KR100293582B1 - 곡립색채선별장치 - Google Patents

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Abstract

1 대의 색채 선별장치에 있어서 가시광선영역에서 양품과 색채가 다른 이물질을 선별 제거함과 동시에, 근적외선영역에서 양품과 동색 또는 투명한 이물질을 선별 제거하는 것을 가능하게 한다. 곡립 안내수단(5)과, 곡립 공급수단(3)과, 곡립을 조명하는 조명수단(15)과, 조명된 상기 곡립으로부터의 광량을 수광하는 광학 검출부(18) 및 백그라운드(19)로된 광학 검출수단(6)과, 곡립을 제거하는 이젝터 수단(8)을 설치하고 있는 색채 선별장치에 있어서, 상기 조명수단은 분광 에너지 분포가 가시광선영역과 근적외선영역을 가진 단종 또는 복수종의 광원(15)을 사용함과 동시에, 소정의 검출범위를 검출하는 상기 광학 검출 수단을 적어도 1조가 가지며, 이 광학 검출수단의 광학 검출부(18)는 상기 가시광선영역에 높은 감도를 가진 수광센서와 상기 근적외선영역에 높은 감도를 가진 수광센서로 구성된다.

Description

곡립 색채 선별장치
제1도는 본 발명의 곡립 색채 선별장치의 측단면도.
제2도는 곡립 색채 선별장치의 요부 확대도.
제3도는 조명수단의 분광 에너지 분포도.
제4도는 백미, 유리조각, 플라스틱 조각, 백색의 돌의 근적외선영역에 있어서의 반사광량 특성을 나타낸 그래프.
제5도는 본 발명의 제어회로를 도시한 블록도.
제6도는 본 발명의 장치의 각 구성에 있어서의 출력파형을 도시한 그래프.
제7도는 광학 검출부의 다른 실시예를 도시한 도면.
제8도는 광학 검출부의 또다른 실시예를 도시한 도면.
제9도는 광학 검출부의 다른 실시예를 도시한 사시도.
제10도는 센서어레이와 이젝터 밸브를 도시한 도면.
제11도는 본 발명의 장치의 제어회로를 도시한 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 프레임 3 : 진동 공급홈통
4 : 진동발생장치 5 : 활강로
6 : 광학 검출 수단 8 : 이젝트 밸브
11 : 제어회로 15 : 조명수단
16 : 형광관 17 : 할로겐 전구
18 : 광학 검출부 19 : 백그라운드 (background)
20 : 실리콘 포토센서 21 : 게르마늄 포토센서
22 : 집광렌즈 23 : 렌즈통
24 : 이색성 반사경 25, 26 : 광학필터
28 : 신호처리수단 31 : 이송벨트
34 : 증폭기 35 : 속도검출회로
36 : 이젝터 작동회로
본 발명은 색채 선별장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 곡류, 콩류 등에 혼입한 이물질 또는 불량품을 광학적 수단을 사용하여 제거하기 위한 곡립 색채 선별 장치에 관한 것이다.
종래의 색채 선별장치는, 예컨대 일본국 특개평 공보 1-258781 호에 개시되어 있는 바와 같이, 백열등 또는 형광관 등을 사용한 광원에 의하여 가시광선영역에 있어서, 곡립을 조명하며, 광원으로 조사하여 얻어지는 곡립으로부터의 광량과 기준색판으로부터 얻어지는 광량과의 차를 복수파장대로 분할하여 각각 수광 (受光) 소자로 검출하여, 양품과 이물질과의 색채의 차이를 이용하여 이물질을 선별제거하는 것이다. 그러나 종래에 제안된 상기 색채 선별장치는 곡류, 콩류 등에 혼입되어 있는 유리조각, 플라스틱 조각, 금속조각, 도기조각, 자기조각 등, 양품과 동색계 또는 투명한 이물질을 효율적으로 확실하게는 선별제거할 수 없었다.
따라서 일본국 특개평 공보 5-200365 호에는, 근적외선을 검사영역에 조사하여 피검사물에 의하여 확산 투과된 빛중, 특정 파장의 2 종의 빛을 각각 검지하여검지된 두개의 값을 소정치와 비교함으로써 피검사물이 대상물이냐 이물질이냐를 판단하여, 양품과 동색 또는 투명한 이물질을 검출할 수 있는 이물질 검출장치가 개시되어 있다.
그러나 광원으로서 근적외선을 이용한 상기 이물질 검출장치를 사용하는 경우, 광원으로서 가시광선을 이용한 종래의 색채 선별장치를 병설할 필요가 있다.
