KR20020013928A - 측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치 - Google Patents

Abstract

반송컨베이어로 반송중인 내부품질 검사대상물(F)에 횡방향에서 복수개의 투광램프(21)를 사용하여 광선을 집중 투사하고, 대상물(F)의 대소나 껍질이 얇은 것에서 두꺼운 것까지 내부를 투과하여 오는 투과광을 외란광에 영향받지 않고 검출할 수 있는 수광수단(3)에 화이트레벨 교정장치(35)를 설치한다.

복수개의 투광램프(21)는 검사위치(11)에 있는 대상물(F)의 한쪽 측면을 횡방향 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위로 방사상으로 퍼진 각각의 다른 위치와 각도에서 검사위치(11)를 향해서 집중 투사한다.

대상물(F)의 다른쪽에 투과되어 오는 투과광을 집광하는 집광렌즈(31)의 수광창(313)에서 분광기에 안내되는 광섬유의 입광면(321)까지의 사이에 빛의 통로를 개폐하는 셔터(33)를 설치하여 대상물(F)의 검사중심부가 검사위치(11)를 통과할 때 작동시킨다.

집광렌즈(31)의 수광창(313)의 앞면에 화이트레벨 교정판(351)을 출몰시켜서 교정을 한다. 또 동일 위치에 품질기준물질(361)을 출몰시켜서 검량선의 어긋남을 보정한다.

Description

측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치{SIDE MULTIPLE-LAMP ON-LINE INSIDE QUALITY INSPECTING DEVICE}

광선을 사용하여 농산물의 내부품질을 측정하기 위한 수단으로서는 근적외광을 포함하는 광선을 농산물에 투사하고, 그 농산물로부터의 반사광으로부터 내부품질정보를 검출하는 반사광 방식과, 투사된 빛이 농산물을 투과하여 온 투과광으로부터 내부품질정보를 검출하는 투과광 방식이 있다.

상기 반사광 방식은, 예컨대 일본 특허공개 평6-300681호에 개시되어 있는 바와 같이 측정대상물에 근적외를 포함하는 광선을 투사하고, 그 대상물의 반사광으로부터 내부품질정보를 검출하는 것이기 때문에 종래의 선별기의 받침접시를 그대로 이용하고 있다.

그러나 이 반사광 방식은, 농산물의 광선을 투사한 외주 근변의 내부품질정보 밖에 얻을 수 없으므로 껍질이 얇은 복숭아나 배에는 적용되고 있지만, 껍질이두꺼운 과실에는 적용될 수 없는 문제가 있다. 즉 반사광으로부터 두꺼운 껍질 부분의 품질정보밖에 얻지 못하여 먹는 부분인 과육의 품질정보는 검출할 수 없었다.

이 때문에 본 출원인은, 감귤류나 메론, 수박 등 과피부분이 두꺼운 것이나, 사과 등 내부 깊이 중심근방에 있는 밀입(密入)이나 갈변 상해 등의 내부품질정보를 검출할 수 있는 투과광 방식의 내부품질 검사장치를 개발하고, 일본 특허공개 평6-288903호 공보, 일본 특허공개 평10-202205호 공보에 개시함과 아울러 실용화 하였다. 이들은 농산물의 내부를 투과하여 온 미약한 투과광을 외란광으로부터 차단하기 위한 받침시트를 설치한 농산물 받침접시(중앙부에 상하로 관통하는 투과광 통로를 설치한 받침시트가 달림)를 사용한 반송컨베이어를 사용하고, 주행하는 받침접시의 중앙 하면에 수광부를 대향시킨 것으로서, 전용의 받침접시를 사용하지 않고 반송하는 것으로 사용할 수 없었다.

또, 투과광 방식으로서 일본 특허공개 평7-229840호 공보의 것이 있지만, 이것은 반송벨트 컨베이어의 반송로를 사이에 두고 한쪽에 광원으로서 1등의 투광램프를 설치하고, 광축이 반송로를 직선으로 수평하게 횡단하는 다른쪽에 수광부를 대향배치하여 설치하여, 반송되는 농산물에 대하여 횡방향에서 광선을 투사하여 다른쪽의 횡방향으로 농산물을 투과되어 오는 투과광을 수광부로 검출하도록 한 것으로서 농산물에 대하여 옆에서 옆으로 투과되는 투과광을 검출하는 것이지만, 투광램프가 1등이기 때문에 투사하는 광선의 강도·광량에 한계가 있어 농산물이 두꺼운 껍질일 경우 투과광이 지나치게 미약하여 분광분석하여도 분석결과의 오차가 커서 실용상 측정정밀도의 불균형을 발생하고 있었다.

특히, 농산물은 천연물이고 태양광선이 닿는 양광면측과 그늘로 되는 음광면측 등 그 위치에 따라서 당도나 산도·숙성도 등이 다르고 내부품질의 차이가 있는 것이 보통이고, 1등의 투광램프에 의한 투사로는 조사된 방향에 따라서 측정값이 크게 변동하여 측정정밀도의 신뢰를 얻을 수 없는 결점이 있었다. 또 상기 공보의 것은 수광부에 회절격자를 직결시킨 구조이기 때문에 이들을 수용하는 케이스가 대형으로 되는 결점이 있었다.

또한, 램프의 광축과 수광부의 집광렌즈의 집광축이 동일상에 있고, 광축이 농산물에 의해 차단되어 있지 않을 때의 강도의 광선이 정면으로 집광렌즈에 입사되어 분광수광소자에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위해 투광구에 셔터를 설치하고 있지만, 농산물이 반송되고 있는 동안은 셔터는 해방된 상태이고 계측하는 농산물 1개마다에는 개폐되고 있지 않고 전후의 농산물과 농산물의 사이에서도 열려진 채이다. 또 일시휴식할 때 등 불필요한 때에 램프의 광선을 셔터 솔레노이드에 의해 폐쇄하는 조작을 하고 있지만 투광램프의 광선은 차단하여도 농산물의 통로를 통하여 암실 내에 입광되어 오는 주위의 밝기의 변동이 그대로 집광렌즈로부터 들어가서 수광소자의 영 레벨(암전류)을 변동시키는 결점이 있었다.

또, 1개의 램프를 사용하여 감귤류나 메론, 수박 등 껍질이 두꺼운 농산물에 광을 투과시키는데는 고출력의 램프가 필요하지만, 고출력 램프는 고열을 발생시키기 때문에 램프의 냉각대책이 필요한데다가, 무엇보다도 반사경에 의해 농산물을 향해서 집광되기 때문에 집광부는 500°이상의 고열로 되어 내열성 재료가 필요한데다가 화재발생의 위험이 있었다. 또한 고출력 램프는 필라멘트가 커지고 광선을집광하기 어려울 뿐만 아니라, 수명이 짧고 조도를 저하시키지 않고 장기간 사용하는 것은 불가능하다는 결점이 있었다.

투사광을 많게(강하게) 하여 투과하기 어려운 대상물로부터도 투과광이 얻어지도록 하면, 투과하기 쉬운 대상물일 때 분광분석장치의 연산증폭기가 오버플로하여 분석불능으로 되는 등의 문제가 있었다.

또, 온라인 내부품질 검사장치로서 장기적으로 안정적으로 동작시키기 위해서는 아침, 점심, 저녁으로 환경온도의 변동이나 운전시간의 경과에 의한 변동이 발생하기 때문에 장치를 항상 교정하지 않으면 안되지만 종래의 투광램프와 수광부가 동일광축상에 대향배치되고, 불완전 암실 내로 수용된 검사장치로는 안정적으로 교정하는 기구를 장착 구비하고 있지 않은 결점이 있었다.

또한, 상기와 같이 환경온도의 변동이나 운전시간의 경과에 의한 검량선의 어긋남이 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기의 결점을 문제점으로서 해소하기 위하여 이루어진 것이다.

