KR19990042018A

KR19990042018A - 계란 표면결함 자동검사방법과 그 장치

Info

Publication number: KR19990042018A
Application number: KR1019970062717A
Authority: KR
Inventors: 조한근
Original assignee: 조한근
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR100240816B1

Abstract

본 발명은 계란 표면결함 자동검사장치에 관한 것으로, 타격에 의한 음향충격 전파반응법을 이용하기 위해서 회전식 솔레노이드(5)에 연결된 타격장치(1)와, 음향감지센서로 사용된 마이크로폰(2), 이 음향감지센서로부터 수집된 신호를 증폭하기 위한 프리앰프(4), 및 이 프리앰프(4)에서 증폭된 신호의 처리를 위한 DSP( Digital Signal Processor)보드를 설치한 컴퓨터(20)로 구성되어 계란의 크랙을 자동으로 신속히 검출하도록 되어있다.

Description

계란 표면결함 자동검사방법과 그 장치

본 발명은 계란 표면의 결함을 자동으로 검사하는 방법과 그 장치에 관한 것으로, 특히 음향충격 반응법을 이용하여 파란이나 오란을 자동으로 신속히 검출하면서, 기존의 양계 자동화시설에 추가로 설치해서 사용할 수 있는 계란 표면결함의 자동검사방법과 그 장치에 관한 것이다.

근래에는 국내에도 선진국의 최신 양계시설 도입으로 급이, 급수, 집란, 이송, 세척, 선별, 포장 등 대부분의 양계작업이 자동화되어 있으나, 파란이나 오란의 검사는 아직도 인력에 의한 육안검사에 의존하고 있는 바, 육안검란은 작업의 특성상 숙련이 필요하고, 또 장시간 작업하기가 어려워 오판의 가능성이 높기 때문에 상품성의 저하와 소비자의 건강에 문제가 야기될 가능성이 있다. 또한, 파란에 의한 경제적 손실은 시설의 현대화와 함께 점차 증가할 전망이며, 미세한 크랙이 있는 계란의 경우 유통 중 오염되어 소비자의 건강을 크게 위협할 가능성도 있다.

이 때문에, 농업관련 작업의 자동화추세에 맞추어 농산물의 품질평가를 위한 각종 비파괴적 방법에 관한 연구가 많이 시도되고 있는데, 그 중에는 음향반응으로 농산물의 품질을 평가하는 데에 관한 연구로서 진동장치에 의한 방법과 낙하충격에 의한 음파 진동공진법 등이 있다.

그러나, 상기와 같은 진동을 이용한 평가방법의 경우, 진동을 검출하기 위한 진동감지장치를 농산물의 표면에 부착해야 하는 번거로움과 평가 소요시간이 길어지게 되는 것이 문제가 되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 감안해서 안출된 것으로, 타격에 의한 음향충격 전파반응법을 이용하면서 솔레노이드에 연결된 타격장치와 마이크로폰과 같이 비접촉으로 감지하는 음향센서로 구성된 간단한 장치로 계란의 크랙을 자동으로 신속히 검사함으로써, 상품성을 향상시킬 수 있도록 하는 계란 표면결함 자동검사방법과 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 계란의 공급과 이탈기구를 구비한 계란표면 결함검사 장치가 설치된 장비 전체의 개략사시도,

도 2는 본 발명의 요부로서, 계란 표면결함 검사장치내의 부분확대사시도,

도 3은 도 2의 (가)방향 정면도,

도 4는 도 2의 A-A선 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 계란 표면결함 검사방법의 블록선도,

도 6은 본 발명에 따른 계란 표면결함 검사장치의 흐름순서도,

도 7은 정상란의 표준화된 FFT 크기와 주파수의 관계를 도시한 그래프,

도 8은 이상란의 표준화된 FFT 크기와 주파수의 관계를 도시한 그래프이다.

1 : 타격장치 2 : 마이크로폰

3 : 광센서 4 : 프리앰프

5 : 솔레노이드 6 : 계란

7 : 이송로울러 8 : 격판

9 : 하우징 10 : 검사장치

20 : 컴퓨터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 솔레노이드에 연결되어 회전구동하게 되는 계란 타격장치와, 음향감지센서로서의 마이크로폰, 이 음향감지센서로부터 수집된 신호를 증폭하기 위한 프리앰프 및 증폭된 신호의 처리를 위한 DSP( Digital Signal Processor)보드를 설치한 컴퓨터(IBM-PC)로 구성된다.

