説明する。
検査器３は受光器に入射された光強度の値を予め設定された計算式に代入して糖度及び／又は酸度等、農産物の内部品質に係る値を算出し、得られた結果を検査結果として制御器５に与える。制御器５は、検査器３から農産物の検査結果が与えられる都度、搬送コンベア１による当該バケット２の搬送に同期させてそれを記憶する。

また、制御器５にはバケット２の重量が予め設定してあり、制御器５は、計量器４から計量結果が与えられる都度、予め設定されたバケット２の重量を減算して農産物の重量を算出し、得られた農産物の重量を、前同様、搬送コンベア１による当該バケット２の搬送に同期させて記憶する。

制御器５には、農産物の内部品質及び農産物の重量に基づいて、相異なる複数のランクが予め登録してあり、各ランク別に作動させるべき排出機６，６，…が設定してある。例えば、規定値以上の糖度及び基準値以上の重量を有するランクであるＡランク、規定値以上の糖度及び基準値未満の重量を有するランクであるＢランク、規定値未満の糖度しか有さない規格外品たるＣランクが登録してあり、Ａランクと最上流の排出機６とが、Ｂランクと中流の排出機６とが、更にＣランクと最下流の排出機６とがそれぞれ対応付けてある。

そして、制御器５は、算出して得た農産物の内部品質値及び農産物の重量に基づいて、当該農産物が前記複数のランクの内のどのランクに属するかを特定し、当該農産物が供給されたバケット２が前記特定したランクに対応する排出機６の位置に搬送されるタイミングで、当該排出機６に排出命令を与える。これによって、各農産物はそれに対応するランク別にそれぞれ仕分けられる。

このように、図１に示した農産物の選別装置に適用した検査装置にあっては、内部に比較的大きな種子を有する農産物であってもその内部品質を高精度に検査することができる。また、かかる検査装置を備える選別装置は、農産物の内部品質のみならず重量を加味して農産物を効率的に選別し得るため、選別能力の高い選別装置を提供することができる。

本発明に係る検査装置を適用した農産物選別装置の構成をその制御系のブロック図と共に示す模式的平面図である。図１に示した農産物選別装置に適用した検査装置を示す模式的正面図である。図１に示した農産物選別装置に適用した検査装置を示す模式的側断面図である。本出願人が開示した検査装置の要部構成を示す縦断面背面図である。

符号の説明

１搬送コンベア
２バケット
３検査器
３１遮光トンネル部
３４カーテン
３５投光器
３６受光器
４計量器
５制御器
６排出機
７収納器
１１ホッパ
１２供給機
ａ農産物

Claims

農産物(ａ)へ光を出射する投光器(35)と、
この投光器(35)から農産物(ａ)へ照射され、当該農産物(ａ)を透過した光が入射される受光器(36)と、前記投光器(36)の光出射領域へ農産物(ａ)を搬送する搬送コンベア(１)とを備え、
前記受光器(36)に入射された光の強度に基づいて、当該農産物(ａ)の内部品質を検査する検査装置において、
前記受光器(36)には、農産物(ａ)の種子の表面で反射させた光を入射させて光電変換し、
光電変換して得られた光強度から検査器(３)によって農産物(ａ)の内部品質に係る値を算出し、
検査器(３)で得られた結果を検査結果として与えられる制御器(５)では、農産物(ａ)の検査結果が与えられる都度、前記搬送コンベア(１)の搬送速度に同期させてそれを記憶することを特徴とする検査装置。