KR100687171B1 - 방사선 검사장치 - Google Patents

Abstract

비(非)포장품의 검사시에 이물(異物)의 혼입 등이 검출되었을 때, 종래에 비하여 피검사물의 배제량을 감소시킬 수 있고, 게다가 이물 등의 배제 미스를 발생시키지 않는 방사선 검사장치를 제공한다.

화상처리수단(5)에 의한 이물 혼입의 유무 등의 합부(合否)판정을, 반송수단(1, 6)에 의한 반송방향에 직교하는 방향으로 설정되는 복수의 검사영역(A1, A2) 및 이들 사이의 공통영역(Ac)의 각각에 있어서 행함과 동시에, 각 검사영역(A1, A2)의 판정결과에 대응하여 동작하는 복수의 배제수단(71, 72)을 마련하여, 피검사물(S)의 배제량을 적게 한다. 그리고, 공통영역(Ac)의 판정결과가 불합격인 경우에는, 그 양측의 검사영역(A1, A2)에 대응하는 배제장치(71, 72)의 쌍방을 동작시킴으로써, 이물 등의 배제 미스의 발생을 방지한다.

방사선, 검사장치, 이물, 화상처리수단, 피검사물, 반송

Description

방사선 검사장치{Radioactive rays inspection apparatus}

도 1은, 본 발명의 실시예의 구성도로서, 기계적 구성을 나타내는 모식도와 전기적 구성을 나타내는 블럭도를 병기하여 나타내는 도면이다.

도 2는, 본 발명의 실시예의 검사영역의 설정상태와 배제장치와의 관계의 설명도로서, 컨베이어 시스템(1, 6)의 모식적 평면도로 나타낸 도면이다.

도 3은, 본 발명의 실시예의 각 부의 동작을 나타내는 타이밍차트이다.

도 4는, 종래의 방사선 검사장치에 의하여 비포장품의 이물혼입의 유무 등의 검사를 행하였을 때에, 이물을 배제하기 위하여 배제되는 피검사물의 배제량의 설명도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 컨베이어 시스템

2 : X선원(線源)

3 : 1차원 X선 검출기

5 : 화상처리장치

71, 72 : 배제장치

S : 피검사물

본 발명은, 의약품이나 식료품 등의 비파괴검사에 이용되는 방사선 검사장치에 관한 것이고, 특히, 콩이나 팥, 혹은 감자, 더 나아가서는 밀가루 등의 비(非)포장품에 이물의 혼입이 없는지 여부 등을 검사하는데 적합한 방사선 검사장치에 관한 것이다.

최근, 식품 등의 제조분야 등에 있어서는, 이물혼입의 방지에 대하여 관심이 높아지고 있다. 이와 같은 이물혼입의 유무를 검사하는 장치로서는, 일반적으로 금속검출기가 알려져 있지만, 당연히 돌이나 유리 등의 검사에는 적합하지 않다. 또한, 가시광에 의하여 CCD카메라 등을 이용한 검사장치도 있지만, 이와 같은 장치는, 감자 등 내부에 돌이 들어가 성장한 것이나, 피검사물의 뒤쪽에 부착된 이물에는 무력하다.

그래서, 이와 같은 검사에는, X선 등의 방사선을 이용하여 피검사물의 투시상을 얻는, 방사선 검사장치가 이용된다. 식품 등에의 이물혼입 등을 검사하는 방사선 검사장치에 있어서는, 일반적으로, 피검사물을 벨트 컨베이어로 반송하고, 이 벨트 컨베이어를 사이에 두고 그 상하에 X선 등의 방사선원과 방사선 검출기를 대향배치하여, 이들 사이를 피검사물이 통과하는 동안에, 피검사물의 방사선 투과정보를 얻어서, 그 방사선 투과정보를 이용한 화상처리에 의하여, 이물혼입의 유무나 부족품의 유무 등을 판정한다(예컨대 특허문헌 1 참조).

또한, 이 종류의 검사장치에 있어서는, 통상적으로, 상기한 판정결과에 근거 하여, 불량품이라고 판정된 피검사물을 컨베이어 상에서 배제하는 배제장치가 마련된다. 이 배제장치로서는 다양한 것이 실용화되어 있는데, 예컨대 방사선 검출기의 설치위치보다도 컨베이어에 의한 반송방향 하류측에 공기제트노즐을 배치하여, 불량품의 판정에 호응하여 그 노즐로부터 공기제트를 분사함으로써 컨베이어 상의 불량품을 낙하시키는 등의 장치가 알려져 있다(예컨대 특허문헌 2 참조).