농산물을 반송하는 반송컨베이어는 한정하지 않고 각종의 컨베이어를 사용할 수 있고, 반송로를 사이에 두는 양측에 투광장치와 수광부를 대향배치한 검사장치에 있어서 반송로를 횡단하는 광선의 투광광량을 증대시키고, 또한 장시간 조도저하가 적고 긴 수명의 투광장치를 사용하여 농산물의 보다 넓은 범위에 투사하여, 대소나 품목, 종류에 따라서 투과하기 쉬운 것부터 투과하기 어려운 것까지 수광측에 투과하여 가는 투과광을 효율적으로 검출할 수 있는 검사장치를 제공하고, 또 투과하기 쉬운 대상물일 때 연산증폭기를 오버플로시키지 않는 수단과, 또한 외란광에 영향받지 않는 수광부와 교정수단, 시간경과변동 등에 의한 검량선의 어긋남을 보정하는 수단을 설치하여 신뢰성이 높은 측정정밀도가 얻어지는 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 각종 반송수단으로 반송중인 농산물등 대상물에 대하여 한쪽 측방에서 광선을 투사하여 농산물등 대상물의 내부를 통하여 다른쪽으로 투과되어 오는 투과광을 수광하여 분광분석함으로써 그 농산물등 대상물의 당도·산도 등의 내부품질을 비파괴로 검사, 측정하는 오라인 내부품질 검사장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예의 투광수단과 수광수단을 반송로를 사이에 두고 대향배치한 요부의 단면을 포함하는 평면설명도,

도 2는 도 1의 A-A로 나타내는 종단면의 측면도,

도 3은 수광수단의 화이트레벨 교정장치의 동작을 나타내는 평면설명도,

도 4는 도 3의 C-C로 나타내는 종단면의 측면도,

도 5는 수광수단의 품질기준물질 넣기 용기의 동작을 나타내는 평면설명도,

도 6은 도 5의 D-D로 나타내는 종단면의 측면도,

도 7은 도 2의 B-B로 나타내는 종단면도로 셔터 폐쇄와 감광필터 설명도,

도 8은 도 7과 동일한 장소의 셔터가 열린 경우의 설명도,

도 9는 실시예 2로서 수광수단의 화이트레벨 교정장치의 동작방향을 상하방향으로 구성한 평면설명도,

도 10은 도 9의 E-E로 나타내는 종단면의 측면도,

도 11은 실시예 3으로서 복수가닥의 반송로를 보유하는 받침접시가 달린 체인컨베이어에 가닥마다 반송로를 사이에 두고 투광수단과 수광수단을 대향배치하여 설치한 요부단면 설명도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1, 1A : 반송컨베이어 11 : 검사위치

2, 2A, 2B : 투광수단 21 : 투광램프

211 : 빔각 212 : 포물면 반사경

213 : 실드유리 214 : 밀봉부

215 : 소켓 22 : 램프박스

23 : 램프측 냉각공기 송풍관 231 : 노즐

232 : 접속구 3, 3A, 3B : 수광수단

30, 30A : 부착베이스 301, 301A : 수광광축

31, 31A : 집광렌즈 311 : 대물측 집점

312, 312A : 렌즈후드 313, 313A : 수광창

314 : 조리개 32, 32A : 광섬유

321 : 입광면 33, 33A : 셔터

331 : 절결 332 : 스테핑 구동장치

34, 34A : 감광필터 부착판 341 : 필터 부착구멍

342 : 감광필터 343 : 축

344 : 손잡이 핸들 345 : 마이터기어

35, 35A : 화이트레벨 교정장치 351, 351A : 화이트레벨 교정판

3511 : 교정판의 외주면 352, 352A : 누름쇠

353, 353A : 부착암 3531, 3531A : 통형상 돌출부

354 : 스테팅모터 R 354A : 스테핑모터 S

355, 355A : 회전축 356, 358 : 검출스위치

357, 359 : 검출스위치 36 : 품질기준물질 체크장치

361 : 품질기준물질 3611 : 물질의 외주면

362 : 용기 3621 : 마개

363 : 부착암 3631 : 차광벽부

3632 : 용기장전부 3633 : 상부 누르개

3634 : 점검구멍 364 : 스테핑모터 T

3641 : 출력축 37. 37A : 수광수단 냉각공기 송풍관

371. 371A : 노즐 372, 372A : 접속구

38 : 승강축 381 : 승강가이드

4 : 받침접시가 달린 반송컨베이어 41 : 컨베이어 프레임

42 : 체인레일 43 : 컨베이어체인

44 : 받침접시 부착부재 45 : 받침접시

5 : 상부 프레임 51 : 램프박스 부착부재

52 : 부착베이스 53 : 부착부재

54 : 브래킷 55 : 승강축

56 : 하부 프레임 57 : 축받이

F : 농산물

상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 발명의 특징은, 청구의 범위에 기재된 바와 같다.

검사대상물을 1개씩 반송하는 반송컨베이어의 반송로를 사이에 두고 한쪽에 투광수단과 다른쪽에 수광수단을 마주보게 설치하고, 반송되는 대상물에 한쪽에서 광선을 투사하고, 대상물 내부를 투과하여 다른쪽으로 나오는 투과광을 수광하여 분광분석함으로써 대상물의 내부품질을 검사하는 장치에 있어서, 상기 투광수단은 복수개의 투광램프를 사용하여 반송로상의 검사위치에 있는 대상물의 한쪽 측면의 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위를 각각 다른 위치, 각도로 대상물을 향해서 광선을 집광 투사하도록 구성하고, 상기 수광수단은 집광렌즈의 수광창에서 분광기로 안내하는 광섬유의 입광면 사이에서의 빛의 통로를 개폐하는 셔터를 설치하여 빛의 통로 개폐기구를 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 검사대상물이 검사위치에 있을 때 다수의 램프를 사용하여 한쪽의 측방 전표면에 거의 균등하게 광선을 집광투사하기 때문에, 검사대상물의 농산물에 태양광이 잘 닿은 양광면과 태양광이 닿지 않았던 음광면에서 당분이 편재되는 등 내부품질의 위치적인 치우침이 있어도 다수의 램프에 의한 다량의 광선이 보다 많은 면적에 투사되어, 내부의 각 부위를 투과하여 전체를 평균화 한 많은내부정보로써 다른쪽으로 나오는 투과광을 수광수단으로 수광하여 분광분석함으로써 내부품질을 검사할 수 있다.

투과광을 수광하는 집광렌즈의 수광창으로부터 광섬유 입광면까지의 사이에 설치한 셔터는, 반송중의 대상물의 진행방향 전단부와 후단부에서는 아직 폐쇄되어 있고 중심부에서만 투과광을 입광시킬 수 있다. 대상물이 없는 경우는 셔터는 폐쇄되어 있으므로 분광기 내에 빛이 들어가지 않아 온도상승 등의 악영향을 발생하는 일이 없다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 수광수단의 집광렌즈는 대물측 전방으로 시야를 확보하는 렌즈후드와 그 앞면에 투명유리를 사용한 수광창을 설치하여 방진구조의 렌즈후드를 형성하고, 이 방진구조의 레즈후드가 달린 집광렌즈의 수광창의 앞면에 화이트레벨 교정판을 내밀거나 끌어넣거나 하여 출몰시키는 수단을 설치하여 교정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 집광렌즈는 대상물의 중심을 향한 렌즈후드가 외란광의 영향을 방지하여 수광창에 의해 시야를 정면에서 오는 투과광으로 규제한다. 그 수광창의 앞면에 출몰시키는 화이트레벨 교정판은, 장치의 작동 개시전이나 도중 휴식시, 또는 일시중단한 후 등 환경온도변동이나 램프, 광학계의 열화 등에 의한 장치의 종합적인 출력값의 교정동작을 임의로 할 수 있는 작용을 한다.

청구항 3의 발명은, 청구항 2에 있어서, 상기 집광렌즈의 렌즈후드 내에 광학계의 수광광축을 중심으로 한 광선의 통과영역을 한정하여 산란광이나 섬광을 방지하는 조리개를 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 집광되는 대상물로부터의 투과광이 아닌 외란광이나 집광렌즈의 수광창으로부터 렌즈후드 내에 입광된 산란광이나 후드 내의 표면 난반사에 의한 섬광 등 미광(迷光)의 영향을 제거할 수 있고, 분광분석 결과의 정확함이나 신뢰성을 높이는 작용을 한다.

