KR100312880B1

KR100312880B1 - 입상물색선별기

Info

Publication number: KR100312880B1
Application number: KR1019980033450A
Authority: KR
Inventors: 사또루 사따께; 다까후미 이또; 노부요시 이께다
Original assignee: 사또루 사따께; 가부시끼가이샤 사따께
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2001-12-20
Also published as: US6100488A; EP0897761A3; EP0897761A2; BR9803181A; TW375537B; AU704213B2; CN1208673A; KR19990023674A; CN1128026C; AU7991798A; MY115405A; BR9803181B1

Abstract

입상물 색선별기는 원료 입자가 유하하도록 하는 운반 장치, 원료 입자의 유하궤적을 따라 장착된 광학 검출기 유니트, 원료 입자에 공기를 분사하기 위한 분사 노즐 장치, 및 광학 검출기 유니트에 의한 검출에 응하여 분사 노즐 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 유니트를 구비하고 있다. 이러한 광학 검출기 유니트 및 제어 유니트는 원료 입자에 혼합되어 있으면서 양호한 원료 입자와 상이한 색으로 착색된 착색입자 및 양호한 원료 입자와 유사한 색이거나 또는 투명한 이물질을 광학적으로 검출 및 판별해서, 검출된 불량 입자를 제거하기 위해서 검출후에 소정 시간으로 분사 노즐 장치를 작동시킨다. 제어 유니트는 불량 입자가 착색입자인지 또는 이물질인지에 따라 상이한 분사 시간 및 분사 지연 시간을 설정한다.

Description

입상물 색선별기{GRANULAR MATERIAL COLOR SORTING APPARATUS}

본 발명은 쌀, 밀등의 곡립에서 불량 입자를 광학적으로 검출해서 제거하는 입상물 색선별기 (粒狀物色選別機) 에 관한 것이다. 여기의 “불량 입자”란 변질된 곡립과 같은 착색입자 (colored grain) 및 양호한 입자와 동일한 색 또는 투명한 유리 또는 돌 조각과 같은 이물질 등을 의미한다.

본 발명에 의해 개량된 입상물 색선별기는 원료 입자용 공급 장치, 공급 장치로부터 공급된 원료가 유하하도록 하는 운반 장치, 운반 장치의 터미널 단부에 근접 장착된 광학 검출기 유니트, 운반 장치로부터의 입자의 유하궤적 (流下軌跡) 을 따라 장착된 분사 노즐 장치, 및 광학 검출기 유니트와 분사 노즐 장치에 접속된 제어 유니트를 구비한다. 본 선별기에서, 원료 입자는 운반 장치의 경사진 미끄럼면으로부터 거의 일정한 궤적을 따라 유하하고, 광학 검출기 유니트는 원료 입자를 광학적으로 검출한다. 제어 유니트는 광학 검출값에 근거해서 양호한 입자와 불량 입자를 판별하고, 불량 입자를 불어서 날려버리도록 분사 노즐 장치를 작동시킨다. 따라서, 불량 입자는 원료 입자로부터 선별된다.

원료에서 착색입자 및 이물질을 선별하려고 할 때, 광학 검출기 유니트는 착색입자를 검출하기 위한 가시광 센서, 및 유리 또는 돌을 검출하기 위한 근적외광 센서를 사용한다. 예를 들어, 이러한 입상물 색선별기는 본 발명과 동일한 양수인의 미국 특허 5,638,961호에 기술되어 있다.

이러한 경우, 제어 유니트는 비교 측정기 (comparator), 분사 시간 제어부(injection time control section), 및 분사 지연 제어부 (injection delay control section) 를 갖는다. 비교 측정기는 양호한 입자로부터 불량 입자를 판별하기 위해서, 광학 검출기 유니트의 검출값을 소정 임계값과 비교한다. 분사 시간 제어부는 공기를 분사하도록 소정 시간동안 분사 노즐 장치를 작동시킨다. 분사 지연 제어부는 불량 입자를 검출한 후에 소정 시간동안 분사 노즐 장치의 작동을 지연시킨다. 작동시, 도 9 에 도시된 바와 같이, 만약 근적외광 센서 (130) 로부터의 검출 신호 (S1, S3) 및 가시광 센서 (120) 로부터의 검출 신호 (S2) 가 임계값을 초과한다면, 비교 측정기 (140) 는 이러한 검출값을 불량 입자로 결정하고, 출력 신호 (N1, N2, N3) 는 불량 입자를 표시한다. 분사 지연 제어부 (180) 및 분사 시간 제어부 (190) 는 분사 노즐 장치를 작동시키기 위해서, 불량 입자 신호 (N1, N2, N3) 각각에 응하여 고정된 분사 시간 (f) 의 신호 (F1, F2, F3) 뿐만 아니라, 고정된 지연 시간 (t) 의 신호 (T1, T2, T3) 를 출력한다.

한편, 양호한 곡립 또는 착색곡립과 비교해서, 유리 또는 돌과 같은 이물질은 비중이 크고, 운반 장치의 미끄럼면상으로 유하할 때 마찰 저항이 낮아서, 운반 장치로부터 고속으로 유하한다. 따라서, 비교 측정기가 불량 입자를 결정할 때, 분사 지연 제어부 (180) 는 비교적 짧은 지연 시간으로 분사 노즐 장치를 작동시키거나 또는 고속으로 유하하는 유리 또는 돌을 포획하도록 시간을 조절한다. 한편, 분사 시간 제어 유니트 (190) 는 불량 입자를 제거하기 위해서 저속으로 유하하는 착색입자조차도 포획 가능하도록 분사 시간 (f) 을 출력한다. 전술한 바와 같이, 분사 노즐 장치의 일 작동은 긴 분사 시간 (f) 을 가짐으로써, 결정된 불량 입자가 착색곡립 또는 유리 또는 돌과 같은 이물질에 상관없이, 제거될 수 있으므로, 다량의 공기를 소비한다. 더욱이, 분사 시간 (f) 이 길어서, 불량 입자 전·후의 양호한 입자도 고속의 분사된 공기 유동에 의해 제거될 수 있으므로, 오직 불량 입자만을 선별하는 것이 불가능하게 되는 문제가 있다.