먼저 종래의 색채 선별장치에 의하여 가시광선영역에서 양품과 색채가 다른 통상의 이물질을 선별제거한다. 그 후, 근적외선을 이용한 이물질 검출장치로 양품과 동색 또는 투명한 이물질을 선별제거하지 않으면 효과적인 선별을 행할 수 없는 것이다. 또 광원으로서 근적외선을 이용한 상기 이물질 검출장치를 종래의 가시광선영역을 이용한 색채 선별장치에 조립해 넣는 것은 장치가 복잡화·대형화되어 관리가 어렵게 된다.
본 발명은 이상과 같은 문제점을 감안하여, 1 대의 색채 선별장치에 의하여가시광선영역에 있어서 양품과 색채가 다른 이물질을 선별 제거함과 동시에, 근적외신영역에서 유리조각, 플라스틱 조각 등의 양품과 동색 또는 투명한 이물질을 선별제거하는 것이 가능한 곡립 색채 선별장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 구성으로 하였다.
소정의 곡립 유로를 따라 곡립을 유도하는 곡립 안내수단과 이 곡립 안내수에 곡립을 공급하는 곡립 공급수단과, 곡립이 곡립 유로를 따라 흘러내릴때 소정의검출범위에서 곡립을 조명하는 조명수단과, 조명된 상기 곡립으로부터의 광량을 수광하는 광학 검출부와 곡립 유로를 사이에 두고 상기 광학 검출부에 대향한 위치에설치된 백그라운드로된 광학 검출수단과, 이 광학 검출수단의 출력신호와 임의의 임계치를 비교하여 제거신호를 출력하는 제어회로와, 상기 광학 검출수단의 아래쪽에 상기 제어회로부터의 제거신호에 의하여 불량곡립 또는 이물질을 제거하는 이젝터 수단이 설치된 곡립 색채 선별장치에 있어서, 상기 조명수단에는 분광에너지 분포가 가시광선영역과 근적외선영역을 가진 단종 또는 복수종의 광원을 사용함과 동시에, 소정의 검출범위를 검출하는 광학 검출부와 백그라운드로된 상기 광학 검출수단을 적어도 1 조 가지며, 이 광학 검출부는 상기 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서와 상기 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서로 구성된다. 그리고, 상기 검출범위를 낙하하는 곡립에 상기 광원으로부터의 빚을 조사하여 얻어진 반사광량을 장파장 성분과 단파장 성분으로 각각 구분하는 이색성 반사경(dichroic mirror) 이 상기 광학 검출수단의 광학 검출부내에 설치된다.
또, 상기 광학 검출부는 상기 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 복수의수광센서와 상기 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 복수의 수광센서를 각각 횡렬상으로 설치함과 동시에 이 각 횡렬상의 수광센서를 상하로 평행하게 설치하여 일체적으로 형성된다.
또한, 상기 횡렬상의 수광센서에 대응하여 복수의 이젝터 수단을 횡렬상으로 설치하면 상기 수단은 효과적이 된다.
한편, 상기 제어회로에는 곡립이 상기 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서의 수광위치와 상기 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서의 수광위치를 통과할 때, 양 수광센서로부터의 검지신호를 받아 곡립의 흘러내림 속도를 검출하는 속도 검출회로를 설치함과 동시에, 이 속도 검출회로에서 검출되는 곡립의 흘러내림 속도에 변화가 생긴 경우에 상기 이젝터 수단의 구동 지연시간을 변경하는 구동 지연시간 변경회로가 설치된다.
그리고, 상기 곡립 안내 수단은 경사지게 설치된 복수의 활강로 (shute) 라도 좋고, 1 쌍의 로울러 사이에서 신장하는 이송벨트라도 좋다.
곡립 안내 수단에 의하여 이송되는 피선별 입자는 소정의 유로를 따라 검출범위에 공급된다.
검출범위에 공급된 피선별 입자는 예컨대, 가시광선영역과 근적외선영역을 갖는 형광관과 할로겐 전구로된 조명수단에 의하여 조명되고, 형광관에 의하여 조명된 피선별입자로부터의 반사광량은 광학 검출부내의 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서에 의하여 수광됨과 동시에, 할로겐 전구에 의하여 조명된 피선별 입자로부터의 반사광량은 광학 검출부내의 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서에 의하여 수광된다. 또, 각 수광센서에는 각각의 수광센서에 대향하는 백그라운드로부터의 반사광량도 수광된다.
여기서, 광학 검출부와 대향하는 백그라운드의 반사 광량을, 희망하는 양품(예컨대, 백미)으로부터의 광량과 일치하도록 임의의 임계치를 정하면, 이색성 입자 또는 이물질의 제거신호가 출력된다. 즉, 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서에서는 양품이 검출범위를 통과하면 수광신호에는 변화가 생기지 않으나, 양품의 색채와 다른 이색성 입자 또는 이물질이 검출범위를 통과하면 수광신호가 변화하므로, 그 신호에 의하여 제어회로를 통하여 제거신호가 출력된다.
