KR102514658B1 - 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치 및 곡물 수분 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대형 곡물 수분 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수분 함량이 많은 고수분의 산물벼, 건조중벼 등의 곡물 그대로 수분을 측정하되, 고수분 범위에서 정확도를 높일 수 있고, 건조기에서 건조 중이어서 높은 온도를 품고 있는 건조중곡물의 수분을 즉시 측정할 수 있는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치 및 곡물 수분 측정방법에 관한 것이다.

Description

산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치 및 곡물 수분 측정방법{Portable grain moisture measuring apparatus with rough rice and drying rice moisture measurement function and method thereof}

본 발명은 휴대형 곡물 수분 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수분 함량이 많은 고수분의 산물벼, 건조중벼 등의 곡물 그대로 수분을 측정하되, 고수분 범위에서 정확도를 높일 수 있고, 건조기에서 건조 중이어서 높은 온도를 품고 있는 건조중곡물의 수분을 즉시 측정할 수 있는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치 및 곡물 수분 측정방법에 관한 것이다.

곡물은 수분을 함유하고 있어 수확 후에도 주위 온도 및 습도에 큰 영향을 받아 저장 및 보관에 있어, 온도, 습도 및 수분 관리가 매우 중요하다.

특히, 곡물의 수분 관리는 양질의 품질을 유지하고, 맛있는 쌀 등의 곡물을 구매하려는 소비자의 욕구와 공정한 상거래 유지에 부합하여 그 중요성이 더욱 커지고 있다.

또한, 곡물의 상거래 시 가격을 결정하는 요소는 중량과 수분이므로, 수분은 가격 결정에 큰 영향을 준다.

이에 따라 곡물 거래에서 사용되는 곡물 수분 측정장치는 법률 시행령 대통령령(제29793호, 제33조 교정 대상 측정기)으로 정하여 공정한 상거래를 수행할 수 있도록 하고 있다.

통상적으로 곡물의 수분 측정방법은 1차적 방법인 직접법과 2차적 방법인 간접법으로 나뉜다.

1차적 방법인 직접법으로는 전건법을 사용하며, 곡물 수분의 기준값으로 사용한다.

그러나 전건법은 곡물(벼)을 분쇄하여 건조로에 넣고, 일정 온도에서 곡물의 수분을 증발시켜 건조한 후, 건조 전, 후의 중량변화를 백분율로 나타내는 것으로, 많은 시간과 경제적 비용이 크므로 산업 현장에서는 잘 사용하지 않는다.

전건법이 시간과 경제적 비용이 크므로 산업 현장에서는 2차적 방법인 간접법을 주로 사용한다.

2차적 방법인 간접법은 그 종류가 매우 다양하며, 경제적으로 곡물의 수분을 측정할 수 있다.

특히, 간접법 중 전기적 방법은 수분을 포함하는 곡물의 전기저항 또는 정전용량의 전기적 특성을 이용하여 곡물의 수분을 측정하는 것으로, 신속히 곡물의 수분을 측정할 수 있고 사용이 편리하여 가장 많이 사용된다.

정전용량식 곡물 수분 측정장치는 고주파를 사용하므로 회로가 복잡하고 밀도에 대한 보정 등 숙련된 측정 과정을 가지며 고가인 데 반하여, 전기저항식 곡물 수분 측정장치는 전기저항을 이용하므로 회로가 간단하며 밀도에 따른 보정을 필요로 하지 않으므로 제작비용이 저렴하여 많이 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 전기적 방법이 적용된 기존의 휴대형 곡물 수분 측정장치의 곡물 저항 대비 수분 그래프를 나타내 도면이다.

도 1을 참조하면, 전기적 방법이 적용된 기존의 휴대형 곡물 수분 측정장치는 곡물을 분쇄 압축 후 압축한 전극의 간격(d), 면적(S) 및 곡물(벼)의 고유저항(ρ)에 의해 하기 수학식 1의 관계식으로부터 도 1과 같은 수분에 따른 전기저항의 변화에 따른 마스터 커브인 로그함수 커브를 가지도록 구성되고, 측정되는 곡물(벼)의 저항값(R)을 도 1의 커브에 적용하여 곡물(벼)의 수분을 측정한다.

종래, 전기저항식 곡물 수분 측정장치는 건조 현장 및 수매 현장에서 필수적으로 사용된다. 특히, 수매 현장은 곡물(벼)의 상거래가 직접적으로 이루어지는 현장으로 휴대가 가능한 형태의 수분 측정장치가 사용되며 정확도가 요구된다.

곡물은 곡물 농가에서 건조한 건조 곡물과 수확 후 건조하지 않고 수분을 그대로 포함하고 있는 산물 곡물이 있다.

벼를 예로 들면, 벼는 건조벼와, 산물벼가 있으며, 국내 곡물벼의 상거래 상황은 건조벼 수매가 약 2/3를 차지하고, 산물벼 수매가 약 1/3을 차지하고 있다.

그러나 휴대형 곡물 수분 측정장치는 상술한 바와 같이 전기저항방식을 많이 사용하고 있으며, 도 1과 같이 로그함수 커브를 가지도록 구성되므로 참조된 부호 2의 범위, 즉 10%mc ~20%mc 대역에서만 분해능이 높아 정확성이 높고, 수분이 20%mc 이상 높은 1의 영역의 산물벼의 경우에는 분해능이 작아 재현성 및 정확도가 떨어져 측정값을 신뢰할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 벼는 산물 상태로 수확하기 때문에 보관 시 건조를 시켜야 부패 등의 변질을 막을 수 있고, 도정에서는 깨지지 않는 완전미 비율을 높일 수 있다. 또한, 벼의 건조는 밥맛을 결정하는 중요한 요소이다.

일반적으로 건조벼는 15%mc의 수분을 포함하도록 건조된다. 이는 쌀이 15~16%mc에서 가장 맛있는 밥맛을 느끼기 때문이다.

통상적으로 건조벼는 산물 상태의 산물벼를 건조기에서 40℃ 이하에서 시간당 건감률 0.5%mc가 되도록 건조시켜 얻는다.

건조 온도가 너무 높거나 건조속도가 너무 빠를 경우 벼가 손상을 입어 도정수율이 매우 떨어지므로 벼를 건조할 때는 건조 온도 및 건조 중 수분 측정이 매우 중요하다.

건조 중인 건조중벼의 수분 측정은 온도와 매우 밀접한 관계가 있다. 즉, 벼는 품고 있는 온도에 따라 전기저항의 변화가 달라지므로 전기저항식 곡물 수분 측정 방법을 이용하는 휴대형 곡물 수분 측정장치는 벼가 품고 있는 온도를 반영하거나 휴대형 곡물 수분 측정장치와 벼(곡물)가 동일한 실온이될 때까지 기다려야 한다.

즉, 수분 측정자는 건조중인 벼를 건조기 내에서 채취한 뒤 실온에서 오랜 시간 두어 휴대형 곡물 수분 측정장치의 실온 온도와 벼(곡물)가 품고 있는 온도가 실온과 같아지면 휴대 수분 측정장치의 측정 버튼을 눌러 측정을 수행해야 한다.

따라서 수분 측정자는 벼가 품고 있는 온도를 반영할 수 없어 건조중인 벼를 측정하는 데 많은 시간을 기다려야 하므로 번거로운 문제점이 있다.