이점에 대하여, 일본 실용신안 공개공보 6-41876호에는 선별되는 물체의 길이에 따라 공기 분사에 대한 구동 시간 및 구동 지연 시간을 다양하게 한 선별기가 제시되어 있다. 이러한 장치는 약물 또는 전기 소자와 같은 작은 물체용으로 사용되고, 선별되는 물체의 길이를 검출하기 위한 광학 검출기 유니트를 가지며, 검출 신호에 응하여 공기 노즐의 작동 시간을 변화시키기 위한 수단을 갖는 공기 노즐 구동 시스템을 구비하고 있다.

본 실용신안 공개공보에 기재된 선별기는 선별되는 물체의 길이의 검출 신호에 따라 공기 노즐 구동 시스템의 지연 시간, 분사 또는 구동 시간, 또는 지연 시간 및 분사 또는 구동 시간을 제어하도록 구성되어 있다. 따라서, 이러한 장치는 오직 크기에 있어서 양호한 입자와 상이한 불량 입자를 효과적으로 선별할 수 있지만, 상이한 유하 속도의 유리 또는 돌과 같은 이물질 또는 착색입자를 선별하는데는 효과적이지 않을 수 있다.

전술한 문제의 견지에서, 본 발명의 목적은 원료에 혼합되어 있으면서 상호 상이한 유하 속도를 갖는 불량 입자를 정확하게, 또한 경제적으로 제거할 수 있는 입상물 선별기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 원료 입자로부터 유리 또는 돌과 같은 이물질 또는 착색입자를 선별할 때 분사되는 공기를 적게 소비하는 입상물 색선별기를 제공해서, 이러한 장치에 의해 오직 불량 입자만이 정확하게, 또한 확실하게 선별되도록 하는 것이다.

이러한 목적들을 위해, 본 발명은 착색입자를 제거할 때, 또한 이물질을 제거할 때 상이하게 작동하도록 분사 노즐을 제어하는 것을 지향하고 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 입상물 색선별기는 원료 입자가 거의 고정된 궤적을 따라 유하하도록 하는 운반 장치, 원료 입자의 유하 궤적을 따라 장착된 하나 이상의 광학 검출기 유니트, 불량 입자를 제거하도록 광학 검출후 원료 입자에 공기를 분사하기 위한 분사 노즐 장치, 및 광학 검출기 유니트에 의한 검출에 응하여 분사 노즐 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 유니트를 구비한다. 광학 검출기 유니트는 양호한 원료 입자와 상이한 색으로 착색된 착색입자를 광학적으로 검출하기 위한 착색입자 검출 센서부, 및 양호한 원료 입자와 동일한 색 또는 투명한 이물질을 광학적으로 검출하기 위한 이물질 검출 센서부를 구비한다. 제어 유니트는 광학 검출기 유니트로부터의 출력 신호에 근거한 이물질 및 착색입자중의 양호한 원료 입자와 불량 입자를 판별하기 위한 비교 측정기부, 비교 측정기에 의한 판별에 따라 소정 시간에 걸쳐 분사 노즐 장치를 작동시키기 위한 분사 시간 제어부, 및 광학 검출기 유니트에 의한 검출후에 소정 시간동안 분사 노즐 장치의 작동을 지연시키기 위한 분사 지연 제어부를 갖는다. 분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부는 착색입자 또는 이물질에 따라 상이한 분사 시간 및 상이한 분사 지연 시간을 분사 노즐 장치에 출력하도록 되어 있다.

본 구성을 사용해서, 원료에 혼합되어 있으면서 상호 유하 속도가 상이한 유리 또는 돌과 같은 이물질 및 착색입자를 선별할 때, 착색입자 또는 이물질에 따라 필요한 분사 시간 및 최적의 지연 시간으로 분사 노즐 장치를 작동시키는 것이 가능하다. 따라서, 종래 기술에서 처럼 착색입자와 이물질 모두를 제거할 수 있기 위해서 장시간으로 일 분사를 설정할 필요가 없어서, 장치의 공기 소비가 감소될 수 있다. 더욱이, 불량 입자 전·후의 양호한 입자를 불어서 날려버리지 않으면서 오직 불량 입자만을 정확하게 선별하는 것이 가능하다.

분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부는 착색입자 검출 센서부로부터의 착색입자 검출 신호 및 이물질 검출 센서부로부터의 이물질 검출 신호의 크기에 따라 분사 노즐 장치에 대한 분사 시간 및 분사 지연 시간을 설정하도록 되어 있는 것이 바람직하다. 따라서, 불량 입자의 제거는 검출 신호의 크기, 즉 불량 입자의 크기에 따라 더욱 세밀하게 분사 장치의 작동을 설정함으로써 더욱 효과적으로 실행될 수 있다.

