KR101173206B1 - 근적외선을 이용한 곡물 색채선별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근적외선(NIR)을 이용하여 곡물과 비슷한 색상의 이물질을 효과적으로 선별할 수 있도록 한 곡물 색채선별장치에 관한 것으로, 곡물 선별부 양측에 설치되는 투명유리와, 상기 투명유리 양측에 설치되는 근적외선 카메라와, 상기 투명유리 양측에 설치되는 복수의 적외선등과, 상기 적외선등에 근접 설치되는 형광등과, 상기 적외선등과 형광등에 근접 설치되는 반사판과, 상기 반사판의 기울기를 조절하는 틸팅수단과, 상기 반사판의 기울기를 감지하는 각도센서 및 제어기를 포함하여 구성된다.

Description

근적외선을 이용한 곡물 색채선별장치{GRAIN COLOR SORTING APPARATUS FOR USING NEAR INFRARED RAY}

본 발명은 근적외선(NIR) 및 근적외선 카메라를 이용하여 선별 대상 곡물과 같거나 비슷한 색상의 유리나 합성수지, 일부 썩은 곡물 및 이종곡물 등(이하 '이물질' 이라 한다)을 효과적으로 선별할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 곡물 색채선별기는 낙하 배출되는 쌀ㆍ보리ㆍ밀ㆍ콩 등과 같은 곡물(또는 穀粒)을 이미지 촬영에 의한 색채(또는 명암) 판별을 통해 양품과 불량품을 판별한 다음 불량품(또는 이물질)은 고압공기를 순간적으로 분사시켜 양품으로부터 분리 제거함으로써 양품과 불량품으로 선별 처리하는 장치이다.

종래 색채선별기는 주로 CCD 카메라로 곡물을 선별하고 있어서 선별대상 곡물과 같거나 비슷한 색상의 이물질, 예컨대 합성수지나 유리 등과 같이 색상이 같은 경우 색상이 같거나 비슷하여 곡물과 이물질의 정확한 선별이 이루어지지 않고 있다.

한편, 각종 물체나 물질의 경우 밀도나 흡수능에 따라 수분함수율이 달라지며, 수분함수율에 따라 빛의 흡수율이나 반사율도 달라진다.

예컨대, 쌀과 같은 곡물의 경우 함수율이 높은 편이며, 합성수지는 수분을 거의 흡수하지 않아 표면에만 물이 잠깐 흡착되는 정도이며, 가시광(가시광선 光) 상태하에서는 쌀과 합성수지의 구분이 어려운 편이나, 근적외선(NIR)으로 조명하는 경우에는 빛 흡수율이 뚜렷이 구분된다.

즉, 쌀과 같은 곡물을 선별할 때, 쌀과 같거나 비슷한 색상의 합성수지가 포함되어 있는 경우 수분이 많은 쌀은 조명광을 많이 흡수하여 어두운 편이고, 수분이 적거나 거의 없는 합성수지는 조명광을 적게 흡수하여 상기 쌀보다 밝은 편이므로 확연한 명암 차이로 쉽게 구분되어 용이하게 선별할 수 있게 된다.

