JP4898493B2 - Weighing device - Google Patents
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Description
本発明は、X線を照射したときのX線透過量から物体の質量を計量する技術を用いて、不定形の塊状となって搬送されている被計量物から所定量ずつ取り分けるための計量装置に関する。 The present invention is a measuring device for separating a predetermined amount from an object to be weighed being transported in an irregular lump using a technique for measuring the mass of an object from the amount of X-ray transmission when irradiated with X-rays. About.
例えば、小麦粉などの粉体、又はコーヒー豆などの粒体状の被計量物を計量する計量装置100は、図8に示すように、フィーダ102と、計量機能を有するホッパ103とを備え、前記粉体又は粒体状の被計量物101をフィーダ102から計量ホッパ103へ供給し、計量ホッパ103による計量値が所定値に達した時にフィーダ102からの供給を停止するとともに、計量ホッパ103から落下させて所定量を取り分けるものである。
For example, as shown in FIG. 8, a
また、下記特許文献1には、自由流動生成物(ばら材料)を搬送しながら重量計測を行うための装置が開示されている。この装置は、計測装置を用いて、ばら材料の連続重量計測を行い、質量流量を決定するための装置である。ここでは、図9に示すように、前記計測装置(計測ベルト秤量供給手段)200は、ばら材料201の重量計測をロードセル202により行っている。
しかしながら、上述したような従来の計量装置100では、図8に示すように、被計量物101をフィーダ102から計量ホッパ103に供給し、更に計量ホッパ103に被計量物101を溜めながら計量することから、被計量物101を所定量だけ取り分けるために6秒程度の時間を要していた。ところが、これでは時間がかかり過ぎるため、高速化を図るためにも計量装置100を複数台並べる必要があったが、部品点数が増えてコストが嵩むとともに、装置が大型化するという問題があった。
However, in the
また、上記特許文献1に開示される計測装置200(図9参照)は、ロードセル202によって重量測定を行うことで、搬送中のばら材料201全体の重量を連続的に測定することができるが、その中から所定量を取り分けることは非常に難しい。
In addition, the measuring device 200 (see FIG. 9) disclosed in
そこで本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、X線透過量から物体の質量を計量する技術を用いて、不定形の塊状となって搬送されている被計量物を計量し、且つ搬送手段を制御することによって所定量を取り分けることで高速化を図り、簡素で小型に構成される計量装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of the above situation, and uses a technique for measuring the mass of an object from the amount of X-ray transmission, measures an object to be measured that is conveyed in an indeterminate shape, and An object of the present invention is to provide a weighing device that is simple and small in size by speeding up a predetermined amount by controlling the conveying means.
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項1記載の計量装置は、不定形の塊状となった被計量物2を搬送方向Yに一定の速度で搬送する搬送手段3と、
前記搬送手段3により搬送されている前記被計量物2に対して所定のX線照射位置でX線を照射するX線発生源11と、
前記X線発生源11と対向配置され、前記X線発生源11から照射され前記被計量物2を透過したX線を検出するX線センサ12と、
前記X線センサ12によって検出されたX線透過量に基づいて前記被計量物2の質量を連続的に計量し、該計量値が所定値に達したところで前記搬送手段3を停止制御して前記計量後の被計量物2を前記搬送手段3の搬送終端部から落下させ、前記被計量物2から計量後の被計量物2を取り分けた後に前記搬送手段3を逆転制御して該搬送手段3上に残された前記被計量物2の分離端部を前記X線照射位置まで戻す分離手段と、
を具備することを特徴としている。
Next, means for solving the above problems will be described with reference to the drawings corresponding to the embodiments.
The weighing device according to
An
An
Wherein the mass of the objects to be weighed 2 based on X-ray transmission amount detected by the
It is characterized by comprising.