착색입자 검출 센서부 및 이물질 검출 센서부 각각에 대하여는, 분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부의 일 세트가 제공되는 것이 바람직하다. 따라서, 착색입자 검출 센서부 및 이물질 검출 센서부가 동일 위치로부터의 광학 검출을 실행하도록 배열되어 있을 때, 만약 광학 검출 위치가 설정 위치의 변위로 인해 이동된다 하더라도, 각각의 센서부에 응하여 분사 시간 및 분사 지연 시간을 변화시키고 조정함으로써 불량 입자가 적절히 제거될 수 있다. 더욱이, 광학 검출기 유니트등의 각도를 변화시킴으로써 광학 검출 위치의 변위를 교정하려고 성가신 조정 작업을 할 필요가 없다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 입상물 색선별기에는 착색입자 검출 센서부 및 이물질 검출 센서부 각각을 위한 분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부 세트가 제공되어 있다.

본 구성을 사용해서, 원료에 혼합된 유리 또는 돌과 같은 이물질 및 착색입자를 선별할 때, 착색입자 및 유리 또는 돌과 같은 이물질에 대해 분사 시간 및 분사 지연 시간을 개별적으로 조절하는 것이 가능하다. 따라서, 종래 기술에서와 같이 착색입자 및 이물질 모두를 제거하기 위해서 장시간으로 일 분사를 설정할 필요가 없으므로, 장치의 공기 소모가 감소될 수 있다. 더욱이, 불량 입자 전·후의 양호한 입자를 불어서 날려버리지 않고, 오직 불량 입자만을 정확하게 선별할 수 있다.

또한, 분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부에는 분사 시간 및 분사 지연 시간을 입력하고 설정하기 위한 입력부가 제공되어 있다. 이러한 입력부를 제공함으로써, 작업자는 선별 상황에 따라 분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부의 분사 시간 및 분사 지연 시간을 적절하게 설정할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 입상물 색선별기를 도시한 개략도.

도 2 는 도 1 의 장치의 검출/제어 시스템을 도시한 블록도.

도 3 은 도 2 의 시스템의 가시광 센서에 따른 검출 및 제어 신호의 출력 파형을 도시한 차트.

도 4 는 도 2 의 시스템의 근적외광 센서에 따른 검출 및 제어 신호의 출력 파형을 도시한 도표.

도 5 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 입상물 색선별기의 검출/제어 시스템을 도시한 블록도.

도 6 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 입상물 색선별기의 검출/제어 시스템을 도시한 블록도.

도 7 은 도 5 의 시스템의 근적외광 센서에 따른 검출 및 제어 신호의 출력 파형을 도시한 도표.

도 8 은 도 5 의 시스템의 가시광 센서에 따른 검출 및 제어 신호의 출력 파형을 도시한 도표.

도 9 는 종래의 입상물 색선별기의 검출 및 제어 신호의 파형을 도시한 도표.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 입상물 색선별기 2a, 2b: 광학 검출기 유니트

3: 운반 장치 4: 분사 노즐 장치

5: 제어 유니트 6: 할로겐 램프

7: 형광 램프 8: 반사판

9a, 9b: 광학 검출부 10: 컨덴서 렌즈

11: 광학 필터 12a, 12b: 가시광 센서

13a, 13b: 근적외광 센서

14a, 14b, 15a, 15b: 증폭기

16, 17: 검출 신호 결정부, 비교 측정기

18, 25: 분사 지연 제어부

19, 24: 분사 시간 제어부

28: 입력부

24a, 24b, 26a, 26b: 분사 시간 제어부

25a, 25b, 27a, 27b: 분사 지연 제어부

S1, S2, S3: 검출 신호, 전압값

L1, L2, L3: 검출 신호의 폭

T1, T2, T3: 분사 지연 시간 신호

F1, F2, F3: 분사 시간 신호

전술한 목적, 또 다른 목적, 특성 및 장점이 첨부 도면을 참조한 실시예에 따른 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예는 도 1 내지 8 을 참조로 기재될 것이다.

도 1 에 대해 보면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 입상물 색선별기 (1) 는 원료 입자 (G) 를 운반하기 위한 운반 장치 (3), 원료 (G) 를 광학적으로 검출하기 위한 광학 검출 유니트 (2a, 2b), 공기를 분사함으로써 불량 입자를 제거하기 위한 분사 노즐 장치 (4), 및 광학 검출기 유니트 (2a, 2b) 의 출력 신호에 근거해서 분사 노즐 장치 (4) 의 작동을 제어하기 위한 제어 유니트 (5) 를 구비하고 있다.

경사진 운반 경로를 갖는 운반 장치 (3) 는 공급 수단(도시되지 않음) 으로부터 원료 입자 (G) 를 수용하며, 거의 고정된 궤적을 갖는 원료가 유하하도록 한다. 광학 검출기 유니트 (2a, 2b) 는 이들 사이에 위치된 궤적을 따라 운반 장치 (3) 의 운반 경로의 터미널 단부로부터 유하하는 원료 입자 (G) 의 궤적의 대향 측부상에 위치된다. 분사 노즐 장치 (4) 는 광학 검출기 유니트중의 하나의 아래에 위치되어, 광학 검출후에 원료 (G) 에 공기를 분사한다.

광학 검출기 유니트 각각 (2a, 2b) 은 할로겐 램프 (6), 형광 램프 (7), 반사판 (background; 8), 및 광학 검출부 (9a, 9b) 를 포함한다. 광학 검출부 각각 (9a, 9b) 은 컨덴서 렌즈 (10), 광학 필터 (11), 착색입자를 검출하기 위한 착색입자 검출 센서 또는 가시광 센서 (12a, 12b), 및 유리 또는 돌과 같은 이물질을 검출하기 위한 이물질 검출 센서 또는 근적외광 센서 (13a, 13b) 를 갖는다. 이러한 광학 검출부 (9a, 9b) 는 원료 입자 (G) 의 유하궤적의 동일한 광학 검출 위치 (P) 로부터의 광 수용을 위해 장착되어 있다.