도 1은 CCD 카메라로 곡물을 선별하는 종래 색채선별기(1)의 개략적인 구성도로, 선별 대상 곡물 또는 그 곡립(穀粒)이 투입되는 투입호퍼(2)와, 상기 투입호퍼(2)로부터 배출되는 곡물(10)을 진동시켜 폭이 넓은 배출슈트(3)의 전체면으로 골고루 펼쳐주는 진동부(4)와, 폭이 넓은 배출슈트(3)를 따라 투명유리(14)(15) 사이로 자유 낙하(활강)하는 곡립으로 빛을 투과 및 반사시키는 광원(5)과, 상기 광원(5)에 의해 반사되는 곡립을 고속으로 라인 스캔하여 영상 이미지를 획득하는 좌우 한 쌍의 CCD 카메라(CCD Camera)(6)(6a)와, 상기 CCD 카메라(6)(6a)에 의해 획득된 영상 이미지를 비교 판단하여 양품과 불량품을 판정한 다음 불량품이 있으면 불량품 제거신호를 출력하고 전체 시스템을 제어(곡물, 운전조건, 환경)하는 제어부(7)와, 상기 제어부(7)로부터 출력되는 불량품 제거신호에 의해 고압의 압축공기를 순간적으로 분사시켜 불량품으로 판정된 곡립을 양품과 분리 배출시키는 분사노즐(8) 및 매니폴더(9)와, 선별 배출되는 양품(10a)과 이물질(10b) 및 선별과정에서 발생되는 낙곡(落穀)(10c)의 이동을 각각 안내하는 슈트(11)(12)(13)로 구성되며, 공기압축기(17)는 이물질을 분사시켜 선별할 수 있게 상기 매니폴더(9)와 분사노즐(8)로 고압의 압축공기를 공급하고, 매니폴더(9)에는 이젝터 밸브(16)가 설치되어 기로(氣路)를 개방시키거나 폐쇄시키게 되며, 상기 이젝터 밸브(16)의 개방에 따라 호스를 경유하여 분사노즐(8)로 공급되는 압축공기가 순간적으로 고압 분사되면서 해당 이물질(10b)을 정상 배출로로부터 이탈시켜 분리하게 되며, 이탈 분리된 이물질(10b)은 자유 낙하하여 슈트(12)로 배출되고, 양품(10a)은 다른 슈트(11)로 배출되고, 배출슈트(3)를 이탈하여 낙하하는 낙곡(落穀)(10c)은 또 다른 슈트(13)로 배출되어 이송수단, 이를테면 버킷컨베어 또는 후황기 등을 통하여 투입호퍼(2)로 회수된 다음 재차 색채 선별된다.

상기 색채선별기(1)는 CCD 카메라(6)(6a)를 이용하여 곡물(10)과 이물질을 선별하고 있으므로, 상기한 것처럼 선별 대상 곡물과 같거나 비슷한 색상의 이물질을 선별하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 가시광 조명에서는 곡물과 이물질의 색상 또는 명암이 같거나 비슷하지만 근적외선(NIR) 조명에서는 수분(水分) 흡수율 차이에 의해 색상 또는 명암 차이가 현격히 달라지는 점을 이용하여 색상 또는 명암이 같거나 비슷한 곡물과 이물질을 효과적으로 선별할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 반사판의 기울기를 조절하여 곡물의 종류가 변경되거나, 또는 선별 조건이나 선별 환경에 맞춰 최적의 조명을 제공할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

본 발명 곡물 색채선별장치는, 곡물 선별부 양측에 설치되는 CCD 카메라로 곡물에 포함된 이물질을 선별하는 곡물 색채선별기에 있어서, 곡물 선별부 양측에 설치되는 투명유리와, 상기 투명유리 양측에 설치되는 근적외선 카메라와, 상기 투명유리 양측에 설치되는 복수의 적외선등(赤外線燈)과, 상기 적외선등에 근접 설치되는 형광등과, 상기 적외선등과 형광등에 근접 설치되는 반사판과, 상기 반사판의 기울기를 조절하는 틸팅수단과, 상기 반사판의 기울기를 감지하는 각도센서 및 제어기를 포함하여 구성된다.

상기 적외선등은, 형광등의 길이방향으로 소정간격이 유지되게 설치하되 적외선등과 투명유리 사이에 반사부재를 설치하여 적외선광이 간섭조명되도록 함을 특징으로 한다.

상기 형광등의 길이방향 일측 외면에 소정 폭의 도전성 박판지를 접착시켜 양호한 점등이 이루어지도록 함을 특징으로 한다.

상기 틸팅수단은, 반사판의 일측 축봉에 고정되는 제1 스퍼어기어와, 상기 제1 스퍼어기어에 치합되는 제2 스퍼어기어와, 상기 제2 스퍼어기어에 고정되는 모터의 회전축을 포함하는 구성된다.

