JPH0811223B2 - 色彩選別機の光電検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粒子全般、特に穀粒とか豆類を色相の相違に
よって選別する色彩選別機に係り、特に、色彩選別機の
光電検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来この種の色彩選別装置はバイクロマティック色彩
選別装置と呼ばれ、給穀フィーダーにより異色混入粒子
を溝形を有する傾斜した流下樋（ひ）から流下し、その
流下軌跡の近傍に光源と２個の受光素子を備えた３方向
の光学系と前記光学系に対向して３方向に設けた交換可
能な基準色板と噴射ノズル装置とを設け、流下軌跡に沿
って流下する粒子に光源から照射して得られる粒子の光
量と基準色板から得られる光量との差を特定波長を透過
する光学フィルターを介して受光素子に連絡し、その受
光信号を制御回路に連絡して噴射ノズル装置を作動し、
異色粒子を選別除去にするものが知られている。

また、流下樋を２本の回動するロールで形成し、ロー
ル間の凹部を流下溝とした装置やＵ字型の溝付エンドレ
スベルトを２個のロールで回転し、溝に穀粒を供給し、
ベルト端で流下軌跡を形成する装置も公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、この種の３方向の色彩選別装置は第10図及
び第11図に示すように、集光光学系19A,19Bの光軸が同
一平面上であるとともに光電検出装置28を並設している
だけなので、平面的に多大な面積を要し、構成費を高価
とし、また、光電検出装置28を多数配設し、一台当りの
能力を増すための大型化が困難であり、最大の装置でも
６個の光電検出装置28を並列状に配設した構成であっ
た。

本発明は上記の従来装置の諸問題を解決し、光電検出
装置の総配置面積を縮少化し、装置全体を小型化して効
果的な色彩選別を実施することのできる色彩選別機の光
電検出装置を提供することを技術的課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

所定の検出位置に粒子を誘導するほぼ垂直状に立設し
た筒管からなる粒子案内手段と、該粒子案内手段に粒子
を供給する供給手段と、粒子が流路に沿って前記検出位
置に流下する際、当該粒子を照射する照明手段と、該照
明手段によって照射された前記粒子からの光線を複数波
長帯に分光して前記複数波長帯ごとに受光する、前記検
出位置を中心とする平面円周上３位置にほぼ等角度に設
けた受光手段と、前記検出位置を挟んで前記受光手段に
対向配置されるとともに調節手段を備えてなる基準色板
と、そし、粒子が前記照明手段から照射されながら前記
基準色板の前方を通過することによる該粒子と前記基準
色板からの受信光の変化を前記受光手段で検知して異色
粒子を検出する異色粒検出手段及び異色粒除去手段と、
を複数組並列状に配設した色彩式別機において、前記受
光手段と基準色板と照明手段とを１組とする光電検出装
置を１組おきに交互に180度回転して配置させるという
技術的手段を講じた。

〔作 用〕

異色粒検出手段は、検出位置を落下する粒子中から基
準色に合致しない異色粒を検出する。

異色粒除去手段は、検出位置から更に落下する粒子中
から、前記異色粒検出手段によって基準色に合致しない
異色粒とされた粒子を除去する。

基準色板は、色彩による粒子の選別基準となる基準色
を、検出位置を落下する粒子の背景色として提供する。

受光手段は、粒子からの受信光を複数波長帯に分光
し、分光された受信光を受光してそれぞれ光量を検出す
る。

〔実施例〕

色彩選別装置１の機枠２内部に垂直状に立設した筒管
３を固定金具４に固設し、該固定金具４は板バネ5A,5B
を介して振動体６に固定する。振動体６は機枠１に固定
した支持杆７に固着され、また、振動体６には振動コイ
ル８を設け、筒管３の上下振動を可能に形成してある。