여기서, 입상물 색선별기 (1) 의 구조 및 작동은, 예를 들어, 광학 검출/제어 시스템을 제외하고는 전술한 미국 특허 5,638,961호에 기술된 내용과 동일할 수있으므로, 이하 더 이상 기술되지 않을 것이다.

계속해서, 도 2 를 참조한 제어 유니트 (5) 및 광학 검출 유니트 (2a, 2b) 를 포함한 검출/제어 시스템이 기술된다.

광학 검출 유니트의 가시광 센서 각각 (12a, 12b) 은 I/V 컨버터 (도시되지 않음) 를 통해 증폭기 (14a, 14b) 에 접속한 후, 비교 측정기 또는 검출 신호 결정부 (16) 에 접속한다. 이러한 I/V 컨버터는 가시광 센서에 의해 검출된 광량값을 전압값으로 변환하고, 증폭기는 전압값을 증폭시킨다. 검출 신호 결정부 (16) 는 양호한 입자를 표시하는 임계값을 저장한 전자 회로 장치로서, 증폭된 전압값 또는 검출 신호를 임계값과 비교함으로써 양호한 입자 및 불량 입자를 결정하며, 불량 입자의 검출 신호의 크기 또는 후술되는 길이 (L) 를 결정한다. 더욱이, 검출 신호 결정부 (16) 는 분사 노즐 장치 (4) 에 각각 접속된 분사 지연 제어부 (18) 및 분사 시간 제어부 (19) 와 접속된다. 분사 지연 제어부 (18) 는 소정 시간동안 분사 노즐 장치 (4) 로부터의 공기 분사를 지연시키기 위한 전자 회로 장치이고, 분사 시간 제어부 (19) 는 소정 시간에 걸쳐 분사 노즐 장치 (4) 를 작동시키기 위한 전자 회로 장치이다.

또한, 근적외광 센서 (13a, 13b) 각각은 전술한 가시광 센서에서처럼 I/V 컨버터(도시되지 않음) 를 통해 증폭기 (15a, 15b) 에 접속한 후, 검출 신호 결정부 (17) 에 접속한다. I/V 컨버터는 근적외광 센서에 의해 검출된 광량값을 전압값으로 변환하고, 증폭기는 전압값을 증폭시킨다. 검출 신호 결정부 (17) 는 양호한 입자를 표시하는 임계값을 저장한 전자 회로 장치로서, 양호한 입자 및 불량 입자를 결정하기 위해서 증폭된 전압값 또는 검출 신호를 임계값과 비교하고, 불량 입자의 검출 신호의 크기를 결정한다. 더욱이, 검출 신호 결정부 (17) 는 분사 노즐 장치 (4) 에 각각 접속된 분사 지연 제어부 (20) 및 분사 시간 제어부 (21) 와 접속된다. 결정부 (17) 및 제어부 (20, 21) 는 전자 회로 장치이다.

실리콘 포토-센서, CCD 라인 센서등은 가시광 센서 또는 착색입자 검출 센서 (12a, 12b) 용으로 사용되고, 게르마늄 포토-센서, InGaAs 어레이 센서등은 근적외광 센서 또는 이물질 센서 (13a, 13b) 용으로 사용된다.

지금부터, 본 발명의 제 2 실시예를 기술하려 한다. 전술한 실시예와 유사한 이러한 입상물 색선별기는 광학 검출/제어 시스템을 제외하고는 종래 장치와 유사한 구조로 되어 있을 수 있어, 여기서는 도 5 를 근거로 광학 검출/제어 시스템만을 기술하려 한다. 또한, 전술한 실시예와 유사한 제 2 실시예의 구성요소는 동일한 도면 부호로 지정될 것이며, 그 상세한 설명은 생략될 것이다.

광학 검출 유니트의 가시광 센서 (12a, 12b) 각각은 I/V 컨버터 (도시되지 않음) 를 통해 증폭기 (14a, 14b) 에 접속하고, 비교 측정기 (22a, 22b) 는 증폭기에 접속한다. 전술한 실시예와 유사하게, I/V 컨버터는 가시광 센서에 의해 검출된 광량값을 전압값으로 변환하고, 증폭기는 압력값을 증폭한다. 비교 측정기 각각은 양호한 입자를 표시하는 임계값을 저장해서, 양호한 입자 및 불량 입자를 결정하기 위해서, 증폭된 전압값 또는 검출된 신호를 임계값과 비교한다. 더욱이, 비교 측정기 (22a, 22b) 는 분사 시간 제어부 (24) 및 분사 지연 제어부 (25) 와 접속되고, 분사 지연 제어부 (25) 는 분사 노즐 장치 (4) 에 접속한다. 분사시간 제어부 (24) 는 분사 노즐 장치 (4) 가 소정 시간에 걸쳐 공기를 분사하도록 하고, 분사 지연 제어부 (25) 는 소정 시간동안 분사 노즐 장치 (4) 의 작동을 지연시킨다.

광학 검출기 유니트의 근적외광 센서 (13a, 13b) 각각은 I/V 컨버터(도시되지 않음) 를 통해 증폭기 (15a, 15b) 에 접속한 후, 비교 측정기 (23a, 23b) 에 접속한다. I/V 컨버터는 근적외광 센서에 의해 검출된 광량값을 전압값으로 변환하고, 증폭기는 전압값을 증폭한다. 비교 측정기 각각은 양호한 입자 및 불량 입자를 결정하기 위해 증폭된 전압값 또는 검출 신호를 임계값과 비교한다. 더욱이, 비교 측정기 (23a, 23b) 는 분사 시간 제어부 (26) 및 분사 지연 제어부 (27)와 접속되고, 분사 지연 제어부 (27) 는 분사 노즐 장치 (4) 에 접속한다. 분사 시간 제어부 (26) 는 분사 노즐 장치 (4) 가 소정 시간에 걸쳐 공기를 분사하도록 하고, 분사 지연 제어부 (27) 는 소정 시간동안 분사 노즐 장치 (4) 의 작동을 지연시킨다.