상기 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서의 수광신호가 변화하지 않는 경우라도 검출범위를 통과하는 곡립에는 양품에 섞여 양품과 동색 또는 투명한 이물질 (예컨대, 유리조각, 플라스틱 조각, 금속조각, 도기조각, 자기조각 등)이 흘러내리고 있는 경우를 생각할 수 있다. 즉, 본 장치의 이물질 선별은, 양품(백미)은 근적외선을 흡수하여 반사광량이 적으나, 예컨대, 유리조각, 플라스틱 조각, 금속조각, 자기조각 등의 이물질에 있어서는 근적외선을 흡수하지 않아 반사광량이 많다는 성질을 이용한 것이다.
예컨대, 제 4 도는 양품 (백미), 유리조각, 플라스틱 조각, 백색의 돌의 근적외선영역에 있어서의 반사광량 특성을 나타내는 도면이다. 이 예에서는 파장역이 1400 ∼ 1600 nm 부근에서 백미의 반사율이 작은데 대하여, 유리조각, 플라스틱 조각, 백색의 돌은 반사율이 큰 것을 알 수 있다.
상기 가시광선영역에 높은 감도를 갖는 수광센서의 수광신호가 번화하지 않는 경우, 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서는 양품 (백미) 이 검출범위를 통과하여도 수광신호에는 변화가 생기지 않으나, 한편에서 양품과 동색 또는 투명한 이물질이 검출위치를 통과하면, 상기의 반사광량 특성에 의하여 수광신호가 변화한다. 그리고, 이 수광신호의 변화에 의해 제어회로에서 제거신호가 출력된다.
그리고, 제어회로에서 제거신호가 출력되면, 이색성 입자, 이물질, 양품과 동색 또는 투명한 이물질을 다른 유로로 유도하는 이젝터 수단이 작동하여 이물질의 선별제거를 행한다. 상기 검출범위를 통과하여도 상기 양센서의 수광신호의 변화가 생기지 않는 양품 (백미) 은 곡물 등을 받는 받이홈통으로 이송되어, 적절한 이송수단에 의하여 제품으로서 배출된다.
특히, 상기 광학 검출부내에 이색성 반사경이 설치된 경우, 상기 검출범위를 흘러내리는 곡립에 상기 광원을 조사하여 얻어진 반사광량은 장파장 성분과 단파장 성분으로 각각 구분된다. 그리고, 장파장 성분의 반사광량은 상기 이색성 반사경을 투과하여 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서에 수광되고, 단파장 성분의 반사광량은 상기 이색성 반사경에서 반사되어 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서에 수광된다.
[실시예]
곡립으로서 쌀을 선별하는 경우를 예로 들어 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
제 1 도에 있어서, 프레임 (1) 내의 측면 상부에 원료탱크 (2) 가 설치되고, 원료탱크 (2) 의 하단에는 진동 공급 홈통 (3) 이 설치되고, 이 홈통 (3) 은 바이브레이터 (vibrator) 등과 같은 진동발생장치 (4) 위에 설치된다. 그리고, 진동공급홈통 (3) 은 경사지게 설치한 활강로 (5) 에 연결된다. 즉, 횡단면이 V 자형으로된 활강로 (5) 의 상단은 진동 공급홈통 (3) 의 끝에 근접하여 설치되고, 그하단은 1 쌍의 광학 검출 수단 (6) 의 사이에 위치한다. 또한, 활강로 (5) 의 아래쪽에는 활강로 (5) 의 하단으로부터 낙하하는 입상물인 곡물 등을 받은 통형상의 받이홈통 (7) 이 설치되고, 받이홈통 (7) 의 하단에는 제품을 배출하는 이송수단(13) 이 연결된다. 또, 활강로 (5) 의 하단으로부터 받이홈통 (7) 내에 낙하하는 동안의 검출범위 (F) 부근에는 검출범위 (F) 를 낙하하는 곡물중에서 이색성 입자 또는 이물질을 제거하기 위하여 이젝터 밸브 (8) 의 노즐구가 설치된다. 이젝터 밸브 (8) 는 에어관 (9) 을 거쳐 공기 압축기 (도시되지 않음) 에 연결되고, 이젝터 밸브 (8) 의 아래쪽에는 불량품 배출구 (10) 가 설치된다. 불량품 배출구 (10) 에는 불량품을 배출하는 이송수단 (14) 이 연결되어 있다. 그리고, 프레임 (1) 의 상부에는 제어회로 (11) 및 조작패널 (12) 이 설치된다.