청구항 4의 발명은, 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 집광렌즈의 렌즈후드와 대기중의 화이트레벨 교정판을 향해서 냉각공기 송풍관과 에어노즐을 설치하고, 송풍관에 송풍기로부터 송풍함으로써 집광렌즈와 화이트레벨 교정판의 광선에 의한 열을 방열시키는 공기냉각수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 투광램프로부터의 광선에 의해 온도가 차츰 상승하는 것을 억제하여 온도변동에 의한 광학상의 특성이 변화하는 것을 방지하고, 분광분석 결과의 안정성을 유지할 수 있도록 작용한다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1 내지 4중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수개의 투광램프는 검사위치에 있는 대상물의 위치에 집점을 보유하는 빔각을 형성한 포물면 반사경 부착으로 앞면을 내열유리로 밀봉한 실드램프를 사용하고, 각 램프는 그 집점을 통한 빔광선이 수광수단인 집광렌즈의 수광광축에 직진 입광하지 않는 각도와 위치에 투광광축을 어긋나게 하여 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 복수의 투광램프는 대상물의 위치를 집점으로 하여 집중하여 투사하므로 효율이 좋고 비교적 소형의 램프를 사용할 수 있어서, 앞면 밀봉에 의해 반사경의 반사성능을 저하시키지 않도록 유지하는 작용을 하고, 또 각 램프의 빔광선을 집광렌즈의 수광광축에 직진 입광하지 않는 각도로 광축을 어긋나게함으로써 대상물 내부를 확산시키지 않고 직진하여 지나쳐 오는 빛의 영향을 받지 않도록 작용한다.

청구항 6의 발명은, 청구항 1 내지 5중 어느 하나에 있어서, 상기 복수개의 각 램프에는 소켓에 끼워넣는 밀봉부를 향해서 냉각공기 송풍관과 에어노즐을 설치하고, 송풍관에 송풍기로부터 송풍함으로써 램프 본체의 발열을 방산시켜 과열을 방지하는 방열수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 각 램프는 앞면이 밀봉되어 고온으로 되지만 밀봉부에 에어노즐을 향해서 송풍 공기냉각하므로 과열을 방지하여 램프 수명을 길게 유지하는 작용을 한다.

청구항 7의 발명은, 청구항 1 내지 6중 어느 하나에 있어서, 상기 복수개의 투광램프는 대상물의 크기나 광투과 정도가 다른 품목이나 종류에 따라서, 램프의 점등수를 증감하는 수단을 설치하여 투사광량을 증감 전환할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 대상물의 품목이나 종류마다 광선의 투과정도의 차이(대소)에 의해서 점등수를 바꿈으로써, 예를 들면 농산물의 껍질이 두꺼워 투과하기 어려운 수박, 메론에서, 중간정도의 껍질 두께인 감귤류, 얇은 껍질로 빛이 투과하기 쉬운 토마토, 배 기타 사과, 복숭아까지 다품목의 내부품질을 검사할 수 있다.

청구항 8의 발명은, 청구항 1 내지 7중 어느 하나에 있어서, 상기 투광수단의 복수개의 투광램프를 부착한 램프박스를 상하방향으로 원격조작에 의해 상하로 움직이게 하는 승강수단을 설치하고, 검사대상물의 품목이나 종류에 따라 다른 크기에 대응하여 투광높이를 원격조작으로 조절할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 대상물을 크기 등이 다른 품목이나 품종으로의 교체를 매우 용이하게 단시간에 행할 수 있기 때문에 다품목을 교체 검사하는 경우에 단 교체를 용이하게 하는 작용을 한다.

청구항 9의 발명은, 청구항 1 내지 8중 어느 하나에 있어서, 상기 수광수단은 집광렌즈의 수광창에서 광섬유의 입광면까지의 사이의 빛의 통로로 각종 감광필터를 교체삽입하는 수단을 설치하여 광섬유에 입광되는 광량을 감광조작하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 대상물의 품목이나 종류에 따라서 수광수단에 입광되는 투과광량이 적은 것을 대상으로 분광분석장치의 연산증폭기 증폭도를 조절하여 두어도, 대상물을 투과광량이 큰 것으로 교체하였을 경우에 이 감광필터에 의해 입광을 감광 제약하면 연산증폭기가 오버플로하여 분석불능에 빠지는 것을 방지하는 작용을 한다.

청구항 10의 발명은, 청구항 9에 있어서, 상기 감광필터의 교체 삽입수단은 감광율이 다른 복수개의 감광필터를 부착한 감광필터를 부착한 감광필터 부착판을 원격조작에 의해 바꾸는 수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 대상물의 품목이나 종류를 다른 새로운 것으로 바꾸어도 단시간에 매우 용이하게 단교체를 할 수 있는 작용을 한다.

청구항 11의 발명은, 청구항 1 내지 10의 어느 하나에 있어서, 상기 집광렌즈의 집광창으로부터 광섬유 입광면까지의 사이에 설치하는 셔터는 입광된 빛의 통로를 포함하는 주위를 밀폐된 암상자 내에 설치하고, 검사대상물 1개 통과마다 개폐동작시키도록 구성하고, 검사대상물이 검사위치에 있을 때에 열리고, 검사하지 않는 경우에는 닫히도록 작동시켜서 비검사시에는 분광기 내에 광선을 입광시키지 않도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 대상물의 중심부가 검사위치에 있을 때에 투과광을 입광시키는 이외는 차광되어 있기 때문에, 분광기 내에 광은 들어가지 않아 온도상승 등의 악영향이 발생하지 않고 수광소자는 영 레벨이 일정하여 안정되며, 각 대상물을 검사할 때마다 항상 영 레벨에서 상승하고, 불균형이 없는 검사출력을 얻을 수 있는 작용을 한다.

청구항 12의 발명은, 청구항 1 내지 10중 어느 하나에 있어서, 상기 집광렌즈의 집광창에서 광섬유 입광면까지의 사이에 설치하는 셔터는 입광된 빛의 통로를 포함하는 주위를 밀폐된 암상자 내에 설치하고, 통상은 열려 있고 교정을 위하여 상기 화이트레벨 교정판과 전후하여 암레벨을 검출할 때만 닫히는 동작을 하게 하는 구동수단과, 분광기의 뒷측에 설치하는 검출수광소자의 제어회로에 전자셔터 회로를 설치하여 대상물 1개 통과마다 전자셔터를 작동시키도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 분광기의 뒷측에 설치하는 수광소자의 제어회로에 설치한 전자셔터회로는 대상물로부터의 1개마다의 투과광의 검출을 전기요소로 시간제어를 행하고, 검출한 전하를 방출하여 클리어 하므로 직전의 검출잔류전하의 영향을 받지 않는다. 이것에 의하면, 기계요소의 가동부분이 없기 때문에 고속도로 연속적으로 작동시키는 것이 가능하기 때문에 반송컨베이어를 스피드업 하여 단위시간당 검사처리능력을 높이는 작용을 한다.

청구항 13의 발명은, 청구항 2 내지 12의 어느 하나에 있어서, 상기 수광수단의 렌즈후드 부착 집광렌즈의 수광창의 앞면에 화이트레벨 교정판의 출몰동작과 전후하여 화이트레벨 교정판과 교대로 품질기준물질을 내밀거나 끌어넣거니 하여 출몰시키는 기구를 구성하고, 이 품질기준물질을 투과하여 오는 투과광의 변동으로부터 분광분석장치의 검량선의 시간경과변동을 보정하는 수단으로 한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 화이트레벨 교정판에서의 교정과 관련하여 품질기준물질 넣기의 용기에 의한 투과광을 검출하고 이것을 기준으로 하여 연속점등, 연속운전 등에 따른 장치나 주위의 온도나 환경조건의 변화 등에 의해 발생하는 검량선의 시간경과변동을 보정할 수 있도록 작용한다.

청구항 14의 발명은, 청구항 13에 있어서 상기 품질기준물질을 출몰시키는 기구는 복수개의 품질기준물질을 1개씩 미동 이동시켜서 교환 출몰시키도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 대상물의 당도, 산도 등의 복수의 성분분석을 행할 때에 검량선의 시간경과변동을 실상에 맞추어 보정할 수 있는 작용을 한다.

청구항 15의 발명은, 청구항 13 또는 14에 있어서, 상기 품질기준물질은 고체인 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 품질기준물질은 대상물에 가까운 파장대로 흡수특성을 갖는 고체를 사용함으로써 장기간 사용하여도 변질되기 어렵기 때문에 안정된 교정이 가능하다.

청구항 16의 발명은, 청구항 13 또는 14에 있어서, 상기 품질기준물질은 용기에 넣은 액체인 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 대상물의 성분과 같은 품질성분인 액체는 용이하게 조달할 수 있어 사용되기 쉽고, 실상에 맞춘 교정이 가능한 작용을 한다.