이하, 본 발명을 예시된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 계란 표면의 결함을 검사하는 검사장치의 전체외관을 개략적으로 도시한 것으로, 검사장치(10)가 계란 공급기구 및 분리기구와 함께 설치되어서, 이송로울러(7)의 상부에 얹혀진 계란이 로울러열의 이송방향(실선화살표로 표시)을 따라 검사장치(10)내로 유입되고, 이 검사장치(10) 내부에서 검사됨과 동시에 검사장치(10)에 연결된 컴퓨터(20)가 수집된 신호를 비교처리하여 크랙유무를 판정한 다음, 검사단계를 거친 계란은 검사장치(10)로부터 빠져나가게 된다.

도 2는 본 발명의 요부를 도시한 것으로, 검사장치(10)가 계란 타격장치(1)와 음향감지센서로 작용하는 마이크로폰(2) 및 프리앰프(4)를 갖춘 구조로 되어있는 바, 이들 모두는 이송로울러(7)열의 일부를 에워싸는 검사장치(10)의 하우징(9) 상부판에 부착되는 격판(8)에 설치된다. 상기 타격장치(1)는 적절한 충격력을 갖는 로터리형 솔레노이드(5)에 짧은 PVC막대가 연결되고, 이 PVC막대 끝에 세라믹으로 된 타격구가 부착된 구조이며, 상기 마이크로폰(2)으로는 5 Hz ∼ 20 kHz의 주파수반응을 측정할 수 있는 저렴한 콘덴서형이 사용되는데, 이는 상기 타격구의 맞은편에 위치하면서 계란(6)의 첨부(尖部)와 10 mm 정도의 간격(대란기준)을 유지하도록 설치된다. 또한, 상기 이송로울러(7)로는 통상 양계장에서 사용되는 고무받침이 사용된다.

도 3은 도 2의 (가)방향에서 본 검사장치(10)의 정면도로서, 도시된 바와 같이 계란의 위치를 감지하기 위한 광센서(3)들이 하우징(9)의 상·하부에 각각 부착되어있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 검사장치(10)에는 하우징(9) 상부판에 4개의 격판(8)이 설치되고, 이들 각 격판(8)에는 타격장치(1)와 마이크로폰(2)이 교대로 치환되게 설치되어있으며, 각 격판(8)의 앞쪽과 이송로울러(7) 사이 간격의 하부에는 광센서(3)들이 위치하도록 되어있다.

도 5는 본 발명에 따른 계란 표면의 결함을 자동으로 검사하는 방법의 블록선도인데, 이는 계란(6)의 첨부가 타격장치(1)쪽이 되도록 하여 이송로울러(7) 위에 얹혀진 다음 자동투입장치에 의해 검사장치(10)내로 이동되는 단계부터 시작한다. 계란(6)이 각각의 격판(8) 앞에 도달하게 되면, 상기한 격판(8)의 앞쪽과 이송로울러(7) 사이 간격의 하부에 위치한 광센서(3)들이 반응해서 전기신호를 발생하게 되고, 이 발생된 전기신호에 의해 솔레노이드(5)를 작동시켜 타격장치(1)의 진자에 달린 타격구가 계란(6)을 타격하게 되는 바, 이 타격에 의한 음향신호가 마이크로폰(2)에 의해 감지되어 전기신호로 변환되며, 이 미세한 전기신호는 프리앰프( 4)에 의해 증폭된 후 DSP보드로 보내지게 된다.