따라서 수분 함량이 많은 고수분의 산물벼 및 높은 온도를 품고 있는 건조중벼의 수분을 즉시 측정할 수 있는 휴대형 곡물 수분 측정장치의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0071460호(2010.06.29.공개)

따라서 본 발명의 목적은 수분 함량이 많은 고수분의 산물벼, 건조중벼 등의 곡물 그대로 수분을 측정하되, 고수분 범위에서 정확도를 높일 수 있고, 건조기에서 건조 중이어서 높은 온도를 품고 있는 건조중곡물의 수분을 즉시 측정할 수 있는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치 및 곡물 수분 측정방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정 장치는: 측정 대상 곡물의 측정된 수분값을 표시하는 디스플레이부; 수분을 함유한 상기 측정 대상 곡물에 대한 저항을 측정하고, 측정된 저항 측정신호를 고수분 측정 모드에서 적용되는 1차 함수 및 저수분 측정 모드에서 적용되는 로그 함수 중 어느 하나에 의한 함수처리를 수행하여 출력하는 수분 측정부; 및 상기 측정 대상 곡물에 대한 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 중 어느 하나를 결정하고, 결정된 측정 모드에 대응하여 상기 수분 측정부를 제어하여 상기 측정 모드에 대응하는 함수 처리된 저항 측정신호에 대한 수분값을 계산하여 상기 디스플레이부에 표시하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 수분 측정부는, 수분을 함유한 상기 측정 대상 곡물의 저항에 따른 상기 저항 측정신호를 출력하는 저항 측정부; 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생기; 1차 함수 증폭회로를 포함하고, 상기 저항 측정신호 및 상기 기준 전압을 입력받고, 상기 저항 측정신호를 상기 1차 함수 증폭회로를 통해 1차 함수 증폭한 후 상기 기준 전압에 따라 2차 증폭하여 상기 제어부로 출력하는 고수분 측정부; 로그 함수 증폭회로를 포함하고, 상기 저항 측정신호 및 상기 기준 전압을 입력받고, 상기 저항 측정신호를 상기 로그 함수 증폭회로를 통해 로그 함수 증폭한 후 상기 기준 전압에 따라 2차 증폭하여 상기 제어부로 출력하는 저수분 측정부; 및 결정된 측정 모드에 따라 상기 제어부의 제어를 받아 상기 저항 측정부로부터 입력되는 저항 측정신호를 상기 고수분 측정부 및 저수분 측정부 중 어느 하나로 스위칭하여 출력하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 장치는: 상기 저수분 측정 모드의 상기 로그 함수에 대응하는 곡물의 저항에 따른 수분값을 정의하는 저수분 테이블을 저장하는 저수분 테이블 DB 및 상기 고수분 측정 모드의 상기 1차 함수에 대응하는 곡물의 저항에 따른 수분값을 정의하는 고수분 테이블을 저장하는 고수분 테이블 DB를 저장하는 저장부를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 저수분 측정 모드에서 상기 저수분 측정부로부터 입력되는 저항 측정신호에 대한 저항에 대응하는 수분값을 상기 저수분 테이블 DB에 찾아 상기 측정 대상 곡물의 수분값을 결정하고, 상기 고수분 측정 모드에서 상기 고수분 측정부로부터 입력되는 저항 측정신호에 대한 저항에 대응하는 수분값을 상기 고수분 테이블 DB에서 찾아 상기 측정 대상 곡물의 수분값을 결정하여, 상기 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 각각에서의 상기 측정 대상 곡물의 수분값을 측정하고, 상기 측정된 수분값이 미리 설정된 고수분 범위와 저수분 범위 사이의 경계 범위에 존재하는 경우, 상기 수분값이 고수분 범위 및 저수분 범위 중 어느 하나로 진입할 때까지 상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드를 교번하여 동작하여 측정 모드를 결정하고, 상기 결정된 측정 모드의 수분값을 상기 곡물의 수분값으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 각각에서 측정된 수분값이 상기 경계 범위에 있어도, 상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드의 두 수분값이 동일하면, 상기 측정된 수분값을 상기 곡물의 최종 수분값으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 장치는: 외부의 현재 온도를 측정하여 상기 제어부로 출력하는 온도 측정부를 더 포함하되, 상기 저장부의 상기 저수분 테이블 DB는, 정상 온도범위에 대한 정상온도 저수분 테이블과, 상기 정상 온도범위와 서로 다른 온도 범위에 대해 저항 대비 수분값이 다른 적어도 하나 이상의 온도 범위별 저수분 보정 테이블을 포함하고, 상기 고수분 테이블 DB는 정상 온도범위에 대한 정상온도 고수분 테이블과, 상기 정상 온도범위와 서로 다른 온도 범위에 대해 저항 대비 수분값이 다른 적어도 하나 이상의 온도 범위별 고수분 보정 테이블을 포함하며, 상기 제어부는, 상기 온도 측정부를 통해 측정되는 온도가 정상 온도범위의 온도이면 정상온도 저수분 테이블 및 정상온도 고수분 테이블을 적용하고, 상기 온도 측정부를 통해 측정되는 온도가 정상 온도범위 이외의 온도이면 적어도 하나 이상의 온도 범위별 저수분 보정 테이블 중 측정된 상기 온도에 대응하는 저수분 보정 테이블 및 고수분 보정 테이블을 적용하여 온도 보정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 정상 온도범위는 5℃≤정상온도<40℃이고, 상기 정상온도 이외의 온도범위는 0℃≤저온 온도범위<5℃ 및 40℃≤고온 온도범위<60℃인 것을 특징으로 하는 한다.

상기 저장부는, 건조중곡물별로 온도별로 달라지는 저항 대비 수분값을 정의하는 건조중곡물 및 온도별 건조중 곡물 보정 테이블을 저장하는 건조중곡물 테이블 DB를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 측정 대상 곡물이 건조중인 곡물인 건조중곡물인 경우, 상기 건조중곡물을 건조하고 있는 곡물 및 건조기의 온도에 대응하는 건조중 곡물 보정 테이블을 적용하여 건조중곡물에 대한 건조기 온도 보상을 수행한 후 상기 건조중곡물의 수분값을 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 건조중곡물이 벼인 경우, 상기 제어부는, 상기 온도가 40도인 건조중 곡물 보정 테이블을 기본 건조중 곡물 보정 테이블로 설정하여 적용하고, 사용자의 온도 조정 여부를 판단하여, 조정되는 경우, 상기 40도를 기준으로 사용자에 의해 조정되는 온도에 대응하는 곡물 보정 테이블을 적용하여 건조중곡물의 수분을 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정 방법은: 제어부가 수분을 함유한 측정 대상 곡물에 대한 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 중 어느 하나를 결정하는 모드 결정 과정; 상기 제어부가 결정된 측정 모드에 대응하여 저항 측정부를 제어하여 상기 측정 대상 곡물의 저항을 측정하는 곡물 저항 측정 과정; 상기 제어부가 수분 측정부를 제어하여 상기 측정 모드에 대한 함수 처리된 저항 측정신호를 상기 수분 측정부로부터 입력받고, 상기 저항 측정신호에 대한 수분값을 계산하는 수분값 계산 과정; 및 상기 제어부가 상기 계산된 수분값을 상기 디스플레이부에 표시하는 표시 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 모드 결정 과정은, 상기 제어부가 상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 각각에 대해 곡물 저항 측정 과정 및 수분값 계산 과정을 먼저 수행하여 상기 곡물의 모드별 수분값을 측정하는 모드별 수분 측정 단계; 상기 제어부가 상기 측정된 수분값이 미리 설정된 고수분 범위 및 저수분 범위 사이에 존재하는 미리 설정된 경계 범위에 존재하는지를 판단하는 경계 범위 판단 단계; 상기 제어부가 상기 측정된 수분값이 상기 고수분 범위 및 저수분 범위 중 어느 하나로 진입할 때까지 상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드를 교번하여 동작하여 수분을 측정하는 모드 디스커션 단계; 및 상기 제어부가 상기 수분값이 상기 고수분 범위 및 저수분 범위 중 어느 하나로 수렴하면 수렴된 수분값이 존재하는 범위에 대응하여 모드를 설정하는 모드 결정 단계를 포함하되, 상기 방법은, 상기 제어부가 상기 모드 결정 단계에서 결정된 모드의 수분값을 최종 수분값을 결정하는 모드별 수분값 결정 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 모드 결정 과정은, 고수분 측정 모드의 수분값 및 저수분 측정모드의 수분값이 상기 경계 범위 내에서 동일한지를 판단하는 수분값 동일 판단 단계를 더 포함하되, 상기 방법은 상기 제어부가 상기 경계 범위 내에서 동일한 수분값을 상기 측정 대상 곡물의 최종 수분값으로 결정하는 경계 범위 동일 수분값 결정 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방법은: 상기 제어부가 온도 측정부를 통해 외부 온도를 측정하는 온도 측정 과정; 및 상기 제어부가 정상 온도범위에 대한 정상온도 저수분 테이블과, 상기 정상 온도범위와 서로 다른 온도 범위에 대해 저항 대비 수분값이 다른 적어도 하나 이상의 온도 범위별 저수분 보정 테이블을 포함하는 저수분 테이블 및 정상 온도범위에 대한 정상온도 고수분 테이블과, 상기 정상 온도범위와 서로 다른 온도 범위에 대해 저항 대비 수분값이 다른 적어도 하나 이상의 온도 범위별 고수분 보정 테이블을 포함하는 고수분 테이블을 참조하여, 상기 온도 측정부를 통해 측정되는 온도가 정상 온도범위의 온도이면 정상온도 저수분 테이블 및 정상온도 고수분 테이블을 적용하고, 상기 온도 측정부를 통해 측정되는 온도가 정상 온도범위 이외의 온도이면 적어도 하나 이상의 온도 범위별 저수분 보정 테이블 중 측정된 상기 온도에 대응하는 저수분 보정 테이블 및 고수분 보정 테이블을 적용하여 온도 보정을 수행하는 온도 보정 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 정상 온도범위는 5℃≤정상온도<40℃이고, 상기 정상온도 이외의 온도범위는 0℃≤저온 온도범위<5℃ 및 40℃≤고온 온도범위<60℃인 것을 특징으로 한다.

