KR20020033177A - 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치 - Google Patents

Abstract

대상물(F)을 1개씩 놓는 받침접시(2)는, 상부에 받침시트(23)를 보유하고 상하로 관통하는 투과광 통로(21)를 설치한 것을 사용하여 그 받침접시의 아래쪽에서 투과광을 검출하는 검사장치에 있어서, 대상물(F)에 횡방향에서 투사되는 광선의 투광광량을 증대시켜 대상물의 대소나 껍질이 얇은 것에서 두꺼운 것까지 내부를 투과하여 오는 투과광을 효율적으로 검출할 수 있고, 외란광에 영향받지 않는 수광부와 교정수단을 설치하여 신뢰성이 높은 측정정밀도가 얻어지는 검사장치를 제공한다.

투광수단(3)은, 반송로(100)의 폭방향 좌우 양측에서 다수의 투광램프를 사용하여 검사위치(101)에 있는 대상물(F)의 양측 측면의 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위를 집중투사하도록 구성하고, 수광수단(4)은 집광렌즈(41)와 분광기 사이에 감광필터(433)를 설치하여 투과광의 분광기로의 입광량을 적당량의 범위로 조절하여 검사하도록 하였다. 연속주행하는 빈 받침접시의 받침시트 상면에 화이트레벨 교정판을 출몰시켜서 자동적으로 교정하도록 하였다.

Description

양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치{TWO SIDE MULTIPLE LAMP ONLINE INNER PART INSPECTION APPARATUS}

광선을 사용하여 농산물의 내부품질을 측정하기 위한 수단으로서는 근적외광을 포함하는 광선을 농산물에 투사하고, 그 농산물의 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 농산물을 1개씩 반송하는 받침접시가 달린 종래의 선별기가 그래도 이용되고 있지만, 이 반사광 방식은, 농산물의광선을 투사한 외주 가까이의 내부품질정보 밖에 얻을 수 없으므로 껍질이 얇은 복숭아나 배, 사과에는 적용되고 있지만, 같은 하나의 농산물이라도 태양광을 받은 양광면측과 광이 닿지 않은 음광면측에서는 최상급의 품질정보가 나오거나 최하급의 품질정보가 나오거나 하는 등의 불균형이 발생하는 문제와, 사과와 같이 내부 깊이 중심부근에 당도밀집부분(honey forming part)이 있어도 검출할 수 없는 문제와, 껍질이 두꺼운 과실에는 적용될 수 없는 문제가 있다. 즉 반사광으로부터는 두꺼운 껍질 부분의 품질정보만 얻을 수 있고 먹는 부분인 과육의 품질정보는 검출할 수 없었다.

또, 투과광 방식으로서는 일본 특허공개 평7-229840호 공보의 것이 있지만, 이것은 반송벨트 컨베이어의 반송로를 사이에 두고 한쪽에 광원으로서 1등의 투광램프를 설치하고, 광축이 반송로를 직선으로 횡단하는 다른쪽에 수광부를 대향배치하여 설치하며, 반송되는 농산물에 대하여 횡방향에서 광선을 투사하여 다른쪽의 횡방향에 농산물을 투과하여 오는 투과광을 수광부에서 검출하도록 한 것으로서 농산물에 대하여 옆에서 옆으로 투과하는 투과광을 검출하는 것이고, 투광램프가 1등이기 때문에 투사되는 광선의 강도·광량에 한계가 있어서 농산물이 껍질이 두꺼운 경우나 과육수분이 적은 것은 투과광이 지나치게 미약하여 분광분석하여도 분석결과의 오차가 커서 실용상 측정정밀도의 오차를 발생하고 있었다.

1등의 투광램프에 의한 투사에서는 대상농산물이 투사된 방향에 따라서 측정값이 크게 변동하여, 측정정밀도의 신뢰를 얻을 수 없는 결점이 있었다. 또 상기 공보의 것은 수광부에 회절격자를 직결시킨 구조이기 때문에 수용하는 케이스가 대형으로 되는 결점이 있었다.

또 일시정지할 때 등 불필요한 때에 램프의 광선을 셔터 솔레노이드에 의해 닫는 조작을 하고 있지만, 투광램프의 광선은 차단되어도 농산물의 경로를 통하여 암실 내로 입광하여 오는 주위의 빛 등에 의한 외란광의 변동이 그대로 집광렌즈로부터 들어와서 수광수자의 0레벨(암전류)을 변동시키는 결점이 있었다.

또, 1개의 램프를 사용하여 감귤류나 메론, 수박 등의 두꺼운 껍질의 농산물에 광을 투과시키는데는 고출력의 램프가 필요하지만, 고출력 램프는 고열을 발생시키기 때문에 램프의 냉각대책이 필요한데다가, 무엇보다도 반사경에 의해 농산물을 향해서 집광되기 때문에 집광부는 섭씨 500°이상의 고열로 되어 내열성 재료가 필요하며 또한 화재발생의 위험이 있었다. 또한, 고출력 램프는 필라멘트가 커져서 광선을 집광하기 어려울 뿐만 아니라, 수명이 짧고 조도가 차츰 저하되어 장기간 사용하는 것이 불가능한 결점이 있었다.

이 때문에 본 출원인은, 감귤류나 메론, 수박 등 과피부분이 두꺼운 것이나, 사과 등 내부 깊이 중심근방에 있는 당도밀집부분이나 갈변 상해 등의 내부품질정보를 검출할 수 있는 투과광 방식의 내부품질 검사장치를 개발하여, 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 이용한 반송수단을 사용하고, 주행하는 받침접시의 중앙 하면에 수광부를 대향시킨 것으로서, 전용의 받침접시를 사용하여 반송하는 것이기 때문에 투과광을 효율적으로 검출할 수 있지만 투과광을 많게 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 검사장치에서는 안정적으로 교정하는 기구를 장착하고 있지 않는 결점이 있었다.

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

본 발명은, 상기의 각 결점과 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것이다.

농산물을 1개씩 놓는 트레이 또는 받침접시는, 상부에 농산물과 환형으로 탄력적으로 결합하는 차광용 받침시트를 보유하고, 상하로 관통하는 투과광 통로를 설치한 트레이 또는 받침접시를 사용하여 투과광을 검출하는 검사장치에 있어서, 반송로를 사이에 두고 좌우 양측에서 투광하는 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 오는 투과광을 효율적으로 검출할 수 있는 검사장치를 제공한다. 또 투과하기 쉬운 대상물일 때 연산증폭기를 오버플로시키지 않는 수단과, 또한 외란광에 영향받지 않는 수광부와 교정수단, 시간경과변동 등에 의한검량선의 어긋남을 보정하는 수단을 설치하여 신뢰성이 높은 측정정밀도가 얻어지는 검사장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 각종 반송수단으로 받침접시나 트레이에 놓여서 반송중인 농산물등 대상물에 대하여 다수의 램프를 사용하여 좌우 양측방에서 광선을 투사하여 대상물의 내부를 통과하여 오는 투과광을 수광하여 분광분석함으로써 그 농산물 등 대상물의 당도·산도 등의 내부품질을 비파괴로 검사, 측정하는데 유익한 오라인 내부품질 검사장치에 관한 것이다.

