JP6619523B2 - 不完全乾燥された原料の検出、除去、移送及び回収システム - Google Patents

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Description

本出願は、2016年11月2日付韓国特許出願第10-2016-0145166号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は、本明細書の一部として含まれる。
本発明は、不完全に乾燥された原料を検出、除去、移送及び回収するシステムに係り、より具体的に、乾燥工程を経た原料から熱画像カメラとロードセルを利用して不完全乾燥原料を検出、除去、移送及び回収するシステムに関する。
乾燥工程を経る食品、木材などのような多様な原料は、原料の品質を保障するために乾燥工程を経た原料の乾燥度を測定して不完全乾燥原料を検出し、除去しなければならない。
従来は肉眼で確認することによって、乾燥された原料から不完全乾燥原料を直接除去したり、または熱画像カメラを通して乾燥工程を通過した原料を撮影して、不完全乾燥原料と完全乾燥原料の温度差による色相の差を確認して不完全乾燥原料を除去したりする方式を主に使用した。
しかし、肉眼を通じて不完全乾燥原料を分ける場合は、個人の主観的判断に多く左右され、鑑別する人員が失敗する可能性が存在するので、不完全乾燥原料を100%分けるのには困難があった。また、熱画像カメラを利用したイメージプロセスを経て完全乾燥された物質と不完全乾燥された物質を分ける場合、移送装置の一定しない移送速度の影響によって効果的な撮影が難しく、また乾燥された物質を検出した後でこれを除去する技術の具現が難しいので、実際の現場で応用できない事例があった。
したがって、本発明は、既存技術の限界を克服し、ロードセルと熱画像カメラシステムを利用して段階的に測定することで、より正確且つ速い不完全原料検出及び除去システムを提案した。
本発明の目的は、乾燥工程を経た原料から不完全乾燥原料を正確に検出できて、検出された原料を自動的に除去、移送及び回収することのできる不完全乾燥原料の検出、除去、移送及び回収システムを提供することにある。
本発明は、乾燥工程を経た原料から不完全乾燥原料を検出、除去、移送及び回収するシステムにおいて、
前記乾燥工程を経た原料を移送する移送装置;
前記移送装置を通じて移送される原料の重量を測定するロードセル;
前記測定された原料の重量が他の原料の重量範囲値より大きいか、または設定された基準重量より大きい場合、前記ロードセルから前記測定された原料を受領する原料受領部;
前記原料受領部が受領した原料を撮影する熱画像カメラ;
前記熱画像カメラが撮影した映像データを分析して撮影された原料の温度情報を獲得し、獲得された温度情報に基づいて前記撮影された原料が不完全乾燥原料であるかを判別する不完全乾燥原料判別部;及び
前記不完全乾燥原料判別部が不完全乾燥原料と判別した原料を前記原料受領部から受領する不完全乾燥原料受領部を含むことを特徴とする、不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムを提供する。
この時、前記ロードセルが測定した原料の重量が他の原料の重量範囲値より大きくないか、または設定された基準重量より大きくない場合、前記ロードセルから前記測定された原料を受領する完全乾燥原料移送ライン;及び前記熱画像カメラで撮影された原料が前記不完全乾燥原料判別部によって完全乾燥原料と判別された場合、前記完全乾燥原料を前記原料受領部から完全乾燥原料移送ラインに伝達する完全乾燥原料伝達部;をさらに含むことができる。
この時、前記完全乾燥原料伝達部は、前記原料受領部の上に位置した完全乾燥原料を前記原料受領部の下部に位置した完全乾燥原料移送ラインに落下させるために、前記原料受領部の上部一側から他側に往復運動する板状のアーム(arm)であってもよい。
この時、前記原料受領部は、各々が回動軸を中心として開放位置と閉鎖位置に回動可能な直列に配列された複数の原料受領板を有し、前記複数の原料受領板の中で、いずれか一つの原料受領板が前記ロードセルから落下する原料を受領するための受領位置に位置するよう、前記ロードセルの下部に配置されることができる。
この時、前記原料受領板が開放位置に位置する場合、前記ロードセルから落下する前記原料は、前記原料受領部を通過して完全乾燥原料移送ラインに伝達されてもよい。
この時、前記各々の原料受領板を独立的に開放位置と閉鎖位置に回動させる動作制御部をさらに含み、前記動作制御部は、前記ロードセルによって測定された原料の重量が他の原料の重量範囲値より大きいか、または設定された基準重量より大きい場合、前記ロードセルから落下する前記原料を受領するよう、前記受領位置に位置した原料受領板を開放位置から閉鎖位置に回動させることができる。
この時、前記受領位置で前記原料受領板が前記ロードセルから原料を受領した場合、前記動作制御部は、前記原料受領部の各原料受領板を前記熱画像カメラに向けた方向に順次移動させることができる。
この時、前記不完全乾燥原料判別部が不完全乾燥原料と判別した原料を乾燥工程に移送する回収伝達部をさらに含むことができる。