상기 각도센서는, 제1 스퍼어기어의 일측에 치합되는 제3 스퍼어기어와, 상기 제3 스퍼어기어에 고정되는 각도센서의 축 및 그 각도센서를 포함하여 구성된다.

본 발명은 가시광 조명에서는 곡물과 이물질의 색상 또는 명암이 같거나 비슷하지만 근적외선 조명에서는 수분 흡수율 차이에 의해 색상 또는 명암 차이가 현격히 달라지는 점을 이용하여 곡물과 이물질을 효과적으로 선별할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 반사판의 기울기를 조절하는 방법으로 곡물의 종류가 변경되거나 선별조건 또는 선별환경에 맞춰 최적의 조명을 제공할 수 있는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1 : 종래 발명의 구성도.
도 2 : 본 발명 일 예로 도시한 구성도.
도 3 : 본 발명 일 예로 도시한 조명부 구성도.
도 4 : 본 발명 일 예로 도시한 조명부 사시도.
도 5 : 본 발명 일 예로 도시한 반사판 구동수단 및 각도감지수단 사시도.
도 6 : 본 발명 일 예로 도시한 조명 상태도.
도 7 : 본 발명 일 예로 도시한 제어부 회로 블럭도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략한다.

도 2는 본 발명 일 예로 도시한 곡물 색채선별장치(20)의 구성도이고, 도 3, 4는 요부 단면도 및 그 사시도로, 수분(水分) 흡수율이 상이한 곡물(穀物)과 이물질(異物質)을 효과적으로 판별할 수 있도록 좌우 한 쌍으로 설치되는 근적외선 카메라(21)(22)와, 적외선을 방출하는 복수의 적외선등(赤外線 燈)(23)(24)과, 상기 적외선등(23)(24)에 근접 설치되어 가시광(가시광선 光)을 방출하고 적외선을 반사시켜 적외선광과 가시광이 혼합 방출되도록 하는 형광등(25)(26)과, 조절되어 혼합 방출되는 적외선광과 가시광이 최적의 상태로 조명될 수 있도록 기울기를 조절하는 반사판(27)(28)과, 적외선광이 간접 조명될 수 있도록 형광등(25)(26) 방향으로 반사시키는 반사부재(29)(30)와, 반사판(27)(28)의 기울기를 조절하는 틸팅수단과, 반사판(27)(28)의 기울기를 감지하여 제어기(35)로 입력하는 각도센서(42) 등으로 구성된다.

본 발명 곡물 색채선별장치(20)는 도 2에 도시한 것처럼, 선별 대상 곡물(10) 또는 그 곡립(穀粒)이 투입되는 투입호퍼(2)와, 상기 투입호퍼(2)로부터 배출되는 곡물을 진동시켜 폭이 넓은 배출슈트(3)의 전체면으로 골고루 펼쳐주는 진동부(4)와, 폭이 넓은 배출슈트(3)를 따라 투명유리(14)(15) 사이로 자유 낙하(활강)하는 곡립으로 빛을 투과 및 반사시키는 광원(5)과, 상기 광원(5)에 의해 반사되는 곡립을 고속으로 라인 스캔하여 영상 이미지를 획득하는 좌우 한 쌍의 CCD 카메라(CCD Camera)(6)(6a)와, 상기 CCD 카메라(6)(6a)에 의해 획득된 영상 이미지를 비교 판단하여 양품과 불량품을 판정한 다음 불량품이 있으면 불량품 제거신호를 출력하고 전체 시스템을 제어(곡물, 운전조건, 환경)하는 제어부(7)와, 상기 제어부(7)로부터 출력되는 불량품 제거신호에 의해 고압의 압축공기를 순간적으로 분사시켜 불량품으로 판정된 곡립을 양품과 분리 배출시키는 분사노즐(8) 및 매니폴더(9)와, 선별 배출되는 양품(10a)과 이물질(10b) 및 선별과정에서 발생되는 낙곡(落穀)(10c)의 이동을 각각 안내하는 슈트(11)(12)(13)와, 이물질을 분사시켜 선별할 수 있게 상기 매니폴더(9)와 분사노즐(8)로 고압의 압축공기를 공급하는 공기압축기(17)가 구성된다.

