KR0148436B1 - 곡물 색깔 분류 장치 - Google Patents

Abstract

색깔 분류 장치는 곡물 안내기구와, 곡물 이송 기구와, 곡물을 조명하기 위한 기구와 조명된 곡물로부터의 광의 강도를 수용하기 위한 광수용 센서와 배경부를 포함하는 광학 검출 기구와, 곡물을 제거하기 위한 배출기 기구와, 상기 조명 기구가 가시광선 영역에서 스펙트럼 에너지를 분배하는 제1의 광원과 근적외선 영역에서 스펙트럼 에너지를 분배하는 제2의 광원을 포함하며, 광수용 센서는 가시광선 영역에 빛에 대한 고감도를 갖는 제1의 광수용 센서부와 근적외선 영역에 빛에 대한 고감도를 갖는 제2의 광수용 센서부를 포함하며, 이에 따라 하나의 색깔 분류 장치로 근적외선 영역에 투명이거나 또는 양호한 곡물과 동일한 색깔을 갖는 다른 외부 물질을 분리하고 제거할 뿐만 아니라 가시광선 영역에 있는 양호한 곡물로부터 상이한 색깔을 갖는 외부 물질을 검출하고 식별한다.

Description

[발명의 명칭]

곡물 색깔 분류 장치

[발명의 상세한 설명]

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 곡물 색깔 분류 장치의 측면도.

제2도는 제1도의 곡물 색깔 분류 장치의 광검출부 확대 단면도.

제3도는 제1도의 장치에 사용된 광원의 스펙트럼 에너지 분포를 도시하는 그래프.

제4도는 가시광선 영역에서 근적외선 영역까지의 파장 대역에서 백미, 유리, 플라스틱과 백석(white stone)의 반사광 강도 특성(반사율의 파장 의존성)을 도시하는 그래프.

제5도는 제1도에 도시된 곡물 색깔 분류 장치의 색깔 식별과 분리(제거)를 위한 제어부의 블록도.

제6도는 제5도에 도시된 요소로부터 시간에 따른 출력 신호의 파장을 도시하는 그래프.

제7도는 제2도의 광 검출부의 광원, 배경과 광수신 센서의 더 상세한 배열(위치 관계)의 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 프레임 2 : 곡물 탱크

6 : 광학 검출부 7 : 수용 슈트

8 : 배출 밸브 9 : 공기 파이프

10 : 곡물 배출 포트 11 : 제어 박스

12 : 제어 패널 13 : 실리콘 포토센서

16 : 광학 검출 박스 18 : 형광 램프

27 : 신호 처리기

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 쌀, 밀, 콩과 같은 곡물에 혼합된 외부물질 또는 이에 혼합된 곡물중 불량품을 분류하거나 식별하고 이를 제거하기 위하여 상기 물질을 선택적으로 검출하는 곡물 색깔 분류 장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 곡물의 색깔은 가시광선 영역에 있는 색깔을 의미하고, 특별한 곡물은 다른 설명이 없는한 가시광선에 투명하다 즉, 가시광선을 투과하는 특성을 갖는다는 것을 의미한다.

일본 공개 공보 제1-258781호에 기술된 것처럼, 예를 들면 종래의 색깔 분류장치에서 곡물은 가시광선 영역에서 백열등, 형광등과 같은 광원으로 조명되고, 광원으로 조명된 곡물로부터의 빛의 강도와 참고 색깔판으로서 기능하는 배경으로부터의 빛의 강도 사이의 차이는 각각 가시광선 영역에서 복수의 파장 대역에 제공된 광수용요소에 의하여 검출되고, 이에 의하여 양호한 곡물과 외부 물질 사이의 색깔 차이를 이용함으로서 외부 물질을 식별하고 제거한다. 그러나, 상술한 종래의 색깔 분류 장치에서 곡물에 혼합된 유리, 플라스틱, 금속, 도자기등의 부서진 조각과 같은 외부 물질이 양호한 곡물과 동일한 색깔을 갖거나 또는 투명인 경우에 외부 물질의 적절한 분리와 제거가 효과적일 수 없다.