本発明の不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムは、乾燥工程を経た原料から不完全乾燥原料を正確に検出することができる。また、本発明のシステムは、検出された不完全乾燥原料を自動で除去、移送及び回収できるので、生産性向上が期待される。
本発明の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの動作を説明するための参照図である。 本発明の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの動作を説明するための参照図である。 本発明の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの動作を説明するための参照図である。 本発明の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの動作を説明するための参照図である。 本発明の他の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの動作を説明するための参照図である。 本発明の他の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの動作を説明するための参照図である。 本発明のもう一つの実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの動作を説明するための参照図である。 熱画像カメラが撮影した原料の映像イメージを例示的に示す図面である。
以下、本発明をより具体的に説明するために、本発明による好ましい実施例を添付の図面を参照して説明する。しかし、本発明はここで説明される実施例に限定されず、他の形態で具体化されてもよい。
本明細書の「完全乾燥原料(DM:Dried Material)」は、溶媒を含む原料が乾燥工程を経た後、前記溶媒が殆ど原料に残っていない状態の原料を意味し、「不完全乾燥原料」は、前記溶媒が原料に一部または全部残っている状態の原料を意味し、推定不完全乾燥原料(ENDM:Estimated Not Dried Material)は、前記溶媒が原料に一部または全部残っているものと推定される原料を意味する。前記溶媒は、水分、油またはアセトンなどの溶媒を意味し、これに限定されない。
本発明は、乾燥工程を経た原料から不完全乾燥原料を検出、除去、移送及び回収するシステムにおいて、
前記乾燥工程を経た原料を移送する移送装置;
前記移送装置を通じて移送される原料の重量を測定するロードセル;
前記測定された原料の重量が他の原料の重量範囲値より大きいか、または設定された基準重量より大きい場合、前記ロードセルから前記測定された原料を受領する原料受領部;
前記原料受領部が受領した原料を撮影する熱画像カメラ;
前記熱画像カメラが撮影した映像データを分析して撮影された原料の温度情報を獲得し、獲得された温度情報に基づいて前記撮影された原料が不完全乾燥原料であるかを判別する不完全乾燥原料判別部;及び
前記不完全乾燥原料判別部が不完全乾燥原料と判別した原料を前記原料受領部から受領する不完全乾燥原料受領部を含むことを特徴とする、不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムを提供する。
図1は、本発明の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの構成を示すブロック図で、図2ないし図5は、本発明の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの動作を説明するための参照図である。
図1ないし図5を参照すれば、本発明の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システム100は、移送装置110、ロードセル120、前記システム100の全般的動作を制御する制御コンピューター130、ロードセル120が測定した原料の重量が所定条件に該当する場合、ロードセル120から原料を受領する原料受領部140、完全乾燥されたと判別された原料が移送される完全乾燥原料移送ライン180、前記原料受領部140上の原料を撮影する熱画像カメラ150、原料受領部140の原料が完全乾燥原料(DM)の場合、前記完全乾燥原料移送ライン180で完全乾燥原料(DM)を伝達する完全乾燥原料伝達部160、及び原料受領部140の原料が不完全乾燥原料(NDM)の場合、原料受領部140から不完全乾燥原料(NDM)を受領する不完全乾燥原料受領部170を含む。
移送装置110は、乾燥工程を経た原料を受けて設定された移送方向に移送する。前記移送装置110は、振動方式の移送装置、すなわち移送装置110自体の前後往復振動によって移送装置110の上にある原料だけ一定方向に移動させる方式であることが好ましいが、これに限定されず、原料を移送できる他の方式、例えば、コンベヤーベルトとしても具現されてもよい。
ロードセル120は移送装置110の移送方向末端部領域に設けられ、移送装置110から移送される原料の重量を測定する。ロードセル120は、リアルタイムで測定した重量データを制御コンピューター130の不完全乾燥原料判別部132に伝送する。