상기 방법은: 상기 제어부가 상기 측정 대상 곡물이 건조중인 곡물인 건조중곡물인 경우, 건조중곡물별로 온도별로 달라지는 저항 대비 수분값을 정의하는 건조중곡물 및 온도별 건조중 곡물 보정 테이블을 저장하는 건조중곡물 테이블 DB에서 상기 건조중곡물을 건조하고 있는 곡물 및 건조기의 온도에 대응하는 건조중 곡물 보정 테이블을 적용하여 건조중곡물에 대한 건조기 온도 보상을 수행한 후 상기 건조중곡물의 수분값을 측정하는 건조중곡물 수분 측정 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 건조중곡물이 벼인 경우, 상기 건조중곡물 수분 측정 과정은, 상기 제어부가 상기 온도가 40도인 건조중 곡물 보정 테이블을 기본 건조중 곡물 보정 테이블로 설정하여 적용하는 기본 설정 단계; 상기 제어부가 사용자의 온도 조정 여부를 판단하는 온도 조정 여부 판단 단계; 및 온도가 조정되는 경우, 상기 제어부가 상기 40도를 기준으로 사용자에 의해 조정되는 온도에 대응하는 곡물 보정 테이블을 적용하는 조절 온도 보정 단계; 및 상기 제어부가 건조중곡물의 수분을 측정하는 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 건조 곡물과 산물 곡물을 구분하고, 건조 곡물과 산물 곡물 각각에 대한 서로 다른 구성(로그 함수 회로, 1차 함수 회로)을 적용하여 수분을 측정함으로써 건조 곡물과 산물 곡물 둘 모두에 대해 정확성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 건조 곡물과 산물 곡물을 자동 인식하고, 인식된 종류에 따른 수분 측정을 수행하므로 사용자에게 편리성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 건조기에서 건조중인 건조중곡물에 가해지는 온도에 따른 수분 보정을 수행하므로, 건주중인 곡물에 대해 즉시 수분을 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 전기적 방법이 적용된 기존의 곡물 수분 측정장치의 곡물 저항 대비 수분 그래프를 나타내 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치를 포함하는 휴대형 곡물 수분 측정기의 외형 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치의 전기적인 블록 구성도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 휴대형 곡물 수분 측정장치의 고수분 측정부 및 저수분 측정부를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치의 곡물 수분 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 곡물 수분 측정 방법 중 온도 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치에서의 고수분 및 저수분 산물벼 각각에 대한 곡물 저항 대비 수분 그래프를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 곡물 수분 측정장치의 건조중곡물의 수분 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치의 구성 및 동작을 상세히 설명하고, 상기 장치에서의 곡물 수분 측정 방법을 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치를 포함하는 휴대형 곡물 수분 측정기의 외형 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치의 전기적인 블록 구성도를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 휴대형 곡물 수분 측정장치의 고수분 측정부 및 저수분 측정부를 상세하게 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치에서의 고수분 및 저수분 산물벼 각각에 대한 곡물 저항 대비 수분 그래프를 나타낸 도면이다. 이하 도 2, 도 3, 도 4 및 도 7을 참조하여 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 산물벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정기(1)는 디스플레이부(120) 및 입력부(130)가 외부로 돌출될 수 있도록 구성되는 하우징(2)과 상기 하우징(2) 내측에 상기 디스플레이부(120) 및 입력부(130)를 포함하는 곡물 수분 측정장치(100)가 구성된다.

또한, 곡물 수분 측정기(1)는 도 3에 등가적인 저항으로 나타낸 측정 대상 곡물(10)을 하우징 내측으로 삽입하고, 삽입된 측정 대상 곡물(10)을 분쇄하는 곡물 분쇄 핸들(3)을 포함한다.

도 3을 참조하면, 곡물 수분 측정장치(100)는 저장부(110), 디스플레이부(120), 입력부(130), 수분 측정부(140) 및 제어부(150)를 포함하고, 실시 예에 따라 온도 측정부(160)를 더 포함할 수 있을 것이다.

저장부(110)는 본 발명에 따른 휴대형 곡물 수분 측정장치(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램영역, 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 일시 저장하는 임시영역, 상기 제어프로그램 수행에 필요한 데이터 및 상기 제어프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 반영구적으로 저장하는 데이터영역을 포함할 수 있을 것이다.

상기 데이터영역에는 본 발명에 따라 곡물 종류별로 저수분 테이블 DB(111) 및 고수분 테이블 DB(112)가 구성되고, 다른 실시 예에 따라 건조중 곡물 테이블 DB(113)가 구성될 수 있을 것이다.

상기 저수분 테이블 DB(111)는 상기 저수분 측정 모드의 상기 로그 함수에 대응하는 해당 곡물의 저항에 따른 수분값을 정의하는 저수분 테이블을 저장한다. 예를 들어, 도 7의 701의 로그 함수 그래프에 대응하는 저항 대비 수분값을 저장한다.

또한, 상기 저수분 테이블 DB(111)의 저수분 테이블은 12%mc ~21%mc, 01%mc의 분해능으로 측정된 로그 함수 데이터들을 저장하며, 도7의 701의 로그 함수의 데이터들 중 수분값 12%mc ~20%mc까지는 저수분 범위(711)로 정의하고, 20.1%mc~21%mc는 경계 범위(712)로 정의한다.

상기 고수분 테이블 DB(112)는 고수분 측정 모드의 1차 함수에 대응하는 곡물의 저항에 따른 수분값을 저장한다. 예를 들어, 도 7의 702의 1차 함수 그래프에 대응하는 저항 대비 수분값을 정희하는 고수분 테이블을 저장한다.