일본 특허 공개 제5-200364호는 근적외선이 체크영역에 주사되고, 두 종류의 근적외선 영역(750-2,500nm의 파장)에 있는 파장비(약 1,300nm과 약 1,460nm)의 두 종류의 광이 체크될 물체를 통하여 투과되고 물체에 의하여 확산되는 광중에서 검출되며, 검출된 두개의 값은 검출된 물체가 백미와 같은 바람직한 물체이거나 또는 유리나 플라스틱과 같은 외부 물질인지 여부를 결정하기 위하여 각각의 소정의 값과 비교되고, 이에 의하여 양호한 곡물과 동일한 색깔을 갖거나 투명인 외부 물질과 양호한 곡물을 검출하고 식별한다.

그러나 광원용의 근적외광을 사용하는 상술한 외부 물질 검출장치만으로는 불량 또는 바람직하지 않은 곡물등을 양호한 곡물에서 분류할 수 없고 이에 따라 불량 곡물등의 식별과 제거를 효과적으로 하기 위하여 광원용 가시광선을 사용하는 종래의 색깔 식별장치를 부가적으로 설치하는 것이 필요하다. 즉, 양호한 곡물과 다른 색깔을 갖는 통상의 외부물질은 먼저 식별되고 종래의 색깔 분류 장치에 의하여 가시광선 영역에 있는 양호한 곡물에서 제거되고, 그후 양호한 곡물과 동일한 색깔을 갖거나 투명인 다른 외부 물체는 근적외광에 있는 빛을 사용하는 외부물질 검출장치에 의하여 양호한 곡물에서 식별되고 제거된다. 반면에 근적외광이 광원용으로 사용되는 일본국 특허 공개 제5-200365호에 기술된 외부 물질검출장치와 가시광선 영역에 있는 빛을 사용하는 종래의 색깔 분류 장치를 결합하는 것은 장치를 너무 복잡하게 하고 전체적인 크기를 증가시키고 장치의 정비가 아주 곤란하게 된다.

상술한 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 유리, 플라스틱등과 같은 가시광선 영역에서 투명이거나 또는 양호한 곡물과 같은 색깔을 갖는 다른 외부 물질을 양호한 곡물에서 식별하고 제거하며, 근적외선 영역에서 검출뿐만 아니라 양호한 곡물과 상이한 색깔을 갖는 외부 물질을 양호한 곡물에서 식별하고 제거하며 하나의 색깔 분류 장치로 가시광선 영역을 검출할 수 있는 곡물 색깔 분류 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상술한 목적은 소정의 검출 위치로 소정의 곡물 유동 통로를 따라서 곡물을 안내하기 위한 곡물 안내 수단과, 곡물 안내 수단으로 연속적으로 곡물을 이용하기 위한 곡물 이송수단과, 소정의 검출위치를 통하여 유동 통로를 따라서 아래로 흘러내리는 곡물을 조명하기 위한 조명수단과 이들 사이에 중첩된 곡물 유동통로와 광수용 수단에 대향되게 배치된 배경수단과 조명된 곡물에서 광의 강도를 수용하기 위한 광수용 센서 수단을 포함하는 광검출 수단과, 배경 수단과 광의 강도가 상이한 광의 강도를 곡물을 제거하는 기능을 하기 위한 광학 검출수단 아래에 배치된 배출수단을 포함하며, 여기서 조명 수단은 근적외선 영역에서 스펙트럼 에너지를 분배하는 제2의 광원과 가시광선 영역에서 스펙트럼 에너지 분배를 갖는 제1의 광원을 포함하며,광수용 센서 수단은 가시광선 영역에서 빛에 고감도를 갖는 제1의 광수용 센서부와 근적외선 영역에서 빛에 고감도를 갖는 제2의 광수용 센서부를 포함하는 곡물 색깔 분류 장치에 의하여 달성된다.