[특허문헌 1]

일본국 특허공개 2002-310944호 공보(제2쪽∼제4쪽, 도 1)

[특허문헌 2]

일본국 특허공개 평9-240830호 공보(제3쪽, 도 2)

그런데, 예컨대 콩이나 팥, 감자, 밀가루 등의 비포장품의 검사에 있어서는, 컨베이어 상에 묶지 않고 그대로 쌓아놓고서 방사선원과 방사선 검출기 사이를 통과시키는 것인데, 도 4에 모식적 평면도로 나타낸 바와 같이, 방사선 검출기(D)의 시야폭, 즉 검사영역폭(WD)은, 컨베이어(C)의 폭(WC) 전체를 커버하도록 설정된다. 그리고, 그 검사영역폭(WD)의 일부에 이물(E)이 검출되었을 때, 컨베이어(C)의 전체 폭(WC) 위의 피검사물(S)이 배제대상이 되어, 예컨대 도시한 바와 같은 WC ×L의 범위의 대량의 피검사물(S)이 배제되어 버린다.

이와 같은 이물검출시에 있어서의 피검사물의 배제량을 적게 하기 위해서는, 검사영역을 컨베이어에 의한 반송방향에 직교하는 방향을 2분할하여 2열의 검사영역을 마련함과 동시에, 그 각 영역에 대응한 배제장치를 마련하여, 개개의 검사영 역에서 이물의 유무를 판별하고, 그 각 판별결과에 따라서 대응하는 배제장치를 동작시키는 대책이 생각된다.

그러나, 이와 같은 대책에서는, 컨베이어의 폭방향 중앙부근에 있어서 한쪽의 검사영역에 의하여 이물이 검출된 경우, 대응하는 측의 배제장치를 동작시키는 것이 되지만, 이때, 2개의 배제장치의 설치조건이나, 피검사물의 크기(팥과 감자의 차이) 등의 상태, 및 검사위치로부터 배제장치의 설치위치까지 피검사물이 반송되었을 때에 이웃하는 열로 이동하여 버릴 가능성 등의 위험성이 있으며, 이와 같은 배제 미스의 발생은, 이 종류의 검사장치에 있어서 치명적이어서, 실용화ㆍ보급화에는 미치지 못한다.

본 발명은 이와 같은 실정에 감안하여 이루어진 것으로, 이물의 혼입 등이 검출되었을 때, 상기와 같은 배제 미스의 발생의 우려가 없어, 확실하게 이물 등을 배제하는 것이 가능하고, 게다가 그 배제량을 종래의 이 종류의 검사장치에 비하여 적게 할 수 있는 방사선 검사장치의 제공을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 방사선 이물 검사장치는, 방사선 발생수단과, 그 방사선 발생수단에 대향배치되고, 복수의 소자로 이루어지는 1차원 혹은 2차원 방사선 검출기와, 이들 방사선 발생수단 및 방사선 검출기 사이에서 피검사물을 반송하는 반송수단과, 상기 방사선 검출기로부터의 출력을 이용한 화상처리에 의하여 합부(合否)판정을 행하는 화상처리수단과, 그 판정결과에 따라서 상기 방사선 검출기의 하류측에서 반송수단 상의 불량품을 배제하는 배제수단을 구비한 방사선 검사장치에 있어서, 상기 화상처리수단이, 상기 반송수단의 반송방향에 직교하는 방향으로 서로 중복되는 공통영역을 가지고 서로 이웃하도록 설정된 복수의 검사영역, 및 그 공통영역의 각 영역마다 합부판정을 행하도록 구성되어 있음과 동시에, 상기 각 검사영역에 대응하여 동작하는 복수의 배제수단을 구비하고, 또한, 상기 공통영역에서의 판정결과가 불합격인 경우에는, 그 공통영역을 사이에 둔 양측의 검사영역에 대응하는 배제수단의 쌍방이 배제동작을 행하도록 구성되어 있는 것에 의하여 특징지워진다(청구항 1).

여기서, 본 발명에 있어서는, 상기 화상처리수단에 있어서의 공통영역의 반송방향에 직교하는 방향으로의 폭을 변경하는 공통영역폭 변경수단을 구비한 구성(청구항 2)을 알맞게 채용할 수 있다.