또한, 상기 고수분 테이블 DB(112)의 고수분 테이블은 20%mc ~40%mc, 01%mc의 분해능으로 측정된 1차 함수 데이터들을 저장하며, 도 7의 702의 1차 함수의 데이터들 중 수분값 21.1%mc ~37%mc까지는 고수분 범위(713)로 정의하고, 20.1%mc~21%mc는 경계 범위(712)로 정의한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 저수분 테이블 DB(111)는 도 7의 701에 대응하는 정상 온도범위에 대한 정상온도 저수분 테이블과, 상기 정상 온도범위와 서로 다른 온도 범위에 대해 저항 대비 수분값이 다른 적어도 하나 이상의 온도 범위별 저수분 보정 테이블을 포함할 수도 있을 것이다.

또한, 고수분 테이블 DB(112)는 도 7의 702에 대응하는 정상 온도범위에 대한 정상온도 고수분 테이블과, 상기 정상 온도범위와 서로 다른 온도 범위에 대해 저항 대비 수분값이 다른 적어도 하나 이상의 온도 범위별 고수분 보정 테이블을 포함할 수 있을 것이다.

예를 들면, 도 7의 701 및 702는 정상온도 저수분 테이블 및 정상온도 고수분 테이블로 정상온도 범위(5℃≤정상 온도범위<40℃)에서 적용되고, 저온 온도범위(0℃≤저온 온도범위<5℃) 및 고온 온도범위(40℃≤고온 온도범위<60℃)에서는 도 7의 701 및 702와는 다른 저항 대비 수분값을 가지는 저수분 보정 테이블(저온온도 저수분 보정 테이블, 고온온도 저수분 보정 테이블) 및 고수분 보정 테이블(저온온도 고수분 보정 테이블, 고온온도 고수분 보정 테이블)을 포함할 수 있을 것이다.

상기 저항 대비 수분값들은 온도 영역별 실험치에 의해 정의될 수 있으며, 로그 함수 및 1차 함수 수학식으로 정의될 수도 있을 것이다.

건조중곡물 테이블 DB(113)는 건조중 곡물 종류별로 온도별 건조중 곡물 보정 테이블을 포함하며, 상기 곡물 및 온도별 건조중 곡물 보정 테이블은 건조기의 해당 온도에 대한 저항 대비 수분값을 정의한다. 상기 건조중 곡물 테이블 DB(113)는 0℃ ~50℃의 범위에서 1도 단위로 저항 대비 수분값을 정의하는 51개 건조중 곡물 보정 테이블을 포함할 수도 있고, 5~45℃의 범위에서 1℃ 또는 2℃ 단위로 저항 대비 수분값을 정의하는 건조중 곡물 보정 테이블을 포함하도록 구성될 수도 있을 것이다.

디스플레이부(120)는 제어부(150)의 제어를 받아 동작 모드 및 측정된 수분값 등의 정보를 텍스트, 그래픽 등으로 표시한다.

입력부(130)는 도 2에서 보이는 바와 같이 곡물 종류별 버튼을 포함하여 측정하고자 하는 측정 대상 곡물을 선택할 수 있도록 구성될 수 있으며, 고수분 모드 및 저수분 모드를 선택할 수 있는 모드 선택 버튼(예: 산물곡물(벼) 버튼(131)) 등을 포함할 수 있며, 고수분 모드 및 저수분 모드 중 어느 하나를 자동 설정하여 수분을 측정하는 자동 측정 버튼, 측정 버튼 등이 구성될 수 있으며, 눌린 버튼에 대응하는 버튼 신호를 제어부(150)로 출력한다.

또한, 입력부(130)는 건조중곡물(벼) 버튼(132)을 포함할 수도 있으며, 건조중곡물 수분 측정 시 건조기(곡물) 온도를 일정 온도 단위로 올리거나 내릴 수 있는 온도 조절 버튼(133)을 포함할 수도 있을 것이다.

수분 측정부(140)는 저항 측정부(141), 기준전압 발생기(144), 고수분 측정부(145), 저수분 측정부(156), 스위칭부(147)를 포함하여, 수분을 함유한 측정 대상 곡물(10)의 저항에 따른 저항 측정신호를 제어부(150)로 출력한다.

구체적으로 설명하면, 측정 대상 곡물(10)은 곡물 분쇄 핸들(3)에 의해 분쇄되어 수분 함유량에 따른 저항성분을 갖는다.

저항 측정부(141)는 제어부(150)의 제어를 받아 수분센서 전압을 발생시켜 수분을 함유하여 저항을 가지는 측정 대상 곡물(10)로 상기 수분 센서 전압에 따른 전류를 흘리는 수분센서 전압 발생기(142) 및 측정 대상 곡물(10)을 통해 흐른 전류가 저항을 가지는 측정 대상 곡물(10)에서 소모된 전압을 반영한 전압값을 측정하여 저항 측정신호로써 출력하는 수분센서(153)를 포함한다.

스위칭부(147)는 상기 수분센서(143)로부터 저항 측정신호를 입력받고, 제어부(150)의 제어를 받아 상기 저항 측정 신호를 고수분 측정부(145) 및 저수분 측정부(146) 중 어느 하나로 출력한다.

기준전압 발생기(144)는 기준전압을 생성하여 고수분 측정부(145) 및 저수분 측정부(146)으로 출력한다.

고수분 측정부(145)는 1차 함수 증폭회로를 포함하고, 상기 저항 측정신호 및 상기 기준 전압을 입력받고, 상기 저항 측정신호를 상기 1차 함수 증폭회로를 통해 1차 함수 증폭한 후 상기 기준 전압에 따라 2차 증폭하여 상기 제어부로 출력한다.

저수분 측정부(146)는 로그 함수 증폭회로를 포함하고, 상기 저항 측정신호 및 상기 기준 전압을 입력받고, 상기 저항 측정신호를 상기 로그 함수 증폭회로를 통해 로그 함수 증폭한 후 상기 기준 전압에 따라 2차 증폭하여 상기 제어부로 출력한다.

도 4를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 고수분 측정부(145)는 1차 함수 증폭부(211), 제2증폭부(212) 및 제2 아날로그/디지털 변환부(Analog to Digital Converter: ADC)(213)를 포함한다.

1차 함수 증폭부(211)는 1차 함수 증폭회로로, 스위칭부(147)을 통해 입력되는 저항 측정신호를 1차 함수 증폭하는 1차 함수처리를 수행하여 제2증폭부(212)로 출력한다.

제2증폭부(212)는 기준전압 발생기(144)로부터 입력되는 기준전압을 이용하여 상기 1차 함수 증폭부(211)로부터 입력되는 저항 측정신호를 미리 설정된 증폭도로 증폭하여 제2ADC(213)로 출력한다.

상기 제2ADC(213)는 아날로그 신호인 상기 저항 측정신호를 디지털 신호로 변환하여 제어부(150)로 출력한다.

저수분 측정부(146)는 로그합수 증폭부(214), 제1증폭부(215) 및 제1ADC(215)를 포함한다.

상기 로그함수 증폭부(214)는 로그 함수 증폭회로로, 스위칭부(147)을 통해 입력되는 저항 측정신호를 로그 함수 증폭하는 로그 함수 처리를 수행하여 제1증폭부(215)로 출력한다.

제1증폭부(215)는 기준전압 발생기(144)로부터 입력되는 기준전압을 이용하여, 상기 로그 함수 증폭부(214)로부터 입력되는 저항 측정신호를 미리 설정된 증폭도로 증폭하여 제1ADC(216)로 출력한다.

상기 제1ADC(216)는 제1증폭부(215)로부터 입력되는 아날로그 저항 측정신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어부(150)로 출력한다.

상기 제어부(150), 저장부(110), 제1ADC(216) 및 제2ADC(213)는 하나의 마이크로프로세서(Microprocessor)로 구성될 수도 있을 것이다.