制御コンピューター130は、ロードセル120から伝送された原料の重量データを基に原料の不完全乾燥可否を判別し、連続的に測定される他の原料の重量範囲値を大きく脱して大きい重量を有する原料を推定不完全乾燥原料(ENDM)と判別し、それ以外の原料を完全乾燥原料(DM)と判別する。例えば、前記重量範囲値を大きく脱して大きい重量を有する原料の意味は、前記ロードセル120によって測定された原料の重量の最大値より顕著に高い重量を有する原料を意味し、これによって原料を推定不完全乾燥原料(ENDM)と判別することができる。または、測定された原料の重量データと既存の制御コンピューター130が保有していた正常範囲の重量データを比べて原料の不良可否を判別することもできる。したがって、前記制御コンピューター130は、前記不完全乾燥原料判別部132の判別結果によって、原料受領部140の動作を制御する動作制御部134を含む。
一般に、不完全乾燥原料(NDM)は、溶媒の含量によって完全乾燥原料(DM)よりもっと重い重量を有するので、ロードセル120を利用した重量測定によってその乾燥可否を判別することができる。
原料受領部140は、ロードセル120が測定した原料が不完全乾燥原料判別部132によって推定不完全乾燥原料(ENDM)と判別される場合、ロードセル120から前記原料を受領する。
原料受領部140は、回動軸に対して個別的に回動可能な複数の原料受領板142が直列に配置された構造で具現されてもよい。原料受領部140の原料受領板142は、設定された方向に向って同時に移動することができる。
熱画像カメラ150は、原料受領部140の上部に設けられ、原料受領部140を通じて移送される推定不完全乾燥原料(ENDM)を撮影する。熱画像カメラ150は、撮影された映像データを制御コンピューター130の不完全乾燥原料判別部132に伝送する。
不完全乾燥原料判別部132は、映像データを分析して撮影されたイメージの色相の割合を判別し、判別された色相の割合を利用して原料の温度を判別することができる。色相の割合は、撮影された映像データの各ピクセルのRGBデータを分析して獲得される。
一般に、完全乾燥原料(DM)に比べて不完全乾燥原料(NDM)の場合に溶媒含有によって蒸発が起きる状況であるため、より低い温度を有する。熱画像カメラ150で撮影された映像イメージは、撮影対象体の表面温度によって相互異なる色相で表現される。図9を参照すれば、(a)は完全乾燥原料(DM)を熱画像カメラで撮影したイメージを示し、(b)は不完全乾燥原料(NDM)を熱画像カメラで撮影したイメージを示す。完全乾燥原料(DM)の場合、原料全体が比較的に高温である赤色を帯びることを確認することができる。一方、不完全乾燥原料(NDM)の場合、溶媒の含有によって設定領域で低温の青色を帯びることを確認することができる。そのため、熱画像カメラ150が撮影したイメージを分析することで原料の表面温度を確認することができるし、分析された原料の表面温度を測定して原料の乾燥可否を判別することができる。例えば、特定の温度に対応する特定の色相の割合が全体イメージを構成する色相の中で、設定された一定の割合以上である場合、当該原料を不完全乾燥原料(NDM)と判別することができる。設定された割合及び特定の温度は、原料の種類及び工程温度などによって変更されてもよい。
完全乾燥原料伝達部160は、熱画像カメラ150が撮影した原料が不完全乾燥原料判別部132によって完全乾燥原料(DM)であると判別されれば、前記原料を原料受領部140から除去して完全乾燥原料移送ライン180に伝送する。
完全乾燥原料伝達部160は、原料受領部140の上に位置した完全乾燥原料(DM)を原料受領部140の下部に位置した完全乾燥原料移送ライン180に装置を利用して移送したり落下させて、完全乾燥原料移送ライン180に伝達することができる。このため、完全乾燥原料伝達部160は、原料受領部140の上部の一側から他側に往復運動する板状のアーム(arm)形象で具現されてもよく、原料を要望の所に正確に移送するため「コ」の形態であってもよい。
不完全乾燥原料受領部170は、熱画像カメラが撮影した原料が不完全乾燥原料(NDM)と判別される場合、不完全乾燥原料(NDM)を原料受領部140から受領する。不完全乾燥原料受領部170は、籠、容器などで具現されてもよい。
以下、図2ないし図5を参照して本発明の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの動作をより具体的に説明する。
先ず、原料受領部140の一つの原料受領板142は、ロードセル120から落下する原料を受領するための受領位置P1に位置する。この時、原料受領板142は、原料受領部140の開口部141を閉鎖しない開放位置P2に位置する。原料受領板142が開放位置P2に位置する場合、ロードセル120から落下する完全乾燥原料(DM)は、開口部141を通過して下方の完全乾燥原料移送ライン180に落下して伝達される。
乾燥工程を経た原料は、移送装置110に沿って移送され、ロードセル120に位置する。ロードセル120は、移送された原料の重量を測定し、測定されたデータを不完全乾燥原料判別部132に伝送する。その後、ロードセル120は、所定時間が経過した後、重量を測定した原料を下方に落下させる。前記所定の時間は、0.01〜3秒であってもよいが、これに限定されない。