분류장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 곡물 색깔 분류 장치에서, 소정의 검출위치를 통하여 유동통로를 따라서 아래로 흐르는 곡물을 조명하기 위한 조명수단이 가시광선 구역에 스펙트럼 에너지를 갖는 제1의 광원과 근적외선 영역에 스펙트럼 에너지를 갖는 제2의 광원을 포함하며, 곡물에서 광의 강도를 수용하기 위한 광수용센서 수단이 각각 가시광선 영역과 근적외선 구역에서 빛에 대한 고감도를 갖는 제1과 제2의 광수용센서부를 포함하기 때문에 검출위치를 통과하는 곡물은 일시에 가시광선과 근적외광선의 둘다에 의하여 조명될 수 있으며, 근적외선의 주사에 의하여 얻어진 반사광의 강도와 가시광선의 주사 또는 조명에 의하여 얻어진 반사광의 강도는 각각 가시광선과 근적외광선의 파장대역용 고감도를 갖는 제1과 제2의 광수용센서부에 의하여 분리되어 검출될 수 있다. 따라서 가시광선 영역에 투명이거나 또는 양호한 곡물과 동일한 색깔을 갖는 다른 외부 물질을 양호한 곡물에서 식별하고 제거하기 위한 근적외선 영역에 검출뿐만 아니라 양호한 곡물과 상이한 색깔을 갖는 외부물질을 양호한 곡물에서 분리하고 제거하기 위한 가시광선 구역에서 하나의 색깔 분류 장치를 제공하는 것이다.

더 상세한 설명은 다음과 같다.

분류된 곡물은 검출위치로 소정의 유동 통로를 따라서 이송되기 위하여 곡물 이송 수단에 의하여 운반된다.

검출위치로 이송될 분류될 각각의 곡물은 500~2,000nm의 파장대역의 할로겐 램프와 같은 제2의 광원과 350~700nm의 파장 대역의 형강 램프와 같은 제1의 광원을 포함하는 조명수단에 의하여 조명된다. 제1의 광원에 의하여 조명된 분류될 곡물을 통하여 전달되고 곡물에서 반사되는 광의 강도는 실리콘 포토센서와 같은 제1의 광수용 센서부(가시광선 영역에 있는 빛이 이를 통하여 전달되도록 하는 광학 필터를 통하여)에 의하여 검출되며, 그리고 제2의 광원에 의하여 조명된 분류될 곡물을 통하여 전달되고 곡물에서 반사된 빛의 강도는 게르마늄 광센서와 같은 제2의 광수용 센서부(근적외선 영역에서 빛이 이를 통하여 전달되도록 하는 광학 필터를 통하여)에 의하여 검출된다. 게다가 광수용 센서부는 각각의 광수용 센서부에 대향되게 중첩된 배경에서 반사된 빛으로 주사된다.

제1의 광수용 센서부에 대향되게 배치된 배경에서 반사된 빛의 강도는 바람직한 양호한 곡물(예를 들면 백미)에서 광의 강도와 일치하도록 사전에 조정된다면, 빛의 강도는 제1의 광수용 센서부(광학 필터를 통하여)에 의하여 수용되고 제1의 광수용 센서부에서의 출력신호는 양호한 곡물이 검출위치를 통과할 때 조차도 변하지 않는다. 그러나 양호한 곡물과 상이한 색깔을 갖는 외부 물질 또는 곡물이 검출위치를 통과할 때 출력신호와 수용된 빛의 강도는 변하며, 이에 따라 배출수단은 다른 유동 통로에 상이한 색깔의 외부 물질 또는곡물을 유도하기 위하여 출력신호에 반응하여 작동된다.

제1의 광수용 센서부와 이로부터의 출력신호에 의하여 수용된 빛의 강도가 변하지 않을 경우에도 양호한 곡물은 투명하거나 또는 양호한 곡물과 동일한 색깔을 갖는 외부물질(부서진 유리, 플라스틱, 금속, 도자기등과 같은)과 혼합될 가능성이 있다.

반면에 양호한 백미등의 양호한 곡물은 근적외광을 흡수하며 이에 따라 근적외선 영역에서의 반사는 적다. 그러나 부서진 유리, 플라스틱, 금속, 도자기 등과 같은 외부 물질은 근적외광을 흡수하지 않으며 이에 따라 근적외선 영역에서의 반사량이 많다.