다음에 조명수단 (15) 및 광학 검출수단 (6) 의 1 실시예에 대하여 제 2 도를 참조하여 설명한다. 조명수단 (15) 은 소정의 검출범위 (F) 를 낙하하는 곡립을 조사하기 위하여 광학 검출수단 (6) 에 인접하여 설치된다. 이 조명수단 (15) 에는, 분광 에너지 분포가 가시광선영역과 근적외선영역을 갖는 단종 또는 복수종의 광원이 사용된다. 본 실시예에서는 가시광선영역을 갖는 형광관 (16) 과 근적외선영역을 갖는 할로겐 전구 (17) 를 1 조로 하여, 검출범위 (F) 를 둘러싸도록 복수로 설치하였다.
상기 광학 검출수단 (6) 은 조명된 상기 곡립으로부터의 광량을 수광하는 광학 검출부 (18) 와, 검출범위 (F) 를 사이에 두고 상기 광학 검출부 (18) 에 대향한 위치에 설치된 백그라운드 (19) 로 이루어진다. 본 실시예에서는 상기 광학 검출수단 (6) 을 2 조 설치하여, 곡립의 배부 (背部) 와 복부 (腹部)를 동시에 감별가능하도록 구성하였다. 상기 광학 검출수단 (6) 의 광학 검출부 (18) 는 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 실리콘 포토센서 (photosensor, 20) 와 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 게르마늄 포토센서 (21) 로 구성되고, 이들 센서는 집광렌즈 (22) 를 갖는 렌즈통 (23) 에 각각 설치된다. 그리고, 렌즈통 (23) 의 중앙부에는 이색성 반사경 (24) 이 경사지게 설치되고, 이 이색성 반사경 (24) 과 상기 게르마늄 포토센서 (21) 와의 사이에는 근적외선영역에 적합한 광학필터 (26)가, 상기 이색성 반사경 (24) 과 상기 실리콘 포토센서 (20) 와의 사이에는 가시광선영역에 적합한 광학필터 (25) 가 각각 설치된다. 이 가시광선영역에 적합한 광학필터 (25)는 가시광선만으로 곡립의 백과 흑의 구별을 할 수 있으면 되고, 예컨대, 제 3 도에 도시한 바와 같이, 파장역이 420 ∼ 490 nm 의 범위의 필터를 적절히 선택하면 된다. 또, 근적외선영역의 광학필터 (26) 는 가시광선영역에서 식별이 곤란한 이물질을 식별하기 위하여, 예컨대 제 3 도에 도시한 바와같이, 파장역이 1400 ∼ 1600 nm 의 범위의 광학필터를 적절히 선택하면 된다.
그리고, 렌즈통 (23) 내에 이색성 반사경 (24) 이 설치되지 않는 경우에는 제 7 도에 도시한 바와 같이, 실리콘 포토센서 (20) 의 렌즈통 (32) 과 게르마늄 포토센서 (21) 의 렌즈통 (33) 이 상하 또는 좌우에 설치된다. 또, 제 8 도에 도시한 바와같이, 광학 검출부 (18) 에 두개의 렌즈통 (32, 33) 을 설치하여, 실리콘 포토센서 (20) 및 게르마늄 포토센서 (21) 를 병렬설치하여도 무난하다.
백그라운드 (19) 는 검출범위 (F) 를 사이에 두고 광학 검출부 (18) 에 대향하도록 설치되고, 백색 표면의 유리판 등으로 형성되어 있다. 이 백그라운드 (19) 의 근방에는 조명수단 (15) 이 설치되고, 항상 백그라운드 (19) 를 비추고 있다. 그리고, 백그라운드 (19) 는 경사각도를 변경시켜 조명수단 (15) 으로부터 받는 광량을 변화시키도록 형성된다.
각각의 광학검출수단 (6, 6) 의 대향하는 면에는 투명 유리판 (27, 27) 이 설치되어, 먼지 등이 들어가는 것을 방지한다. 이 투명 유리판 (27, 27) 에는 청소체를 왕복운동시키는 소제수단 (도시하지 않음) 을 설치하는 경우도 있다.
제 5 도는 본 장치의 제어회로를 나타낸 블록선도이다. 실리콘 포토센서(20) 및 게르마늄 포토센서 (21) 의 수광신호는 OR 게이트, 증폭기, 비교기 및 연산회로 등으로 이루어지는 신호 처리수단 (28) 에 입력된다, 신호 처리 수단(28) 으로부터 출력된 제거신호 (29) 는 이젝터 밸브 (8) 에 전달되고, 노즐구로부터 공기를 분출하여 이색성 입자 또는 이물질의 선별이 행하여진다.
다음에 상기 구성에 있어서의 작용에 대하여 제 1 도, 제 2 도 및 제 6 도를참조하면서 설명한다. 조작패널 (12) 에 설치한 스위치를 켜서, 버킷 (bucket)엘리베이터 (도시되지 않음) 의 활강로 파이프로부터 원료탱크 (2) 내에 곡립을 투입한다. 여기서, 진동 공급홈통 (3) 을 구동하면, 곡립은 이 홈통 끝에서 활강로 (5) 내로 낙하하여, 차례로 활강로 (5) 의 홈통 바닥을 미끄러져 흐름과 동시에, 활강로 (5) 의 하단으로부터 검출범위 (F) 로 이송된다.