이하, 대상물을 농산물이라고도 한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 반송로의 받침접시 좌우 양측에 투광수단, 하측에 수광수단을 배치한 검사위치의 종단면 개요 설명도,

도 2는 실시예 1의 요부 평면설명도,

도 3은 도 2의 A-A로 나타내는 일부단면의 측면설명도,

도 4는 도 3의 B-B로 나타내는 단면의 평면설명도,

도 5는 도 1과 동일장소의 화이트레벨 교정기구 설명도,

도 6은 반송컨베이어에 벨트컨베이어를 사용한 예의 단면설명도,

도 7은 실시예 2에서 복수조의 반송로를 보유하는 받침접시 체인컨베이어에 조(strip)마다에 받침접시를 사이에 두고 좌우에 투광수단, 하측에 수광수단을 배치하여 설치한 요부 종단면 설명도,

도 8은 도 7의 요부 평면설명도,

도 9는 도 7의 C-C로 나타내는 수광셔터 열림과 감광필터 설명도,

도 10은 도 9와 동일장소의 수광셔터를 닫혔을 때의 설명도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1, 1B : 반송컨베이어 10 : 받침접시가 달린 체인컨베이어

11, 11B : 체인 12 : 브래킷

13 : 지점핀 14 : 결합편

15 : 받침접시 자세가이드레일 16B : 컨베이어프레임

17B: 상부프레임 18B : 받침접시 부착부재

100, 100B : 반송로 101, 101B : 검사위치

110 : 컨베이어벨트 2, 2A, 2B : 받침접시

21, 21A, 21B : 투과광 통로 211 : 투과광 통로 출구

212 : 투고광 통로 출구패킹 213 : 하측 차광면

22 : 지점부 23, 23B : 받침시트

24 : 슬라이딩부 3, 3B : 투광수단

31, 31B : 할로겐램프 311 : 빔각

312 : 포물면 반사경 313 : 실드

314 : 밀봉부 315 : 소켓

32, 32B : 램프박스 33, 33B : 송풍관

331 : 분출노즐 332 : 접속구

34B : 투사창 4, 4B : 수광수단

40, 40B : 조합부착부

400, 400B : 수광광로 41, 41B : 집광렌즈

411 : 대물측 집점 412 : 렌즈후드

413 : 수광창 414 : 방진후드

415 : 접속구 42 : 광섬유

421 : 입광면 43, 43B : 감광필터 부착판

431 : 축 432 : 부착구멍

433 : 감광필터 434 : 손잡이 핸들

435 : 마이터기어 44B : 수광셔터

441B : 절결 442B : 스테핑 구동장치

5, 5B : 화이트레벨 교정수단 50, 50B : 교정판 부착부

51, 51B : 화이트레벨 교정판 52, 52B : 누름쇠

53 : 부착암 53B : 축

54 : 스테핑모터 54B : 리니어모션모터

541 : 출력축 6, 6B : 차광장치

61, 61B : 차광셔터 611B : 리니어슬라이드레일

62 : 모터 62B : 브레이크가 달린 모터

621B : 축 63B : 드라이브풀리

64B : 헤드풀리 65B : 텐션풀리

66B : 와이어로프 7B : 분광기

71B : 슬릿 72B : 그레이딩미러

73B : 리니어어레이센서 F : 농산물

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

청구항 1의 발명은, 검사대상물을 1개씩 놓고 반송하는 반송수단의 반송접시는 중앙부에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로를 보유하고 그 상부에 검사대상물과 환형으로 탄력적으로 결합하여(끼워맞추어) 밀착하는 차광용 받침시트를 보유하는 받침접시를 사용하고, 반송수단의 소정의 위치에서 복수의 투광램프를 사용하여 검사대상물에 광선을 투사하는 투광수단에 의해 투사된 광선이 검사대상물의 내부를 투과하여 오는 투과광을 받침접시의 아랫쪽에서 투과광 통로를 통하여 수광수단에 의해 검출하고, 그 투과광을 분광분석함으로써 검사대상물의 내부품질을 검사하는 장치에 있어서,

상기 투광수단은, 반송로의 폭방향 좌우 양측에 각각 다수의 투광램프를 설치하여 검사위치에 있는 받침접시상의 대상물에 대하여 좌우 양측 측면의 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위를 각가 다른 위치와 각도로 대상물을 향해서 광선을 집중 투사하도록 구성하고, 상기 수광수단은 상기 받침접시의 상하로 관통하는 투과광 통로를 통하여 아래쪽에서 투과광을 집광하는 집광렌즈를 설치하고, 상기 집광렌즈와 집광된 투과광을 분광기로 안내하기 위하여 설치한 조합부착부를 통하여 분광기와 조합시켜서 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 검사대상물이 검사위치에 있을 때 다수의 램프를 사용하여 반송로의 폭방향 좌우 양측 측면의 경사 앞에서 경사 뒤까지의 횡측방 전면에 거의 균등하게 광선을 집중투사하기 때문에, 검사대상물인 농산물에 양광면과 음광면에서 당분이 편재되거나, 변질상해 등의 내부품질의 위치적인 편차가 있어도 다수의 램프에 의한 다방향에서의 다량의 광선이 보다 많은 면적에 투사되어, 내부의 각 부위를 투과하여 많은 내부정보를 가진 투과광을 받침접시의 아래쪽에서 투과광 통로를 통하여 집광하기 때문에 신뢰성이 높은 적정한 검사결과를 얻을 수 있다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 수광수단의 조합부착부는 집광렌즈의 집점의 위치에 분광기로 안내하는 광섬유의 입광면을 설치하고, 집광된 투과광을 광섬유를 통하여 분광기로 안내하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 집광렌즈의 조합부착부에서 투과광을 광섬유를 사용하여 분광기로 안내하기 때문에 반송컨베이어의 받침접시 반송로 하측공간이 비교적 작은 경우나 좁은 경우에도, 집광부로부터 떨어진 위치에 분광기를 설치하여 사용할 수 있다. 분광성능을 높이기 위하여 구조치수를 대형화 한 분광기를 각종 반송컨베이어와 조합할 수 있다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1에 있어서, 상기 수광수단의 조합부착부는 집광렌즈의 집점의 위치를 분광기의 입사슬릿의 위치에 맞추도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 집광렌즈와 분광기를 일체로 조합시켜 구성하기 때문에 광섬유를 사용한 경우보다 구조가 간단하게 되고, 집광된 투과광이 분광기에 이르기까지의 도중의 감쇠손실이 적고 조립취급이 용이하게 된다. 반송컨베이어의 받침접시 반송로의 하측 공간이 비교적 큰 경우, 투과광량이 적은 대상물을 대상으로 하는 장치에 사용된다.

청구항 4의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 하나에 있어서 상기 조합부착부의 상기 집광렌즈와 분광기 사이의 수광광로에 각종 감광필터를 교체삽입하는 수단을 설치하여 분광기로 입광되는 광량을 감광조작할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 대상물의 품목마다 투과광량의 대소차이가 있어도 감광필터의 교체에 의해 분광기로의 입광량을 조절할 수 있기 때문에 분광분석장치의 연산증폭기의 증폭도를, 투과광량이 적은 품목을 기준으로 조절하여 두면 된다. 예를 들면 토마토 등 투과광량이 큰 것으로 교체하였을 때에, 이 감광필터에 의해 감광하여 분광기로 입광시키면 연산증폭기가 오버플로하여 분석불능에 빠지는 것을 방지하는 작용을 한다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4중 어느 하나에 있어서 상기 조합부착부의 상기 집광렌즈와 분광기 사이의 수광광로에 투과광의 통과를 차단하는 수광셔터를 설치하고, 검사대상물을 놓은 받침접시가 1개 통과할 때마다 개폐동작시키도록 구성하고, 받침접시의 투과광 통로가 집광렌즈의 시야상에 있을 때 타이밍을 맞춰서 열고, 시야에서 벗어났을 때 닫히도록 작동시켜서 비검사시에는 분광기 내에 광선을 입광시키지 않도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 집광렌즈와 분광기 사이의 수광광로에 빛의 통과를 차단하는 수광셔터는 반송중의 대상물을 놓은 받침접시 중심부의 상하로 관통한 투과광 통로가 집광렌즈의 정면 바로 위에 왔을 때, 즉 검사위치에 왔을 때에 열려서 투과광을 분광기로 입광시킨다.