본 실시예의 제어 유니트에는 공기 분사를 위한 작동 시간 및 지연 시간을 설정하고 입력할 수 있는 입력부가 제공되어 있다. 도 5 의 파선에 의해, 이러한 입력부 (28) 는 분사 시간 제어부 (24, 26) 및 분사 지연 제어부 (25, 27) 에 접속되는 것으로 표시되어 있다.

지금부터, 본 발명의 제 3 실시예가 지금부터 기술될 것이다. 이러한 입상물 색선별기는 오직 도 6 에 근거한 광학 검출/제어 시스템에 대해서만 기술될 것이며, 전술한 실시예와 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호로 지정될 것이다.

본 실시예의 광학 검출/제어 시스템은 제 2 실시예와 유사한 필수 구성을 갖고, 오직 분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부의 개수가 상이할 뿐이다. 즉, 제 2 실시예는 가시광 센서 및 근적외광 센서의 각 쌍에 대해 분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부의 일 세트를 갖는다. 한편, 제 3 실시예에는 가시광 센서 및 근적외광 센서 각각을 위한 분사 시간 제어부 (24a, 24b, 26a 또는 26b) 및 분사 지연 제어부 (25a, 25b, 27a 또는 27b) 의 일세트가 제공되어 있다.

계속해서, 광학 검출/제어 시스템의 작동에 대해서 제 1 내지 제 3 실시예가 기술될 것이다.

첫째로, 제 1 실시예의 장치에서, 원료 입자 (G) 이 운반 장치(3) 로부터 유하해서, 광학 검출 위치 (P) 에 도달할 때, 가시광 센서 (12a, 12b) 는 원료 (G) 로부터 광량을 검출한다. 검출된 광량값은 I/V 컨버터에 의해 압력값으로 변환된다. 압력값은 증폭기 (14a, 14b) 에 의해 증폭되어, 검출 신호로서 검출 신호 결정부 (16) 에 출력된다.

도 3 은 가시광 센서 (12a, 12b) 에 의해 검출된 광량에 해당하는 검출 신호 또는 전압값 (S1, S2, S3) 을 도시하고 있다. 검출 신호 결정부 (16) 는 검출 신호 (S1, S2, S3) 를 임계값과 비교하고, 만약 검출 신호가 임계값을 초과한다면 이러한 검출 신호가 불량 입자 또는 착색입자인지를 결정해서, 불량 입자 신호 (N1, N2, N3) 를 출력한다. 이러한 경우에, 검출 신호 결정부 (16) 는 검출 신호 (S1, S2, S3) 의 폭 (L1, L2, L3) 을 결정하고, 불량 입자의 검출 신호의 크기로서 폭 (L1, L2, L3) 각각의 값을 분사 지연 제어부 (18) 및 분사 시간 제어부(19) 에 출력한다. 분사 지연 제어부 (18) 및 분사 시간 제어부 (19) 에는 검출 신호의 폭의 값에 응한 분사 시간 및 분사 지연 시간 각각이 저장되어, 설정된다. 분사 지연 제어부 (18) 및 분사 시간 제어부 (19) 는 검출 신호 결정부 (16) 로부터의 검출 신호의 폭의 값에 따라서 분사 시간 및 분사 지연 시간을 자동적으로 선택하고, 분사 노즐 장치 (4) 를 작동시키기 위해 지연 신호 (T1, T2, T3) 및 작동 신호 (F1, F2, F3) 를 구동 회로(도시되지 않음) 에 출력한다. 그 후, 분사 노즐 장치 (4) 는 이러한 신호를 수용해서, 소정 분사 지연 시간 및 분사 시간에 작동한다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 분사 지연 제어부 (18) 는 불량 신호로 결정된 검출 신호 (S1, S2, S3) 의 폭의 값에 따라 분사 지연 시간 (t1, t2, t3) 을 선택한다. 분사 지연 시간 (t) 은 검출 신호의 폭에 값에 역비례하고, 만약 검출 신호의 폭이 L1 > L2 > L3 의 값을 갖는다면, t3 > t2 > t1 로 설정된다. 즉, 검출 신호의 폭이 클 때, 입자가 큰 것으로 간주된다. 큰 입자가 빠른 유하 속도를 갖고, 분사 노즐 장치에 더 빨리 도달하기 때문에, 검출로부터 노즐 작동까지 지연 시간은 단축된다. 한편, 도 3 에 도시된 바와 같이, 분사 시간 제어부 (19) 는 불량 입자로 결정된 검출 신호 (S1, S2, S3) 의 폭의 값에 따라 분사 시간 (f1, f2, f3) 을 선택한다. 하지만, 분사 시간 (f) 이 검출 신호의 폭의 값에 비례하고, 만약 도 3 에 도시된 검출 신호의 폭이 L1 > L2 > L3 의 값을 갖는다면, f1 > f2 > f3 로 설정된다. 즉, 전술한 바와 같이, 검출 신호의 값이 클 때, 입자가 큰 것으로 간주된다. 큰 입자가 무겁기 때문에, 무거운 입자를 제거하기 위해 분사 시간은 길어진다.