한편, 컴퓨터(20)에는 신호의 수집과 처리를 위한 DSP보드가 설치되어있는데, 이 DSP보드에는 음향신호용으로 필터가 내장되어 50 kHz 이상의 소음은 차단하도록 되어있다. 따라서, 도 6의 흐름순서도에 기술된 바와 같이, DSP보드를 거쳐 컴퓨터(20)에 입력된 4개의 신호가 차례대로 FFT(Fast Fourier Transform)에 의해 주파수영역으로 변환되고, 이렇게 주파수영역으로 변환된 4개 신호의 평균이 0 ∼ 12.5 kHz 범위의 스펙트럼의 면적, 공진 주파수, 스펙트럼의 도심(Centroid)과 비교되어져 크랙유무가 판정되게 되는 바, 도 7과 도 8은 각각 본 발명에 따른 실시예에 있어서 정상란과 이상란의 변환된 음향신호의 표준화된 FFT 크기와 주파수의 관계를 도시한다.

다음으로, 검사를 마친 계란은 이송로울러(7)에 의해 검사장치(10)로부터 빠져나가게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 장치의 성능을 조사하기 위해, 국내에서 많이 생산되는 품종인 하이라인(Hyline)종 100개의 정상란을 구입하여 검사를 실시한 다음, 이들 계란 모두를 임의로 흠집을 내어 다시 검사를 실시한 결과는 표 1과 같은데, 검란의 평균 성공률이 94 %에 달하는 우수한 결과를 나타냈고, 검란에 소요되는 시간도 표 2에서와 같이 계란 1개당 0.5초 이내로 처리할 수 있을 것으로 평가된다.

표 1. 검사장치의 성능실험결과

실험 대상	정상 판정	이상 판정	평균성공율(%)
상태	수량(개)	수량(개)	평균성공율(%)	비율(%)	수량(개)	비율(%)
정상란	100	99	99	1	1	94
이상란	100	11	11	89	89	94

표 2. 검사 소요시간

검란 성공율	소요시간(초/개)
94% 이상	0.5 이내
90% 이상 - 94% 미만	0.3 이내

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 숙련이 요구될 뿐만 아니라 장시간의 작업시에는 오판의 가능성이 높은 육안검란 대신 파란과 오란의 검출을 자동화함으로써 신속하고 능률적으로 처리하는 효과가 있게 된다.

Claims

양계 자동화시설의 계란의 크랙을 검사하는 방법에 있어서, 이송로울러(7) 위에 얹혀진 계란(6)을 자동투입장치에 의해 검사장치(10)내로 이동시키는 단계와, 계란(6)이 각각의 격판(8) 앞에 도달하면 반응하여 전기신호를 발생하는 광센서(3) 감지단계, 이 발생된 전기신호에 의해 솔레노이드(5)를 작동시켜 타격장치(1)의 진자에 달린 타격구가 계란(6)을 타격하는 단계, 이 타격에 의한 음향신호가 마이크로폰(2)에 의해 감지되어 전기신호로 변환되는 단계, 이 미세한 전기신호를 프리앰프(4)에 의해 증폭시키는 단계, DSP보드가 신호를 수집하고 처리하는 단계, DSP보드를 거쳐온 입력신호가 차례대로 FFT에 의해 주파수영역으로 변환되어 크랙유무가 판정되는 컴퓨터(20)에 의한 비교처리단계 및, 검사를 마친 계란이 이송로울러(7)에 의해 검사장치(10)로부터 빠져나가는 단계로 구성되는 계란 표면결함의 자동검사방법.
양계 자동화시설의 계란의 크랙을 검사하는 장치에 있어서, 검사장치(10)에는 이송로울러(7)열의 일부를 에워싸는 하우징(9) 상부판에 고정부착된 복수의 격판(8)에, 로타리형 솔레노이드(5)와 이 솔레노이드(5)에 짧은 막대를 매개로 하여 부착된 타격구로 이루어진 계란 타격장치(1)와, 이 타격장치(1)의 타격구와 계란(6)을 사이에 두고 맞은편에 위치하면서 타격에 의한 음향신호를 수집해서 전기신호로 변환시키는 콘덴서형 마이크로폰(2)으로 이루어진 음향감지센서 및, 이 전기신호를 증폭하는 프리앰프(4)가 각각 설치되는 한편, 증폭된 전기신호 중에서 50 kHz이상의 소음을 차단하는 필터가 내장된 DSP보드를 거쳐온 입력신호를 설정값과 비교하여 계란 표면의 크랙유무를 판정하는 컴퓨터(20)로 구성된 것을 특징으로 하는 계란 표면결함의 자동검사장치.