상기 적외선등(23)(24)은 저렴하면서 쉽게 구입할 수 있는 할로겐등을 예로 들 수 있으며, 근적외선 카메라(21)(22)에는 전기적 필터(전자필터)또는 물리적 필터가 설치되거나 회로가 구성되어 근적외선광(예컨대 1,400~1,650㎚ 파장의 近赤外光) 이미지가 촬상된다.

따라서 형광등을 이용한 가시광 조명에서는 곡물과 이물질의 색상 또는 명암이 같거나 비슷한 경우 선별이 불가능하지만, 적외선등(23)(24)을 이용한 적외선 조명에서는 수분 흡수율 차이에 의해 곡물(10)과 이물질의 색상 또는 명암 차이가 현격히 달라지며, 근적외선 필터가 구비된 근적외선 카메라(21)(22)는 이를 촬상한 이미지 데이터를 제어기(35)로 입력시켜 선별 처리될 수 있도록 함으로써 곡물(10)과 이물질이 효과적으로 선별 처리된다.

상기에서 좌우 한 쌍으로 구성되는 근적외선 카메라(21)(22)와, 적외선등(23)(24)과, 형광등(25)(26)과, 반사판(27)(28)과, 반사부재(29)(30)와, 각도센서(42)는 이격 설치되는 투명유리(14)(15)의 양측에 대칭 구조로 각각 설치되며, 형광등(5)(25)(26)에 의한 가시광 조명과 적외선등(23)(24)에 의한 적외선 조명은 투명유리(14)(15) 사이의 선별부(O)로 낙하하는 곡물(이물질이 포함된 곡물)(10)로 집중 조명되며, CCD 카메라(6)(6a) 및 근적외선 카메라(21)(22)는 조명에 의해 반사되는 피사체(이물질이 혼합된 곡물)를 촬상하여 선별에 필요한 영상데이터를 제어기(35)로 입력하게 된다.

상기 제어기(35)는 입력되는 영상데이터를 비교 판단하여 명암 차이가 설정된 값을 초과하면 이물질이 혼합된 것으로 판단하여 공기분사 신호를 출력하게되며, 이에 따라 해당 이젝터 밸브(16)가 동작하여 기로(氣路)를 개방시켜 공기압축기(17)의 고압공기가 매니폴더(9)를 통하여 분사노즐(8)로 공급되고, 분사노즐(8)로 공급된 고압공기는 순간적으로 분사되면서 해당 이물질(10b)을 정상 배출로로부터 이탈시켜 분리하게 되며, 이탈 분리된 이물질(10b)은 자유 낙하하여 슈트(12)로 배출되고, 양품(10a)은 다른 슈트(11)로 배출되고, 배출슈트(3)를 이탈하여 낙하하는 낙곡(落穀)(10c)은 또 다른 슈트(13)로 배출된다.

본 발명에서 길이가 긴(대략 1,500㎜ 이상) 형광등(5)(25)(26)은 점등 불량이 일어날 수 있으므로, 본 발명에서는 형광등(5)(25)(26)의 길이방향 일측 외면에 소정 폭의 도전성 박판지(36), 이를테면 은박지 등을 접착시켜 양호한 점등이 이루어지도록 구성된다.

상기 도전성 박판지(36)는 선별부(O)의 조명에 방해되지 않도록 선별부(O) 반대방향의 형광등(5)(25)(26) 표면에 접착된다.

본 발명에서 적외선 조명을 담당하는 적외선등(23)(24)은 도 4와 같이 형광등(25)(26)의 길이방향으로 소정간격이 유지되게 복수 개로 설치되며, 적외선 광(光)이 방출 조명된다.

상기 적외선등(23)(24)은 간접 조명에 의해 균일한 조명이 달성될 수 있도록 적외선등(23)(24)과 투명유리(14)(15) 사이에 반사부재(29)(30)가 각각 설치된다. 도 6에서 반사부재(29)(30)는 브라켓(47)(48)에 고정되고, 적외선등(23)(24)이 전기적으로 결합되는 소켓(49)(50)은 상기 브라켓(47)(48)에 소정간격으로 설치된다.