본 발명은, 기본적으로는, 화상처리수단에 의한 검사영역을, 반송수단에 의한 반송방향에 직교하는 방향으로 분할하고, 그 각 검사영역에 대응하여 복수의 배제수단을 마련함으로써, 불합격(이물혼입 등)이라고 판정된 경우의 배제량을 적게 하는 것이지만, 서로 이웃하는 검사영역에는 중복되는 공통영역을 마련하여, 그 공통영역에 있어서 불합격이라고 판정되었을 때에는, 그 공통영역의 양측의 검사영역에 대응하는 배제수단을 함께 배제동작시킴으로써, 배제 미스의 발생을 없애려고 하는 것이다.

즉, 검사영역을 반송방향에 직교하는 방향으로 복수로 분할하고, 또한, 각 검사영역의 사이에는 공통영역을 마련하는 한편, 배제수단에 대해서는 각 검사영역과 동일 수만큼 마련하여 각각의 판정결과에 대응하여 동작시킨다. 그리고, 공통영 역에 있어서의 판정결과가 불합격(이물혼입 등)인 경우에는, 그 공통영역의 양측의 검사영역에 대응하는 2개의 배제수단을 모두 배제동작시킨다. 이로써, 하나의 검사영역에 있어서의 판정결과가 불합격인 경우에는 피검사물의 배제량을 적게 할 수 있고, 또한, 각 검사영역에 경계부분인 공통영역에 있어서의 판정결과가 불합격인 경우에 있어서도 배제 미스를 발생시킬 우려가 없다.

<실시예>

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시예의 구성도로서, 요부의 기계적 구성을 나타내는 모식도와, 전기적 구성을 나타내는 블럭도를 병기하여 나타내는 도면이다.

피검사물(S)은 컨베이어 시스템(1)의 루프(loop)모양의 벨트(11) 상에 올려져 일정한 속도로 반송된다. 컨베이어 시스템(1)의 상측에는, X선관(X선원; source; 2)이 그 X선 광축을 연직하방(鉛直下方)을 향한 자세로 배치되어 있음과 동시에, X선관(2)에 대향하여 그 연직하방에는, 벨트(11)를 개재시킨 상태로 1차원 X선 검출기(3)가 설치되어 있다.

컨베이어 시스템(1)은, 벨트(11)와, 그 벨트(11)가 걸쳐서 감겨지는 구동롤러(12) 및 복수의 종동(從動)롤러(13)를 포함하고, 구동롤러(12)는, 조작패널(4)에 설치되어 있는 스위치의 조작에 의하여 구동회로(14)로부터 공급되는 구동신호에 의하여 회전구동하는 모터(미도시)에 의하여 회전이 주어지고, 이 구동롤러(12)의 회전에 의하여 벨트(11)가 각 롤러에 안내되어서 이동하여, 피검사물(S)을 도면 중의 화살표방향으로 일정속도로 반송한다.

X선관(2)은, 그 애노드(2a)과 캐소드(2b) 사이에, X선 제어기(21)에 의하여 제어되는 고전압 발생회로(22)로부터의 고전압이 인가됨으로써 X선을 발생한다. X선관(2)과 컨베이어 시스템(1)의 사이에는, 해당 컨베이어 시스템(1)에 의한 반송방향에 직교하는 방향을 따른 슬릿(23a)이 형성되어 이루어지는 납으로 만들어진 슬릿부재(23)가 설치되어 있고, X선관(2)으로부터 출력된 X선은, 이 슬릿(23a)을 통과함으로써, 컨베이어 시스템(1)의 폭방향으로 펼쳐짐을 가지는 부채모양의 X선 빔이 되어서 벨트(11) 상의 피검사물(S)에 조사된다.

1차원 X선 검출기(3)는, 예컨대 신틸레이터(scintillator)와, 복수의 소자가 라인모양으로 늘어선 CCD 등에 의하여 구성되고, 피검사물(S)을 투과하여 이 1차원 X선 검출기(3)에 입사한 X선은, 신틸레이터에 의하여 광으로 변환된 다음에 CCD의 각 소자에 의하여 일정한 미소(微小)시간마다 검출되어, 각 소자마다 X선의 입사신호에 따른 검출신호를 출력한다.

1차원 X선 검출기(3)의 출력, 즉 피검사물(S)의 X선 투과 데이터는 데이터 처리장치(5)에 입력되어 화상처리에 제공되고, 모니터(51)에 피검사물(S)의 X선 투과상으로서 표시된다. 그리고, 이 데이터 처리장치(5)에 있어서는, 각종 필터에 거는 등의 처리를 행한 다음, 최종적으로는 각 화소의 농담(濃淡)정보를 2치화(値化)하여 이물 유무의 판정을 행하는 것인데, 이 판정은, 후술하는 바와 같이 2개의 검사영역과 그 사이의 공통영역마다 개별적으로 행한다.