검출범위 (F) 에 공급된 피선별입자는 형광관 (16) 과 할로겐 전구 (17) 로된 조명수단 (15) 에 의해 조명되고, 피선별입자로부터의 반사광량과 투과광량은 렌즈통 (23) 의 집광렌즈 (22) 를 통하여 이색성 반사경 (24) 에 입사된다. 이 이색성 반사경 (24) 은 파장 590 nm 를 경계선으로 할 때, 그 이상의 장파장역은 이색성 반사경면을 투과하며, 그 이하의 단파장역은 반사하는 특성을 가지고 있다. 즉, 형광관 (16) (파장역 350 ∼ 700 nm) 에 의하여 조명된 피선별 입자로부터의 반사광량은 이색성 반사경 (24) 에서 반사되어 실리콘 포토센서 (20) 에 수광된다. 할로겐 전구 (17) (파장역 500∼2000nm) 에 의해 조명된 피선별 입자로부터의 반사 광량은 이색성 반사경 (24) 을 투과하여 게르마늄 포토센서 (21) 에 수광된다.
실리콘 포토센서 (20) 및 게르마늄 포토센서 (21) 는 상시 양품 (백미) 과 똑같은 밝기로 조절된 백그라운드 (19) 도 모니터하고 있다. 제 6 도는 각 센서 (20, 21) 및 제거신호 (29) 의 출력파형을 도시한다. 실리콘 포토센서 (20) 의 파형은 검출범위 (F) 에 양품 (백미) 이 통과하면, 신호의 변화가 작으나, 착색물, 흑색의 돌 등의 가시광선영역에서 식별할 수 있는 피선별입자가 통과하면 명암의 차가 크게 나타난다 (제 6 도의 (20)).
상기 실리콘 포토센서 (20) 의 신호에 변화가 생기지 않는 경우라도, 양품에 섞여 양품과 동색 또는 투명한 이물질 (예컨대, 유리조각, 플라스틱 조각, 백색의 돌 등) 이 섞여있는 경우를 생각할 수 있다. 게르마늄 포토센서 (21) 의 파형은 검출범위 (F) 에 양품 (백미) 이 통과하면 신호의 변화가 작으나, 유리조각, 플라스틱 조각, 백색돌 등의 근적외선영역에서 식별할 수 있는 피선별 입자가 통과하면 명암의 차가 크게 나타난다 (제 6 도의 (21)).
실리콘 포토센서 (20) 및 게르마늄 포토센서 (21) 의 출력신호는 신호 처리수단 (28) 에 보내져서, 이 신호 처리수단 (28) 에서 증폭, 비교 및 연산처리가 행하여지고, 제거신호 (29) 가 출력된다 (제 6 도의 (29)). 이젝터 밸브 (8) 는 제거신호 (29) 에 의해 작동하여 노즐구로부티 압축공기를 분출한다. 그리고, 압축공기는 이색성 입자 또는 양품과 동색 또는 투명한 이물질을 양품 (백미) 속에서 불어날려 선별제거를 한다. 불려 날려진 이색성 입자 또는 이물질은 불량품 배출구 (10) 로부터 이송수단 (14) 으로 이송되어, 장치외로 배출된다.
또, 검출범위 (F) 를 통과하여도 제거신호가 출력되지 않는 양품 (백미) 은받이홈통 (7) 에 이송되어, 이송수단 (13) 에 의하여 제품으로서 장치외로 배출된다.
그리고, 상기의 실시예에서는 광학검출수단 (6) 의 광학 검출부 (18) 내에 이색성 반사경 (24) 이 설치되어 있으나, 이것은 광학 검출부 (18) 내부를 복잡하게하여, 제조비용이 고가로 되므로, 실용적이기 못하다. 따라서, 제 9 도에 도시한 상기 광학 검출부 (18) 는 1 개의 렌즈통 (23) 내에 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 복수의 실리콘 포토센서 (20) 와 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 복수의 게르마늄 포토센서 (21) 를 각각 횡렬상으로 설치함과 동시에, 이 각 횡렬상의 수광센서 (20, 21) 가 곡립이 흘러 내리는 방향으로 상하에 설치되어 일체적으로 형성된다. 이 광학 검출부 (18) 는 예컨대,1 개의 렌즈통 (23) 내에 15 소자의 실리콘 포토센서 (20) 와 15 소자의 게르마늄 포토센서 (21) 가 횡렬상으로 설치되어 센서배열 (20A) 과 센서배열 (21A) 이 형성되고, 이 센서배열 (20A) 과 센서배열 (21A) 이 상하에 설치되어 일체적으로 형성된다.