상기 적외선등(23)(24)으로부터 방출되는 적외선광(N)의 일부는 도 6에 도시한 것처럼 유리로 구성되는 형광등(25)(26) 표면에 반사되어 선별부(O) 방향으로 조사되어 조명되며, 또 다른 일부는 반사부재(29)(30)에 부딪친 다음 형광등(25)(26) 표면에서 재차 반사되어 선별부(O) 방향으로 조사되어 조명된다. 이러한 반사 및 간접 조명에 의해 선별부(O)로 조사되는 적외선광(N)이 균일하게 조사 및 조명된다.

상기 형광등(25)(26) 일측에는 형광등(25)(26) 길이와 같거나 비슷한 길이의 반사판(27)(28)이 설치되어 형광등(25)(26)에 의한 가시광 적외선등(23)(24)에 의한 적외선광(N)을 선별부(O)로 반사시켜 선별에 적절한 조명이 유지되도록 조절하거나 유지하게 된다.

상기 반사판(27)(28)은 틸팅수단에 의해 그 기울기가 제어된다.

도 5는 반사판(27)(28)은 틸팅수단을 도시한 것으로, 길이가 긴 반사판(27)(28)의 양측에 축봉이 구비되어 도시안된 측판에 축설치되며, 일측 축봉(37)에는 제1 스퍼어기어(38)가 고정되고, 제1 스퍼어기어(38)에는 제2 스퍼어기어(41)가 치합되며, 제2 스퍼어기어(41)는 감속기능이 구비되고 정역회전이 가능한 모터(39)의 회전축(40)에 고정되어, 반사판(27)(28)이 시계방향 또는 반시계 방향으로 기울어질 수 있게 구성된다.

상기 반사판(27)(28)은 길이가 긴 구조이므로 자중에 의해 휘어지거나 밴딩되지 않도록 내부가 비어있는 경량골재(경량 프레임)이며, 반사면적이 커지도록 높이(세로길이)는 높고 폭(가로길이)은 좁은 편이다.

또한, 반사판(27)(28)의 반사면에는 반사필름이나 반사시트 등의 반사지(45)(46)가 접착되어 반사율이 향상된다.

상기 반사판(27)(28)과 형광등(25)(26) 표면을 통하여 가시광과 적외선광(N)이 선별부(O)로 반사 조명되며, 모터(39)에 의해 반사판(27)(28)의 기울기가 조절되면서 반사광량이 조절되므로 곡물(10)을 선별할 때 최적의 조명효과를 얻을 수 있게된다.

상기 적외선광(N)은 반사부재(29)(30)에 의해 직접광이 아닌 반사광이 사용되므로 최적의 적외선 조명효과를 얻을 수 있게 된다.

상기 제1 스퍼어기어(38)의 일측에는 각도센서(42)의 축(43)이 결합된 제3 스퍼어기어(44)가 치합되어 반사판(27)(28)이 설정된 기울기를 제어된다.

상기 각도센서(42)는 모터(39)의 정회전 또는 역회전에 의해 반사판(27)(28)이 시계방향 또는 반시계방향으로 기울어지면서 적절한 광량이 선별부(O)로 반사되며, 반사판(27)(28)의 회전각도에 따라 각도센서(42)가 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 회전각도 값을 제어기(35)의 제어부(C)로 입력하게 되며, 제어기(35)는 입력되는 회전각도 값이 설정된 회전각도 값과 일치할 때까지 모터(39)를 동작시켜 반사판(27)(28)이 시계방향 또는 반시계 방향으로 기울어지게 되며, 입력되는 회전각도 값과 설정된 회전각도 값이 일치하면(또는 그 범위에 포함되면) 모터(39)를 정지시켜 반사판(27)(28)이 정지되며, 반사판(27)(28)은 정지된 기울기에서 가시광과 적외선광(N)을 선별부(O)로 적절히 반사시켜 이물질이 포함된 곡물(10)을 조명하게 된다.