제1의 광수용 센서부에 의하여 수용된 빛의 강도와 이로부터의 출력 신호가 변하지 않는 경우에 제2의 광수용 센서부에 의하여 수용된 광의 강도와 이로부터의 출력 신호는 양호한 곡물(백미)이 검출위치를 통과하는 경우에도 변하지 않는다. 그러나 투명하거나 또는 양호한 곡물과 동일한 색깔을 갖는 외부 물질이 검출위치를 통과할 때 제2의 광수용 센서부에 의하여 수용되고 외부 물질로부터 반사된 빛의 강도는 변하고 따라서 제2의 광수용 센서부로부터의 출력 신호는 변한다.

제2의 광수용 센서부에서의 출력신호의 변화에 대한 응답으로 투명하거나 또는 양호한 곡물과 동일한 색깔을 갖는 외부 물질을 다른 유동 통로로 유동하기 위한 배출수단은 외부 물질의 식별과 제거를 효과적으로 하기 위하여 작동된다.

그후 검출 위치를 통과할 때 조차도 제1과 제2의 광수용 센서부에 의하여 수용된 빛의 강도와 이로부터의 출력 신호에 특정 변화를 야기하지 않는 백미와 같은 양호한 곡물은 이를 수용하기 위한 수용슈트로 전달되고 제품으로서 적절한 컨베이어 수단에 의하여 배출된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1의 광원은 가시광선 영역에서 빛을 발하는형광 램프를 포함하며, 제2의 광원은 근적외선 영역에서 빛을 발하는 할로겐 램프를 포함하며, 제1의 빛 수용 센서부는 실리콘 포토센서를 포함하며, 제2의 빛 수용 센서부는 게르마늄 포토센서를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 곡물 색깔 분류 장치에서 제1과 제2의 광원은 각각 가시광선 영역용으로 적합한 형광 램프와 근적외선 영역용으로 적합한 할로겐 램프를 포함하고, 제1과 제2의 광수용 센서부는 가시광선 영역용의 고감도를 갖는 실리콘 포토센서와 근적외선영역용으로 고감도를 갖는 게르마늄 포토센서를 각각 가지기 때문에 양호한 곡물과 상이한 색깔을 갖는 통상의 외부 물질은 가시광선 영역에서 식별되고 반면에 부서진 유리, 플라스틱등의 투명하거나 또는 양호한 곡물처럼 가시광선 영역에서 동일한 색깔을 갖는 외부 물질은 종래의 색깔 분류 장치에 검출 위치 전,후로 할로겐 램프를 추가하고 게르마늄 광센서용 검출위치 전후에 제공된 두 광수용 센서중의 하나를 교환함에 의하여 근적외선 영역에서 식별되고 양호한 곡물에서 제거될 수 있다. 따라서, 본 발명의 곡물 색깔 분류 장치는 정비의 문제를 더함이 없이 크기를 줄이고 구조를 단순화 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 곡물 색깔 분류에서, 제1과 제2의 광수용 센서부는 가시광선 영역에서의 빛과 근적외선 영역에서의 빛이 각각 이를 통하여 전달되도록 하는 필터를 갖는다. 양호한 곡물로서 분류될 곡물이 백미인 경우에 제2의 광수용 센서부의 근적외선 필터는 1,400~1,600nm 파장 대역의 빛이 선택적으로 이를 전달되도록 한다.

이하, 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도에서 곡물 탱크(2)는 프레임(1)의 한쪽의 상부에 제공된다. 곡물 탱크(2)의 하단부에서 진동 이송 홈통(3)은 진동기와 같은 부품을 갖는 진동 발생구(4)에 설치된다. 즉, V자형 단면을 갖는 하향 슈트(5)는 그 하단부에 있는 한쌍의 광학 검출부(6) 사이의 공간에 대면하여 그 상단부에 있는 진동 이송 홈통(3)의 단부에 밀접하도록 배치된다.