X선원(2) 및 1차원 X선 검출기(3)의 설치위치에 대하여 컨베이어 시스템(1)의 반송방향 하류측에는, 제1배제장치(71)와 제2배제장치(72)가 설치되어 있다. 각 배제장치(71 및 72)는, 각각 암타입(arm type) 배제장치로서, 컨베이어 시스템(1)의 폭방향 양측에 배치되어 있고, 각각의 배제영역은 상호 중복되어 있다. 이들 제1배제장치(71) 및 제2배제장치(72)는, 데이터 처리장치(5)로부터 공급되는 신호에 의하여 구동제어된다. 또한, 어느 영역에서 이물이 검출된 경우, 부저(54)가 울리도록 되어 있다. 또한, 이 판정결과는 데이터 프린터(52)에 출력됨과 동시에, 그 화상이 비디오 프린터(53)에 출력된다.

다음으로, 데이터 처리장치(5)에 의한 판정의 방법과 각 배제장치(71, 72)의 동작에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예의 검사영역의 설정상태와 배제장치의 관계의 설명도이고, 컨베이어 시스템(1)의 모식적 평면도로 나타낸 도면이다. 또한, 도 3은 각 부의 동작을 나타내는 타이밍차트이다.

데이터 처리장치(5)에서는, 상술한 바와 같이 1차원 X선 검출기(53)의 출력을 이용한 화상처리에 의하여 이물 혼입의 유무를 판정하는 것인데, 모든 시야(검사영역)에 대하여 판정하는 것이 아니고, 미리 설정되어 있는 영역마다 이물 혼입의 유무를 판정한다.

즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 컨베이어 시스템(1)의 반송방향에 직교하는 방향의 대략 중앙부에 설정된 공통영역(Ac)을 사이에 두고 그 양측에 제1검사영역(A1) 및 제2검사영역(A2)이 설정된다. 그리고, 이들 각 영역(A1, A2 및 Ac)마다, 이물혼입의 유무를 판정한다. 이 각 영역의 경계, 바꿔 말하면 공통영역(Ac)의 폭은, 조작패널(4)의 조작에 의하여 임의로 설정할 수 있다.

그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1검사영역(A1)에서 이물혼입이 검지되 었을 때에는, 제1배제장치(71)에 대하여 이물을 배제하기 위하여 구동신호가 공급된다. 이 구동신호는, 1차원 X선 검출기(3)로부터 제1배제장치(71)의 설치위치까지의 거리와, 컨베이어 시스템(1)에 의한 피검사물(S)의 반송속도에 의하여 정해지는 시간(T1)만큼, 이물의 검지시점으로부터 지연된 시점에서 출력한다.

또한, 제2검사영역(A2)에서 이물혼입이 검지되었을 때에는, 제2배제장치(72)에 대하여 이물을 배제하기 위하여 구동신호가 공급된다. 이 구동신호는, 상기와 마찬가지로, 1차원 X선 검출기(3)로부터 제2배제장치(72)의 설치위치까지의 거리와, 컨베이어 시스템(1)에 의한 피검사물(S)의 반송속도에 의하여 정해지는 시간(T2)만큼, 이물의 검지시점으로부터 지연된 시점에서 출력된다.

그리고, 공통영역(Ac)에서 이물혼입이 검지되었을 때에는, 제1배제장치(71) 및 제2배제장치(72)의 쌍방에 대하여 이물을 배제하기 위하여, 이물의 검지시점으로부터 각각에 따른 시간(T1) 및 시간(T2)만큼 지연된 시점에서 구동신호가 공급된다.

이상의 동작에 의하면, 제1검사영역(A1) 혹은 제2검사영역(A2)에서 이물의 혼입이 검출되었을 때에는, 종래와 같이 컨베이어 시스템(1)의 벨트(11)의 전체 폭의 피검사물(S)을 배제하는 경우에 비하여, 그 배제물이 약 1/2로 감소한다. 그리고, 제1검사영역(A1)과 제2검사영역(A2) 사이의 공통영역(Ac)에 이물 혼입이 검출되었을 때에는, 제1배제장치(71)와 제2배제장치(72)의 쌍방이 배제동작을 행하므로, 컨베이어 시스템(1)에 의한 반송과정에서 이물이 공통영역(Ac)으로부터 제1검사영역(A1) 또는 제2검사영역(A2)으로 이동하였다 하더라도 배제 미스를 발생시키 지 않는다. 또한, 피검사물(S)이 어느 정도 이상으로 크고, 피검사물(S)의 중심과, 그 피검사물(S) 내에서의 이물의 혼입위치가 공통영역(Ac)과 제1검사영역(A1) 또는 제2검사영역(A2)에 걸쳐 있어도 배제 미스를 발생시키지 않는다.