제어부(150)는 모드 결정부(151), 저항 획득부(152), 수분 계산부(153), 외기 온도 보정부(154) 및 건조중 곡물 온도 보정부(155)를 포함하여, 본 발명에 따른 곡물 수분 측정장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.

모드 결정부(151)는 입력부(130)로부터 곡물 종류를 선택받아 선택된 곡물 종류에 따른 모드를 설정하고, 모드 선택 버튼(산물곡물(벼) 버튼(131), 건조중곡물(벼) 버튼(132), 저수분 모드 버튼, 고수분 모드 버튼, 자동 측정 모드 버튼 등)의 입력에 따른 선택된 곡물의 산물곡물 측정 모드, 건조중곡물 측정모드, 상기 산물곡물 측정 모드 및 건조중곡물 측정 모드 각각에 대한 고수분 모드, 저수분 모드 및 자동 측정 모드 중 어느 하나를 설정할 수 있을 것이다.

또한, 모드 결정부(151)는 입력부(130)를 통해 자동 측정 모드가 설정되는 경우 선택된 측정 대상 곡물(10)이 고수분 곡물인지 저수분 곡물인지를 자동 판단하여 저수분 모드 및 고수분 모드를 자동 설정한다.

자동 측정 모드를 구체적으로 설명하면, 모드 결정부(151)는 저수분 모드 및 고수분 각각에서 측정 대상 곡물(10)의 수분값을 측정하고, 측정된 수분값이 저수분 범위(711) 값인지, 고수분 범위(713)의 값인지, 경계 범위(712)의 값인지를 판단하고, 저수분 모드의 저수분 범위(711)이면 저수분 모드로 고수분 모드의 고수분 범위(713)이면 고수분 모드로 설정한다.

모드 결정부(151)는 고수분 모드 및 저수분 모드 둘 모두에 대해 수분값이 경계 범위(712)에 있으면 경계 범위(712)를 벗어날 때까지 고수분 모드 및 저수분 모드를 교번하여 반복 수행한다.

한편, 모드 결정부(151)는 고수분 모드 및 저수분 모드에서 측정된 수분값이 경계범위(712)일지라도 수분값이 일정 범위 내에서 동일 값을 가지면 해당 값을 측정 대상 곡물(10)의 수분값으로 결정한다. 예를 들어 고수분 모드의 수분값이 20.3%mc이고 저수분 모드의 수분값이 20.3%mc이면 수분값은 20.3%mc로 결정된다. 또한, 저수분 모드 및 고수분 모드에서 측정된 두 수분값이 일정 범위 ±0.1% 이내에 있으면 동일 값인 것으로 간주될 수 있을 것이다.

저항 획득부(152)는 수분 측정부(140)를 제어하여 수분 측정부(140)로부터 측정 대상 곡물(10)의 저항에 따른 저항 측정신호(디지털 데이터)를 입력받고 상기 저항 측정신호에 대한 저항값을 계산하여 수분 계산부(153)로 출력한다.

저항 획득부(152)는 모드 결정부(151)를 통해 저수분 모드가 결정되는 경우 스위칭부(147)를 제어하여 수분센서(143)로부터 입력되는 저항 측정신호를 저수분 측정부(146)로 출력시켜 저수분 측정부(146)를 통해 입력되는 저항 측정신호에 대한 저항값을 계산하고, 고수분 모드가 결정되는 경우 스위칭부(147)를 제어하여 수분센서(143)로부터 입력되는 저항 측정신호를 고수분 측정부(145)로 출력시켜, 고수분 측정부(145)를 통해 입력되는 저항 측정신호에 대한 저항값을 계산한다.

수분 계산부(153)는 상기 모드 결정부(151)에서 결정된 동작 모드(곡물 종류별 산물곡물 측정 모드, 건조중곡물 측정 모드, 상기 각 모드에 대한 고수분모드, 저수분 모드, 자동 측정 모드)에 대응하는 저수분 테이블 DB(111), 고수분 테이블 DB(112) 및 건조중곡물 테이블 DB(113) 중 어느 하나의 해당 테이블을 참조하여 상기 저항 측정신호의 저항값에 대응하는 수분값을 찾아 측정 대상 곡물(10)의 수분값을 계산하여 디스플레이부(120)를 통해 표시한다.

상기 수분 계산부(153)는 곡물 종류별 고수분 모드 및 저수분 모드 중 어느 하나에 대한 수학식이 적용되어 있을 수 있으며, 저항값을 해당 수식에 적용하여 수분값을 계산하도록 구성될 수도 있을 것이다. 상기 수학식 자체는 이 기술분야의 통상의 기술자에 의해 곡물 종류별 저수분 테이블 DB(111), 고수분 테이블DB(112) 및 건조중곡물 테이블 DB(113)에 저장된 데이터들로부터 쉽게 도출될 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

외기 온도 보정부(154)는 온도범위를 고온 온도 보정범위, 정상 온도 범위, 저온 온도 보정범위, 3개의 구간으로 구분하고, 온도 측정부(160)를 통해 외부의 온도를 측정하고, 측정된 외기 온도가 속하는 범위를 식별하며, 저수분 테이블 DB(111) 및 고수분 테이블 DB(112)에서 식별된 범위에 대응하는 온도범위 및 곡물 종류별 저수분 테이블 및 고수분 테이블을 적용한다. 상기 범위는 5℃≤정상 온도 범위<40℃, 0℃≤고온 온도 보정범위<5℃, 40℃≤저온 온도 보정범위<60℃로 정의될 수 있을 것이다.

수분 계산부(153)는 상기 외기 온도 보정부(154)에서 보정되어 설정된 저수분 테이블 DB(111)의 해당 테이블 및 고수분 테이블 DB(112)의 해당 테이블을 적용하여 수분을 계산할 것이다.

건조중 곡물 온도 보정부(155)는 모드 결정부(151)에서 건조중벼 측정모드가 선택되면 구동되어 건조중 곡물이 건조되고 있는 건조기의 온도를 획득하고, 획득된 건조기의 온도에 대응하는 해당 건조 곡물의 저항 대비 수분 테이블인 건조중 곡물 테이블을 로딩하여 상기 수분 계산부(153)에 적용시킨다. 상기 건조중 곡물 온도 보정부(155)는 우선적으로 곡물별로 미리 설정된 기본(Default)값을 상기 건조기의 온도로 설정한다. 예를 들어 건조중벼의 기본 온도값은 40℃가 될 수 있을 것이다.

건조중 곡물 온도 보정부(155)는 입력부(130)의 온도 조절 버튼(133)을 통해 상기 기본 온도값을 기준으로 상하로 조절되어 최종 건조기의 온도값을 설정할 수 있을 것이다.

이때, 수분 계산부(153)는 적용된 온도에 대응하는 건조중 곡물 테이블을 참조하여 건조중곡물의 수분을 계산할 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 곡물 수분 측정장치의 곡물 수분 측정 방법을 나타낸 흐름도로 산물곡물이고 곡물이 벼인 경우의 곡물 수분 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 제어부(150)는 초기화를 수행한다(S111). 상기 초기화는 스위칭부(147)를 제어하여 스위칭부(147)를 고수분 측정부(145)로 연결하고, 고수분 테이블(112)을 디폴트(default)로 설정한다. 실시 예에 따른 온도 보정 구성을 포함하는 경우 초기화 시 외부의 온도를 측정하고 측정된 온도가 속한 구간에 따른 온도 보정을 수행하도록 구성될 수도 있을 것이다. 온도 보정 방법은 다음의 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

초기화 후 제어부(150)는 측정 이벤트가 발생되는지를 모니터링한다(S113). 상기 측정 이벤트는 입력부(130)의 산물곡물 버튼, 측정 버튼, 모드 버튼 등의 눌림에 의해 발생될 수 있을 것이다. 다른 실시예에 따라 곡물 분쇄 핸들(3)의 조작에 따른 조작신호가 제어부(150)로 입력하도록 구성되는 경우, 상기 측정 이벤트는 곡물 분홰 핸들(3)의 조작에 의해서 발생될 수도 있을 것이다.