중공 원통형상의 수용 슈트(7)는 하향 슈트(5)의 하단부에서 아래로 흐르는 바람직한 곡물로서 쌀을 수용하도록 하향 슈트(5) 아래에 제공된다. 수용 슈트(7)는 제품을 배출하기 위한 컨베이어 수단으로서 작용하는 스크루 컨베이어(30)에 그 하단부가 접속된다. 게다가 하향 슈트(5)의 하단부에서 수용 슈트(7)로의 도중에 배치된 검출위치 F의 주변에서 배출 밸브(8)의 노즐 출구는 검출위치 F를 통하여 아래로 흐르는 곡물과 다른 색깔등의 외부 물질 또는 바람직하지 않은 곡물을 제거하기 위하여 배열된다. 배출 밸브(8)는 공기 파이프(9)를 통하여 도시되지 않은 공기 압축기에 접속된다. 리젝트 또는 바람직하지 않은 곡물 배출 포트(10)는 배출 밸브(8) 아래에 형성되고 리젝트 또는바람직하지 않은 곡물을 배출하기 위한 스크루 컨베이어와 같은 컨베이어 수단(29)은 곡물 배출 포트(10)에 접속된다. 이 실시예에서, 노즐 출구를 갖는 배출 밸브(8)와 공기 파이프(9)와 공기 압축기(도시 안됨)는 배출 수단을 구성한다. 제어 박스(11)와 제어 패널(12)은 프레임(1)의 상부에 제공된다.

곡물 색깔 분류 장치(50)의 다른 부분은 설명하기 전에 검출되고 식별될 곡물과 외부 물질의 반사 특성이 기술된다. 양호한 곡물의 색깔(가시광선 영역에서)과 다른 색깔을 갖는 외부 물질 또는 불량 곡물과 양호한 곡물을 비교하는 것은 가시광선 영역에서의 반사 특성(반사의 파장의존성)이 상이하기 때문이다. 한편 제4도에서 도시된 것처럼 양호한 백미와 같은 곡물과 가시광선 영역에서 양호한 곡물과 동일한 색깔을 가지는 백석과 플라스틱과 투명한 유리와 같은 외부 물질 사이의 가시광선 영역에서 반사 특성에는 큰 차이가 없으나 예를 들면 약 1,400~1,600nm의 파장 대역의 근적외선 영역에서의 반사 특성에는 큰 차이가 있다. 즉, 제4도에서 명백한 것처럼, 근적외선 영역의 약 1,400~1,600nm의 파장 대역에서 백미의 반사는 적으나 이들 가능한 외부 물질의 반사는 높다.

지금, 광학 검출 수단용 광학 검출부(6)는 제2도를 참조로 기술된다. 광학 검출부(6)는 제1의 광수용 센서부용 실리콘 포토센서(13)가 고정되는 광학 검출 박스(14)와 제2의 광수용부용 게르마늄 포토센서(15)가 고정되는 광학 검출 박스(16)를 포함한다. 렌즈 배럴(17)을 갖는 실리콘 포토 센서(13)는 광학 검출 박스(14)에 삽입되고 장착된다. 또한 광학 검출 박스(14) 내에는 제3도에 도시된 발광 특성을 갖는 실리콘 포토센서(13)용 조명 수단 또는 제1의 광원으로서 가능하는 한쌍의 형광 램프(18)와 제3도에 도시된 것과 같은 발광 특성을 가지며 게르마늄 포토센서(15)용 발광 수단 또는제2의 광원으로서 기능하는 한쌍의 할로겐 램프(19)와 게르마늄 포토센서(15)에 대면하는 배경부(20)가 제공된다. 또한 렌즈 배럴(21)을 갖는 게르마늄 포토센서(15)는 광학 검출 박스(16)에 삽입되고 장착된다. 또한 광학 검출 박스(16)내에는 형광 램프(18)와 같은 발광 특성을 가지며 실리콘 포토센서(13)용 제1의 광원 또는 조명 수단으로서 가능하는 한쌍의 형광 램프(22)와 할로겐 램프(19)와 동일한 발광특성을 가지며 게르마늄 포토센서(15)용 제2의 광원 또는 조명 수단으로서 기능하는 한쌍의 할로겐 램프(23)와 실리콘 포토센서(13)에 대면하는 배경부(24)가 제공된다. 렌즈 배럴(17)에는 가시광선 영역의 빛이 투과될 필터(17a)가 제공되며, 렌즈 배럴(21)에는 근적외선 영역의 빛이 투과될 광학 필터(21a)가 제공된다. 가시광선 투과 광학 필터(17a)용으로 곡물의 색깔이 가시광선에 의하여서만 흑과 백으로 식별될 수 있도록 하기 위하여 상기 필터는 420~490nm 파장 대역의 빛이 예를 들면 제3도의 해칭에 의하여 도시된 것처럼 투과되도록 적절하게 선택된다.