また、ロードセル120が測定した原料の重量が他の原料の重量値の範囲内にあったり、または設定された基準重量より小さい場合、動作制御部134は原料受領板142が開放位置P2に位置するよう、原料受領部140を制御する。よって、ロードセル120から落下する原料は、開口部141を通過して完全乾燥原料移送ライン180に伝達される。
ロードセル120が測定した原料の重量が他の原料の重量範囲値より大きいか、または設定された基準重量より大きい場合、動作制御部134は原料受領板142が開放位置P2から閉鎖位置P3に位置するよう、原料受領部140を制御する。原料受領板142が閉鎖位置P3に位置することによって開口部141は閉鎖され、それによってロードセル120から落下する原料は、原料受領板142の上面に安着する。この時、原料受領板142の向かい合う両側面に、上部に突出された羽部143を備えることで、ロードセル120から落下する原料が原料受領板142の上面を脱することなく、安定的に安着されることができる。
原料受領板142に原料が安着されれば、動作制御部134は原料受領部140の原料受領板142を移送方向D1に移動させる。このような移動によって、受領位置P1には開放位置P2に位置している新しい原料受領板142が位置するようになり、原料を受領した原料受領板142は熱画像カメラ150の撮影方向に移動するようになる。
前述した原料受領板142の原料受領動作及び原料受領板の移動動作は反復的に起きるし、このような反復動作によって原料を受領した原料受領板142が順次に移動方向D1に移動して熱画像カメラ150の撮影位置P4に位置するようになれば、熱画像カメラ150は推定不完全乾燥原料(ENDM)を撮影する。
熱画像カメラ150によって撮影された映像データを利用して、不完全乾燥原料判別部132は前述したようにその撮影された原料が不完全乾燥原料(NDM)であるかを判別する。
不完全乾燥原料判別部132が撮影された原料を完全乾燥原料(DM)と判別した場合、原料受領板142が伝達位置P5に位置するようになれば、完全乾燥原料伝達部160が原料受領板142の上に位置した完全乾燥原料(DM)を原料受領板142から除去して完全乾燥原料移送ライン180に伝達する。
逆に、不完全乾燥原料判別部132が撮影された原料を不完全乾燥原料(NDM)と判別した場合、原料受領板142に位置した不完全乾燥原料(NDM)は落下位置P5から不完全乾燥原料受領部170の内に落下するようになる。
また、本発明の不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムは、前記不完全乾燥原料受領部から不完全乾燥原料を乾燥工程に移送する回収伝達部をさらに含んでもよい。
例えば、前記回収伝達部は、最終的に不完全乾燥原料(NDM)と判別され、不完全乾燥原料受領部170に移送された原料を再度乾燥工程を通じて完全乾燥原料(DM)に作るために、前記不完全乾燥原料(NDM)を乾燥工程のスタート段階に移送する。
前述した本発明の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システム100は、ロードセルを利用して乾燥工程を経た原料から1次推定の不完全乾燥原料(ENDM)を選別した後、選別された原料を再び熱画像カメラを利用して乾燥の度合いを判別して不完全乾燥原料(NDM)を選別することにより、不完全乾燥原料(NDM)選別の正確度が向上される。
また、本発明の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システム100は、不完全乾燥原料(NDM)のみを正確に選別することができるので、不必要な原料の損失を減少することができる。
図6及び図7は、本発明の他の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの動作を説明するための参照図である。図6及び図7に図示された不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムは、図2ないし図5に図示された不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムと比べて、原料受領部240の回動軸の方向が逆であることを除いて、全て同一の構成である。図2ないし図5と同様の構成に対しては、図面符号及びその説明を省略する。
図8は、本発明のもう一つの実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの動作を説明するための参照図である。図8に図示された不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムは、図2ないし図5に図示された不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムと比べて完全乾燥原料伝達部360の構成及び動作を除いて、全て同一の構成である。図2ないし図5と同様の構成に対しては、図面符号及びその説明を省略する。
図8に図示された不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システム100は、完全乾燥原料伝達部360を図2ないし図5のように別途構成として具現したものではなく、回動軸を中心として開放位置と閉鎖位置の間で回動可能な原料受領部340の原料受領板342を利用して具現した。