받침접시 위에 대상물에 놓여 있지 않는 빈 받침접시의 경우는 수광셔터는 열리지 않는다. 또, 받침접시의 투과광 통로가 집광렌즈의 정면에서 벗어난 위치에서 수광셔터는 닫히기 때문에 분광기 내에 다른 빛이 들어가지 않아, 분광기 내나 증폭회로 등의 온도상승 등의 악영향을 발생하지 않도록 하여 안정시키는 작용을 한다.

청구항 6의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 5중 어느 하나에 있어서 상기 수광수단의 집광렌즈는 받침접시의 상하로 관통하는 투과광 통로 출구에 근접시켜서 설치되고, 대물측에 시야를 확보하는 렌즈후드와 그 앞면에 투명유리를 사용한 수광창을 설치하여 방진구조 렌즈후드를 형성하고, 투명유리의 외측면에 외주방향에서 중앙방향으로 향해서 공기를 뿜어내는 방진수단을 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 받침접시의 통로 밑에 상향으로 수광수단의 집광렌즈를 설치하여도 집광렌즈의 시야 내의 먼지는 불어 날려지므로 받침접시의 하면에 상향으로 투과광을 수광할 수 있도록 구성된다.

청구항 7의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6중 어느 하나에 있어서 상기 투광수단과 수광수단이 설치된 검사위치에서, 받침접시 위에 대상물이 놓여져 있지 않을 때 받침접시의 반송궤도 밖에서 받침접시의 받침시트 위에 화이트레벨 교정판을 덮어 씌워지도록 하여 출몰시키는 화이트레벨 교정판 출몰기구를 구성하고, 연속하여 소정의 수 이상의 빈 받침접시가 통과할 때 화이트레벨 교정판을 받침접시의 받침시트 위에 덮어 씌워서 자동적으로 교정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 환경온도나 운전시간의 경과에 따른 램프, 광학계의 열화 등 분광분석하는 상에서 필요한 장치의 종합적인 출력값의 변동을 교정하기 위하여, 작동개시 전이나 도중 휴식시, 일지 중단한 후 등에 교정동작을 행하고, 또한 운전중에도 연속하여 복수개의 받침접시에 농산물이 놓여져 있지 않는 빈 받침접시가 통과할 때에, 화이트레벨 교정판을 출몰시켜서 자동으로 교정동작시키는 작용을 한다.

청구항 8의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 7중 어느 하나에 있어서 상기 투광수단의 다수의 투광램프는 대상물의 크기나 광투과 정도가 다른 품목이나 종류에 따라서 램프의 점등수를 증감하는 수단을 설치하여 투사광량을 증감전환할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 대상물의 광선의 투과정도의 대소(난이)에 의해서 점등수를 바꿈으로써, 예를 들면 농산물의 두꺼운 껍질에서의 광이 투과하기 어려운 수박, 메론에서 중간정도의 껍질 두께의 감귤류, 박피에서의 광이 투과하기 쉬운 토마토, 배, 기타 사과, 복숭아까지 다품목의 내부품질을 검사할 수 있다.

청구항 9의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 8의 어느 하나에 있어서 상기 투광수단의 다수의 투광램프의 앞면에 대상물로의 투사광선을 차단하는 차광장치를 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 장치의 점검이나 잠깐의 휴식 등에 의해 받침접시를 정시켰을 때 등, 점등되어 있는 램프를 소등하지 않고도 할로겐램프의 집중투사의 열로부터 받침접시를 보호할 수 있다. 즉, 반송컨베이어로 반송되는 받침접시의 좌우 양측과 그 양 외측에 설치된 투광수단 사이에 차광셔터를 출몰시키는 차광장치를 설치하여 받침접시로의 투사광선을 차단함으로써 정지하고 있는 받침접시에 투사광이 닿지 않도록 하여, 받침접시가 투사광의 열에 의해 변형되거나 변질되거나 과열되는 것을 방지하는 작용을 한다.

또 램프를 소등, 재점등하면 그때마다 램프의 온도, 발열, 발광상황이 변하여 상승하고 광선의 강도, 광량이 변동하여 검사정밀도에 영향을 준다. 이것을 미연에 방지하기 위하여 단시간의 컨베이어 정지 등에서는 이 차광장치를 동작시켜서 램프를 소등시키지 않고 점등한 채로 하여, 투사광선의 안정을 유지하여 언제나 중지나 정지 전과 같은 레벨의 검사정밀도로 재가동할 수 있는 작용을 한다.

본 발명의 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치에서는, 대상물을 놓고 반송하는 반송접시에는, 중앙에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로를 설치한 차광용 받침시트를 보유하는 받침접시를 사용한다.

투광수단은, 반송컨베이어의 반송로를 사이에 두고 폭방향의 좌우 양측에서 각각 다수의 램프를 사용하여, 검사위치에 있는 대상물의 좌우 양측 측면의 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위를 각각 다른 위치와 각도에서 대상물을 향해서 광선을 투사하도록 배치한다.

수광수단은, 대상물을 놓은 받침접시가 검사위치에 있을 때, 받침접시 하면의 투과광 통로 출구에 대응하는 위치에 상향의 집광렌즈를 설치하고, 상기 집광렌즈는 투과광 통로를 통하여 대상물로부터의 투과광을 집광하여 분광기로 안내하는 수광광로를 형성하며, 조합부착부를 통하여 분광기와 조합시킨다.

분광기는 반송컨베이어의 구조에 관련하여, 집광렌즈와의 조합부착부로부터 광섬유를 사용하여 떨어진 위치에 설치하는 구성과, 집광렌즈와 일체로 조합시키는구성이 있다.

떨어진 위치에 설치하는 구성은 상기 조합부착부의 집광렌즈 집점의 위치에 분광기로 안내하는 광섬유의 입광면을 설치하고, 집광된 투고광을 광섬유를 통하여 분광기로 안내하도록 구성한다. 이 경우 분광기는, 분광성능을 높이기 위하여 구성치수를 대형으로 형성한 분광기를 사용할 수 있다.

집광렌즈와 일체로 조합시키는 구성은 상기 조합부착부의 집광렌즈 집점의 위치에 분광기의 입사슬릿의 위치를 맞춰서 조합구성한다.

조합부착부에는, 집광렌즈와 분광기로 안내하는 광섬유의 입광면, 또는 집광렌즈와 분광기의 입사슬릿 사이의 수광광로에 각종의 감광필터를 교체삽입하는 수단을 설치하여, 광섬유 또는 분광기 입사슬릿에 입광하는 광량을 감광조작할 수 있도록 구성한다.

상기 감광필터는, 집광렌즈의 수광창으로부터 집광한 투과광을 분광기로 안내하는 광섬유의 입광면까지의 사이에 주위를 밀폐시킨 조합부착부에 감광필터 부착판을 설치하고, 감광률이 다른 복수개의 필터를 장착하며, 이 필터 부착판을 외부에서 교체조작할 수 있도록 구성한다. 이 감광필터는, 투과광이 집광렌즈에서 집점을 향해서 작게 조여들어오는 위치, 광섬유의 입광면 직전의 위치(앞면)에 설치하는 것이 바람직하다.

대상물이 검사위치에 도달하기 전 또는 후의 위치, 즉 검사위치에 없을 때는 상기 집광렌즈의 수광창은 받침접시의 투과광 통로 출구의 외측에 형성한 하측 차광면(하측 이면)에 대응하여 차광되고 있고, 투과광 통로 출구가 검사위치에 왔을때만 투과광을 수광창에서 집광하여, 검사위치에서 벗어난 전후의 위치에서는 분광기에서 검출하지 않도록 하면 분광분석 대상외의 광의 영향을 없앨 수 있다.