여기서, 배제장치의 형태로서는, 상기한 실시형태와 같이 암타입 이외에, 컨베이어의 벨트를 반송방향에 직교하는 방향으로 복수로 분할하고, 그 각 분할된 벨트가 선택적으로 아래쪽으로 경사짐으로써 그 위에 올려져 있는 피검사물을 낙하시키는, 이른바 드롭 벨트식 등의 다른 형태의 것을 이용할 수 있다.

또한, 이상의 실시예에 있어서는, 공통영역을 사이에 두고 2개의 검사영역을 설정한 예를 나타내었지만, 3개 이상의 검사영역을 설정함과 동시에, 각 검사영역의 사이에 각각 공통영역을 마련하여도 좋고, 이 경우, 각 검사영역의 수만큼 배제장치를 설치하여 각각에 대응시키고, 공통영역에서 이물 혼입이 검지되었을 때에는, 그 양측의 검사영역에 대응하는 배제장치에 의하여 배제동작을 실행하면 좋다. 이 경우의 배제장치는, 예컨대 드롭 벨트식의 것을 이용하면 좋다.

더욱이, X선 검출기는 1차원에 한정되지 않고, 2차원의 검출기를 이용할 수 있는 것은 물론이다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 방사선 검출기에 의한 피검사물의 투과방사선정보를 화상처리하여 이물혼입의 유무 등의 합부(合否)판정을 행하는데 있어서, 서로의 사이에 공통영역을 개재시킨 복수의 검사영역을 마련함과 동시에, 각 검사영역에 대응하여 배제장치를 설치하여 이들을 이 각 검사영역마다의 합부판정에 대 응시켜서 동작시키고, 또한, 공통영역에서의 합부판정에 있어서 불합격의 판정이 있었을 때, 그 공통영역을 사이에 두는 2개의 검사영역에 각각 대응하는 2개의 배제장치의 쌍방에 의하여 배제동작을 행하므로, 곡류나 콩 종류, 혹은 감자 등의 식품이나, 도료분말 등의 공업제품 등의 비포장품에 대한 이물혼입검사 등에 있어서, 이물의 검지시에 있어서의 피검사물의 배제량을 종래에 비하여 적게 할 수 있고, 게다가, 방사선 투시정보의 채취위치로부터 배제장치의 설치위치까지의 반송과정에서 이물이 옆방향으로 이동되어도, 이물의 배제 미스를 발생시키지 않는다.

또한, 공통영역의 폭을 임의로 변경할 수 있도록 구성함으로써, 검사대상물의 크기나 반송시에 있어서의 거동(擧動) 등에 대응시킨 설정이 가능해져서, 불필요한 배제를 극력 저감시키며, 게다가 확실하게 이물 등을 배제할 수 있는 방사선 검사장치가 얻어진다.

Claims (2)

1. 방사선 발생수단과, 그 방사선 발생수단에 대향배치되고, 복수의 소자로 이루어지는 1차원 혹은 2차원 방사선 검출기와, 이들 방사선 발생수단 및 방사선 검출기 사이에서 피검사물을 반송하는 반송수단과, 상기 방사선 검출기로부터의 출력을 이용한 화상처리에 의하여 합부(合否)판정을 행하는 화상처리수단과, 그 판정결과에 따라서 상기 방사선 검출기의 하류측에서 반송수단 상의 불량품을 배제하는 배제수단을 구비한 방사선 검사장치에 있어서,

   상기 화상처리수단이, 상기 반송수단의 반송방향에 직교하는 방향으로 서로 중복되는 공통영역을 가지고 서로 이웃하도록 설정된 복수의 검사영역, 및 그 공통영역의 각 영역마다 합부판정을 행하도록 구성되어 있음과 동시에, 상기 각 검사영역에 대응하여 동작하는 복수의 배제수단을 구비하고, 또한, 상기 공통영역에서의 판정결과가 불합격인 경우에는, 그 공통영역을 사이에 둔 양측의 검사영역에 대응하는 배제수단의 쌍방이 배제동작을 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검사장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 화상처리수단에 있어서의 공통영역의 반송방향에 직교하는 방향으로의 폭을 변경하는 공통영역폭 변경수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검사장치.

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