請求項2記載の計量装置は、前記分離手段は、前記X線センサ12により検出された前記X線透過量と所定の閾値とを比較し、前記透過量が前記閾値よりも小さくなるまで逆転制御することを特徴としている。
The measuring device according to
請求項3記載の計量装置は、前記分離手段は、更に、前記被計量物2(20)から所定値に達した前記計量後の被計量物20を取り分けるためのカッター30を備えることを特徴としている。
The weighing device according to
請求項4記載の計量装置は、前記X線発生源11と前記X線センサ12とは、前記X線センサ12が前記X線発生源11を基準として前記搬送方向Yの下流側に位置して対向配置されることを特徴としている。
The measuring device according to
請求項5記載の計量装置は、前記請求項1〜4記載の計量装置1は、互いに独立した複数の前記搬送手段3と、1つの前記X線発生源11とを備えることを特徴としている。
The weighing device according to a fifth aspect is characterized in that the
本発明による計量装置によれば、X線センサを用いて不定形の塊状となって搬送されている被計量物の質量を計量し、且つ搬送手段を搬送制御することで所定量を取り分けることから、被計量物の計量と、計量後に所定量を取り分けることを一連の搬送動作の中で行うことができるようになり、高速処理が可能となる。例えば、従来は被計量物を所定量だけ取り分けるために6秒程度の処理時間が必要だったものが、この計量装置によれば1秒程度に短縮される。また、部品点数が少ないためコストも嵩まず、装置全体を簡素で小型に構成することができる。 According to the weighing device of the present invention, the X-ray sensor is used to measure the mass of the object to be weighed being transported as an indeterminate lump, and the predetermined amount is determined by controlling the transport of the transport means. The weighing of the object to be weighed and the predetermined amount after weighing can be performed in a series of transport operations, and high-speed processing becomes possible. For example, in the past, a processing time of about 6 seconds was required in order to distribute a predetermined amount of objects to be weighed, but this measuring device can shorten the time to about 1 second. Further, since the number of parts is small, the cost is not increased, and the entire apparatus can be configured simply and compactly.
また、例えば、被計量物が小麦粉などの粉体、又はコーヒー豆などの粒体である場合、X線センサによる計量値が所定値に達した時に搬送手段を停止させるだけで搬送中の被計量物から所定量だけ取り分けることができる。 Also, for example, when the object to be weighed is a powder such as wheat flour or a granule such as coffee beans, the object to be weighed during transportation only by stopping the conveying means when the measured value by the X-ray sensor reaches a predetermined value. A predetermined amount can be separated from the object.
その後、搬送手段を逆転させることで搬送手段に残された被計量物がX線照射位置まで戻り、この結果、次の計量を再びゼロから始めることができる。 Thereafter, the object to be weighed left on the conveying means is returned to the X-ray irradiation position by reversing the conveying means, and as a result, the next weighing can be started again from zero.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図1は本発明による計量装置の第1の実施の形態を示す概略的な斜視図、図2は同実施の形態における被計量物の質量を計量する原理を説明するための平面図、図3(a)〜(d)は同実施の形態の分離手段による分離動作を示す側面図である。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of a weighing device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view for explaining the principle of measuring the mass of an object to be weighed in the embodiment, and FIG. (A)-(d) is a side view which shows the isolation | separation operation | movement by the isolation | separation means of the embodiment.