한편, 근적외광선 투과 광학 필터(21a)용으로 가시광선으로 식별되기 어려운 외부 물질이 양호한 곡물과 식별될 수 있도록 하기 위하여 상기 광학 필터는 예를 들면 제3도에 해칭에 의하여 도시된 것처럼 1,400~1,600nm 파장대역의 빛이 투과되도록 적절하게 선택된다. 제4도에서 명백한 것처럼, 1,400~1,600nm의 파장대역에서 백미의 반사는 백석, 플라스틱, 투명 유리의 반사와는 크게 다르며, 이에 따라 백미는 이들 외부 물질과 식별될 수 있다.

배경부(24)는 이들 사이에 중첩된 검출 위치 F와 실리콘 포토센서(13)에 대면하도록 광학 검출 박스에 배치되며 유리 플레이트 등으로 제조되고 그 표면은 흰색을 나타낸다. 빛의 확산된 반사 또는 투과가 가능하다. 형광 램프(22)는 배경부(24)가 항상 조명될 수 있도록 배경부(24)의 주변에 배치된다. 배경부(24)는 축(24a) 주위의 그 회전각과 형광 램프(22)에 대하여 그 경사각이 형광 램프(22)로부터 이에 의하여 수용된 빛의 강도를 변화시키는 서보 모터(도시 안됨)에 의하여 변화되도록 구조된다. 또한 배경부(20)는 이들 사이에 중첩된 검출위치 F와 게르마늄 포토센서(15)에 대며하기 위하여 광 검출 박스에 배치되고, 유리 플레이트 등으로 제조되며, 그 표면은 흰색을 띤다.

빛의 확산된 반사 또는 투과가 가능하다. 할로겐 램프(19)는 배경부(20)의 주변에서 배경부(20)를 일정하게 조명하도록 배치된다. 배경부(20)는 할로겐 램프(19)에 대하여 그 경사각 또는 축(20a) 주위의 그 회전각이 할로겐 램프(19)로부터의 빛의 강도와 이에 의하여 수용된 빛의 강도를 변화시키기 위하여 변한다.

서로 대면하는 광학 검출 박스(14,16)의 표면은 먼지등이 박스(14,16) 내로 유입되는 것을 방지하기 위하여 각각 투명 유리 플레이트(25,26)에 의하여 형성된다. 투명 유리 플레이트(25,26)는 세척 부재가 세척을 위하여 왕복운동을 하는 세척 수단(도시 안됨)으로 제공된다.

또한, 광원, 배경부, 광수용 센서의 바람직한 상대적인 배열은 일본 특허 공개 제1-258781호와 유사하게 제7도에 상세하게 도시된다. 제7도에서 참조 부호(53,54)는 각각 축(20a,24a)을 회전시키기 위한 서보 모터를 나타내며, 55는 검출위치 F에 도달하기 위하여 분류될 곡물을 나타낸다.

제5도는 장치(50)의 검출, 식별과 제거 제어를 위한 요소를 도시하는 블록도이다. 실리콘 포토센서(13)와 게르마늄 포토센서(15)로부터의 출력 신호 SV, SI는증폭기, 컴퍼레이터(comparator), 계산회로 등을 포함하는 신호 처리기(27)에 보내진다. 신호 처리기(27)로부터 분류 또는 식별 신호(S)는 다른 색깔의 곡물 또는 외부 물질을 분리하거나 제거하기 위하여 노즐 출구를 통하여 공기가 제트되도록하는 배출 밸브(8)로 보내진다.

다음, 이렇게 구조된 곡물 색깔 분류 장치(50)의 작동은 제1~6도를 참조로 기술될 것이다. 제어 패널(12)의 스위치가 턴온되고 곡물은 도시되지 않은 버킷 엘리베이터의 슈트 파이프를 통하여 곡물 탱크(2)에 채워지고 진동 이송 홈통(3)이 구동된다. 그 후 곡물은 홈통(3)의 왼쪽 단부에서 하향 슈트로 낙하하고 하향 슈트(5)의 하단부에서 검출위치 F까지 전달될 하향 슈트(5)의 저면을 따라서 연속적으로 미끄러진다.