청구항 17의 발명은, 청구항 1 내지 16중 어느 하나에 있어서, 수광수단의 부착베이스를 상하방향으로 원격조작에 의해 상하로 이동시키는 승강수단을 설치하고, 검사대상물의 품목이나 종류에 따라 다른 크기에 대응하여 수광광축의 높이를 원격조작으로 조절할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 의하면, 청구항 8의 발명과 같이 대상물의 크기 등이 다른 품목이나 품종으로의 교환을 매우 용이하게 단시간에 행할 수 있는, 즉 단교체를 하기 쉽게 하는 작용을 한다.

본 발명의 측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치에서는, 대상물을 1개씩 반송하는 반송컨베이어의 반송로를 사이에 두고 한쪽에 투광수단으로서 복수의 투광램프를 사용하여 검사위치에 있는 대상물의 한쪽 측면의 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위에서 각각 다른 위치, 각도로 대상물을 향해서 광선을 집중투사하도록 배치하고, 다른쪽의 수광수단은 대상물로부터의 투과광을 집광하는 집광렌즈의 수광창에서 집광된 투과광을 분광기로 안내하는 광섬유의 입광면까지의 사이에 빛의 통로를 개폐하는 셔터를 설치하여 집광렌즈의 수광창을 검사위치의 대상물을 향해서 배치한다. 반송중의 대상물의 검사부위인 중심부가 검사위치에 왔을 때 셔터를 열고 그 중심부에서의 투과광을 광섬유에 통하게 하여 분광기로 안내하도록 이루어진다. 이 중심부라는 것은 검사하는 부위를 말하고, 치수상의 중심이라고는 한정하지 않는다.

대상물의 전단부나 후단부의 검사하지 않은 부분 및 대상물이 없을 때는 셔터는 닫혀서 집광렌즈로부터의 투과광의 빛의 통로를 차단하고, 광선을 광섬유로부터 분광기 내로 입광시키지 않도록 한다. 즉, 분광기 내에 여분의 광선이 들어가지 않도록 하여 분광기 내의 온도상승 등의 환경변화를 발생하지 않도록 한다.

상기 집광렌즈는 검사위치에 있는 대상물의 렌즈측의 외주측면 근방을 대물측 집점으로 하는 것이 좋고, 대물측 전방에 대상물의 중심부를 향해서 시야를 확보하는 렌즈후드와 그 앞면에 투명유리를 사용한 수광창을 설치하여 방진구조 렌즈후드 부착의 집광렌즈를 형성하면 외란광을 방지하여 투과광의 집광이 효과적이다.

또, 반송컨베이어 상의 대상물은 그 대소에 관계없이 검사위치의 앞공정에서 수광수단의 렌즈측 외주측면의 위치를 수광창으로부터 일정한 거리에 두고, 즉 한쪽면에 모아서 반송하면 투과광의 집광조건이 일정하게 안정되기 때문에 오차가 적고 신뢰성이 높은 분광분석을 할 수 있다.

또한 그 렌즈후드 수광창의 앞면에 시야를 막도록 화이트레벨 교정판을 부착암으로 내밀거나 끌어넣거나 하여 출몰시키는 수단을 설치하고, 부착암에는 화이트레벨 교정판 부착부에서 렌즈후드의 앞면을 향해서 시야의 주위를 둘러싸서 막도록 한 통형상의 돌출부를 형성하여 교정동작할 때에 외란광의 영향을 받지 않도록 하는 것이 좋다. 화이트레벨 교정판은 상기 대상물의 렌즈측의 외주측면 근방의 대물측 집점에 오도록 설치하고, 내부품질 검사장치의 작동 개시시나 도중 휴식에 의해 일시 중단한 후의 환경온도변동이 있었을 때 등 교정이 필요한 경우, 대상물이 반송되고 있지 않을 때 또는 대상물을 검사위치의 앞에서 강제배제하는 등 반송을 일시 중단시켜서 화이트레벨 교정판을 렌즈후드 수광창의 앞면에 오도록 작동시켜서 장치의 교정을 하면 장시간 안정적으로 사용할 수 있다. 이 화이트레벨 교정판은 컨베이어로 반송하는 대상물로부터의 투과광을 집광하여 검사할 때는 대상물 반송의 장해로 되지 않도록 반송통로 밖으로 이동하여 대기시키고 있다.

이 화이트레벨 교정판이 안으로 들어가서 대기하는 방향은 반송컨베이어의 구성과의 관계에 의해 최적인 방향을 결정할 수 있지만 반송통로의 진행방향 외측이나 윗쪽 외측을 향해서 이동시킨다.

렌즈후드 내에는 투과광의 통과영역을 한정하는 조리개를 설치하면 수광창에서 입광된 산란광이나 후드 내의 유해한 반사광의 섬광을 방지할 수 있다.

렌즈후드와, 시야 밖에 대기중인 화이트레벨 교정판을 향해서 공기냉각용 에어노즐을 설치하여 송풍기로부터 송풍공냉하면 광선에 의한 열을 방열시켜 온도에 의한 광학상의 특성 변동을 적게 하여 안정시킬 수 있다.

상기 복수개의 투광램프는, 포물면 반사경 부착으로 검사위치에 있는 대상물의 중심위치를 집점으로 하는 빔각을 형성하여 앞면을 밀봉한 실드램프를 사용하면, 램프광선은 대상물을 향해서 집중되어 광선의 투사효율이 좋고 소형의 램프를 사용할 수 있어, 앞면 밀봉은 반사경의 방진과 흐림을 방지하여 반사특성의 저하를 방지할 수 있다.

또한 각 투광램프는, 집점을 통과한 빔광선이 수광수단인 집광렌즈의 광축에 직진 입광하지 않는 각도와 위치에 투광광축을 어긋나게 하여 설치함으로써 램프로부터 대상물 내를 확산반사하여 투과되어 오는 광, 즉 내부품질정보를 많이 가진 투과광을 얻는데 효과적이다.

또 각 램프는, 검사위치에 있는 대상물의 한쪽 측면의 횡방향 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위를 동등한 광량으로 투사하기 위하여 검사위치에서 등거리의 위치로 되도록 부착부를 형성한 램프박스를 설치하는 것이 좋다. 그리고 각 램프에는 밀봉부를 향해서 송풍노즐을 설치하고, 송풍기로부터 송풍공냉 함으로써 램프 본체의 발열을 방산시켜 과열을 방지하고 램프수명을 유지하도록 이루어진다.

상기 복수개의 램프는, 그 점등을 제어하는 회로를 예를 들면 모든 점등, 4/5점등, 3/5점등, 등과 같이 바꿀수 있도록 구성한다. 이와 같이 하면 대상물의 크기 등 품목이나 종류에 따라서 광투과 정도가 다른 것으로 바꾸어 사용하는 경우에, 투과광이 지나치게 강할 때는 점등수를 감소시키고, 약할 때는 모든수를 점등시키도록 간단하고 쉽게 바꿀수 있다.

상기 복수개의 투광램프는 대상물의 중심위치, 즉 크기가 다른 품목으로의 전환시에 램프박스마다 상하방향으로 리모콘 조작에 의해 투광광축의 높이를 상하방향으로 승강시키도록 한다. 이와 같이 하면 대상품목의 교체를 단시간에 행할 수 있다.

또 하나의 감광수단으로서, 상기 수광수단의 투과광의 수광광로에 감광율이 다른 각종 감광필터를 교체 삽입기구를 설치하여 삽입하고, 분광기로의 투과광의 입광량을 감광한다. 이 감광필터 교체삽입기구를 원격조작에 의해 바꾸도록 하면 더욱 대상 품목으로의 교체가 단시간에 가능하다.

상기 셔터는, 대상물로부터의 투과광을 집광렌즈로부터 분광기로 안내하는 광로의 주위를 포함하여 밀폐된 암상자 속에 설치함으로써 외란광을 방지하고, 통상은 닫혀서 광선을 분광기 내로 입광시키지 않고, 대상물이 1개 통과할 때마다 그 중심부가 집광렌즈의 앞을 통과할 때에만 투과량을 분광기에 안내하기 위하여 열리게 한다. 즉 분광기 내에는 대상물의 검사위치로부터의 투과광만큼을 통과하고, 검사대상 외의 광선은 일절 입광시키지 않아 분광기 내의 수광소자는 항상 영 레벨에서 상승하도록 한다.