전술한 가시광 센서 (12a, 12b) 와 유사하게, 유리 또는 돌과 같은 이물질을 검출하기 위한 근적외광 센서 (13a, 13b) 에 관해서는, 분사 지연 시간 (t) 및 분사 시간 (f) 이 미리 저장되어, 분사 지연 제어부 (20) 및 분사 시간 제어부 (21) 각각에 설정된다. 이러한 시간은 불량 입자로 결정된 검출 신호 (S1, S2, S3) 의 폭 (L1, L2, L3) 의 값에 따라 설정하고, 이물질이 착색입자보다 빠른 유하속도를 갖는다는 점을 고려한다. 즉, 유리 또는 돌과 같은 이물질에 대해서는, 비록 이러한 이물질이 검출 신호의 폭의 동일한 값을 갖더라도, 분사 시간 및 분사 지연 시간은 변색된 입자과 같은 착색입자에 대해서 보다 더 길고, 더 짧게 설정된다. 도 4 에서와 같이, 분사 지연 제어부 (20) 에서, 분사 지연 시간 (t) 은 검출 신호의 폭 L2 > L3 > L1 의 값에 역비례하고, 소정 시간 t1 > t3 > t2 은 자동적으로 선택된다. 더욱이, 분사 시간 제어부 (21) 에서, 분사 시간 (f) 은 검출 신호의 폭의 값에 비례하고, 소정 시간 f2 > f3 > f1 은 자동적으로 선택된다.

이렇게 선택된 분사 지연 시간 및 분사 시간에 의해 분사 노즐 장치 (4) 가 작동되고, 검출된 불량 입자는 분사 노즐 장치 (4) 로부터의 분사 공기에 의해 제거된다. 이러한 경우에, 분사 노즐 장치 (4) 의 작동은 원료 (G) 로부터 검출된 불량 입자가 상이한 유하 속도의 착색입자인지 또는 유리 또는 돌과 같은 이물질인지에 따라, 또한 검출 신호 각각의 크기에 따라 필요한 분사 시간 및 최적 지연 시간으로 설정된다. 따라서, 종래 기술보다 분사 노즐 장치에 의해 사용되는 공기의 양을 감소시킬 수 있고, 즉, 기계의 가동 비용을 감소시키면서, 오직 불량 입자만을 경제적으로, 또한 정확하게 선별할 수 있다.

한편, 제 1 실시예가 검출 신호의 크기로서 검출 신호의 폭을 취하지만, 그 크기가 이것에 제한되는 것은 아니어서, 도 3 의 도면 부호 (M) 로 지정된 검출 신호의 영역과 같은 다른 계수로 취해질 수도 있다.

또한, 제 2 실시예에서, 가시광 센서 (12a, 12b) 는 운반 장치 (3) 로부터 유하해서, 광검출 위치 (P) 에 도달하는 원료 입자 (G) 로부터 광량을 검출한다. 검출된 광량의 값은 I/V 컨버터에 의해 전압값으로 변환된다. 도 5 를 보면, 전압값은 증폭기 (14a, 14b) 에 의해 증폭되어, 검출 신호로서 비교 측정기 (22a, 22b) 로 출력된다.

도 8 은 가시광 센서 (12a, 12b) 에 검출된 광량에 응하는 검출 신호 또는 전압값 (S1, S2, S3) 을 도시하고 있다. 비교 측정기 (22a, 22b) 가 검출 신호 (S1, S2, S3) 를 임계값과 비교하여, 만약 검출 신호가 임계값을 초과하면, 이들을 불량 입자 또는 착색입자로 결정하고, 불량 입자 신호 (N1, N2, N3) 를 분사 시간 제어부 (24) 로 출력한다. 분사 시간 제어부 (24) 는 이러한 불량 입자 신호에 따른 소정 분사 시간 (f) 을 선택하여, 이를 분사 지연 제어부 (25) 로 보낸다. 유사하게, 분사 노즐 장치 (4) 를 작동시키기 위해 분사 지연 제어부 (25) 는 소정 분사 지연 시간 (t) 을 선택하여, 분사 지연 시간 신호 (T1, T2, T3) 와 함께 분사 시간 신호 (F1, F2, F3) 를 (도시되지 않음) 구동 회로로 출력한다. 이러한 경우의 분사 시간은 검출된 착색입자가 이물질보다 작은 비중을 갖는다는 점을 고려해서 비교적 짧게 설정된다. 한편, 분사 지연 시간은 착색입자가 이물질 보다느린 유하속도를 갖는다는 점을 고려해서 비교적 길게 설정된다. 그 후, 분사 노즐 장치 (4) 는 이러한 신호를 수용하여, 소정 분사 지연 시간 및 분사 시간으로 작동한다.

도 7 은 가시광 센서 (13a, 13b) 에 의해 검출된 광량에 해당하는 검출 신호 또는 전압값 (S1, S2, S3) 을 도시하고 있다. 비교 측정기 (23a, 23b) 는 검출 신호 (S1, S2, S3) 를 임계값과 비교해서, 만약 이러한 검출 신호가 임계값을 초과한다면, 이를 불량 입자 또는 이물질로 결정하고, 불량 입자 신호 (N1, N2, N3) 를 분사 시간 제어부 (26) 로 출력한다. 분사 시간 제어부 (26) 는 이러한 불량 입자 신호 (f) 에 따라 소정 시간을 선택해서, 분사 지연 제어부 (27) 로 전달한다. 유사하게, 분사 노즐 장치 (4) 를 작동시키기 위해서 분사 지연 제어부 (27) 는 소정 분사 지연 시간 (t) 을 선택하고, 분사 지연 시간 신호 (T1, T2, T3) 와 분사 시간 신호 (F1, F2, F3) 를 구동 회로(도시되지 않음) 에 출력한다. 이러한 경우의 분사 시간은 검출된 이물질이 착색입자보다 큰 비중을 갖는다는 점을 고려해서 비교적 길게 설정된다. 한편, 분사 지연 시간은 이물질이 착색입자보다 빠른 유하속도를 갖는다는 점을 고려해서 비교적 짧게 설정된다. 그 후, 분사 노즐 장치 (4) 는 이러한 신호를 수용해서, 소정 분사 지연 시간 및 분사 시간으로 작동한다.