받침접시 하부의 면적이 작을 때 등, 투과광 통로 출구의 외측에 하측 차광면을 형성할 수 없는 경우에는, 상기 조합부착부의 감광필터와 근접한 위치에 수광셔터를 설치하고, 투과광 통로 출구가 검사위치에 왔을 때만 수광셔터를 열어서 투과광을 통과시키고, 검사위치에서 벗어났을 때는 수광셔터를 닫아서 분광기로 투과광이 입사되지 않도록 구성한다.

집광렌즈의 수광창이 받침접시의 하측 차광면에서 차광되고 있을 때, 또는 수광셔터가 닫혀서 분광기로 투과광이 입광되지 않을 때에 타이밍을 맞춰서 분광기의 수광회로의 0레벨(암전류)을 검출한다.

대상물(F)을 고속으로 온라인검사를 하는 경우, 1개 검사마다 분광기의 수광회로에 전회의 잔류전류가 있어 다음의 수광출력에 축적되는 영향을 받지만, 이것을 제거하는데 이 0레벨 검사값을 사용하여 분광분석하고, 검사한다.

집광렌즈는 받침접시의 하면 투과광 통로 출구에 근접시켜서 설치하고, 대물측에 시야를 확보하는 렌즈후드와 그 앞면에 투명유리를 사용한 수광창을 설치하여 밀폐된 방진구조 렌즈후드를 형성하고, 투명유리의 외측면에 외주방향에서 중앙방향으로 향해서 에어를 뿜어내는 방진수단을 구성한다. 이 구성에 의해서 수광창의 상면은 에어가 뿜어지고 있으므로 티끌이나 먼지로 오염되는 일이 없다.

또, 집광렌즈는 받침접시에 놓여진 대상물의 하면에서 나오는 투과광을 수광창을 통하여 받침접시의 투과광 통로 내에서, 분광기로 안내하는 광섬유의 입광면을 집점으로 하여 집광한다. 이것에 의해서 대상물의 양측 각 방위에서 집중투사된 투사광이 대상물의 내부를 통하여 하면으로 투과되어 오는 투과광을 효율적으로 집광할 수 있다.

또, 받침접시의 반송궤도 밖에서 받침접시의 받침시트상에 화이트레벨 교정판을 덮어 씌워지도록 하여 출몰시키는 기구를 설치하고, 장치의 작동개시시나 도중휴식에 의해 일시 중단한 후 등의 환경온도변동이 있었던 경우와, 연속하여 소정수 이상의 빈 받침접시가 통과하는 경우에, 받침시트 상면에 덮어 씌워지도록 작동시켜서 교정하면 장시간 안정적으로 사용할 수 있다.

이 화이트레벨 교정판은, 반송컨베이어의 검사위치 앞행정에 설치한 센서에 의해 받침접시 위에 대상물이 놓여져 온 것을 캐치하였을 때는 반송궤도 밖으로 물러나서 대기하고 있다.

다수의 투광램프는, 포물면 반사경이 달려 검사위치에 있는 대상물의 중심위치를 집점으로 하는 빔각을 형성하여 앞면을 실드한 실드램프를 사용하면 램프 광선은 대상물을 향해서 집광되고, 광선의 투사효율이 좋고 소형의 램프를 사용할 수 있고, 앞면 실드는 반사경의 방진과 흐림을 방지하여 반사성능의 저하를 방지할 수 있다.

각 램프는, 반송컨베이어의 검사위치에 있는 대상물에 대하여 진행방향 좌우 양측의 측면 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위를 동등한 광량으로 투사하기 위하여 검사위치에서 등거리의 위치에 설치하는 것이 좋다. 그리고 각 램프에는 밀봉부를 향해서 송풍노즐을 설치하고, 송풍기로부터 송풍함으로써 램프본체의 발열을 방산시켜 과열을 방지하여 램프수명을 유지하도록 한다.

상기 다수의 램프는, 그 점등을 제어하는 회로를 예를 들면 전부 점등, 80%점등, 60%점등, 등과 같이 전환할 수 있도록 구성한다. 이와 같이 하면 대상물의 크기 등 품목이나 종류에 따라서 광투과 정도가 다른 것에 사용하는 경우에, 투과광이 지나치게 강할 때는 점등수를 감소시키고, 약한 때는 전체수를 점등시킴으로써 각종 대상물의 내부품질 검사에 사용할 수 있다.

내부품질 검사장치에 있어서, 램프의 투사광선의 강도, 광량의 안정은 매우 중요하고, 그 변화는 검사정밀도에 영향을 준다. 이때문에 램프는 점등후, 그 투사광의 강도, 광량이 안정레벨에 도달하기까지의 상승에 충분한 예열시간을 필요로 하기 때문에 단시간의 휴식이나 점검 등에 의해 컨베이어를 정지시킬 때에, 램프는 소등하지 않는 편이 좋다.

이 경우, 반송컨베이어를 정지시키면, 받침접시는 투광램프의 집중투사를 받아서 과열되고, 변형, 변질되어 버리는 것을 방지하기 위하여 투사광선을 차단하는 차광장치를 설치한다.

이 차광장치는 다수의 투광램프로부터의 집중 투사광선을 차단하기 위하여 받침접시 반송로의 좌우 양 외측과 양측의 다수의 투광램프군과의 사이에, 차광셔터를 내밀거나 끌어넣거나 한다.

이 차광셔터는 상하방향으로 상하강 동작시키는 구성과, 받침접시의 측방에 진행방향으로 평행하게 왕복 슬라이드시키는 구성 등을 사용한다.

실시예 1

이하, 본 발명을 도 1 내지 도 6에 나타내는 실시예 1에 기초하여 설명한다.

도 1, 도 2, 도 3은 농산물을 대상물로 하는 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치의 요부 개략을 나타내는 설명도이다. 1은 반송수단의 반송컨베이어이고 품질검사 대상물인 농산물(F)을 받침접시(2)에 1개씩 놓고 반송한다. 3은 받침접시(2) 위의 농산물(F)을 반송컨베이어(1)의 좌우의 양측방에서 광선을 조사하는 투광수단, 4은 농산물(F)의 내부를 투과하여 오는 투과광의 수광수단이다.

반송수단의 반송컨베이어(1)는 내부품질을 검사하는 농산물(F)을 받침접시(2)에 1개씩 놓고 일렬로 반송하는 것으로, 받침접시(2)의 중앙부에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로(21)의 구멍을 형성한 것이면, 도 1의 받침접시가 달린 체인컨베이어(10) 외에 대상물의 크기나 색, 상처 등의 외관검사에 사용되고 있는 벨트컨베이어(예를 들면 도 6)나 다른 체인컨베이어 등 공지의 컨베이어를 사용할 수 있다.

즉 농산물(F)의 내부품질 검사도 실제로는 크기계급, 외관형상품질의 등급 등 다른 측정과 아울러 검사하는 일이 많이 있다. 이 때문에 이들 각종 측정에 공통의 반송컨베이어로 조립된다.

반송컨베이어(1)로 반송되는 농산물(F)은, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이 받침접시(2)에 놓여져서 투광수단(3)과 수광수단(4)이 설치된 반송로(100)의 검사위치(101)를 통과할 때, 좌우 양측의 측방에 광선을 차단하는 것이 없고 투광수단(3)에 의해 그 양측 측면의 외주면에 각방향으로부터 광선을 조사받아, 받침접시(2)의 중앙부에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로(21)와 수광수단(4) 사이도 투과광을 차단하는 것이 없이 해방되어 반송된다.