この第1の実施の形態の計量装置は、例えば、小麦粉などの粉体、又はコーヒー豆などの粒体状の被計量物2を所定量ずつ取り分けるために計量する装置であり、図1に示すように、搬送手段3と、X線発生源11と、X線センサ12と、分離手段とを備え、粉体又は粒体状の被計量物2が塊状となって、後述する搬送手段3によって所定の搬送方向Yに一定の速度で搬送される。
The weighing device according to the first embodiment is a device for weighing, for example, powders such as flour or
図1に示すように、前述した搬送手段3には、搬送方向Yに並んで配置された2つのローラ4,4間に搬送ベルト5が掛け回されたコンベア(ベルトコンベア)が採用されている。ベルトコンベア3は、いずれかのローラ4が図示しない駆動モータによって回転されることで、搬送ベルト5を搬送方向Yに一定の速度で進行させる。また、搬送ベルト5は、被計量物2を搬送方向Yに搬送するための搬送面5aを形成している。
As shown in FIG. 1, the conveyor means 3 described above employs a conveyor (belt conveyor) in which a
X線発生源11は、ベルトコンベア3の搬送終端部の上方に設置されている。このようなX線発生源11は、図示しないが、一般的に金属製の箱内にX線を発生させるX線管が絶縁油に浸漬されており、X線を下方(所定のX線照射位置)に向けて照射させる。なお、このX線発生源11から照射されるX線の態様は、ベルトコンベア3の搬送方向Yと直交する面状となり、その面は下向きに広がる略三角形状をなしている。
The
X線センサ12は、複数(200個程度)の検出素子13がベルトコンベア3の搬送方向Yと直交する方向に直線状に配列されて形成されている(図2参照)。X線センサ12は、X線発生源11と対向配置されるとともに、本実施の形態では、ベルトコンベア3の搬送面5aの下方に設置されている。また、各検出素子13は、図示しないが、フォトダイオードと、フォトダイオード上に配設されているシンチレータとから構成されている。このX線センサ12は、更に、各検出素子13からの出力信号を増幅し、A/D変換を行うアナログ処理器と、アナログ処理器からの出力信号に基づいて後述する計量演算を行うマイクロコンピュータ(共に不図示)とを備えている。
The
なお、図示しないが、X線発生源11と、X線センサ12とを含むX線照射位置は、X線の漏洩を防ぐために遮蔽されている。
Although not shown, the X-ray irradiation position including the
上述したようなX線発生源11と、X線センサ12とは、ベルトコンベア3の搬送面5a上を搬送されている被計量物2が搬送終端部のX線照射位置に位置すると、被計量物2に対してX線発生源11からX線が照射され、被計量物2を透過したX線はX線センサ12のシンチレータで光に変換され、そして、シンチレータで変換された光はフォトダイオードで受光され、更に電気信号に変換されて出力される。
The
図2に示すように、例えば、搬送面5a上を搬送されている被計量物2がX線センサ12の上にある場合、X線センサ12の両端の検出素子13a,13cの上には被計量物2は存在しないためX線透過量は大きく、中央付近の検出素子13bの上には被計量物2が存在するためX線透過量は小さい。このとき、検出素子13a,13cのX線検出量は大きく、これに対応するアナログ処理器からの出力は大きい。また、検出素子13bによるX線検出量は小さく、これに対応するアナログ処理器からの出力は小さい。したがって、被計量物2として判別するX線透過量の最大値を閾値として設定し、この閾値よりもX線検出量が小さいときに被計量物2が存在することになる。
As shown in FIG. 2, for example, when an object to be weighed 2 being conveyed on the
また、図2において、検出素子13aはX線透過量が閾値より大きく、検出素子13bはX線透過量が閾値より小さく、さらに、検出素子13cはX線透過量が閾値より大きい。この結果、X線センサ12の各検出素子13a〜13cの出力により、図中の被計量物2の存在箇所を認識することができる。
In FIG. 2, the
以上説明したように、ベルトコンベア3によって一定の速度で搬送されている被計量物2に、連続的にX線センサ12の各検出素子13a〜13cに対応したアナログ処理器からの出力信号をマイクロコンピュータで処理することで、被計量物2の搬送方向Y及び搬送方向Yと直交する方向における連続的な検出素子13ごとの出力信号が得られる。そして、これらの出力信号は、後述する分離手段に設けられた図示しない制御部に送信され、制御部において前記閾値と比較され、被計量物2の形状情報が得られる。さらに、制御部では、これらの値から演算により被計量物2の径や面積などの外観情報が得られ、また、被計量物2の質量をも得ることができる。
As described above, the output signal from the analog processor corresponding to each of the
次に、X線透過量に基づいて被計量物2の質量を計量する方法例について説明する。
一般に、X線透過量はX線透過した物体の質量に依存している。ベルトコンベア3の搬送面5a上において、被計量物2が存在しないときのX線透過量をI0 、被計量物2が存在するときのX線透過量をI、質量をMとすると下記式(1)が成立する。
I=I0 exp(−CM)…(1)
(∵Cは透過定数)
Next, an example of a method for measuring the mass of the
In general, the amount of X-ray transmission depends on the mass of an X-ray-transmitted object. On the
I = I 0 exp (−CM) (1)
(∵C is the transmission constant)
したがって、質量Mは下記式(2)によって得られる。
M=(1/C)log(I0 /I)…(2)
Therefore, the mass M is obtained by the following formula (2).