측정 이벤트가 발생되면 제어부(150)는 상기 측정 이벤트가 측정 버튼의 눌림에 의한 자동 측정 모드에 의해 발생한 것인지(S115), 입력부(130)의 산물벼 버튼의 눌림에 의한 산물벼 측정 모드에 의한 것인지(S117)를 판단한다.

상기 측정 이벤트가 산물벼 측정 모드에 의해 발생한 것이면, 제어부(150)는 고수분 모드로 동작하여 측정 대상 곡물(10)의 수분을 측정하고(S119), 측정되는 수분값을 측정 대상 곡물(10)의 수분값으로 결정한다(S125). 이때, 측정 대상 곡물(10)이 고수분의 곡물이 아닌 저수분의 곡물이면 에러가 발생되도록 구성될 수도 있고, 후술할 모드 결정 과정을 통해 모드를 자동 결정한(저수분 모드) 후 결정된 수분값을 표시하도록 구성될 수도 있을 것이다.

반면, 측정 이벤트가 자동 측정 모드에 의한 것이면 제어부(150)는 S121 내지 S135의 모드 결정 과정을 통해 모드를 자동 결정한 후 결정된 모드에 대응하는 수분값을 측정하여 디스플레이부(120)에 표시한다.

구체적으로 설명하면, 제어부(150)는 자동 측정 모드이면 초기화 시 디폴트로 설정된 고수분 모드로 동작하여 고수분 측정부(145)를 통해 측정되는 측정 대상 곡물(10)의 저항에 대한 수분값을 측정한다(S121).

고수분 모드의 수분값이 측정되면 제어부(150)는 측정된 수분값이 고수분 범위에 속하는지 경계 범위에 속하는지를 판단한다(S123).

판단결과, 고수분 범위에 속하면 제어부(150)는 측정된 수분값을 측정 대상 곡물(10)에 대한 측정 수분값으로 결정하거나, 고수분 모드의 설정 후 재 측정한 수분값을 최종 수분값으로 결정한다(S125).

그러나 측정된 수분값이 경계 범위에 속하면 제어부(150)는 저수분 모드로 변경하여 스위칭부(147)를 저수분 측정부(146)로 연결한다(S127).

저수분 모드로 변경한 후 제어부(150)는 저수분 측정부(146)를 통해 저수분 모드에서의 측정 대상 곡물(10)의 수분을 측정한다(S129).

저수분 모드의 수분값이 측정되면 제어부(150)는 저수분 모드 수분값이 경계 범위(712)에 있는지 저수분 범위(711)에 있는지를 판단한다(S131).

판단 결과 수분값이 저수분 범위에 있으면, 제어부(150)는 저수분 모드의 수분값을 결정한다(S133).

그러나 측정된 수분값이 경계 범위에 있으면, 제어부(150)는 고수분 모드에서 측정된 수분값과 저수분 모드에서 측정된 수분값이 일정 범위 내에서 일치하는지를 판단하고(S135), 판단 결과 일치하면 일치하는 측정 수분값의 평균치를 수분값으로 결정한다(S139).

반면, 일치하지 않으면 제어부(150)는 고수분 모드로 변경한(S137) 후, 상술한 S121 이후의 과정을 반복 수행한다.

도 6은 본 발명에 따른 곡물 수분 측정 방법 중 온도 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 6을 참조하면 제어부(150)의 외기 온도 보정부(154)는 초기화 시 또는 별도의 온도 보정 이벤트 발생 시 온도 측정부(160)를 통해 외부의 온도를 측정한다(S211).

온도가 측정되면 외기 온도 보정부(154)는 측정된 온도가 정상 온도 범위의 값인지(S213), 고온 온도 보정범위의 값인지(S215), 저온 온도 보정범위의 값인지(S217)를 판단한다.

판단 결과, 측정된 온도가 정상 온도 범위의 값이면 외기 온도 보정부(154)는 정상범위의 수분 테이블(고수분 테이블 및 저수분 테이블)을 로드 및 적용하고(S219), 측정된 온도가 고온 온도 보정범위의 값이면, 고온 온도 보정 수분 테이블을 로드 및 적용하며(S221), 측정된 온도가 저온 온도 보정범위의 값이면 저온온도 보정 수분 테이블을 로드 및 적용한다(S223).

도 8은 본 발명에 따른 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 곡물 수분 측정장치의 곡물 수분 측정 방법을 나타낸 흐름도로, 건조중곡물의 수분 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 제어부(150)는 측정 이벤트가 발생되는지를 검사한다(S311) 상기 측정 이벤트는 건조중곡물 버튼, 측정버튼, 모드 버튼 등의 눌림에 의해 발생될 수 있을 것이다.

측정 이벤트가 발생되면 제어부(150) 건조중곡물 측정 모드인지를 판단하고(S313), 건조중곡물 측정 모드이면 건조중곡물 테이블 DB(113)에서 건조기 기준온도, 40℃에 대한 건조중곡물 보정 테이블을 수분을 측정하기 위한 테이블로 설정하여, 건조중인 곡물, 즉 건조중곡물이 품고있는 온도(건조기 온도)를 40℃도로 간주하여 온도 보정을 수행한다(S315). 상기 기존 온도 40℃는 곡물이 벼인 경우의 기준온도이다. 따라서 다른 곡물인 경우 다소 달라질 수도 있을 것이다.

또한, 사용자가 건조기의 온도를 기준온도로 조절해 놓았을지라도 기준온도 미만이거나 기준온도를 초과할 수도 있을 것이다.

어러한 경우를 방지하기 위해, 제어부(150)는 입력부(130)의 온도조절 버튼(133)이 입력되어 온도가 조절되는지를 검사한다(S317).

온도가 조절되면 제어부(150)는 조절된 온도를 거조중 곡물의 건조온도로 판단하여(S319), 건조중곡물 테이블 DB(113)로부터 설정 온도에 대응하는 건조중곡물 온도 보정 수정 테이블을 적용하여 설정된 온도에 대한 온도 보정을 수행한다(S321).

온도 보정이 수행되면 제어부(150)는 자동 측정 모드인지를 판단하고(S323), 자동 측정 모드이면 도 5에서 설명한 바와 같이 자동 측정 모드로 건조중곡물의 수분을 측정하고 수분값을 결정한다(S325).

반면, 자동 측정 모드가 아니면 제어부(150)는 저수분 모드로 설정하여 저수분 모드에 따른 수분 측정을 수행하여 수분값을 결정한다(S327).