또 반송컨베이어(1)가 벨트컨베이어이라도 도 6에 나타내는 바와 같이 컨베이어에 연결하지 않은 받침접시(2A)의 투과광 통로(21A)와 수광수단(4)의 집광렌즈(41) 사이는 차단하는 것이 없도록 반송컨베이어벨트(110)가 주행하는 중앙부에 공간을 형성하여 구성한다.

도 1 및 도 5에 있어서, 받침접시(2)는 지점부(22)를 컨베이어체인(11)에 설치한 브래킷(12)에 지점핀(13)으로 측방으로 경사이동 가능하게 부착되고, 결합편(14)에 의해 받침시트(23)의 상면을 수평상태로 하여 유지되고 있다.

24는 투과광 통로(21)를 사이에 두고 지점부(22)와 반대측에 설치한 슬라이딩부이고, 받침접시 자세가이드레일(15)에 의해 받혀져서 받침접시(2)의 하면에 있는 투과광 통로 출구(211)를 일정한 레벨로 맞추도록 되어 있다.

212는 투과광 통로 출구패킹이고, 검사위치(101)에 설치된 수광수단(4)과의 사이를 외란광이 들어가지 않도록 가능한 한 근접시켜서 주행되도록 형성하여 설치하고 있다. 이 투과광 통로 출구패킹(212)은 하면을 진행방향 전후로 연장하여 확대하고, 하측 차광면(213)을 형성하고 있다.

이 하측 차광면(213)이 받침접시의 중앙 투과광 통로(21)의 전후에서 수광수단(4)의 집광렌즈(41)의 수광창(413)을 막는 역할을 하여 외란광이 들어가지 않도록 하고 있다.

이 하측 차광면(213)에서 수광수단(4)의 집광렌즈(41)의 수광창(413)이 닫혀져서 차광되고 있을 때에, 타이밍을 맞춰서 분광기(도시하지 않음)의 수광회로 0레벨(암전류)을 검출한다.

투광수단(3)은 반송컨베이어(1)의 반송로 폭방향 좌우 양측의 외측방에서 각각 다수의 할로겐램프(31)를, 반송로(100)의 검사위치(101)에 있는 받침접시(2)상의 농산물(F)에 대하여, 좌우 양측 측면의 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위를 각각 다른 위치, 각도에서 중심을 향해서 광선을 집중 투사하도록 배치한 램프박스(32)에 부착되어 있다.

이 할로겐램프(31)는, 비교적 소형이고 검사위치(101)에 집점으로 하는 빔각(311)을 형성하는 포물면 반사경(312)이 달려서 앞면을 내열유리로 실드(313)한 실드램프를 사용하는 것이 바람직하다.

소형의 램프는 저전압 점등으로 필라멘드를 작게 할 수 있으므로 집광효율이 좋고, 또한 니크롬선 지름이 비교적 굵기 때문에 수명도 길게 사용할 수 있다.

이 다수의 할로겐램프(31)은, 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이 검사위치(101)에서 좌우의 양측 측방으로 부채꼴로 각각 등거리의 위치에 설치하는 것이 바람직하고, 상하로 복수단으로 설치하는 것도 가능하다. 이들 각 할로겐램프(31)는 그 광축상의 집점을 검사위치(101)에 있는 농산물(F)의 중심이 되는 위치에 설치하고 있다.

33은 방열용 송풍관이고 각 할로겐램프(31)의 밀봉부(314) 및 소켓(315)의 위치에 따라서 설치되며, 각 램프의 밀봉부(314)로 향해서 에어의 분출노즐(331)을 설치하여 송풍기로부터의 송풍을 뿜어내고, 밀봉부(314)를 비롯하여 소켓(315) 및 램프본체의 발열을 방산시켜 과열을 방지한다.

송풍은 도시하지 않은 송풍기로부터의 적절한 송풍수단에 의해 접속구(332)에 접속하여 송풍된다.

또 할로겐램프(31)는, 여러 가지 검사대상물 중에서도 특히 광선이 투과하기 어려운 농산물로부터 투과광을 얻는데 필요한 광선량을 투사하기 위한 다수개를 병렬하여 설치하고 있지만, 대상물이 예를 들면 토마토와 같이 광선을 투과하기 쉬운 것을 검사할 때 등 대상물에 따라서 램프의 점등수를 줄일 수 있도록 점등수를 증감 교체할 수 있는 수단이 전기회로에 조립되어 있다.

수광수단(4)은, 도 3에 잘 나타낸 바와 같이 집광렌즈(41)와 집광된 투과광을 분광기(도시하지 않고 생략)로 안내하는 광섬유(42)와 상기 광섬유의 입광면(421)의 앞에 설치한 감광필터 부착판(43)의 주요부분으로 이루어지고, 40은 이들 주요부분의 조합부착부로서 암실을 형성하고 있다.

집광렌즈(41)는 검사위치(41)에 있는 받침접시(2) 위의 대상물(F)의 하면으로 되는 받침시트(23)의 상면 중앙 투과광 통로입구를 대물측의 집점(411)으로 하고, 받침접시(2)의 하부 투과광 통로 출구(211)에 근접하는 위치까지 뻗은 원통형의 렌즈후드(412)와 그 앞면에 투명유리를 사용한 수광창(413)을 설치하고 있다.

414는 방진후드이고 렌즈후드(412)의 외주에서 수광창(413)의 외측면 중앙방향으로 향해서 에어를 뿜어내도록 형성하고, 상단면을 받침접시(2)의 투과광 통로 출구(211)에 끝없이 근접시켜서 부착하고 있다. 에어의 송풍은 도시하지 않는 송풍기로부터 적절한 수단에 의해 접속구(415)에 접속하여 송풍된다.

이와 같이 하여 반송되는 받침접시(2)의 아래에 상향으로 설치한렌즈후드(412)의, 수광창(413) 상면에 에어를 뿜어 내어 먼지나 이물이 시계를 차단하지 않도록 구성하고, 렌즈후드(412)는 집광렌즈(41)의 주위로부터의 외란광을 차광하여 수광창(413)에 의해 규제된 시야의 속에서 정면에서 오는 투과광만을 효율적으로 입광시킨다.

광섬유(412)는, 그 입광면(421)을 집광렌즈(41)의 집점의 위치에 맞추어 부착하고, 집광렌즈(41)의 수광창(413)으로부터 입광된 투과광을 입광면(421)에 집광시켜서 이 광섬유(42)에 의해 분광기로 안내하고, 분광기에 의해 투과광을 분광분석한다.

43은 필터부착판이고, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 원판형으로 광섬유(42) 부착부의 측방에 설치한 축(431)에 부착하여, 집광렌즈(41)로부터 광섬유(42)의 입광면(421)에 집광되는 투과광의 수광광로(400)를 차단하는 크기의 원판이다.

축(431)을 중심으로 하여 투과광이 집광되는 광축의 위치까지를 반경으로 하여 복수등분한 위치에 각각 필터의 부착구멍(432)을 설치하고, 하나를 그대로 빈구멍으로 하고, 나머지 구멍에 각각 감광율이 다른 감광필터(433)를 부착하고 있다.

즉, 이 감광필터 부착판(43)은 필터 부착구멍(432)을 집광렌즈(42)와 광섬유의 입광면(421) 사이에서 수광광선이 통과하는 수광광로(400)의 중심위치에 맞추어 축(431)에 부착되어 있다.

필터부착판(43)의 필터(433)의 선택은, 외부에 설치한 손잡이핸들(434)에 의해 마이터기어(435)를 통하여 설치된 축(431)을 돌려서 선택조작한다.

이 감광필터 부착판(43)은, 외란광의 영향을 받지 않도록 집광렌즈(41)로부터 광섬유의 입광면(421)을 포함하는 주위를 둘러싸고 암실을 형성한 조합부착부(40)의 내부에 설치하고 있다.