M = (1 / C) log (I 0 / I) (2)
この結果、上述した外観情報の検出において、被計量物2の位置に対応する全部の出力信号のうち閾値より小さい出力信号からそれぞれの積分値によって被計量物2のX線透過量が得られ、さらに、X線の減衰量(I0 /I)より被計量物2の質量Mが得られる。
As a result, in the above-described detection of the appearance information, the X-ray transmission amount of the object to be measured 2 is obtained from the output signals that are smaller than the threshold among all the output signals corresponding to the position of the object to be measured 2 by the respective integrated values. Further, the mass M of the
また、前述した分離手段は、前記制御部を備えるとともに、前記ベルトコンベア3の搬送制御によって構成されている。以下、図3を参照して本実施の形態における分離手段としてのベルトコンベア3による分離動作を説明する。
Further, the separation means described above includes the control unit and is configured by conveyance control of the
図3(a)に示すように、ベルトコンベア3は、不定形の塊状となった被計量物2を搬送方向Yに一定の速度で搬送している。このとき、被計量物2はX線照射位置を順次通過する。また、X線照射位置では、X線センサ12による被計量物2の質量計量が連続的に行われる(ダイナミック計量)。
As shown in FIG. 3A, the
次に、図3(b)に示すように、ベルトコンベア3は、被計量物2をそのまま搬送方向Yに搬送し、X線照射位置でX線センサ12による計量を終えた被計量物2をコンベア3の搬送終端部から順次落下させる。このとき、被計量物2の落下地点には、例えば収容容器などが設置され、落下してきた被計量物2を収容する。その後、ベルトコンベア3は、X線センサ12による計量値が所定値に達したところで停止制御される。
Next, as shown in FIG.3 (b), the
次に、図3(c)に示すように、ベルトコンベア3は、所定量の被計量物2が搬送終端部から落下すると、逆転制御される。これにより、ベルトコンベア3の搬送面5aが搬送方向Yと逆方向に所定量(時間又は距離)だけ移動する。
Next, as shown in FIG. 3C, the
そして、図3(d)に示すように、ベルトコンベア3は、再び搬送方向Yに向けて搬送面5a上に残された被計量物2の搬送を始める。
なお、上述したようなベルトコンベア3の搬送動作を連続して行うことにより、被計量物2から所定量ずつを取り分けることができる。
And as shown in FIG.3 (d), the
In addition, by performing the conveyance operation of the
この第1の実施の形態によれば、X線センサ12を用いて、不定形の塊状となって搬送されている粉体又は粒体状の被計量物2の質量を計量し、且つベルトコンベア3を停止制御することで所定量を取り分けることから、被計量物2の計量と、計量後に所定量を取り分けることを一連の搬送動作の中で行うことができるようになり、高速処理が可能となる。
According to the first embodiment, the
また、所定量を取り分けると、ベルトコンベア3を逆転させて搬送面5a上に残された被計量物2の分離端部がX線照射位置の手前まで戻る。この結果、次の計量を再びゼロから始めることができる。
Further, when the predetermined amount is separated, the
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
図4は本発明による計量装置の第2の実施の形態を示す概略的な斜視図、図2(a)〜(d)は同実施の形態の分離手段による分離動作を示す側面図である。
なお、以下で説明する第2の実施の形態において、上述した第1の実施の形態と同等あるいは同一箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a second embodiment of the weighing device according to the present invention, and FIGS. 2A to 2D are side views showing the separating operation by the separating means of the embodiment.
Note that, in the second embodiment described below, the same reference numerals are given to the same or identical portions as those in the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
この第2の実施の形態の計量装置は、例えば、チーズなどの固形塊状の被計量物2(20)を所定量ずつ取り分けるために計量する装置である。 The weighing device according to the second embodiment is a device for weighing, for example, a solid lump-like object to be weighed 2 (20) such as cheese in order to be separated by a predetermined amount.