또한, 다른 실시 예에 따라 상기 측정 이벤트의 발생이 모드(건조중곡물 측정모드, 자동 측정 모드)의 선택에 의해 발생된 경우, 제어부(150)는 온도 보정 후 측정 버튼 등의 입력 여부를 더 판단하여 수분을 측정하도록 구성될 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시 예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

1: 곡물 수분 측정기 2: 하우징
3: 곡물 분쇄 핸들 10: 측정 대상 곡물
100: 곡물 수분 측정장치 110: 저장부
111: 저수분 테이블 DB 112: 고수분 테이블 DB
113: 건조중곡물 테이블 DB 120: 디스플레이부
130: 입력부 140: 수분 측정부
141: 저항 측정부 142: 수분센서 전압 발생기
143: 수분센서 144: 기준전압 발생기
145: 고수분 측정부 146: 저수분 측정부
147: 스위칭부 150: 제어부
151: 모드 결정부 152: 저항 획득부
153: 수분 계산부 154: 외기 온도 보정부
155: 건조중 곡물 온도 보정부 160: 온도 측정부
211: 1차 함수 증폭부 212: 제2증폭부
213: 제2ADC 214: 로그함수 증폭부
215: 제1증폭부 216: 제1ADC

Claims (16)

1. 측정 대상 곡물의 측정된 수분값을 표시하는 디스플레이부;
   수분을 함유한 상기 측정 대상 곡물에 대한 저항을 측정하고, 측정된 저항 측정신호를 고수분 측정 모드에서 적용되는 1차 함수 및 저수분 측정 모드에서 적용되는 로그 함수 중 어느 하나에 의한 함수처리를 수행하여 출력하는 수분 측정부; 및
   상기 측정 대상 곡물에 대한 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 중 어느 하나를 결정하고, 결정된 측정 모드에 대응하여 상기 수분 측정부를 제어하여 상기 측정 모드에 대응하는 함수 처리된 저항 측정신호에 대한 수분값을 계산하여 상기 디스플레이부에 표시하는 제어부를 포함하되,
   상기 수분 측정부는,
   수분을 함유한 상기 측정 대상 곡물의 저항에 따른 상기 저항 측정신호를 출력하는 저항 측정부;
   기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생기;
   1차 함수 증폭회로를 포함하고, 상기 저항 측정신호 및 상기 기준 전압을 입력받고, 상기 저항 측정신호를 상기 1차 함수 증폭회로를 통해 1차 함수 증폭한 후 상기 기준 전압에 따라 2차 증폭하여 상기 제어부로 출력하는 고수분 측정부;
   로그 함수 증폭회로를 포함하고, 상기 저항 측정신호 및 상기 기준 전압을 입력받고, 상기 저항 측정신호를 상기 로그 함수 증폭회로를 통해 로그 함수 증폭한 후 상기 기준 전압에 따라 2차 증폭하여 상기 제어부로 출력하는 저수분 측정부; 및
   결정된 측정 모드에 따라 상기 제어부의 제어를 받아 상기 저항 측정부로부터 입력되는 저항 측정신호를 상기 고수분 측정부 및 저수분 측정부 중 어느 하나로 스위칭하여 출력하는 스위칭부를 포함하고,
   상기 저수분 측정 모드의 상기 로그 함수에 대응하는 곡물의 저항에 따른 수분값을 정의하는 저수분 테이블을 저장하는 저수분 테이블 DB 및 상기 고수분 측정 모드의 상기 1차 함수에 대응하는 곡물의 저항에 따른 수분값을 정의하는 고수분 테이블을 저장하는 고수분 테이블 DB를 저장하는 저장부를 더 포함하되,
   상기 제어부는,
   상기 저수분 측정 모드에서 상기 저수분 측정부로부터 입력되는 저항 측정신호에 대한 저항에 대응하는 수분값을 상기 저수분 테이블 DB에 찾아 상기 측정 대상 곡물의 수분값을 결정하고,
   상기 고수분 측정 모드에서 상기 고수분 측정부로부터 입력되는 저항 측정신호에 대한 저항에 대응하는 수분값을 상기 고수분 테이블 DB에서 찾아 상기 측정 대상 곡물의 수분값을 결정하여, 상기 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 측정 대상 곡물의 측정된 수분값을 표시하는 디스플레이부;
   수분을 함유한 상기 측정 대상 곡물에 대한 저항을 측정하고, 측정된 저항 측정신호를 고수분 측정 모드에서 적용되는 1차 함수 및 저수분 측정 모드에서 적용되는 로그 함수 중 어느 하나에 의한 함수처리를 수행하여 출력하는 수분 측정부; 및
   상기 측정 대상 곡물에 대한 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 중 어느 하나를 결정하고, 결정된 측정 모드에 대응하여 상기 수분 측정부를 제어하여 상기 측정 모드에 대응하는 함수 처리된 저항 측정신호에 대한 수분값을 계산하여 상기 디스플레이부에 표시하는 제어부를 포함하되,
   상기 수분 측정부는,
   수분을 함유한 상기 측정 대상 곡물의 저항에 따른 상기 저항 측정신호를 출력하는 저항 측정부;
   기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생기;
   1차 함수 증폭회로를 포함하고, 상기 저항 측정신호 및 상기 기준 전압을 입력받고, 상기 저항 측정신호를 상기 1차 함수 증폭회로를 통해 1차 함수 증폭한 후 상기 기준 전압에 따라 2차 증폭하여 상기 제어부로 출력하는 고수분 측정부;
   로그 함수 증폭회로를 포함하고, 상기 저항 측정신호 및 상기 기준 전압을 입력받고, 상기 저항 측정신호를 상기 로그 함수 증폭회로를 통해 로그 함수 증폭한 후 상기 기준 전압에 따라 2차 증폭하여 상기 제어부로 출력하는 저수분 측정부; 및
   결정된 측정 모드에 따라 상기 제어부의 제어를 받아 상기 저항 측정부로부터 입력되는 저항 측정신호를 상기 고수분 측정부 및 저수분 측정부 중 어느 하나로 스위칭하여 출력하는 스위칭부를 포함하고,
   상기 저수분 측정 모드의 상기 로그 함수에 대응하는 곡물의 저항에 따른 수분값을 정의하는 저수분 테이블을 저장하는 저수분 테이블 DB 및 상기 고수분 측정 모드의 상기 1차 함수에 대응하는 곡물의 저항에 따른 수분값을 정의하는 고수분 테이블을 저장하는 고수분 테이블 DB를 저장하는 저장부를 더 포함하되,
   상기 제어부는,
   상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 각각에서의 상기 측정 대상 곡물의 수분값을 측정하고, 상기 측정된 수분값이 미리 설정된 고수분 범위와 저수분 범위 사이의 경계 범위에 존재하는 경우, 상기 수분값이 고수분 범위 및 저수분 범위 중 어느 하나로 진입할 때까지 상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드를 교번하여 동작하여 측정 모드를 결정하고, 상기 결정된 측정 모드의 수분값을 상기 곡물의 수분값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 각각에서 측정된 수분값이 상기 경계 범위에 있어도, 상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드의 두 수분값이 동일하면, 상기 측정된 수분값을 상기 곡물의 최종 수분값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   외부의 현재 온도를 측정하여 상기 제어부로 출력하는 온도 측정부를 더 포함하되,
   상기 저장부의 상기 저수분 테이블 DB는, 정상 온도범위에 대한 정상온도 저수분 테이블과, 상기 정상 온도범위와 서로 다른 온도 범위에 대해 저항 대비 수분값이 다른 적어도 하나 이상의 온도 범위별 저수분 보정 테이블을 포함하고,
   상기 고수분 테이블 DB는 정상 온도범위에 대한 정상온도 고수분 테이블과, 상기 정상 온도범위와 서로 다른 온도 범위에 대해 저항 대비 수분값이 다른 적어도 하나 이상의 온도 범위별 고수분 보정 테이블을 포함하며,
   상기 제어부는,
   상기 온도 측정부를 통해 측정되는 온도가 정상 온도범위의 온도이면 정상온도 저수분 테이블 및 정상온도 고수분 테이블을 적용하고,
   상기 온도 측정부를 통해 측정되는 온도가 정상 온도범위 이외의 온도이면 적어도 하나 이상의 온도 범위별 저수분 보정 테이블 중 측정된 상기 온도에 대응하는 저수분 보정 테이블 및 고수분 보정 테이블을 적용하여 온도 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 정상 온도범위는 5℃≤정상온도<40℃이고, 상기 정상온도 이외의 온도범위는 0℃≤저온 온도범위<5℃ 및 40℃≤고온 온도범위<60℃인 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 저장부는,
   건조중곡물별로 온도별로 달라지는 저항 대비 수분값을 정의하는 건조중곡물 및 온도별 건조중 곡물 보정 테이블을 저장하는 건조중곡물 테이블 DB를 더 포함하되,
   상기 제어부는,
   상기 측정 대상 곡물이 건조중인 곡물인 건조중곡물인 경우, 상기 건조중곡물을 건조하고 있는 곡물 및 건조기의 온도에 대응하는 건조중 곡물 보정 테이블을 적용하여 건조중곡물에 대한 건조기 온도 보상을 수행한 후 상기 건조중곡물의 수분값을 측정하는 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 건조중곡물이 벼인 경우,
   상기 제어부는,
   상기 온도가 40도인 건조중 곡물 보정 테이블을 기본 건조중 곡물 보정 테이블로 설정하여 적용하고,
   사용자의 온도 조정 여부를 판단하여, 조정되는 경우, 상기 40도를 기준으로 사용자에 의해 조정되는 온도에 대응하는 곡물 보정 테이블을 적용하여 건조중곡물의 수분을 측정하는 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정장치.
   