상기 각도센서(42)는 엔코더, 각변위 센서, 또는 회전에 비례하여 저항값이 변화되는 가변저항기 등을 예로 들 수 있다.

도 7은 본 발명 일 예로 도시한 제어기(35)의 회로블럭도로, PLC 또는 중앙처리장치 등으로 구성되는 제어부(C)의 입력에 모드(Mode)선택, 본 발명 곡물 색채선별장치의 온(ON)/오프(OFF), 통신모드 등의 선택 및 각종 데이터를 입력 및 설정할 수 있는 키패드 및 제어부(C) 이상시 초기화(Reset)시키는 리셋부 등으로 구성되는 설정부(S)와, 가시광으로 곡물과 이물질의 색채(또는 명암)를 얻는 CCD 카메라(6)(6a)와, 적외선광(N)으로 곡물과 이물질의 근적외선 색채(또는 명암)를 얻는 근적외선 카메라(21)(22)와, 반사판(27)(28)의 기울기 값을 감지하여 입력하는 각도센서(42)가 각각 접속된다.

상기 제어부(C)의 출력에는 각종 동작상태ㆍ동작모드ㆍ설정값ㆍ현재값ㆍ각종 기기의 동작상태나 각종 이상 등이 표시되는 표시부(D)와, 곡물(10)로 가시광을 조명하는 형광등(5)(25)(26)과, 곡물(10)로 적외선광(N)을 조명하는 적외선등(23)(24)과, 반사판(27)(28)의 기울기를 제어하는 모터(39)와, 분사노즐(8)로 고압공기가 분사될 수 있도록 이젝터(9)를 개폐시키는 이젝터 밸브(16)와, 곡물 투입호퍼(2)를 진동시키는 진동자(4)가 각각 접속된다.

상기 제어부(C)의 입ㆍ출력부에는 운영 프로그램 및 CCD 카메라(6)(6a), 근적외선 카메라(21)(22), 모터(39), 형광등(5)(25)(26), 적외선등(23)(24), 이젝터 밸브(16), 진동자(4) 등의 각종 엑츄에이터를 제어하는 제어프로그램 등이 저장되는 메모리부와, 주 제어기의 제어를 받거나 통신을 하거나 데이터를 주고 받을 수 있도록 통신인터페이스가 구비되는 네트워크가 각각 접속된다. 상기 네트워크에는 복수로 설치되는 CCD 카메라(6)(6a) 및 근적외선 카메라(21)(22) 등을 제어하고 복수의 곡물 색체선별장치(20)를 제어하는 주 제어기들이 각각 접속되어 원격 제어된다.

상기 제어부(C)의 출력에는 도면으로 도시하지 않았지만 각종 엑츄에이터를 구동시키는 구동 드라이브가 접속되며, 상기 설정부(S)는 통상의 키패드, 스위치군, 터치스크린 등을 각각 또는 혼용할 수 있다.

상기 메모리부의 데이터는 제어부(C)에 의해 독출 및 갱신되고 엑츄에이터의 각종 제어와 표시 및 경보 등에 이용되며, 제어기 또는 주 제어기를 통하여 새로 작성되거나 입력되는 데이터, 수정 데이터, 운영데이터 등은 통신인터페이스와 네트워크를 통하여 송수신 된다.

상기 표시부(D)는 전원공급 상태를 표시하는 전원표시등과, 각종 센서류 및 엑츄에이터 등이 동작중임을 표시하며, 액정디스플레이(LCD), 세븐 세그먼트, 발광다이오드 등으로 복합 구성되거나 상황여건에 따라 터치스크린으로 표시부를 구성하여 사용의 편의를 도모할 수도 있다.

본 발명은 양측에 설치된 CCD 카메라(6)(6a) 및 근적외선 카메라(21)(22)에 의해 곡물(10) 중에 포함된 대부분의 이물질이 선별 처리된다.