또, 기계요소로는 응답동작이 곤란한 만큼 고속도 성능를 요구할 수 있는 장치에는 다른 수단으로서 상기 셔터는, 집광렌즈로부터 분광기로 안내하는 빛의 통로 주위를 포함하여 밀폐된 암상자 속에 설치하고, 통상은 열려 있고 교정을 위하여 화이트레벨 교정판과 전후하여 암레벨을 검출할 때만 닫히는 동작을 시키는 구동수단을 설치하고, 분광기의 뒷쪽에 설치하는 검출수광소자의 제어회로에 전자셔터회로를 설치하여 대상물 1개마다의 투과광의 검출을 전기요소로 시간제어를 행하여 검사한다. 즉 고속도 성능이 요구되는 1개마다의 시간제어에는 기계요소의 동작이 아니라 전기요소로 시간제어를 행하는 전자셔터와, 동작빈도가 적어도 좋은 암레벨 검출을 할 때만 기계요소로 빛의 통로를 차단하는 셔터를 조합시켜 구성한다.

또, 방진구조 렌즈후드부착 집광렌즈의 수광창의 앞면에 화이트레벨 교정판과 교체로 내밀거나 끌어넣거나 하여 출몰동작하도록 구성한 부착암에, 검사하는 대상물과 빛의 투과성분이 유사한 물질이나, 동등의 물질(예를 들면 고체물질이라면 홀더를 사용하고, 당이나 산 등의 액체라면 용기에 넣어서)을 기준물질로 하여설치하고, 이 기준물질을 투과하여 오는 투과광을 분광기에 안내하여 분광분석장치로 분석한 결과가 항상 전회의 교정시와 동일하게 되도록 검량선의 시간경과변동을 보정하는 수단으로 한다.

즉 당이나 산 등의 복수개의 기준물 넣기 용기를 설치한 경우는 1개씩 미동 이동시켜서 각각의 투과광을 분광기에 안내하고, 분광분석장치로 분석한 결과가 동일 기준물이라면 항상 동일하게 되도록 검량선의 시간경과변동을 보정하는 수단으로 한다.

수광수단의 집광렌즈와 이것에 연관되는 화이트레벨 교정판을 출몰시키는 기구와 기준물질을 출몰시키는 기구는 동일 부착베이스(프레임틀)상에 설치하고, 이 부착베이스를 상하방향으로 승강시키는 기구를 설치하여 원격조작에 의해 상하동시키고, 검사대상물의 품목이나 종류에 의해 다른 크기에 따라서 수광광축의 높이를 조절할 수 있도록 구성한다.

상기 투광수단의 램프박스와, 다른쪽의 수광수단은 각각 방진고무 등을 사용하여 반송컨베이어의 기계진동의 영향을 받지 않도록 하면, 보다 오차가 적은 분광분석의 결과를 얻을 수 있다.

(실시예 1)

이하, 본 발명을 도 1 내지 도 8에 나타내는 실시예 1에 기초하여 설명한다.

도 1, 도 2는 농산물을 대상물로 하는 온라인 내부품질 검사장치의 요부의 개략을 나타내는 설명도이다. 1은 대상물(F)의 반송컨베이어, 2는 대상물(F)의 한쪽 측방향에서 광선을 투사하는 투광수단, 3은 대상물(F)의 내부투과되어 오는 투과광을 수광하는 수광수단이고, 반송컨베이어(1)는 내부품질을 검사측정하는 대상물(F)을 1열로 1개씩 반송한다. 반송컨베이어(1)는 진행방향으로 대상물을 1열로 반송하는 것이면 벨트컨베이어나, 체인컨베이어 또는 받침접시가 달린 체인컨베이어 등, 크기측정이나 외관검사 등에 사용하고 있는 공지의 컨베이어를 사용할 수 있다. 즉 대상물(F)의 내부품질검사도 실제로는 크기 계급, 외관형상 품질의 등급의 측정과 아울러 측정하는 것이 많이 있고, 그 전 또는 후에 공통의 반송컨베이어에 조성된다. 반송컨베이어(1)로 반송되는 대상물(F)은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 내부품질 검사장치의 투광수단과 수광수단의 부착부를 통과할 때 진행방향의 양쪽 측방으로 차폐물이 없이 양옆이 해방되어 반송된다.

투광수단(2)은 복수개의 투광램프(21)를 반송컨베이어(1)상의 검사위치(11)에 있는 농산물(F)을 향해서 한쪽 측면의 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위에 각각 광선을 투사하도록 배치한 램프박스(22)에 설치하고 있다. 이 투광램프(21)는 비교적 소형이고 검사위치(11)에 집점을 보유하는 빔각(211)을 형성하는 포물면 반사경(212)부착 앞면을 내열유리를 사용하여 밀봉한 실드할로겐램프를 사용하는 것이 바람직하다. 소형의 램프는 저전압점등으로 필라멘트를 작게 할 수 있으므로 집광효율이 좋고, 또한 니크롬선 지름이 비교적 두꺼우므로 수명도 길게 사용할 수 있다. 이 복수개의 투광램프(21)는 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이 검사위치(11)로부터 한쪽의 경사 앞에서 경사 뒤까지 범위에 부채꼴 또는 방사상으로 퍼진 각각 등거리의 위치에 설치하는 것이 바람직하고 상하로도 복수단으로 설치되어 있다. 이들 각 투광램프(21)는 그 광축상의 집점을 통과한 빔광선이 후술하는수광수단(3)의 집광렌즈(31)의 수광광축(301)에 직진 입광하지 않는 각도와 위치에 설치되어 있다. 23은 방열용의 램프측 냉각공기 송풍관이고 각 투광램프(21)의 밀봉부(214) 및 소켓(215)의 위치에 따라서 설치되고, 각 램프의 밀봉부(214)를 향해서 에어의 분출노즐(231)을 설치하여 송풍기로부터의 에어를 내뿜고, 밀봉부(214)를 비롯하여 소켓(215), 및 램프 본체의 발열을 방산시켜 과열을 방지한다. 송풍은 도시하지 않은 송풍기로부터 적절한 송풍수단에 의해 접속구(232)에 접속하여 송풍된다.

또 투광램프(21)는 여러 가지의 내부품질 검사대상물 중에서도 특히 광선이 투과하기 어려운 대상물에도 투과광이 얻어지는 만큼의 광선량을 투사하는데 필요한 개수를 나열하여 설치하고 있지만, 대상물이 예컨대 토마토 등과 같이 광선을 투과하기 쉬운 것을 검사할 때 등 대상물에 따라서 램프의 점등수를 줄일 수 있도록 점등수를 증감변환시키는 수단이 전기회로에 조성되어 있다.

수광수단(3)은 집광렌즈(31)와 집광된 투과광을 분광기(도시생략)로 안내하는 광섬유(32)와, 광섬유(32)의 입광면(321)을 막는 셔터(33)와, 감광필터 부착판(34), 화이트레벨 교정장치(35), 기준물질 삽입장치(36)의 주요부분으로 이루어진다. 30은 이들 주요부분을 조합시키는 부착베이스이고 본예에서는 부착베이스상에 설치하는 경우를 도시하였지만 다른 예에서는 부착베이스(30)의 아래에 설치하는 일도 가능하다. 집광렌즈(31)는 반송컨베이어(1)상의 중심검사위치(11)에 있는 대상물(F)의 외주면을 대물측의 집점(311)으로 하고, 대상물의 가까이까지 연장된 렌즈후드(312)와, 그 앞면에 투명유리를 사용한 수광창(313)을 설치하고 있다. 이 렌즈후드(312)는 집광렌즈(31)의 주위의 외란광이 입광되는 등의 바람직하지 않은 빛의 영향을 방지하여 수광창(313)에 의해 규제된 시야의 속에서 정면에서 오는 투과광을 효율적으로 입광시킨다. 314는 조리개이고 렌즈후드(312) 내의 집광렌즈와 감광필터 부착판(34)의 사이에 설치하여 수광창에서 입광된 산란광이나 후드 내의 유해한 반사광의 섬광을 방지한다. 광섬유(32)는 그 입광면(321)을 집광렌즈(31)의 결상위치에 맞추어 설치하고, 수광창(313)으로부터 집광렌즈(31)에 입광된 투과광을 광섬유(32)의 입광면(321)에 결상시켜서 이 광섬유(32)에 의해 분광기에 접속하여 분광기에 의해 투과광을 분광분석한다.