筒管３の上部は円錐（すい）ホッパー状に開口し、振
動供給樋９の先端の円筒部10を筒管と同心位置に載置
し、振動供給樋９は板バネ11…を介して振動体12に固定
してある。振動供給樋９の適所上部にはシャッター13を
備えた供給ホッパー14を固設する。符号15は供給ホッパ
ー14に設けた穀粒検出器であり、符号16は、振動供給樋
９の先端円筒部上方に設けた穀粒検出器であり、筒管３
又は振動供給樋９の先端円筒部に穀粒が滞留したときの
検出用である。

筒管３と排出管17との空間で筒管３と同心位置に検出
位置18を設定し、該検出位置18を挟んで集光光学系19と
基準色板調光器20とを対向配設する。

集光光学系19と基準色板調光器20は検出位置18を含む
円周平面上に３組を位置決めして設ける。ハロゲンラン
プ等より成る照明管21も検出位置18を斑（むら）なく照
明するために少なくとも３方向に設けることが望まし
い。符号22は円筒形又は六角形の光学ガラス、例えば石
英ガラス等より成る防塵（じん）壁であるが、集光光学
系19の光軸と基準色板調光器20に直交し、光学歪（ひず
み）を防止するためには多角形の方が優れている。防塵
壁22の内壁は定期的に清掃体23の上下動により清掃され
る、清掃体23の外周部はゴム等の弾性材よりなり、該清
掃体23は駆動装置（図示せず）によりロッド24を駆動し
て上下往復動される。

排出管17の上方には検出位置18と適正間隔を設けて、
噴射弁25と一体に設けた噴射ノズル26を臨ませ、噴射ノ
ズル26は異色粒子が検出されると作動して異色粒子を圧
縮空気で回収樋27に誘導除去するためのものである。符
号28は照明管21、集光光学系19及び基準色板調節器20を
定位置に固定してある光電検出装置である。

次に、受光手段と基準色板調節手段について第３図及
び第４図に基づいてそれらの構成を説明する。

集光光学系19はミラー29で光軸を90゜方向転換し、複
数のレンズ群30を通過してくる光線を２種の光線に分光
するハーフミラー31であり、ミラー29により屈折してく
る光線の半分を反射して赤色フィルター32を介して受光
素子33が検出し、その余の光線を透過して緑色フィルタ
ー34を介して受光素子35が検出するものである。なお、
前記ハーフミラー31にダイクロイックフィルターを用い
ると任意の波長（例えば590nm）を境界とし、長波長域
をほとんど反射する一方、これ以下の短波長域を通過す
る構成とすることができるので、微弱な光量差でもより
効果的に感知できる（第７図符号イ参照）。

一方、基準色板調光器20は、受光手段の対向部位に、
基準色板として乳白ガラス等よりなる白色板36を設け、
該白色板36は例えば、赤色フィルター37を介したランプ
38と緑色フィルター39を介したランプ40とから射光さ
れ、それぞれのランプ38,40は電圧調整機能を有する制
御装置（図外）に連絡されている。

なお、白色板36を反射鏡とし、半透過ガラス36Aを反
射鏡と前記フィルター37,39の間に挿入して構成するこ
とも可能である。

次に、異色粒検出手段の制御回路図につき第５図及び
第６図を参照して説明する。

赤色の受光素子33からの出力信号は増幅回路41,42で
適度に増幅されて自動増幅率調整回路43により自動調整
され、比較器44で設定された比較値に基づきOR回路45,4
6の入力側に信号を出力する。緑色の受光素子35からの
出力信号も赤色の受光素子33の出力信号と同様に処理さ
れ、OR回路45及び46の入力側に連絡される。演算回路47
には赤色の出力信号と緑色の出力信号が入力され、減算
が行われた後の信号を比較器44に入力し、比較器44で設
定された比較値に基づきOR回路45,46の入力側に信号を
出力する。OR回路46から出力された異色粒子の信号は、
噴射弁駆動回路48に連絡され、遅延回路49からの信号と
共に噴射弁25を作動し、噴射ノズル26より空気を噴出す
る。