상기 광학 검출부 (18) 근방에는, 곡립 유하로 (F) 를 따라 낙하하는 곡립을 조명하기 위하여 형광관 (16) 과 할로겐 전구 (17) 로된 조명수단 (15) 이 설치되어 있다. 또, 곡립 유하로 (F) 를 사이에 두고 상기 광학 검출부 (18) 에 대향하는 위치에는, 센서 배열 (20A) 용의 백그라운드 (19A) 와 센서 배열 (21A) 용의 백그라운드 (19B) 가 설치된다. 또, 센서 배열 (20A) 에는 가시광선영역에 적합한 광학필터 (도시하지 않음) 가 설치됨과 동시에, 센서 배열 (21A) 에는 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 광학필터 (도시하지 않음) 가 설치된다.
또한, 상기 광학 검출부 (18) 의 아래쪽에는 상기 각 센서 배열 (20A, 21A)에 대응하여 복수의 이젝터 밸브가 설치된다. 제 10 도는 1 개의 렌즈통 (23) 내에 설치한 센서 배열 (20A, 21A) 과 복수의 이젝터 밸브를 도시한다. 상기 센서 배열 (20A, 21A) 은 3 소자의 센서를 1 조로 하여 5 조가 횡렬상으로 설치되어 있고, 5 조의 센서 배열에 대응하여 이젝터 밸브 (E1 ∼ E5) 가 5 개 설치된다. 즉, 센서 배열 (A1) 은 이젝터 밸브 (E1) 와 대응하고, 이하 각 센서 배열의 번호와 각 이젝터 밸브의 번호가 각각 대응한다. 여기서, 곡립 유하로 (F) 에 불량 곡립 또는 이물질이 흘러내려 센서 배열 (A1) 내의 3 소자의 센서중 1 소자의 센서가 이상을 검지하면, 이젝터 밸브 (E1) 가 작동되어 불량곡립 또는 이물질이 제거된다. 즉, 이 구성에 의하면, 곡립 유하로 (F) 를 다수의 센서로 모니터하며, 이젝터 밸브도 이에 대응하여 복수개 설치하고 있으므로, 곡립 유하로 (F) 에 연속하여 피선별물이 공급되어도 선별불량을 일으키지 않고, 고정밀도의 선별처리가 가능하게 된다.
제 11도는 상기 구성에 있어서의 본 장치의 제어회로를 도시한 블록도이다. 실리콘 포토센서 (20) 및 게르마늄 포토센서 (21) 의 수광신호는 증폭기 (34) 에 입력된다. 증폭기 (34) 의 출력은 입자 검출회로 (37) 및 속도 검출회로 (35) 를 거쳐 이젝터 작동회로 (36) 에 연결되는 경로와, 신호처리수단 (28) 을 거쳐 이젝터 작동회로 (36) 에 연결되는 경로로 분기된다. 이젝터 작동회로 (36) 로부터 출력된 제거신호 (29) 는 이젝터 밸브 (8) 에 연결되어, 노즐구로부터 공기를 분출하여 이색성 입자 또는 이물질의 선별이 행하여진다.
다음에, 상기 구성에 있어서의 작용에 대하여 제 9 도 및 제 11 도를 참조하면서 설명한다. 1 쌍의 로울러 (30, 30) 사이에서 설치된 이송벨트 (31) 로된 곡립 안내수단에 의하여 곡립을 이송하면, 곡립은 곡립 유하로 (F) 를 따라 흘러내려, 먼저 실리콘 포토센서 (20) 의 수광위치 (A) 에 낙하한다.
수광위치 (A) 에 공급된 피선별입자는 형광관 (16) 과 할로겐 전구 (17) 로된 조명수단 (15) 에 의하여 조명되고, 피선별입자로부터의 반사광량은 백그라운드 (19A) 의 반사광량과 비교되어 실리콘 포토센서 (20) 에 수광된다.
다음에, 피선별입자는 곡립 유하로 (F) 를 더 흘러내려, 게르마늄 포토센서 (21) 의 수광위치 (B) 에 이른다. 수광위치 (B) 에 공급된 피선별입자는 상기와 같이 조명수단 (15) 에 의하여 조명되고, 피선별입자로부터의 반사광량은 백그라운드 (19B) 의 반사광량과 비교되어 게르마늄 포토센서 (21) 에 수광된다.
실리콘 포토센서 (20) 및 게르마늄 포토센서 (21) 에 의하여 검출된 신호는 증폭기 (34) 로 증폭되며, 증폭기 (34) 로부터는 입자검출회로 (37) 및 속도 검출회로 (35) 를 거쳐 이젝터 작동회로 (36) 에 연결되는 경로와 신호처리 수단 (28)을 거쳐 이젝터 작동회로 (36) 에 연결되는 경로로 분기된다. 여기서, 속도 검출회로 (35) 에 대한 처리과정을 설명한다.