즉, 선별 대상 곡물(10)과 색상 또는 명암이 상이한 이물질의 경우, CCD 카메라(6)(6a)로 촬상되는 가시광 이미지 데이터로 대부분 선별 처리되며, 선별 대상 곡물(10)과 색상 또는 명암이 같거나 비슷한 이물질의 경우, 근적외선 카메라(21)(22)로 촬상되는 근적외선 이미지 데이터에 의해 대부분 선별 처리된다.

상기 공기압축기(17)는 이물질을 분사시켜 선별할 수 있도록 매니폴더(9)와 분사노즐(8)로 고압의 압축공기를 공급하게 되며, 매니폴더(9)에는 제어기(35)의제어를 받는 이젝터 밸브(16)가 설치되어 매니폴더(9)의 기로(氣路)를 개방시키거나 폐쇄시키게 된다.

CCD 카메라(6)(6a) 또는 근적외선 카메라(21)(22) 또는 CCD 카메라(6)(6a)와 근적외선 카메라(21)(22)에 의해 이물질이 검출되며, 제어기(35)에 의해 상기 이젝터 밸브(16)가 개방되면서 호스를 경유하여 분사노즐(8)로 공급되는 압축공기가 순간적으로 고압 분사되면서 해당 이물질이 정상 배출로로부터 이탈되어 분리된다.

이탈 분리된 이물질은 자유 낙하하여 슈트(12)로 배출되고, 양품 곡물(10a)은 다른 슈트(11)로 배출되고, 배출슈트(3)를 이탈하여 낙하하는 낙곡(落穀)(10c)은 또 다른 슈트(13)로 배출되거나, 또는 또 다른 슈트(13)로 배출된 다음 이송수단, 이를테면 버킷컨베어 또는 후황기 등을 통하여 투입호퍼(2)로 회수된 다음 재차 색채 선별된다.

본 발명에서 형광등(5)(25)(26)을 이용하여 곡물(10) 선별에 필요한 광량을 얻고, 적외선등(23)(24)의 적외선광(N)으로 간접조명시켜 곡물(10)에 비치는 조명광의 강도가 평준화되고 균일한 조명이 달성되며, 반사부재(29)(30)에 의해 적외선광(N)의 직접광이 최소화된다.

본 발명은 곡물의 선별에 있어 가시광과 적외선광을 이용하므로 곡물(10)과 이물질의 선별 성능이 크게 향상된다.

즉, 근적외선 카메라(21)(22)는 곡물(10) 표면의 수분 측정이 가능하다. 즉, 곡물(10) 표면의 수분이 근적외선을 흡수하기 때문에 가시광 영역에서 흰색의 합성수지나 흰색의 쌀은 구분없이 같게 취급되므로 선별이 되지 않으나, 적외선 영역에서는 수분이 많은 흰쌀은 수분에 의해 근적외선이 흡수되므로 어둡게 보이고, 수분이 적은 흰색의 합성수지는 근적외선 흡수량이 적어 밝게 보이므로 쉽게 구분되어 효율적인 색채 선별이 가능해진다. 이를테면, 곡물 표면에 수분이 많으면 반사도가 감소하고, 곡물 표면에 수분이 적으면 반사도가 증가한다.

또한 본 발명은 곡물의 선별시 곡물의 특성에 따른 파장을 이용하여 곡물을 선별함과 동시에 근적외선 영역의 파장을 이용하여 이물질 선별을 동시에 할 때 근적외선 카메라(21)(22)가 적외선광(N)을 직접 주사하되, 간접광을 이용함으로써 신호의 왜곡이 최소화되어 이물질 및 곡물(10) 선별력이 크게 향상된다.

즉, 가시광의 영역을 사용하면 눈으로 보았을 때 투명하여 잘 보이지 않거나 곡물(쌀)과 유사한 색을 띠는 이물질의 경우 선별이 불가능하지만, 근적외선 영역을 사용하게 되면 우리 눈으로는 감지할 수 없지만 곡물과 이물질의 투과 반사도가 달라지므로 이를 검출할 수 있다.