검출 위치 F로 이송될 곡물은 광학 검출 박스(14,16)에 배치된 조명수단에 의하여 조명되며 형광 램프(18,22)와 할로겐 램프(19,23)를 포함한다. 형광 램프(18,22)에 의하여 조명된 곡물로부터 반사되고, 투과된 빛의 강도는 가시광선 투과 광학 필터(17a)를 통하여 실리콘 포토센서(13)에 의하여 검출되며, 반면에 할로겐 램프(1,23)에 의하여 조명된 곡물로부터 반사되고 곡물을 투과한 빛의 강도는 근적외광선 투과 광학 필터(21a)를 통하여 게르마늄 포토센서(15)에 의하여 검출된다.

실리콘 포토센서(13)는 항상 배경부(24)를 모니터하며, 축(24a)주위의 그 회전각은 가시광선 영역에서 양호한 곡물(백미)과 동일한 휘도를 갖도록 사전에 조정된다. 제6도는 신호 처리기(27)와 센서(15,13)로부터 출력신호(SI,SV,S)의 파장 형상을도시하는 그래프이다. 실리콘 포토센서(13)로부터 출력신호 SV는 양호한 곡물(양호한 백미)이 검출위치 F를 통과할 때 약간 변하며 곡물이 분리되거나 제거될 때 훨씬 더 크게 변하며 이는 유색 곡물, 흑석 등이 통과하는 가시광선 영역에 있는 빛에 의하여 식별될 수 있다. 따라서 실리콘 포토센서(13)로부터 출력 신호 SV를 기준으로 양호한 곡물(양호한 백미)은 가시광선 영역의 휘도에서의 차이의 면에서 유색 곡물, 흑석 등과 같은 외부 물질로부터 검출되고 식별될 수 있다.

실리콘 포토센서(13)의 신호 SV가 변하지 않는 경우에 양호한 곡물이 투명이거나 양호한 곡물과 동일한 색깔(백석, 유리, 플라스틱 등)을 갖는 외부 물질과 혼합될 가능성이 있다. 게르마늄 포토센서(15)는 항상 배경부(20)를 모니터하며 축(20a) 주위의 회전각은 근적외선 영역에 있는 양호한 곡물(백미)과 동일한 휘도를 갖도록 사전에 조정된다. 게르마늄 포토센서(15)의 출력신호(S1)는 양호한 곡물(양호한 백미)이 검출위치를 통과할 때 약간 변하며 곡물이 분리되거나 제거될 때 훨신 더 많이 변하며 이는 유리, 플라스틱, 백석들이 통과하는 근적외선 영역에서 식별될 수 있다. 따라서 게르마늄 포토센서(15)로부터 출력신호 S1를 기준으로 양호한 곡물(백미)이 근적외선 영역에서의 휘도의 차이의 면에서 유리, 플라스틱 등과 같은 외부 물질로부터 검출되고 식별될 수 있다(제6도 참조).

실리콘 포토센서(13)와 게르마늄 포토센서(15)로부터의 출력 신호 SV와 SI는 이들이 분류 또는 식별 신호 S를 발생하기 위하여 증폭되고 비교되고 연산되는 신호 처리기(27)에 보내진다. 분류 신호 S가 높은 레벨 Sh에 있을 때 신호 S는 노즐 출구로부터 압축 공기가 제트되도록 배출 밸브(8)를 작동시킨다.

압축 공기는 양호한 곡물(양호한 백미)중에서 동일한 것을 불어냄에 의하여 양호한 곡물 또는 투명한 것과 동일한 색깔의 외부 물질 또는 상이한 색깔의 외부 물질 또는 곡물의 분리와 제거를 효과적으로 한다. 상이한 색깔 또는 외부 물질을 불어내는 곡물은 장치(50)의 외부로 배출되도록 하기 위하여 곡물 배출 포트(10)로부터 컨베이어 수단(29)으로 전달된다.