原料受領板342に位置した原料が完全乾燥原料(DM)である場合、動作制御部134は原料受領板342を閉鎖位置P3から開放位置P2に回動させることによって、原料受領板342の上部に位置した完全乾燥原料(DM)が下方の完全乾燥原料移送ライン180に落下するようになる。
前述した本発明の他の実施例による不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムは、完全乾燥原料伝達部360を別途の構成として具現せずに、原料受領部340の原料受領板342を利用して具現することによって、不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システムの構造が単純となり、生産費用が減少する効果がある。
100:不完全乾燥原料検出、除去、移送及び回収システム
110:移送装置
120:ロードセル
130:制御コンピューター
132:不完全乾燥原料判別部
134:動作制御部
140:原料受領部
150:熱画像カメラ
160:完全乾燥原料伝達部
170:不完全乾燥原料受領部
180:完全乾燥原料移送ライン

Claims (8)

  1. 乾燥工程を経た原料から不完全乾燥原料を検出、除去、移送及び回収するシステムにおいて、
    前記乾燥工程を経た原料を移送する移送装置;
    前記移送装置を通じて移送される原料の重量を測定するロードセル;
    前記測定された原料の重量が他の原料の重量範囲値より大きいか、または設定された基準重量より大きい場合、前記ロードセルから前記測定された原料を受領する原料受領部;
    前記原料受領部が受領した原料を撮影する熱画像カメラ;
    前記熱画像カメラが撮影した映像データを分析して撮影された原料の温度情報を獲得し、獲得された温度情報に基づいて前記撮影された原料が不完全乾燥原料であるかを判別する不完全乾燥原料判別部;及び
    前記不完全乾燥原料判別部が不完全乾燥原料と判別した原料を前記原料受領部から受領する不完全乾燥原料受領部
    を含むことを特徴とする、不完全乾燥原料の検出、除去、移送及び回収システム。
  2. 前記ロードセルが測定した原料の重量が他の原料の重量範囲値より大きくないか、または設定された基準重量より大きくない場合、前記ロードセルから前記測定された原料を受領する完全乾燥原料移送ライン;及び
    前記熱画像カメラで撮影された原料が前記不完全乾燥原料判別部によって完全乾燥原料であると判別された場合、前記完全乾燥原料を前記原料受領部から完全乾燥原料移送ラインに伝達する完全乾燥原料伝達部;
    をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の不完全乾燥原料の検出、除去、移送及び回収システム。
  3. 前記完全乾燥原料伝達部は、前記原料受領部の上に位置した完全乾燥原料を前記原料受領部の下部に位置した完全乾燥原料移送ラインに落下させるため、前記原料受領部の上部の一側から他側に往復運動する板状のアーム(arm)であることを特徴とする、請求項2に記載の不完全乾燥原料の検出、除去、移送及び回収システム。
  4. 前記原料受領部は、各々が回動軸を中心として開放位置と閉鎖位置に回動可能な直列に配列された複数の原料受領板を有し、前記複数の原料受領板の中で、いずれか一つの原料受領板が前記ロードセルから落下する原料を受領するための受領位置に位置するよう、前記ロードセルの下部に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の不完全乾燥原料の検出、除去、移送及び回収システム。
  5. 前記原料受領板が開放位置に位置する場合、前記ロードセルから落下する前記原料は、前記原料受領部を通過して完全乾燥原料移送ラインに伝達することを特徴とする、請求項4に記載の不完全乾燥原料の検出、除去、移送及び回収システム。
  6. 前記各々の原料受領板を独立的に開放位置と閉鎖位置に回動させる動作制御部をさらに含み、前記動作制御部は、前記ロードセルによって測定された原料の重量が他の原料の重量範囲値より大きいか、または設定された基準重量より大きい場合、前記ロードセルから落下する前記原料を受領するように前記受領位置に位置した原料受領板を開放位置から閉鎖位置に回動させることを特徴とする、請求項4に記載の不完全乾燥原料の検出、除去、移送及び回収システム。
  7. 前記受領位置で前記原料受領板が前記ロードセルから原料を受領した場合、前記動作制御部は、前記原料受領部の各原料受領板を前記熱画像カメラに向った方向に順次移動させることを特徴とする、請求項6に記載の不完全乾燥原料の検出、除去、移送及び回収システム。
  8. 前記不完全乾燥原料判別部が不完全乾燥原料と判別した原料を乾燥工程に移送する回収伝達部をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の不完全乾燥原料の検出、除去、移送及び回収システム。
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