5는 화이트레벨 교정수단이고, 도 5에 교정동작중의 상태를 나타낸다.

51은 화이트레벨 교정판이고, 누름쇠(52)에 의해 부착암(53)의 부착부(50)에 부착되어 있다.

부착암(53)은 수광수단(4)의 조합부착부(40)에 인접하여 설치한 스테핑모터(54)의 출력축(541)에 부착하고, 교정조작을 할 때 스테핑모터(54)를 정, 역회전시켜 화이트레벨 교정판(51)을 받침접시(2)의 받침시트(23) 윗쪽에서 집광렌즈(41)의 정면으로 내밀거나, 반송컨베이어(1)의 반송궤도에서 물러나게 하거나 한다.

부착암(53)의 화이트레벨 교정판(51)의 부착부(50)는 받침시트(23)의 상면보다 넓은 범위에 덮어 씌워지도록 하여 주위는 아래쪽의 받침시트(23) 상면과의 사이에 양측방에서의 램프의 투사광이 차단되어 직접 입광되지 않도록 형성되어 있다.

누름쇠(52)는, 화이트레벨 교정판(51)을 반송로의 폭방향 좌우 양측에서 각각 복수의 투광 할로겐램프(31)에 의해 투사되도록 주위를 방해하여 부착되어 있고, 화이트레벨 교정판(51)을 투과한 투과광은 받침시트(23)의 속을 통과하여 집광렌즈(41)에 의해 집광되어 분광기에 이른다.

부착암(53)은 받침접시(2)의 반송궤도와 상기 수광수단(4)에 간섭하지 않도록 굽혀서 형성하고, 교정동작을 하지 않을 때는 화이트레벨 교정판(51)을 반송궤도의 측방에서 아래의 쪽으로 물러나도록 회전시키도록 구성하고 있고, 이 내부품질 검사장치를 작동개시할 때나, 도중휴식에 의해 일시중단한 후의 환경온도변동이 있었을 때 등의 교정이 필요한 경우에, 연속하여 소정수 이상의 빈 받침접시(2)가 통과할 때 받침시트(23) 상면에 덮어 씌워지도록 작동시켜서 교정하면 장시간 안정적으로 작용할 수 있다.

이 화이트레벨 교정판(51)은, 반송컨베이어(1)의 검사위치(101)의 앞공정에 설치한 센서에 의해 받침접시상에 농산물이 놓여져 있는 것을 캐치하였을 때는 반송궤도 밖으로 물러나 있다.

6은 투사광선을 차단하는 차광장치이고, 점검 등으로 받침접시(2)를 검사위치(101)에 정지시켰을 때 등 할로겐램프(31)의 집중투사열로부터 받침접시(2)를 보호하기 위하여 투사광을 차단하는 차광셔터(61)와, 이 차광셔터를 상하로 움직이게 하는 모터(62)로 구성되어 있다. 이 모터(62)는 래크피니언 기구를 조립한 리니어모션 구동타입을 사용하는 것이 바람직하다.

차광셔터(61)는 도 2에 나타낸 바와 같이 램프박스(32)가 투사하는 앞면의 형상을 따라서 각 램프로부터의 투사광을 차단하도록 형성하고 있고, 반송컨베이어(1) 운전중 등 통상 온라인 검사할 때는 아래쪽으로 내려서 램프박스(32)의 앞면을 해방하여 광선은 투사된다.

내부품질 검사장치에 있어서, 램프의 투사광선 강도, 광량의 안정은 매우 중요하고 검사정밀도에 영향을 준다. 이 때문에 예를 들면 수십분 정도의 짧은 휴식이나 점검 등에 의해 컨베이어를 정지시킬 때 램프를 끄거나 재점등시키거나 하면, 그때마다 램프의 온도, 발열, 발광상황이 변하여 투사광선의 강도, 광량이 변동하여 안정성이 떨어지게 된다.

이 때문에 이와 같이 비교적 짧은 시간에 컨베이어를 정지할 때 등은, 램프는 점등시킨 채로 하고 램프의 투사광의 안정을 도모하면서, 집중투사를 받는 검사위치의 받침접시 등을 투사열로부터 보호하기 위하여 이 차광장치를 작동시킨다.

이것에 의해서, 검량선의 어긋남을 방지할 수 있다.

실시예 2

이하, 도 7 내지 도 10에 나타내는 실시예 2에 대하여 설명한다.

이 실시예 2는, 수광수단(4B)의 조합부착부(40B)를 집광렌즈(41B)와 분광기(7B)를 직결시키도록 구성한 것이고, 집광렌즈(41B)의 집점의 위치에 분광기(7B)의 입사슬릿(71B)의 위치를 맞추어 조합하고, 이 입사슬릿(71B)과, 집광렌즈(41B) 사이에 투과광의 통로를 차단하는 수광셔터(44B)를 설치한 것이다.

또, 투광수단(3B)의 투사광선을 차단하는 차광장치(6B)의 구조를 실시예 1과는 다른 기구로 한 것이다.

도 7은, 대상물(F)을 대량으로 처리하는 경우에 사용되는 반송컨베이어(1B)에 본 발명의 내부품질 검사장치를 설치한 것이다.

반송컨베이어(1B)는, 컨베이어프레임(16B)의 양측 내측에 배치되어 있는 체인레일상에 끝없이 팽팽히 설치한 체인(11B) 사이에 받침접시 부착부재(18B)를 평행하게 나열하여 좌우 양단을, 각각 양측의 체인(11B)에 부착하고 있다.

받침접시 부착부재(18B)에는 복수개의 받침접시(2B)를 부착하고, 각 받침접시와 받침접시의 사이(조 사이)에 투광수단(3B)이 설치되는 간격(공간)을 두고 복수조의 반송로(100B)를 형성하고 있다.

받침접시(2B)는 실시예 1과 같이, 받침시트(23B)와 그 중앙에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로(21B)를 보유하고, 받침시트(23B)상에 대상물(F)을 놓고 반송한다.

투광수단(3B)과, 수광수단(4B)을 설치하는 검사위치(101B)는, 각 조마다 컨베이어의 진행방향에 대하여 전후로 지그제그 형상으로 위치를 어긋나게 하여 부착되고, 각 조 사이가 과대하게 되지 않도록 구성한다.

17B는 상부프레임이고, 검사위치(101B)의 윗쪽에 가설하고 있고, 투광수단(3B)의 램프박스(32B)를 검사위치(101B)에 있는 받침접시(2B)상의 대상물(F)에 투사광선을 집중 투사하도록 배치하여 부착되어 있다.

투광하는 할로겐램프(31B) 및 송풍관(33B)은 실시예 1과 같은 구성으로 이용되기 때문에 상세설명은 생략한다.

이 램프박스(32B)의 앞면은, 도 7, 도 8에 나타낸 바와 같이 검사위치(101B)를 향한 광선의 투사창(34B)을 형성하고 있다.

6B는, 이 램프박스(32B)의 일부에 설치한 차광장치이고, 61B는 이 투사창(34B)을 닫거나, 해방하거나 하는 차광셔터이며, 윗쪽을 리니어슬라이드레일(611B)에 부착하여 반송컨베이어(1B)와 받침접시(2B)의 진행방향으로 평행하게 전후방향으로 슬라이드 이동한다.