예컨대, 1,400~1,650nm의 파장에서는 수분(水分)의 정도에 따라 빛의 반사도가 달라진다. 즉, 수분이 많은 경우에는 빛의 반사도가 낮아지며 수분이 적은 경우에는 빛의 반사도가 높아지게 된다.

따라서 CCD 카메라(6)(6a)만 사용하여 곡물(10)을 선별하는 경우, 썩은 곡물이나, 진한 색상의 유색 유리나 일부의 합성수지도 선별되지만, 선별 대상 곡물과 같은 색상의 이물질인 경우 선별이 거의 이루어지지 않게되나, 본 발명에서는 근적외선 카메라(21)(22)에 의해 CCD 카메라(6)(6a)로는 검출이 어려운 이물질과 곡물(10)을 보다 효율적으로 선별할 수 있게 된다.

본 발명에서 반사판(27)(27)(51)(52)은 곡물(10)의 종류에 따라 카메라에서 받아들이는 광량의 기본 레벨을 정해주는 것으로 카메라에서는 기본광량을 근거로 하여 곡물 및 이물질의 신호가 형성된다. 곡물의 신호가 어둡게 보기 위해서는 기본 광이 많아지도록 반사판(27)(28)을 조정하며 곡물(10)의 신호가 밝게 하기 위해서는 기본 광이 작아지도록 반사판(27)(28)을 조정한다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

(1)(20)--곡물 색채선별장치 (8)--분사노즐
(9)--매니폴더 (10)--곡물
(14)(15)--투명유리 (16)--이젝터 밸브
(21)(22)--근적외선 카메라 (23)(24)--적외선 등(燈)
(25)(26)--형광등 (27)(28)--반사판
(29)(30)--반사부재 (35)--제어기
(36)--도전성 박판지 (38)(41)(44)--스퍼어기어
(39)--모터 (42)--각도센서
(43)--각도센서의 축 (45)(46)--반사지
(47)(48)--브라켓 (49)(50)--소켓
(C)--제어부 (D)--표시부
(N)--적외선광 (O)--선별부
(S)--설정부

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 곡물 선별부 양측에 설치되는 CCD 카메라로 곡물에 포함된 이물질을 선별하는 곡물 색채선별기에 있어서;
   곡물 선별부 양측에 설치되는 투명유리;
   상기 투명유리 양측에 설치되는 근적외선 카메라;
   상기 투명유리 양측에 설치되는 복수의 적외선등;
   상기 적외선등에 근접 설치되는 형광등;
   상기 적외선등과 형광등에 근접 설치되는 반사판;
   상기 반사판의 기울기를 조절하는 틸팅수단;
   상기 반사판의 기울기를 감지하는 각도센서 및 제어기; 를 포함하되,
   상기 틸팅수단은,
   반사판의 일측 축봉에 고정되는 제1 스퍼어기어;
   상기 제1 스퍼어기어에 치합되는 제2 스퍼어기어;
   상기 제2 스퍼어기어에 고정되는 모터의 회전축;
   을 포함하는 근적외선을 이용한 곡물 색채선별장치.
5. 곡물 선별부 양측에 설치되는 CCD 카메라로 곡물에 포함된 이물질을 선별하는 곡물 색채선별기에 있어서;
   곡물 선별부 양측에 설치되는 투명유리;
   상기 투명유리 양측에 설치되는 근적외선 카메라;
   상기 투명유리 양측에 설치되는 복수의 적외선등;
   상기 적외선등에 근접 설치되는 형광등;
   상기 적외선등과 형광등에 근접 설치되는 반사판;
   상기 반사판의 기울기를 조절하는 틸팅수단;
   상기 반사판의 기울기를 감지하는 각도센서 및 제어기; 를 포함하되,
   상기 각도센서는,
   제1 스퍼어기어의 일측에 치합되는 제3 스퍼어기어;
   상기 제3 스퍼어기어에 고정되는 각도센서의 축 및 그 각도센서;
   를 포함하는 근적외선을 이용한 곡물 색채선별장치.

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