次に、基準色板調節手段につき説明する。前記赤色の
受光素子33からの受光信号が増幅回路41,42及び自動増
幅率調整回路43により所定レベルに増幅されて電気回路
Ａ部より出力される。自動制御の装置ではＡ部より出力
された信号は全波整流回路50及びアナログ・デジタル変
換器51を介してマイコン回路52に連絡され記憶される。
そして、基準色板調節手段の赤色フィルター37を介した
ランプ38の電圧を一定量低くし、その時の受光信号を前
記Ａ部より取出してマイコン回路に入力し、先に記憶さ
れている信号と比較してその比較値に基づいて前記ラン
プが最適な電圧値に設定される構成である。同様にして
前記緑色の受光素子35からの信号はＢ部より取出されて
赤色の受光素子の時と同じ手順で設定される構成であ
る。また、手動操作で調節する場合はＡ部若しくはＢ部
の信号をシンクロスコープ等で目視して、信号波形が標
準色粒子の場合最小となるような適正電圧に調節するた
めの電圧調整装置を設ける。

光電検出装置28を複数組並列状に配設した場合の構成
につき第８図を参照して説明する。３組の光電検出装置
28…を並列状に配設したものであり、検出位置18は一直
線状であるが中央の光電検出装置28を左右の光電検出装
置28の位置関係に対し、180゜回転して光電検出装置28
の間隔を減少したものであり、第９図に示すものは180
゜回転した光電検出装置28を穀粒流路も含み左右の光電
検出装置28の位置関係に対して後方に移動し、更に面積
を減少したものである。

以上の構成について、以下にその作用を自動操作の場
合につき説明する。供給タンク14に穀粒が投入されたこ
とを穀粒検出器15が感知すると振動供給樋９を振動させ
る振動コイル12Aが操作盤（図示せず）のスイッチ操作
により通電可状態となる。振動コイル12Aにその大きさ
を制御可能となした半波整流を通電すると、振動供給樋
９は電源周波数に同期した振動数で振動し、穀粒を筒管
３の上方開口部へ移送する。移送された穀粒は、更に筒
管３内を壁面にほとんど接触することなく加速されなが
ら筒管３の下方検出位置に送られる。必要に応じ筒管３
も振動コイル８に通電して上下振動させて筒管３内での
穀粒の詰まりが防止できる。また、振動供給樋の先端円
筒部10の上方に設けた穀粒検出器16が穀粒の滞留を検出
すると、振動供給樋９の振動を弱めるか又は停止して、
筒管３を上下振動し、滞留状態を排除することや更に警
報を出力するなどの制御が任意に可能である。

検出位置へ移送された穀粒は、稼働開始時には穀粒の
種類によりあらかじめ数段階に初期設定したランプ電圧
と穀粒とが比較されるが、稼働開始時には必ずしも原料
穀粒の条件に適切に基準色調節がなされない場合もある
ので、排出管17に設けてある排出バルブを閉成して穀粒
全量を回収樋27を介して原料側へ戻し、基準色調節が完
了した時点で排出バルブ17Aを開成し、異色粒子を検出
したときだけ、噴射弁25を作動して噴射ノズル26から圧
縮空気を噴出し異色粒を回収樋27へ誘導することができ
る。

基準色板調節作用は、次の手順で順次進行する。ま
ず、赤色用の受光素子33による受光信号は、増幅された
後、電気回路Ａ部より出力された全波整流されて加算さ
れ、アナログ・デジタル変換器51でデジタル信号に変換
されてマイコン回路52の記憶装置に記憶される。次に、
赤色フィルター37を介したランプ38の電圧を一定量（例
えば0.2ボルト）低くし、その時の受光素子の受光信号
を、前記同様にマイコン回路に入力し、先に記憶されて
いる信号と比較し、その比較値に基づき最適な電圧値に
設定される。同様にして緑色用の受光素子35からの信号
はＢ部より出力され、赤色の場合と同じ手順で電圧設定
される。

該色彩選別装置１には複数の受光素子、例えば、３方
向に受光素子と基準色板調節手段を設けたものにあって
は６個の受光素子を設けてあるので、基準色調節のため
の受光信号処理はマルチプレクサー等を使用して順次連
続的に処理する構成が望ましい。