이 차광셔터(61B)의 슬라이드 이동은, 정역회전하는 브레이크가 달린 모터(61B)의 축(621B)에 부착한 드라이브풀리(63B)와, 리니어슬라이드레일(611B)의 슬라이드방향의 양단 외측에 설치한 헤드풀리(64B)와 텐션풀리(65B)에 감아서 팽팽히 설치한 와이어로프(66B)를 차광셔터(61B)의 일부에 결합시키고, 브레이크가 달린 모터(62B)의 정역회전에 의해 차광셔터(61B)는 와이어로프(66B)에 팽팽히 당겨져 리니어슬라이드레일(611B)에 안내되어 왕복운동하여, 투사창(34B)을 닫거나 해방하거나 한다.

즉, 차광셔터(61B)는 헤드풀리(64B)측에 있을 때 투사창(34B)을 열고 있고, 모터(62B)가 회전하면 차광셔터(61B)는 와이어로프(66B)에 팽팽히 당겨져서 텐션풀리(65B)측으로 이동하여, 투사창(34B)을 닫아서 모두 닫힌 위치에 정지한다. 이 모터는 순식간에 역전시킬 수 있는 특성이 좋은 브레이크가 달린 모터를 사용하는 것이 바람직하다.

수광수단(4B)의 집광렌즈(41B)는 실시예 1과 같은 구성으로 되기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

조합부착부(40B)는 집광렌즈(41B)의 집점의 위치를 분광기(7B)의 슬릿(71B)의 위치에 맞추도록 분광기(7B)와 조합하고 있고, 슬릿(71B)을 향해서 투과광이 조여들어오는 위치에, 감광필터 부착판(43B)과 수광셔터(44B)를 설치하여 주위를 둘러싸고 암실을 형성하고 있다.

감광필터 부착판(43B)은 실시예 1과 같이 할 수 있으므로 설명을 생략한다.

수광셔터(44B)는, 감광필터 부착판(43B)에 근접시켜서 설치하는 것이 바람직하고, 도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이 원판의 외주에 복수등분한 절결(441B)을 형성하여 슬릿(71B)의 앞에서 수광광로(400B)를 개폐한다.

수광셔터(44B)는, 대상물(F)이 놓인 받침접시(2B) 1개마다 조금씩 구동하여 정위치에 정지하는 기능의 스테핑 구동장치(442B)에 의해, 대상물(F)을 놓은 받침접시(2)의 중심부가 검사위치(101B)를 통과할 때 수광셔터(44B)는 열리고(도 9), 대상물(F)로부터의 투과광을 분광기(7B)의 입사슬릿(71B)으로 통과한다.

반송중의 받침접시(2B)의 중심부가 검사위치(101B)에 없을 때는, 이 셔터(44B)는 닫히(도 10)도록 작동한다.

이와 같이 수광셔터(44B)를 설치하면, 수광셔터가 닫혀 있을 때에, 타이밍을 맞춰서 분광기의 수광회로의 0레벨(암전류)을 검출하여 수광한 투과광의 출력값으로부터 전회의 축적전류의 영향을 제거할 수 있다.

이 때문에, 오차가 없는 검사를 할 수 있다.

분광기(7)는, 입사슬릿(71B)로부터 입사된 광을 공지의 그레이딩미러(72B)로 반사시키고, 리니어어레이센서(73B)로 수광하여 광전변환하도록 설치한 것이 사용된다.

5B는 화이트레벨 교정수단이고, 검사위치(101B)의 윗쪽에 가설한 상부프레임(17B)에 부착되어 있다.

50B는 교정판 부착부이고, 상부프레임(17B)에, 래크피니언을 조립한 리니어모션 구동타입의 모터(54B)를 설치하여, 그 상하로 이동하는 축(53B)의 하단에 부착하고 있다.

51B는 화이트레벨 교정판이고, 누름쇠(52B)에 의해서 교정판 부착부(50B)에 부착되어 있고, 교정조작을 할 때 래크피니언 기구를 조립한 리니어모션 구동타입의 모터(54B)를 정역회전시켜, 축(53B)이 상하로 이동하여 화이트레벨 교정판(51B)을 받침접시(2B)의 상면 가까이까지 내리거나, 윗쪽으로 물러나게 한다.

누름쇠(52B)는, 받침접시(2B)의 상면보다 넓은 범위에서 받침접시(2B)상에 덮어 씌워지도록 하고, 투광수단이 설치된 좌우 양측은 하향으로 굽어서 받침접시(2B) 상면과의 사이에 램프의 투사광선이 직접 입광하지 않도록 차단하도록 형성하고 있다.

이 화이트레벨 교정판(51B)은 반송컨베이어(1B)의 검사위치(101B)의 앞공정에 설치한 센서에 의해 받침접시 위에 대상물(F)(농산물)이 놓여져 있는 것을 캐치하였을 때는, 윗쪽으로 올라가서 물러나 있다.

이상 서술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 컨베이어로 반송되는 받침접시에 설치한 받침시트 중앙의 상하방향으로 관통하는 투과광 통로를 그 위에 놓은 검사대상물이 밀착하여 투과광 통로의 상부를 막고 반송한다. 즉, 검사위치에서 투과광 통로는, 외부광선이나 투사광선이 들어가지 않도록 차단되어 있기 때문에, 약간의 투과광이라도 받침접시 반송로의 아래쪽에 상향으로 설치한 집광렌즈에서 검출된다.

한편 대상물(F)은 좌우 양측 측면의 경사 앞에서 경사 뒤까지의 넓은 범위를, 다수의 램프에 의해 다방향에서 다량의 광선을 받기 때문에, 수분이 적고 투과하기 어려운 것이나, 껍질이 두꺼운 농산물이라도 그 광선은 내부의 각 부위를 투과하여 외부광선과는 차단된 투과광 통로로 나온다.

또 농산물에는, 양광면과 음광면에서 당도, 산도 등의 내부품질의 치우침이나, 불균형이 있거나, 변질, 상해 등이 있지만 투사광선은 넓은 범위의 각 부위를 통과하여 내부정보를 가지고 투과광 통로로 나온다.

그리고 외부광선과는 차단된 투과광 통로로부터, 투과광을 집광하여 분광분석함으로써, 1개마다의 평균화된 내부품질 데이터가 얻어지고, 그 데이터에 기초하여 품질별로 나눌 수 있다.

또, 투광램프는 다수를 사용하여 집중시키므로 개개의 출력은 비교적 작은 소형의 램프가 사용되고, 발열량이 낮아 주위에 과대한 열작용을 주지 않고 램프수명도 길어지는 효과가 있고, 장시간 연속운전되는 농산물의 집출하장이나 선별포장시설에 사용된다.

청구항 2의 발명에 의하면, 집광렌즈로 집광한 투과광을 광섬유를 사용하여 분광기로 안내하도록 한 것은, 분광기를 받침접시 통로의 바로 아래에서 떨어진 위치에 설치하는 것이 가능하므로, 반송컨베이어의 받침접시 반송로의 하측 공간이 비교적 작은 소형의 반송컨베이어에 대해서도, 분광성능을 높이기 위한 구조치수를 대형으로 한 분광기를 조합시킬 수 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 집광렌즈와 분광기를 일체로 조합하여 구성한 것은 상기 광섬유를 사용한 경우에 비하여, 투과광이 분광기에 이르기까지의 광섬유 등에 의한 도중감쇠손실이 발생하지 않으므로 효율이 좋고, 반송컨베이어 받침접시반송로의 하측 공간이 비교적 큰 경우나, 투과광량이 적은 두꺼운 껍질 농산물 등을 대상물로 하는 장치에 사용될 수 있다.

청구항 4의 발명에 의하면, 대상물로부터의 투과광을 집광하는 집광렌즈와, 분광기와의 사이의 수광광로에 각종 감광필터를 교체 삽입하는 수단을 설치하였기 때문에 대상물의 품목마다 투과광량의 대소차이가 있어도 감광필터의 교체에 의해 분광기로의 입광량을 조절할 수 있으므로 분광분석장치의 연산증폭기의 증폭도는 광량이 적은 품목을 기준으로 조절하여 두면 된다.