셔터(33)는 투과광이 집광렌즈(31)로 조여드는 결상위치 즉 광섬유(32)의 입광면(321)에 근접시켜서 설치하는 것이 바람직하다. 이 셔터(33)는 도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이 원판의 외주에 복수등분의 절결(331)을 형성하여 광섬유(32)의 입광면(321)의 앞에서 수광광로를 개폐한다.

이 셔터(33)는 대상물(F) 1개마다 미동 구동하여 정위치에 정지하는 기능의 스테핑 구동장치(332)에 의해 대상물의 중심부가 검사위치(11)를 통과할 때 셔터(33)는 열리고, 대상물로부터의 투과광을 광섬유(32)에 통과하고, 반송중의 대상물의 검사해야 할 위치(예를 들면 중심부)가 검사위치(11)를 지나쳐 통과하면, 상기 셔터(33)는 스테핑 구동장치(332)에 의해 조금 회전하여 셔터를 닫도록 작동한다. 즉 반송컨베이어(1)로 정간격, 부정간격을 묻지 않고 랜덤에 반송되는 대상물(F)의 검사해야 할 위치(예를 들면 중심부)가 검사위치(11)를 통과할 때 타이밍을 맞추어 셔터(33)를 열고 투과광을 분광기로 보내지만, 대상물(F)의 전단부나 후단부에서 다음의 농산물까지의 사이 등, 검사하지 않을 때는 닫혀 있다. 본 실시예에서는 대상물(F)의 대소에 관계없이 중심부에서 셔터는 반송컨베이어의 진행일정시간(컨베이어의 진행 일정거리) 열고, 그 외의 부분에서는 닫혀 있다. 셔터(33)의 동작지령은 반송컨베이어(1)의 상류측에 설치된 외경치수나 색, 형상의 계측카메라 등 각종 검출수단에 의해 컨베이어와 동기하여 보내지는 시프트신호 등 공지의 수단을 사용한다.

34는 감광필터 부착판이고, 복수개의 필터 부착구멍(341)을 설치하여 1개를 그대로 빈구멍으로 하고, 나머지의 구멍에 각각 감광율이 다른 감광필터(342)를 설치하고 있다. 이 필터 부착판(34)은 필터 부착구멍(341)을 집광렌즈(31)과 광섬유의 입광면(321)의 사이에서 수광광선이 통과하는 빛의 통로 중심위치에 맞추어 축(343)에 의해 부착되어 있다. 필터 부착판(34)의 구멍의 선택은 외부에 설치한 손잡이 핸들(344)에 의해 마이터기어(miter gear;345)를 통하여 설치한 축(343)을 회전하여 선택조작한다. 이 손잡이 핸들(344) 대신에 스테핑모터 등의 구동장치를 설치하면 원격조작에 의해 선택조작 할 수 있다.

상기 셔터(33)와 필터 부착판은 34의 설치부분은 외란광의 영향을 받지 않도록 주위를 판으로 둘러싸서 암실을 형성하고 있다.

35는 화이트레벨 교정장치이고, 도 3, 도 4에 교정동작중의 상태를 나타낸다. 351은 화이트레벨 교정판이고, 유지금속(352)에 의해 부착암(353)에 부착되어 있다. 부착암(353)은 렌즈후드(312)의 측방에 부착베이스(30)의 하부에 설치한 스테핑모터 R(354)로부터 위로 돌출된 회전축(355)에 설치하고, 교정조작을 할 때는스테핑모터 R(354)를 정, 역회전시켜 화이트레벨 교정판(351)을 집광렌즈(31)의 정면에 있는 수광창(313)의 앞면에 내밀거나, 반송궤도로부터 물러나게 하거나 한다. 부착암(353)은 화이트레벨 교정판(351)이 부착암에 접하는 외주면(3511)을 집광렌즈의 대물측 집점(311)에 맞추고, 3531은 렌즈후드측을 향해서 돌출된 통형상 돌출부이고 수광창(313)과의 사이에서 외란광이 수광창에 입광되는 등의 바람직하지 않은 영향을 방지하도록 형성하고 있다. 356은 부착암(353)이 대기중의 위치에 있는 것을 검출하는 검출스위치이고, 부착암(353)에 설치된 검출편(357)에 의해 검출한다.

358은 부착암(353)이 집광렌즈의 수광창(313)의 앞면에 나와 교정조작할 수 있는 위치에 있는 것을 검출하는 검출스위치이고, 359는 그 검출편이며 부착암(353)에 설치되어 있다. 즉 358의 검출스위치에 의해 화이트레벨 교정판(351)이 집광렌즈후드(312)의 앞면 소정의 위치에 있는 것을 확인검출하여 화이트레벨의 교정을 행하고, 356의 검출스위치로 부착암(353)이 반송로로부터 물러나 피하고 있는 것을 확인검출하여 온라인 검사장치를 작동시킨다. 이들 작동은 조작지령에 의해 각각 제어회로를 통하여 자동적으로 행해진다.

36은 품질기준물질 체크장치이고, 도 5, 도 6에 품질기준물질 체크동작중의 상태를 나타낸다. 361은 품질기준물질이고, 본 실시예에서는 투명한 석영유리의 용기(362)에 당이나 산의 농도를 바꾸어 고동도, 저농도, 고산도, 저산도의 용액을 넣어 마개(3621)를 하여 사용한다. 이 품질기준물질 담기용기(362)는 그 물질의 외주면(3611)이 집광렌즈(31)의 대물측 집점(311)의 위치에 오도록 부착암(363)에 장전되어 있다. 부착암(363)은 렌즈후드(312)의 앞쪽으로 부채꼴로 넓어져서 앞을 가로막는 차광벽부(3631)의 외주부에 상술한 바와 같이 수평 횡방향으로 복수의 용기(362)의 장전부(3632)와 상부 유지장치(3633), 상기 장전부와 렌즈후드(312)의 사이에 투과광의 통로를 형성하는 점검구멍(3634)을 형성하고, 그 하부를 집광렌즈(31)의 아래쪽으로 수평하게 뻗어서 암을 형성하며, 집광렌즈의 아래쪽에서 부착베이스(30)의 아래에서 위로 돌출된 스테핑모터 S(364)의 출력축(3641)에 부착되어 있다. 점검구멍(3634)은 기준물질을 투과하여 오는 미약한 투과광을 집광렌즈에 의해 광섬유에 안내할 때 외란광이 수광창에 입광되는 등의 바람직하지 않은 영향을 방지하는 작용을 한다.

이 품질기준물질 체크장치(36)는, 일반적으로 상기 화이트레벨의 교정조작을 한 후에 분광분석하는 검량선의 변동을 보정하기 위하여 조작하지만, 온도나 습도 등 환경의 변화, 기타 시간의 경과에 의한 변동이 발생하였을 대 등에 적절히 조작된다.

대상물(F)을 온라인 검사중은, 도 1에 표시되는 바와 같이 반송컨베이어(1)의 반송궤도 밖으로 물러나서 피하고 있지만, 체크할 때는 스테핑모터 S(364)를 움직여서 기준물질 담기용기의 장전부(3632)와 점검구멍(3634)을 검사위치를 향한 집광렌즈(31)의 수광창(313)에 대응시켜서 각 점검구멍마다 교체하여 기준물질을 투과하여 오는 투과광을 광섬유(32)을 통하여 분광분석하고, 검량선을 보정한다. 부착암(363)이 반송궤도상에 나와 품질기준물질을 체크조작중이거나 반송궤도 밖의 토피위치에 있는 것은 스테핑모터 S(364)나 출력축(3641)의 주위에 각종의 위치확인센서 등을 설치하여 검출된다. 이 품질기준물질(361)은 액상의 물질이나 겔상의 물질, 또는 고체의 물질 등을 사용할 수 있다.

37은 수광수단 냉각공기 송풍관이고, 집광렌즈의 렌즈후드(312)의 상부와 그 측방으로 반송궤도로부터 물러나 피하고 있는 화이트레벨 교정판(351)의 상부 및 품질기준물질(361)의 상부를 향한 에어의 분출노즐(371)을 설치하여 송풍기로부터의 에어의 뿜어내기 광선에 의한 열을 방산시키도록 설치되어 있다. 이 수광수단의 냉각공기 송풍관(37)은 여러 가지의 형상으로 형성하여 수광수단(3)의 각부를 향하여 에어의 분출노즐을 설치할 수 있다.