제 11 도에 도시한 바와 같이, 곡립유하로 (F) 위에는 양 수광센서 (20, 21)의 수광위치 (A, B) 와 이젝터 밸브 (8) 의 분출위치 (E) 가 설정된다. 수광위치 (A) 와 수광위치 (B) 사이는 일정 거리 (I) 만큼 떨어져 있고, 곡립의 흘러내림 속도는 이 거리 (I) 를 곡립이 A 점에서 검지된 후 B 점에서 검지될때 까지의 시간으로 나누면 산출할 수 있다. 또, 이젝터 밸브 (8) 의 구동지연 시간은 곡립이 수광위치 (B) 점을 통과한 후 분출위치 (E) 점에 도달하기 까지의 시간이고, 그 구동지연 시간은 수광위치 (B) 와 분출위치 (E) 와의 거리 (L) 를 상기 흘러내림 속도로 나누면 산출할 수 있다.
곡립의 흘러내림 속도는 상기 입자 검출회로 (37) 및 속도 검출회로 (35) 에 의하여 상술한 처리과정에 의하여 산출된다. 그리고, 이 곡립의 흘러내림 속도는 통상 일정값이지만, 곡립안내 수단의 마찰저항 또는 공기저항 등에 의하여 곡립의 흘러내림 속도에 변화가 생기는 경우가 있다. 이때, 속도 검출회로 (35) 는 구동 지연시간 변경회로 (39) 에 출력하여 이 구동 지연시간 변경회로 (39) 가 곡립의 흘러내림 속도에 적합한 이젝터의 구동 기연시간을 연산한다. 그리고, 이 구동 지연시간은 이젝터 작동회로 (36) 에 입력된다.
참조부호 38 은 아날로그 또는 디지탈의 지연 회로이고, 이 회로는 실리콘 포토센서 (20) 의 검지신호를 대기시켜, 게르마늄 포토센서 (21) 의 검지신호와 동시에 신호 처리수단 (28) 에 입력하기 위한 것이다. 신호 처리 수단 (28) 에서는 양 센서 (20, 2l) 로부터의 검지신호에 의하여 피선별입자 속의 착색입자 또는 양품과 동색 또는 투명한 이물질이 검출되어, 이상 검출신호가 이젝터 작동회로 (36) 에 입력된다.
이젝터 작동회로 (36) 는 신호 처리수단 (28) 과 구동 지연시간 변경회로(39) 로부터의 신호를 받아 제거신호 (29) 를 발생한다. 이 제거신호 (29) 는 곡립의 흘러내림 속도에 적합한 지연시간으로 이젝터 밸브 (8) 를 작동하여, 노즐구로부터 압축공기가 분출된다. 그리고, 양품으로부터 착색입자 또는 이물질을 불어날려 곡립의 선별이 행하여 진다.
본 발명에 있어서 곡립 색채 선별장치에 의하면, 곡립이 유로를 따라 소정의검출범위에 유하할 때, 곡립을 조명하는 조명수단에 분광 에너지 분포가 가시광선영역과 근적외선영역을 갖는 단종 또는 복수종의 광원을 사용함과 동시에, 소정의 검출범위를 검출하는 광학 검출수단을 적어도 1 조 가지며, 그 광학 검출수단의 광학 검출부가 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서와 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서로 구성되므로, 검출범위를 통과하는 곡립에 가시광과 근적외광이 동시에 조명됨과 동시에, 가시광을 조사하여 얻어진 반사광량과 근적외광을 조사하여 얻어진 반사광량은 각각의 파장역에 대해 높은 감도를 갖는 각 수광센서에 수광되므로, 1 대의 색채선별 장치에 의하여 가시광선영역에 있어서 양품과 색채가 다른 이물질을 선별 제거함과 동시에, 근적외선영역에 있어서 양품과 동색 또는 투명한 이물질을 선별하여 제거하는 것이 가능하게 되었다.
또, 상기 검출범위를 흘러 내리는 곡립에 상기 광원을 조사하여 얻어진 반사광량을 장파장 성분과 단파장 성분으로 각각 구분하는 이색성 반사경을 상기 광학 검출수단의 광학 검출부 내에 설치하였으므로, 상기 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서와 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서가 1 개의 렌즈통 내에 설치될 수 있으므로, 장치가 간략화, 소형화되어, 제조비용도 절감된다.
그리고, 상기 광학 검출부에는 상기 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 복수의 수광센서가 각각 횡렬상으로 설치됨과 동시에, 이 각 횡렬상의 수광센서가 상하로 설치되어 일체적으로 형성하였으므르, 이색성 반사경이 설치된 것 보다도 장치가 간략화, 소형화되어 제조비용도 절감된다.