전술한 바와 같이, 또한 제 2 실시예는 원료 곡립에 혼합되어 있고, 상호 상이한 유하 속도를 갖는 착색입자 및 유리 또는 돌과 같은 이물질을 선별할 때, 착색입자 또는 이물질에 대한 분사 시간 (f) 및 분사 지연 시간 (t) 을 적절하게설정할 수 있다. 따라서, 종래 기술보다 분사 노즐 장치에 의해 사용되는 공기의 양을 감소시킬 수 있어서, 기계의 가동 비용이 경제적으로 줄어들면서, 오직 불량 입자만을 정확하게 선별할 수 있다.

더욱이, 전술한 바와 같이, 설정이 입력될 수 있는 입력부 (28) 가 제공될 때, 분사 시간 제어부 (24, 26) 및 분사 지연 제어부 (25, 27) 는 작업자에 의해 이러한 입력부를 통해 선별 상황에 따라 적절하게 설정할 수 있다.

한편, 제 3 실시예에서, 가시광 센서 (12a, 12b) 각각에는 분사 시간 제어부 (24a, 24b) 및 분사 지연 제어부 (25a, 25b) 가 제공되어 있다. 따라서, 분사 시간 및 분사 지연 시간이 가시광 센서 (12a, 12b) 각각에 응하여 분사 시간 제어부 (24a, 24b) 및 분사 지연 제어부 (25a, 25b) 에 설정될 수 있다. 더욱이, 근적외광 센서 (13a, 13b) 에 대해서도, 분사 시간 및 분사 지연 시간이 근적외광 센서 (13a, 13b) 각각에 응하여 분사 시간 제어부 (26a, 26b) 및 분사 지연 제어부 (27a, 27b) 에 설정될 수 있다.

분사 시간 및 분사 지연 시간이 착색입자와 이물질간의 비중 및 유하속도의 차이에 응하여 분사 시간 제어부 (24a, 24b, 26a, 26b) 및 분사 지연 제어부 (25a, 25b, 27a, 27b) 에 설정된다. 즉, 검출된 불량 입자가 유리 또는 돌과 같은 이물질인 경우의 분사 시간은 이물질이 착색입자보다 높은 비중을 갖기 때문에 착색입자에 대한 분사 시간보다 더 길게 설정될 수 있다. 더욱이, 이물질에 대한 분사 지연 시간은, 이물질이 착색입자보다 높은 비중을 갖기 때문에 착색입자에 대한 분사 시간보다 더 짧게 설정될 수 있다. 따라서, 제 3 실시예는 제 2 실시예와동일한 작동 및 효과를 획득한다. 더욱이, 가시광 센서 (12b) 및 근적외광 센서 (13b) 뿐만 아니라, 가시광 센서 (12a) 및 근적외광 센서 (13a) 가 동일한 위치 (P) 로부터의 광량을 검출하도록 배열되어 있고, 예를 들어, 만약 광학 검출 위치가 광학 검출부 (9a, 9b) 의 변위에 의해 이동된다 하더라도, 센서 각각에 대한 분사 시간 및 분사 지연 시간을 변화시키고, 조정함으로써 불량 입자의 잘못된 검출 및 제거를 방지할 수 있다. 이것이 광학 검출부 (9a, 9b) 등의 설정 각도에 대한 미세 조정을 통해 광학 검출 위치의 변위 보정과 같은 복잡한 조정 작업의 필요성을 제거한다.

제 2 실시예를 위해 기술된 입력부 (28) 는 동일하게 제 3 실시예를 위해 사용될 수 있다.

제 1 내지 제 3 실시예가 동일 위치 (P) 의 원료 (G) 의 광학 검출을 실행하지만, 착색입자를 광학적으로 검출하는 위치는 유리 또는 돌과 같은 이물질을 광학적으로 검출하기 위한 위치와 상이할 수 있다. 이러한 경우에, 분사 시간 및 분사 지연 시간은 광학 검출 위치의 차이를 고려함으로써 분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부에 대해 설정된다. 즉, 광학 검출이 상이한 위치에서 실행될 때, 이러한 불량 입자가 분사 노즐 장치의 위치에 도달하기에는 먼 거리를 갖고, 도달 시간이 다양하기 때문에, 분사 노즐 장치로부터 원격인 광학 검출 위치에서 검출된 불량 입자가 제거되지 않을 수도 있다. 하지만, 본 발명은 분사 노즐 장치의 작동 시간이 광학 센서 에 대해 설정되도록 하기 때문에, 모든 다양한 도달 시간을 포함하도록 분사 시간을 조정함으로써, 틀림없이 불량 입자를 날려버릴 수 있다.

본 발명의 실시예가 기술되었지만, 본 발명이 이러한 특정 형태에 제한되지 않으며, 첨부된 청구범위 내에서, 다양한 변형예가 가능하고, 본 발명은 다른 형태를 취할 수도 있다.