(실시예 2)

이하, 도 9, 도 10에 나타낸 실시예 2에 대하여 설명한다.

이 실시예 2는 수광수단(3A)의 화이트레벨 교정장치(35A)의 동작기구를 바꾼 것이고, 화이트레벨 교정판(351A)을 집광렌즈의 앞면에 내밀거나 끌어넣거나 하는 부착암(353A)의 작동방향을 바꾼 것이다.

화이트레벨 교정장치(35A)를 제외하고 집광렌즈(31A), 광섬유(32A), 셔터장치(33A), 감광필터 부착판(34A) 등은 실시예 1과 동일한 구성으로 사용되고, 투광수단(2A)도 실시예 1과 같은 구성으로 사용되므로 상세한 설명은 생략한다.

이 예 2에서, 화이트레벨 교정판(351A)은 부착암(353A)에 유지금속(352A)으로 부착되어 스테핑모터 T(354A)의 회전축(355A)에 설치하여 도 10에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이 집광렌즈(31A)의 윗쪽을 퇴피위치로 하고, 집광렌즈(31A)의 앞면으로 나와 교정동작을 한다. 즉 스테핑모터 T를 정, 역회전시켜서 화이트레벨 교정판(351A)을 집광렌즈(31A)의 수광창(313A)의 앞면으로 내밀거나, 렌즈후드(312A)의 윗쪽으로 물러나 피하게 하거나 한다.

3531A는 부착암(353A)에서 렌즈후드측을 향하여 돌출된 통형상 돌출부이고 화이트레벨 교정판(351A)과 렌즈후드(312A)의 수광창(313A)과의 사이에서 주위를 막아서 외란광이 수광창(313A)에 입광되지 않도록 형성하고 있다.

37A는 수광수단(3A)의 냉각공기 송풍관이고 집광렌즈(31A)와 그 윗쪽으로 물러나서 대기하고 있는 화이트레벨 교정판(351A)의 통형상 돌출부(3531A)를 향한 에어의 분출노즐(371A)을 설치하여 송풍기로부터의 송풍을 내뿜고, 집광렌즈나 교정판의 광선에 의한 열을 방산시키도록 설치한다.

부착베이스(30A)는 집광렌즈(31A)의 수광광축(301A)의 높이를 상하방향으로 올리거나 내리는 승강축(38)과 승강가이드(381)에 의해 지지되어 있다. 승강축(38)은 전동실린더나 전동슬라이더, 또는 랙 피니언기구 등을 사용한 공지의 리니어모션 구동기구(도시생략)에 의해 수광수단을 승강시킨다.

검사대상물이 작은 품목의 과실인 경우에는 부착베이스를 낮추어 수광광축을 낮게 하고, 큰 품목인 경우에는 부착베이스를 높여서 수광광축을 높게 설정하여 사용한다.

(실시예 3)

이하, 도 11에 나타낸 실시예 3에 대하여 설명한다.

이 실시예 3은 대상물을 대량으로 처리하는 경우의 받침접시가 달린 반송컨베이어에 본 발명의 장치를 설치한 것이다.

4는 받침접시 부착 반송컨베이어이고, 컨베이어 프레임(41)의 양쪽 내측에 배치되어 있는 체인레일(42)상에 무한정 뻗어 설치한 컨베이어체인(43) 사이에 받침접시 부착부재(44)를 평행하게 나열하여 양단을 각각 양쪽의 체인(43)에 부착하고 있다. 받침접시 부착부재(44)에는 복수개의 받침접시(45)를 부착하고, 각 받침접시의 사이에 투광수단(2B)이나 수광수단(3B)이 설치되는 간격(스페이스)을 두고 복수가닥의 반송로를 형성하고 있다.

투광수단(2B)과 수광수단(3B)의 부착위치는 각 가닥마다 컨베이어의 진행방향에 대하여 전후로 위치를 어긋나게 하여 부착되고, 가닥 간격이 과대하게 되지 않도록 구성한다.

투광수단(2B)과 수광수단(3B)은 각각 상측에 부착부를 설치하여 상부프레임(5)의 하측에 부착되어 있다. 즉 투광수단(2B)은 받침접시(45) 위의 대상물에 광선을 집중 투사하도록 램프박스 부착부재(51)에 의해 상부프레임(5)에 부착하고, 수광수단(3B)은 상기 실시예 1의 도 2에 나타낸 것과는 상하 역전시켜서 상측에 설치한 부착베이스(52)를 부착부재(53)에 의해 상부프레임(5)에 부착하고 있다.

투광수단(2B)과 수광수단(3B)은 실시예 1 및 실시예 2와 같은 구성으로 사용되므로 상세한 설명은 생략한다.

상부프레임(5)은 브래킷(54)에 아래쪽으로 뻗은 승강축(55)을 설치하고, 하부프레임(56)의 베어링(57)에 개재하여 하부프레임 내에 설치한 승강장치(도시하지 않음)에 의해 상하로 올리거나 내려서 집중투사하는 투광수단(2B)과 수광수단(3B)을 받침접시(45)상의 대상물의 크기에 맞추서 높이 위치를 조절하도록 구성하고 있다.

이 도시하지 않은 승강장치는, 전동실린더나 전동슬라이더 또는 랙 피니언기구 등 공지의 리니어모션 구동기구에 의해 승강시킨다.

이 실시예 3에 의하면, 1대의 반송컨베이어로 대상물을 복수가닥의 받침접시에 적재하여 반송하고, 그 각 받침접시 반송라인에서 내부품질검사를 할 수 있기 때문에 대량의 대상물을 처리할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 컨베이어로 반송되는 대상물의 한쪽 횡방향 경사 전방에서 경사 후방까지의 범위를 복수개의 투광램프로 집중 투사하므로 껍질이 두꺼운 농산물이라도 광선은 내부의 각 부위를 투과하여 농산물의 양광면과 음광면에서 당도, 산도 등 내부품질의 치우침이 있어도 넓은 범위의 내부정보를 가지고 오는 투과광을 다른쪽에서 검출할 수 있어 1개의 평균된 내부품질 데이터를 얻을 수 있다.

또, 투광램프는 복수개를 사용하여 집중시키므로 개개의 출력은 비교적 적은 소형의 램프가 사용되고, 발열량이 낮아 주위에 과대한 열작용을 부여하지 않아 램프수명도 길어지는 효과가 있다.

또한 대상물로부터의 투과광을 검출하는 집광렌즈와, 집광된 투과광을 분광기로 안내하는 광섬유의 입광면의 사이에 셔터를 설치하였기 때문에 반송컨베이어로 주행중인 대상물의 중심부의 투과광만을 분광기로 안내하여 분광분석할 수 있다.

청구항 2의 발명에 의하면, 집광렌즈는 방진구조 렌즈후드로 둘러싸여 대물측에 투과광을 검출하는 시야의 범위를 규제하고 있기 때문에, 집광렌즈의 정면에서 오는 투과광은 광섬유에 입사되지만 시야 밖의 외란광은 입사되지 않아 외란광에 영향받지 않는 분광분석이 가능하다. 이와 같이 이루어진 집광렌즈의 앞면에 화이트레벨 교정판을 출몰시키는 수단을 설치하고 있기 때문에 작동개시전 뿐만아니라 온도변동이나 환경조건의 변화, 일시휴식시 등에서 분광분석장치가 변동하기 쉽지만 필요한 때에 곧 교정할 수 있으므로 안정되고 확실한 분광분석이 가능하다.

청구항 3의 발명에 의하면, 렌즈후드 내에 들어온 불필요한 산란광이나 후드 내의 섬광 등 미광의 영향을 제거하여 대상물로부터의 투과광만을 광섬유 입광면에 안내하므로 분광분석의 결과의 정확함이나 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

청구항 4의 발명에 의하면, 투광수단의 광선을 받는 집광렌즈와 화이트레벨 교정판을 향해서 에어를 뿜어내어 공기냉각하므로, 수광수단이 차츰 온도상승하여 분광분석값이 변동되는 영향을 방지하는 효과가 있다.