分離手段は、第1の実施の形態で説明したベルトコンベア3の搬送制御に加えて、カッター30(図4参照)を備えている。以下、図5を参照して分離手段による分離動作を説明する。
The separation means includes a cutter 30 (see FIG. 4) in addition to the conveyance control of the
図5(a)に示すように、ベルトコンベア3は、搬送方向Yに長い不定形の塊状となった被計量物20を搬送方向Yに一定の速度で搬送している。このとき、被計量物20はX線照射位置を順次通過する。また、X線照射位置では、X線センサ12による被計量物20の質量計量が連続的に行われる(ダイナミック計量)。
As shown in FIG. 5A, the
次に、図5(b)に示すように、ベルトコンベア3は、被計量物20をそのまま搬送方向Yに搬送し、X線照射位置でX線センサ12による計量を終えた被計量物2の計量値が所定値に達したところで停止制御されるとともに、カッター30により切り分けられる。なお、切り分けられた被計量物の落下地点には、例えば収容容器などが設置されている。
Next, as shown in FIG.5 (b), the
次に、図5(c)に示すように、ベルトコンベア3は、所定量の被計量物20が搬送終端部から落下すると、逆転制御される。これにより、ベルトコンベア3の搬送面5aが搬送方向Yと逆方向に所定量(時間又は距離)だけ移動する。
Next, as shown in FIG. 5 (c), the
そして、図3(d)に示すように、ベルトコンベア3は、再び搬送方向Yに向けて搬送面5a上に残された被計量物20の搬送を始める。
なお、上述したようなベルトコンベア3の搬送動作、及びカッター30による切り分けを連続して行うことにより、被計量物20の塊の中から所定量ずつを取り分けることができる。
And as shown in FIG.3 (d), the
In addition, a predetermined amount can be separated from the lump of the objects to be weighed 20 by continuously performing the conveying operation of the
この第2の実施の形態によれば、X線センサ12を用いて、搬送方向Yに長い不定形の塊状となって搬送されている被計量物20の質量を計量し、且つベルトコンベア3を停止制御すると同時にカッター30で切り分けることで所定量を取り分けることから、上述した第1の実施の形態と同様に、被計量物20の計量と、計量後に所定量を取り分けることを一連の搬送動作の中で行うことができるようになり、高速処理が可能となる。
According to the second embodiment, the
また、所定量を取り分けると、ベルトコンベア3を逆転させて搬送面5a上に残された被計量物20の分離端部がX線照射位置の手前まで戻る。この結果、次の計量を再びゼロから始めることができる。
Further, when a predetermined amount is separated, the
なお、図6に示すように、本発明の計量装置1(ベルトコンベア3)を搬送方向Yと直交する方向に複数台並べて使用することで、更に高速化を図ることができる。このとき、X線発生源11は1つだけあればよく、互いに独立して動く全部のベルトコンベア3に搬送されている被計量物2に対して過不足なくX線を照射することができ、コストの削減にもなる。
In addition, as shown in FIG. 6, it is possible to further increase the speed by using a plurality of weighing devices 1 (belt conveyors 3) of the present invention side by side in a direction orthogonal to the transport direction Y. At this time, only one
また、図7に示すように、X線センサ12が、X線発生源11を基準として搬送方向Yにおける下流側に設けられてもよい。この結果、X線発生源11と、X線センサ12とは斜めに対向配置されるようになり、X線発生源11から照射されるX線は垂直よりやや搬送方向Yに傾斜する。これにより、図示のように被計量物2の分離端部の傾斜面に沿ってX線照射することが可能となり、上述したようにベルトコンベア3を逆転制御しなくても、次の計量をゼロから始めることができるようになる。
As shown in FIG. 7, the
1…計量装置
2…被計量物
3…搬送手段としてのベルトコンベア
11…X線発生源
12…X線センサ
30…カッター
Y…搬送方向
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記搬送手段により搬送されている前記被計量物に対して所定のX線照射位置でX線を照射するX線発生源(11)と、
前記X線発生源と対向配置され、前記X線発生源から照射され前記被計量物を透過したX線を検出するX線センサ(12)と、
前記X線センサによって検出されたX線透過量に基づいて前記被計量物の質量を連続的に計量し、該計量値が所定値に達したところで前記搬送手段を停止制御して前記計量後の被計量物を前記搬送手段の搬送終端部から落下させ、前記被計量物から計量後の被計量物を取り分けた後に前記搬送手段を逆転制御して該搬送手段上に残された前記被計量物の分離端部を前記X線照射位置まで戻す分離手段と、
を具備することを特徴とする計量装置。 Transport means (3) for transporting the object to be weighed (2) that has become an indeterminate lump in the transport direction (Y) at a constant speed;
An X-ray generation source (11) for irradiating the object to be measured being conveyed by the conveying means with X-rays at a predetermined X-ray irradiation position ;
An X-ray sensor (12) disposed opposite to the X-ray generation source and detecting X-rays irradiated from the X-ray generation source and transmitted through the object to be measured;
Based on the amount of X-ray transmission detected by the X-ray sensor, the mass of the object to be weighed is continuously measured, and when the measured value reaches a predetermined value, the conveying means is stopped and controlled after the measurement. The object to be weighed left on the conveying means by dropping the object to be weighed from the conveyance end of the conveying means, separating the weighed object from the object to be weighed, and controlling the conveying means in reverse. Separation means for returning the separation end of the X-ray irradiation position to the X-ray irradiation position ;
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