전술한 바와 같이 본 발명은 원료 입자가 유하하도록 하는 운반 장치, 원료 입자의 유하 궤적을 따라 장착된 광학 검출기 유니트, 원료 입자에 공기를 분사하기 위한 분사 노즐 장치, 및 광학 검출기 유니트에 의한 검출에 응하여 분사 노즐 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 유니트를 구비하여, 원료에 혼합되어 있으면서 상호 상이한 유하 속도를 갖는 불량 입자를 정확하게, 또한 경제적으로 제거할 수 있는 입상물 선별기를 제공하고, 또한 원료 입자로부터 유리 또는 돌과 같은 이물질 또는 착색입자를 선별할 때 분사되는 공기를 적게 소비하는 입상물 색선별기를 제공해서, 이러한 장치에 의해 오직 불량 입자만이 정밀하게, 또한 확실하게 선별되도록 하는 것이다. 본 발명은 착색입자를 제거할 때, 또한 이물질을 제거할 때 상이하게 작동하도록 분사 노즐을 제어하는 것을 지향하고 있다.

Claims

원료 입자가 거의 고정된 궤적을 따라 유하하도록 하는 운반 장치; 양호한 원료 입자와 상이한 색으로 착색된 착색입자를 광학적으로 검출하기 위한 착색입자 검출 센서부 및 양호한 원료 입자와 유사한 색이거나 또는 투명한 이물질을 광학적으로 검출하기 위한 이물질 검출 센서부를 포함하며 원료 입자의 유하 궤적을 따라 장착된 하나 이상의 광학 검출기 유니트; 원료 입자를 제거하기 위해 광학 검출후 공기를 원료 입자에 분사하기 위한 분사 노즐 장치; 및 광학 검출기 유니트에 의한 검출에 응답하여 분사 노즐 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 유니트를 구비하고, 상기 제어 유니트는 광학 검출기 유니트로부터의 출력 신호에 응답하여 착색입자와 이물질 중의 양호한 원료 입자와 불량 입자를 판별하기 위한 비교 측정기, 비교 측정기에 의한 판별에 응답하여 소정 시간에 걸쳐 분사 노즐 장치를 작동시키기 위한 분사 시간 제어부, 및 광학 검출기 유니트에 의해 검출한 후에 소정 시간동안 분사 노즐 장치의 작동을 지연시키기 위한 분사 지연 제어부를 구비하고, 상기 분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부는 착색입자 및 이물질에 따라 상이한 분사 시간 및 분사 지연 시간을 분사 노즐 장치에 출력하며, 상기 분사 시간 제어부와 상기 분사 지연 제어부는, 착색입자와 이물질에 따라서 기준이 상이한 분사시간 및 지연시간을 기억하고 있어서, 착색입자와 이물질의 어느 것이 검출되는가에 의하여, 또는 검출신호의 크기에 의하여, 분사시간 및 분사지연시간을 결정하고, 상기 분사노즐장치로 결정된 시간을 출력하는 것을 특징으로 하는 입상물 색선별기.
제 1 항에 있어서, 상기 분사 시간 제어부 및 상기 분사 지연 제어부는 상기 착색입자 검출 센서부로부터의 착색입자 검출 신호의 크기에 따라서, 또한 상기 이물질 검출 센서부로부터의 이물질 검출 신호의 크기에 따라서, 상기 분사 노즐 장치의 분사 시간 및 분사 지연 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 입상물 색선별기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부의 한 세트가 각각의 상기 착색입자 검출 센서부 및 상기 이물질 검출 센서부에 제공된 것을 특징으로 하는 입상물 색선별기.
원료 입자가 거의 고정된 궤적을 따라 유하하도록 하는 운반 장치; 양호한 원료 입자와 상이한 색으로 착색된 착색입자를 광학적으로 검출하기 위한 착색입자 검출 센서부 및 양호한 원료 입자와 유사한 색이거나 또는 투명한 이물질을 광학적으로 검출하기 위한 이물질 검출 센서부를 포함하며, 원료 입자의 유하 궤적을 따라서 장착된 하나 이상의 광학 검출기 유니트; 원료 입자를 제거하기 위해 광학 검출 후 공기를 원료 입자에 분사하기 위한 분사 노즐 장치; 및 광학 검출기 유니트에 의한 검출에 응답하여 분사 노즐 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 유니트를 구비하고, 상기 제어 유니트는 광학 검출기 유니트로부터의 출력 신호에 응답하여 착색입자와 이물질 중의 양호한 원료 입자와 불량 입자를 판별하기 위한 비교 측정기, 상기 비교 측정기에 의한 판별에 응답하여 소정 시간에 걸쳐 분사 노즐 장치를 작동시키기 위한 분사 시간 제어부, 및 광학 검출기 유니트에 의해 검출한 후에 소정 시간동안 분사 노즐 장치의 작동을 지연시키기 위한 분사 지연 제어부를 구비하고, 상기 분사 시간 제어부 및 분사 지연 제어부의 세트가 각각의 상기 착색입자 검출 센서부 및 상기 이물질 검출 센서부에 제공되며, 상기 분사 시간 제어부와 상기 분사 지연 제어부는, 착색입자와 이물질에 따라서 기준이 상이한 분사시간 및 지연시간을 기억하고 있어서, 착색입자와 이물질 중 어느 것이 검출되는가에 따라서, 또한 검출신호의 크기에 의하여 분사시간 및 분사지연시간을 결정하여, 상기 분사노즐장치로, 결정된 시간을 출력하는 것을 특징으로 하는 입상물 색선별기.
제 4 항에 있어서, 상기 분사 시간 제어부 및 상기 분사 지연 제어부에는 분사 시간 및 분사 지연 시간이 입력되어, 설정되는 입력부가 제공되는 것을 특징으로 하는 입상물 색선별기.