〔発明の効果〕

本発明の色彩選別機の光電検出装置によれば以下の効
果を奏する。すなわち、検出位置をほぼ垂直に落下する
粒子を中心に平面円周上３位置にほぼ等角度に、受光手
段とこれに対向配置される基準色板と照明手段を配設し
たので、粒子をほう物線状に検出位置に、落下させるも
のに比べより正確に異色粒子の検出及び除去を行うこと
ができる。更に、正三角形の頂点に前記受光手段、基準
色板及び照明手段を位置させてなる光電検出手段を１組
おきに交互に、180度回転して配置したので総配置面積
を小さくできる。換言すれば、従来と同一スペースに多
くの光電検出装置を配置して色彩選別機の能力の向上が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は色彩選別機の側断面図、第２図は要部拡大図、
第３図は受光手段拡大断面図、第４図は基準色板調節手
段拡大断面図、第５図は異色粒検出手段の電気回路図、
第６図は基準色板調節電気ブロック図、第７図は光学フ
ィルターの特性図、第８図は光電検出装置の配置図、第
９図は同じく光電検出装置の別実施例の配置図、第10図
は公知の光電検出装置の配置図、第11図は第10図の斜視
図である。 １……色彩選別装置、２……機枠、３……筒管、４……
固定金具、5A,5B……板バネ、６……振動体、７……支
持杆、８……振動コイル、９……振動供給樋、10……円
筒部、11……板バネ、12……振動体、12A……振動コイ
ル、13……シャッター、14……供給ホッパー、15……穀
粒検出器、16……穀粒検出器、17……排出管、17A……
排出バルブ、18……検出位置、19……集光光学系、19A,
19B……集光光学系、20……基準色板調光器、21……照
明管、22……防塵壁、23……ワイパー、24……ロッド、
25……噴射弁、26……噴射ノズル、27……回収樋、28…
…光電検出装置、29……ミラー、30……レンズ群、31…
…ハーフミラー、32……赤色フィルター、33……受光素
子、34……緑色フィルター、35……受光素子、36……白
色板、36A……半透過ガラス、37……赤色フィルター、3
8……ランプ、緑色フィルター、40……ランプ、41……
増幅回路、42……増幅回路、43……自動増幅率調整回
路、44……比較器、45……OR回路、46……OR回路、47…
…演算回路、48……噴射弁駆動回路、49……遅延回路、
50……全波整流回路、51……アナログ・デジタル変換
器、52……マイコン回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の検出位置に粒子を誘導するほぼ垂直
   状に立設した筒管からなる粒子案内手段と、該粒子案内
   手段に粒子を供給する供給手段と、粒子が流路に沿って
   前記検出位置に流下する際、当該粒子を照射する照明手
   段と、該照明手段によって照射された前記粒子からの光
   線を複数波長帯に分光して前記複数波長帯ごとに受光す
   る、前記検出位置を中心とする平面円周上３位置にほぼ
   等角度に設けた受光手段と、前記検出位置を挟んで前記
   受光手段に対向配置されるとともに調節手段を備えてな
   る基準色板と、そして、粒子が前記照明手段から照射さ
   れながら前記基準色板の前方を通過することによる該粒
   子と前記基準色板からの受信光の変化を前記受光手段で
   検知して異色粒子を検出する異色粒検出手段及び異色粒
   除去手段と、を複数組並列状に配設した色彩選別機にお
   いて、前記受光手段と基準色板と照明手段とを１組とす
   る光電検出装置を１組おきに交互に180度回転して配置
   させたことを特徴とする色彩選別機の光電検出装置。
2. 【請求項２】前記受光手段の光学系の光軸を、前記案内
   手段からの流下軌道に直交する平面に対し、上方もしく
   は下方に屈曲させたことを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の色彩選別装置。
3. 【請求項３】複数組の前記光電検出装置を検出位置を含
   んで一組おきに前若しくは後にずらしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項又は第２項記載の色彩選別
   装置。