반면에 검출위치 F를 통과할 때도 고레벨 Sh에서 분류 신호 S가 발생되도록 하지 않는 양호한 곡물(양호한 백미)은 제품으로서 장치(50)의 외부에 컨베이어 수단(30)에 의하여 배출되도록 하기 위하여 수용 슈트(7)에 전달된다.

본 실시예에서 곡물 이송 수단과 곡물 안내 수단은 진동 이송 홈통, 하향 슈트등을 포함하는 것으로 기술되나 이들이 제한적이지는 않다. 콩을 분류하는 경우에 벨트형 곡물 이송 수단은 곡물 이송 수단용으로 사용된다.

또한 상술한 설명은 분류된 곡물이 백미인 경우에 관한 것이나 분류된 양호한 곡물은 백미대신에 갈색의 쌀(정미 또는 제분되지 않은 쌀), 정미되지 않은(미제분) 또는 정미된(제분됨) 쌀 또는 콩이다. 그런데 외부 물질과의 식별을 위하여 적합한 가시광선 영역과 근적외선 영역의 파장 대역은 곡물의 종류와 상태(제분, 제분이 되지 않은등)에 따라서 선택되며, 제1과 제2의 광원과 제1과 제2의 광수용 센서부는 선택된 파장 대역에 따라서 선택될 수 있다. 특정 상황하에서 광원과 광수용 센서부가 변하지 않은채 각각의 광수용 센서부의 전면에 부착된 필터만이 변화 가능하다. 광원의 분사 스펙트럼이 좁거나 또는 광수용 센서부의 검출가능한 스펙트럼 밴드가 좁을 때 필터는 없어도 된다.

곡물 안내 수단, 광학 검출 수단, 예시 수단, 광수용 센서 수단, 배경 수단과 배출 수단과 같은 여기에 언급된 여러 수단은 본 발명의 정신이 유지되는 한 여기에 참조로 결합된 예를 들면 미합중국 특허 제4,344,539호, 제4,235,342호, 제4,168,005호, 제4,096,949호, 제4,088,227호, 제3,930,991호, 제3,890,221호, 제3,800,147호에 알려진 종래의 장치 또는 기구용의 대응 요소에 의하여 전체적으로나 부분적으로 구성될 수 있다.

Claims (4)

1. 곡물 색깔 분류 장치에 있어서, 소정의 곡물 유동 통로를 따라서 소정의 검출위치로 곡물을 안내하기 위한 곡물 안내 수단과, 곡물을 상기 곡물 안내 수단에 연속적으로 이송하기 위한 곡물 이송 수단과, 상기 소정의 검출위치를 통하여 유동 통로를 따라서 아래로 흐르는 곡물을 조명하기 위한 조명수단과, 상기 조명된 곡물로부터 광의 강도를 수용하기 위한 광수용 센서 수단과 이들 사이에 중첩된 곡물 유동 통로와 상기 광수용 수단에 대향되게 배치된 배경 수단과, 그 빛의 강도가 상기 배경 수단으로부터의 빛의 강도와 상이한 상기 광학 검출 수단 아래에 배치되고 곡물을 제거하는 기능을 하는 배출 수단을 포함하며, 상기 조명 수단은 가시광선 영역에 스펙트럼 에너지를 분배하는 제1의 광원과 근적외선 영역에 스펙트럼 에너지를 분배하는 제2의 광원을 포함하며, 상기 광수용 센서 수단은 가시광선 영역에서 빛에 고감도를 가지는 제1의 광수용 센서부와 근적외선 영역에서 빛에 고감도를 가지는 제2의 광수용 센서부를 포함하는 곡물 색깔 분류 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1의 광원은 가시광선 영역에서 빛을 발생하는 형광 램프를 포함하며, 상기 제2의 광원은 근적외선 영역에서 빛을 발생하는 할로겐 램프를 포함하며, 상기 제1의 광수용 센서부는 실리콘 포토센서를 포함하며, 상기 제2의 광수용 센서부는 게르마늄 포토센서를 포함하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1과 제2의 광수용 센서부는 각각 가시광선 영역과 근적외선 영역에 있는 빛을 투과시키는 필터를 갖는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2의 광수용 센서부의 필터는 1,400~1,600nm의 파장 대역의 빛이 선택적으로 투과되도록 하는 장치.