또, 상기 횡렬상의 수광센서에 대응하여 복수의 이젝터 수단을 횡렬상으로 설치되므로, 곡립유하로에 연속하여 피선별물이 공급되어도 선별불량을 일으키지 않고, 고정밀도의 선별처리가 가능하게 된다.
또한 상기 제어회로에는 곡립이 상기 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서의 수광위치와 상기 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서의 수광위치를 통과할 때, 양 수광센서로부터의 검지신호를 받으며, 그 속도 검출회로로부터 검출되는 곡립의 흘러내림 속도에 번화가 생긴 경우에 상기 이젝터 수단의 구동 지연시간을 변경하는 구동 지연시간 변경회로를 설치하였으므로, 상기 곡립 안내수단의 마찰저항 또는 공기저항 등에 의하여 곡립의 흘러내림 속도에 변화가 생긴 경우라도 선별불량을 일으키는 일이 없다.
그런데, 상기 곡립 안내수단은 경사지게 설치한 복수의 활강로라도 좋고, 1쌍의 로울러에 가로 설치된 이송벨트라도 좋으므로, 곡류뿐만 아니라 콩류의 선별제거도 가능하다.

Claims (6)

  1. 소정의 곡립 유로를 따라 곡립을 유도하는 곡립 안내 수단 (5) 과, 이 곡립 안내 수단에 곡립을 공급하는 곡립 공급 수단 (3) 과, 곡립이 곡립유로를 따라 흘러 내려갈 때, 소정의 검출범위 (F) 의 곡립을 조명하는 조명수단(15 : 16, 17) 과, 조명된 상기 곡립으로부터의 광량을 수광하는 광학 검출부 (18)를 곡립 유로를 사이에 두고 상기 광학 검출부에 대향한 위치에 설치된 백그라운드(19) 로 이루어진 광학 검출 수단 (6) 과, 상기 광학 검출 수단의 출력신호와 임의의 임계치와의 비교에 의하여 제거신호 (29) 를 출력하는 제어회로 (11) 와, 상기 광학 검출 수단의 아래쪽에 상기 제어회로의 제거신호에 의하여 불량곡립 또는 이물질을 제거하는 이젝터 수단 (8) 을 설치하고 있는 곡립 색채 선별장치에 있어서,
    상기 조명수단은 분광에너지 분포가 가시광선영역과 근적외선영역을 갖는 단종 또는 복수종의 광원을 사용함과 동시에, 소정의 검출범위를 검출하는 광학 검출부와 백그라운드로 된 상기 광학 검출수단을 적어도 1 조 가지며, 상기 광학 검출부는 상기 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 제 1 수광센서 (20) 와 상기 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 제 2 수광센서 (21) 로 구성되며, 상기 제 1 수광센서 (20) 는 소정의 검출영역내의 수광위치 (A) 를 향해 있고, 상기 제 2 수광센서 (21) 는 상기 수광위치 (A) 와 다른 수광위치 (B) 로 향해 있으며,
    상기 제어회로 (11) 에는 곡립이 상기 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서 (20) 의 수광위치 (A) 와 상기 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 수광센서 (21) 의 수광위치 (B) 를 통과할 때, 양 수광센서로부터의 검지신호를 받아 곡립의 흘러내림 속도를 검출하는 속도 검출회로 (35) 가 설치됨과 동시에, 이 속도 검출회로로부터 검출되는 곡립의 흘러내림 속도에 변화가 생긴 경우에, 상기 이젝터 수단 (8) 의 구동 지연시간을 변경하는 구동 지연시간 변경회로 (39) 가 설치된 것을 특징으로 하는 곡립 색채 선별장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 상기 제 1 수광센서 (20) 는 실리콘 포토센서이고, 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 상기 제 2 수광센서 (21) 는 게르마늄 포토센서인 것을 특징으로 하는 곡립 색채 선별장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 검출부에는 상기 가시광선영역에 대해 높은 감도를 갖는 복수의 수광센서 (20A) 와 상기 근적외선영역에 대해 높은 감도를 갖는 복수의 수광센서 (21A) 가 각각 횡렬상으로 설치됨과 동시에, 이 각 횡렬상의 수광센서가 상하에 평행하게 설치되어 일체적으로 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 곡립 색채 선별장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 횡렬상의 수광센서 (20A, 21A) 에 대응하여 복수의 이젝터 수단 (E1 ∼ E5) 이 횡렬상으로 설치되는 것을 특징으로 하는 곡립 색채선별장치.
  5. 제1항, 제2항, 제3항 및 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 곡립 안내수단 (5) 은 경사지게 설치된 복수의 활강로로 구성되는 것을 특징으로 하는 곡립 색채 선별장치.
  6. 제1항, 제2항, 제3항 및 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 곡립 안내수단 (5) 은 1 쌍의 로울러 (30) 사이에서 신장된 이송벨트 (31) 로 된것을 특징으로 하는 곡립 색채 선별장치.
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