청구항 5 내지 8의 발명에 의하면, 검사위치에 있는 대상물의 위치를 집점으로 하는 빔광의 소형 실드램프는 반사성능의 저하가 없으므로 취급하기 쉽고 대상물을 향해서 다수의 램프로 각 방향에서 투사하도록 할 수 있다.

또 실드램프는, 밀봉부에 노즐을 향해서 송풍하므로 과열되지 않고, 지나치게 냉각되지 않은 상태로 램프 내의 할로겐가스의 할로겐 사이클이 적정히 행해져서 램프수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

또, 램프의 점등수를 증감하여 투사광량을 바꿀 수 있으므로 껍질이 두꺼운 수박이나 메론, 껍질이 두꺼운 귤에서, 껍질이 얇고 빛이 투과되기 쉬운 사과, 복숭아나 배 등까지 넓은 범위의 대상물의 내부품질을 검사할 수 있다.

또한 램프의 투광높이를, 메론이나 사과, 귤 등 대상물의 크기에 따라서 원격조작으로 높낮이 조절할 수 있으므로 검사품목이나 종류가 다른 것으로의 단교체를 단시간에 간단하게 행할 수 있는 효과가 있다.

청구항 9, 10의 발명에 의하면, 대상물의 품목마다 투과광량이 많거나, 적거나의 오차가 있어도, 수광수단의 투과광 수광광로에 각종 감광필터를 교체삽입하여 분광기로의 입광량을 조절할 수 있으므로, 분광분석장치의 연산증폭기의 증폭도는 광량이 적은 품목을 기준으로 조절하여 두면 많을 때는 감광시킬 수 있으므로 오버플로하는 일이 없어 안정되게 분광분석된다.

청구항 11의 발명에 의하면, 대상물의 중심부의 검사위치로부터의 투과광을 검사할 때 이외는 광섬유로부터 광선을 입광시키지 않기 때문에 분광기의 수광소자는 영 레벨에 있고, 1개 검사할 때마다 영에서 상승하여 출력을 내므로 불균형이 없는 분석값이 얻어지는 효과가 있다.

청구항 12의 발명에 의하면, 분광기의 뒷쪽에 설치하는 수광소자의 제어회로에 설치한 전자셔터는 기계요소의 가동부분이 없기 때문에 연속적으로 작동시킬 수 있으므로 반송컨베이어를 스피드업하여 단위시간당의 검사처리능력을 높일 수 있는 효과가 있다.

또 청구항 13 내지 16의 발명에 의하면, 분광분석장치는 매일 수시간 가동할때 종래의 공지의 것은, 기온의 변동이나 운전시간의 경과와 아울러 검량선이 차츰 어긋나서 변동되지만, 화이트레벨 교정판을 사용한 교정과 아울러 당이나 산 등의 기준물 담기용기로부터의 투과광을 분광분석하여 이 어긋남을 보정할 수 있으므로, 매일의 기온이나 운전시간을 걱정하지 않고 항상 양호한 검량선을 사용할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 농산물 등의 품질선별장치로서 선별분류 컨베이어에 조성되는데 최적인 내부품질 검사장치가 제공된다.

Claims (17)

1. 검사대상물을 1개씩 반송하는 반송컨베이어;

   반송중의 검사대상물에 광선을 투사하는 투광수단;

   상기 투사한 광선이 검사대상물의 내부를 투과하여 오는 투과광을 수광하는 수광수단; 및

   상기 투광수단과 수광수단을 반송컨베이어의 반송로를 사이에 두고 좌우 양쪽으로 마주보게 설치하고, 대상물 내부를 투과하여 온 투과광을 분광분석함으로써 대상물의 내부품질을 검사하는 장치에 있어서,

   상기 투광수단은 복수개의 투광램프를 사용하여 반송로상의 검사위치에 있는 대상물의 한쪽 측면의 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위를 각각 다른 위치와 각도로 대상물을 향해서 광선을 집중 투사하도록 구성하고, 상기 수광수단은 집광렌즈의 수광창에서부터 분광기로 안내하는 광섬유의 입광면까지의 사이에 빛의 통로를 개폐하는 셔터를 설치하여 빛의 통로개폐기구를 구성한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수광수단의 집광렌즈는 대물측 앞쪽으로 시야를 확보하는 렌즈후드와 그 앞면에 투명유리를 사용한 수광창을 설치하여 방진구조 렌즈후드를 형성하고, 이 방진구조 렌즈후드가 달린 집광렌즈의 수광창 앞면에 화이트레벨 교정판을 내밀거나 끌어넣거나 하여 출몰시키는 수단을 설치하여 교정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 집광렌즈의 렌즈후드 내에 입광되는 광선의 통과영역을 한정하여 미광을 방지하는 조리개를 설치한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 집광렌즈의 렌즈후드와 대기중의 화이트레벨 교정판을 향해서 에어노즐과 송풍관을 설치하고, 송풍관에 송풍기로부터 송풍함으로써 집광렌즈와 화이트레벨 교정판의 광선에 의한 열을 방열시키는 공기냉각수단을 설치한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수개의 투광램프는 검사위치에 있는 대상물의 위치에 집점을 보유하는 빔각을 형성한 포물면 반사경이 부착되고 그 앞면을 내열유리로 밀봉한 실드램프를 사용하고, 각 램프는 집점을 통과한 빔광선이 수광수단인 집광렌즈의 광축에 직진 입광되지 않는 각도와 위치에 투광광축을 어긋나게 하여 설치된 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수개의 각 램프에는 소켓에 끼워넣는 밀봉부를 향해서 에어노즐과 송풍관을 설치하고, 송풍관에 송풍기로부터 송풍함으로써 램프 본체의 발열을 방산시켜 과열을 방지하는 방열수단을 설치한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수개의 투광램프는 대상물의 크기나 광투과 정도가 다른 품목이나 종류에 따라서, 램프의 점등수를 증감하는 수단을 설치하여 투사광량을 증감 전환할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광수단의 복수개의 투광램프를 부착한 램프박스를 상하방향으로 원격조작에 의해 상하로 이동시키는 승강수단을 설치하고, 검사대상물의 품목이나 종류에 따라 다른 크기에 대응하여 투광높이를 원격조작으로 조절할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수광수단은 집광렌즈의 수광창부터 광섬유의 입광면까지의 사이의 빛의 통로로 각종 감광필터를 교체삽입하는 수단을 설치하여 광섬유에 입광되는 광량을 감광조작하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 감광필터의 교체삽입수단은 감광율이 다른 복수개의감광필터를 부착한 감광필터 부착판을 원격조작에 의해 교체하는 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집광렌즈의 집광창에서 광섬유 입광면까지의 사이에 설치하는 셔터는 입광된 빛의 통로를 포함하는 주위를 밀폐된 암상자 내에 설치되어, 검사대상물 1개 통과마다 개폐동작시키도록 구성하고, 검사대상물이 검사위치에 있을 때에 열리고, 검사하지 않을 때는 닫히도록 작동시켜서 비검사시에는 분광기 내에 광선을 입광시키지 않도록 구성한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집광렌즈의 집광창에서 광섬유 입광면까지의 사이에 설치하는 셔터는 입광된 빛의 통로를 포함하는 주위를 밀폐된 암상자 내에 설치되어, 통상은 열려져 있고 교정을 위하여 상기 화이트레벨 교정판과 전후하여 암레벨을 검출할 때만 닫히는 동작을 시키는 구동수단과, 분광기측에 전자셔터회로를 설치한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
13. 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수광수단의 방진구조 부착 집광렌즈의 수광창의 앞면에 화이트레벨 교정판의 출몰동작과 전후하여 화이트레벨 교정판과 교대로 품질기준물질을 내밀거나 끌어넣거나 하여 출몰시키는 기구를 구성하고, 이 품질기준물질을 투과하여 오는 투과광의 변동으로부터 분광분석장치의 검량선의 시간경과변동을 보정하는 수단으로 한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 품질기준물질을 출몰시키는 기구는 복수개의 품질기준물질을 한개씩 미동 이동시켜서 교체 출몰시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 품질기준물질은 고체인 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 품질기준물질은 용기에 넣은 액체인 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 수광수단의 부착베이스를 상하방향으로 원격조작에 의해 상하로 이동시키는 승강수단을 설치하고, 검사대상물의 품목이나 종류에 따라 다른 크기에 대응하여 수광광축의 높이를 원격조작으로 조절할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 다등형 온라인 내부품질 검사장치.