예를 들면 토마토 등 투과광량이 큰 것으로 교체하였을 때, 이 감광필터에 의해 감광하여 분광기로 입광시키면 연산증폭기가 오버플로하여 분석불능에 빠지는 일이 없으므로, 다품목의 검사를 하는 장치에 사용될 수 있다.

청구항 5의 발명에 의하면, 집광렌즈와 분광기 사이의 수광광로에 광의 통로를 차단하는 수광셔터를 설치하여 대상물을 놓은 받침접시가 1개 통과할 때마다 개폐동작을 시켜, 빈 받침접시나 검사를 하지 않을 때는 분광기로 빛이 들어가지 않도록 하였으므로, 분광기 내나 증폭회로에 온도상승 등의 악영향을 발생하는 일이 없다.

받침접시 하면의 면적이 적어서, 투과광 출구의 외측에 하측 차광면을 형성할 수 없는 경우 등에 이 발명이 사용된다.

청구항 6의 발명에 의하면, 수광수단의 집광부는 집광렌즈를 대물측으로 시야를 확보하는 렌즈후드와 그 렌즈후드의 앞면유리의 외측면에 에어를 뿜어 내어 방진하도록 한 것으로, 연속하여 반송되는 받침접시의 아래에서 상향으로 설치하여도 집광렌즈의 시야 내의 티끌이나 먼지는 불어 날려져서 시야를 방해하지 않고 투과광을 집광할 수 있다.

청구항 7의 발명에 의하면, 반송컨베이어에 의해 연속적으로 반송되는 받침접시의 받침시트상에 화이트레벨 교정판을 덮어 씌우도록 출몰시켜서 운전중에도 연속하여 소정수 이상의 빈 받침접시가 통과할 때 자동으로 교정할 수 있으므로, 환경온도나 운전시간의 경과에 따른 광학계의 열화 등 분광분석하는데에 필요한 장치의 종합적인 출력값의 교정동작을, 작동개시시나 도중휴식시, 일시중단하였을 때 등, 자동교정동작을 시킬 수 있으므로 장시간 안정되고 확실한 분광분석을 할 수 있다.

또, 청구항 8의 발명에 의하면 품목마다 광투과 정도가 약간 달라도 상기 감광필터의 감광율의 전환과 조합시켜 투광램프의 점등수를 증감교체하여 연산증폭기의 조절된 최적의 투과광량의 범위로 하여 분광분석함으로써 신뢰성이 높은 내부품질의 검사가 가능하다.

또, 청구항 9의 발명에 의하면, 장치의 점검이나 짧은 휴식 등에 의해 컨베이어를 정지시켰을 때에, 투광램프의 광선을 램프박스의 앞면에서 차단하는 장치를 설치하였으므로, 점등되어 있는 램프를 소등하지 않고도 받침접시에는 투사되지 않아, 투사열에 의한 변형이나 변질 등 과열의 영향을 받지 않고 보호된다.

투광램프는 소등, 재점등하면 그때마다 램프의 발광환경상황이 변하여 광선이 안정되지 않으므로 분광분석에 의한 점검정밀도가 나쁘고 안정되지 않는 문제가 있었지만, 이 차광장치를 작동시키면 램프를 소등하지 않고 점등시킨채로 하여 투사광선의 안정을 유지하여, 언제라도 중지나 일시정지 전과 동일 레벨의 검사정밀도로 재가동할 수 있다.

이상과 같은 것으로부터 농산물 등의 품질선별장치로서 선별분류 컨베이어에 조립하는데 최적인 내부품질 검사장치가 제공된다.

Claims (9)

1. 검사대상물을 1개씩 받침접시에 놓고 반송하는 반송수단;

   받침접시는 중앙부에 상하방향으로 관통하는 투과광 통로를 보유하고, 그 상부에 검사대상물과 환형으로 탄력적으로 결합하여 밀착되는 차광용 받침시트를 보유하는 받침접시;

   반송수단의 소정의 위치에서 복수의 투광램프를 사용하여 검사대상물에 광선을 투사하는 투광수단;

   투사된 광선이 검사대상물의 내부를 투과하여 오는 투과광을 받침접시의 아래쪽에서 집광하여 수광하는 수광수단; 및

   수광한 투과광을 분광분석함으로써 검사대상물의 내부품질을 검사하는 장치에 있어서,

   상기 투광수단은, 반송로의 폭방향 좌우 양측에 각각 다수의 투광램프를 설치하여 검사위치에 있는 받침접시 위의 대상물에 대하여 좌우 양측 측면의 경사 앞에서 경사 뒤까지의 범위를 각각 다른 위치와 각도로 대상물을 향해서 광선을 집중투사하도록 구성하고, 상기 수광수단은, 상기 받침접시의 상하로 관통하는 투과광 통로를 통하여 아래쪽에서 투과광을 집광하는 집광렌즈를 설치하며, 상기 집광렌즈와 집광된 투과광을 분광기로 안내하기 위하여 설치한 조합부착부를 통하여 분광기와 조합시켜 구성한 것을 특징으로 하는 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수광수단의 조합부착부는 집광렌즈의 집점의 위치에 분광기로 안내하는 광섬유의 입광면을 설치하고, 집광된 투과광을 광섬유를 통하여 분광기로 안내하도록 구성한 것을 특징으로 하는 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 수광수단의 조합부착부는 집광렌즈의 집점의 위치를 분광기의 입사슬릿의 위치에 맞추도록 구성한 것을 특징으로 하는 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조합부착부의 상기 집광렌즈와 분광기 사이의 수광광로에 각종 감광필터를 교체삽입하는 수단을 설치하여 분광기로 입광되는 광량을 감광조작할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조합부착부의 상기 집광렌즈와 분광기 사이의 수광광로에 투과광의 통과를 차단하는 투과광셔터를 설치하여, 검사대상물을 놓은 받침접시가 1개 통과할 때마다 개폐동작시키도록 구성하고, 받침접시의 투과광 통로가 집광렌즈의 시야상에 있을 때에 열리고, 시야에서 벗어났을 때에 닫히도록 작동시켜서 비검사시에는 분광기 내로 광선을 입광시키지 않도록 구성한 것을 특징으로 하는 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집광렌즈는 대물측으로 시야를 확보하는 렌즈후드와 그 앞면에 투명유리를 사용한 수광창을 설치하여 방진구조 렌즈후드를 형성하고, 받침접시의 상하로 관통하는 투과광 통로 출구에 근접시켜서 설치되며, 투명유리의 외측면에 외주방향으로부터 중앙방향을 향해서 에어를 뿜어내는 방진수단을 구성한 것을 특징으로 하는 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광수단과 수광수단이 설치된 검사위치에서, 받침접시 위에 대상물이 놓여져 있지 않을 때에 받침접시의 반송궤도 밖으로부터 받침접시의 받침시트상에 화이트레벨 교정판을 덮어 씌워지도록 하여 출몰시키는 화이트레벨 교정판 출몰기구를 구성하고, 연속하여 소정수 이상의 빈 받침접시가 통과할 때 화이트레벨 교정판을 받침접시의 받침시트상에 덮어 씌워서 자동으로 교정할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광수단의 다수의 투광램프는 대상물의 크기나 광투과 정도가 다른 품목이나 종류에 따라서 램프의 점등수를 증감하는 수단을 설치하여 투사광량을 증감전환할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치.
9. 재1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광수단의 다수의 투광램프의 앞면에 대상물로의 투사광선을 차단하는 차광장치를 설치한 것을 특징으로 하는 양측방 다등형 온라인 내부품질 검사장치.