10. 제어부가 수분을 함유한 측정 대상 곡물에 대한 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 중 어느 하나를 결정하는 모드 결정 과정;
    상기 제어부가 결정된 측정 모드에 대응하여 저항 측정부를 제어하여 상기 측정 대상 곡물의 저항을 측정하는 곡물 저항 측정 과정;
    상기 제어부가 수분 측정부를 제어하여 상기 측정 모드에 대한 함수 처리된 저항 측정신호를 상기 수분 측정부로부터 입력받고, 상기 저항 측정신호에 대한 수분값을 계산하는 수분값 계산 과정; 및
    상기 제어부가 상기 계산된 수분값을 디스플레이부에 표시하는 표시 과정을 포함하되,
    상기 모드 결정 과정은,
    상기 제어부가 상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 각각에 대해 곡물 저항 측정 과정 및 수분값 계산 과정을 먼저 수행하여 상기 곡물의 모드별 수분값을 측정하는 모드별 수분 측정 단계;
    상기 제어부가 상기 측정된 수분값이 미리 설정된 고수분 범위 및 저수분 범위 사이에 존재하는 미리 설정된 경계 범위에 존재하는지를 판단하는 경계 범위 판단 단계;
    상기 제어부가 상기 측정된 수분값이 상기 고수분 범위 및 저수분 범위 중 어느 하나로 진입할 때까지 상기 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드를 교번하여 동작하여 수분을 측정하는 모드 디스커션 단계; 및
    상기 제어부가 상기 수분값이 상기 고수분 범위 및 저수분 범위 중 어느 하나로 수렴하면 수렴된 수분값이 존재하는 범위에 대응하여 모드를 설정하는 모드 결정 단계를 포함하되,
    상기 제어부가 상기 모드 결정 단계에서 결정된 모드의 수분값을 최종 수분값을 결정하는 모드별 수분값 결정 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정 방법.
    
11. 삭제
12. 제10항에 있어서,
    상기 모드 결정 과정은,
    고수분 측정 모드의 수분값 및 저수분 측정모드의 수분값이 상기 경계 범위 내에서 동일한지를 판단하는 수분값 동일 판단 단계를 더 포함하되,
    상기 제어부가 상기 경계 범위 내에서 동일한 수분값을 상기 측정 대상 곡물의 최종 수분값으로 결정하는 경계 범위 동일 수분값 결정 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정 방법.
    
13. 제어부가 수분을 함유한 측정 대상 곡물에 대한 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 중 어느 하나를 결정하는 모드 결정 과정;
    상기 제어부가 결정된 측정 모드에 대응하여 저항 측정부를 제어하여 상기 측정 대상 곡물의 저항을 측정하는 곡물 저항 측정 과정;
    상기 제어부가 수분 측정부를 제어하여 상기 측정 모드에 대한 함수 처리된 저항 측정신호를 상기 수분 측정부로부터 입력받고, 상기 저항 측정신호에 대한 수분값을 계산하는 수분값 계산 과정;
    상기 제어부가 상기 계산된 수분값을 디스플레이부에 표시하는 표시 과정;
    상기 제어부가 온도 측정부를 통해 외부 온도를 측정하는 온도 측정 과정; 및
    상기 제어부가 정상 온도범위에 대한 정상온도 저수분 테이블과, 상기 정상 온도범위와 서로 다른 온도 범위에 대해 저항 대비 수분값이 다른 적어도 하나 이상의 온도 범위별 저수분 보정 테이블을 포함하는 저수분 테이블 및 정상 온도범위에 대한 정상온도 고수분 테이블과, 상기 정상 온도범위와 서로 다른 온도 범위에 대해 저항 대비 수분값이 다른 적어도 하나 이상의 온도 범위별 고수분 보정 테이블을 포함하는 고수분 테이블을 참조하여, 상기 온도 측정부를 통해 측정되는 온도가 정상 온도범위의 온도이면 정상온도 저수분 테이블 및 정상온도 고수분 테이블을 적용하고, 상기 온도 측정부를 통해 측정되는 온도가 정상 온도범위 이외의 온도이면 적어도 하나 이상의 온도 범위별 저수분 보정 테이블 중 측정된 상기 온도에 대응하는 저수분 보정 테이블 및 고수분 보정 테이블을 적용하여 온도 보정을 수행하는 온도 보정 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정 방법.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 정상 온도범위는 5℃≤정상온도<40℃이고, 상기 정상온도 이외의 온도범위는 0℃≤저온 온도범위<5℃ 및 40℃≤고온 온도범위<60℃인 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정 방법.
    
15. 제어부가 수분을 함유한 측정 대상 곡물에 대한 고수분 측정 모드 및 저수분 측정 모드 중 어느 하나를 결정하는 모드 결정 과정;
    상기 제어부가 결정된 측정 모드에 대응하여 저항 측정부를 제어하여 상기 측정 대상 곡물의 저항을 측정하는 곡물 저항 측정 과정;
    상기 제어부가 수분 측정부를 제어하여 상기 측정 모드에 대한 함수 처리된 저항 측정신호를 상기 수분 측정부로부터 입력받고, 상기 저항 측정신호에 대한 수분값을 계산하는 수분값 계산 과정; 및
    상기 제어부가 상기 계산된 수분값을 디스플레이부에 표시하는 표시 과정을 포함하되
    상기 제어부가 상기 측정 대상 곡물이 건조중인 곡물인 건조중곡물인 경우, 건조중곡물별로 온도별로 달라지는 저항 대비 수분값을 정의하는 건조중곡물 및 온도별 건조중 곡물 보정 테이블을 저장하는 건조중곡물 테이블 DB에서 상기 건조중곡물을 건조하고 있는 곡물 및 건조기의 온도에 대응하는 건조중 곡물 보정 테이블을 적용하여 건조중곡물에 대한 건조기 온도 보상을 수행한 후 상기 건조중곡물의 수분값을 측정하는 건조중곡물 수분 측정 과정을 더 포함하고,
    상기 건조중곡물이 벼인 경우, 상기 건조중곡물 수분 측정 과정은,
    상기 제어부가 상기 온도가 40도인 건조중 곡물 보정 테이블을 기본 건조중 곡물 보정 테이블로 설정하여 적용하는 기본 설정 단계;
    상기 제어부가 사용자의 온도 조정 여부를 판단하는 온도 조정 여부 판단 단계; 및
    온도가 조정되는 경우, 상기 제어부가 상기 40도를 기준으로 사용자에 의해 조정되는 온도에 대응하는 곡물 보정 테이블을 적용하는 조절 온도 보정 단계; 및
    상기 제어부가 건조중곡물의 수분을 측정하는 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산물벼 및 건조중벼 수분 측정 기능을 가지는 휴대형 곡물 수분 측정 방법.
16. 삭제

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