KR20030011410A - 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시료통의 구조를 개선하여 곡물의 수분을 측정할 때 시료의 양을 늘리고, 수분측정의 오차를 최소화하고 그에 따라 정확한 수분측정이 이루어지도록 하는 전기저항 방식으로 곡물의 수분함유량을 측정하여 표시하는 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치에 관한 것으로서, 수분 측정회로 및 각 구성요소를 내장하는 본체부와, 시료를 담을 수 있는 시료통과, 수분을 측정하고자 하는 시료의 종류를 선택하는 다수의 시료선택 버튼과, 측정동작의 개시를 선택하는 측정버튼과, 다수회의 측정이 이루어지는 경우에 각 결과들의 평균값을 구하도록 하는 평균버튼과, 측정결과를 디지털 신호로서 디스플레이하는 액정 표시부를 구비하되; 상기 시료통은 시료를 담기 위한 하부 시료통과, 상기 하부 시료통의 상부 개방면을 덮기 위한 상부 덮개와, 상기 상부 덮개의 내부에 배치되어 시료를 누르기 위한 시료 누름판과, 상기 하부 시료통과 상부 덮개의 결합시 곡물시료에 대한 압축력을 제공하는 스프링과, 상기 시료 누름판의 상면으로부터 연장되어 상부 덮개의 외부로 돌출되어 곡물 시료에 대한 압축상태를 확인하기 위한 압축 확인봉과, 상기 하부 시료통의 내부 중앙부에 원뿔형으로 돌출 배치된 제1 센서와, 상기 제1 센서와 소정거리 이격되도록 도우넛 형태로 배치된 제2 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치{NON-DESTRUCTIVE PRESSING TYPE APPARATUS FOR MEASURING GRAIN MOISTURE}

본 발명은 전기저항 방식으로 곡물의 수분함유량을 측정하여 표시하는 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수분측정장치에 관한 것으로, 특히 시료통의 구조를 개선하여 곡물의 수분을 측정할 때 시료의 양을 늘리고, 수분측정의 오차를 최소화하고 그에 따라 정확한 수분측정이 이루어지도록 하는 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 곡물의 품질을 일정한 상태로 계속 유지시키고 곡물의 수확후의 보전기간을 장기간 연장시키는 데에는 곡물의 수분함유량을 적정한 정도로 유지시켜야 한다. 이때, 곡물의 수분함유량이 매우 적게 되면 그의 보전기간이 길수록 식품의 맛은 매우 나빠지고, 또한 수분함유량이 너무 많게 되면 그와 반대로 세균을 번식시켜 곡물을 부패되게 한다.

상기와 같은 이유로 인해 곡물 수분 측정장치가 사용되는데, 주로 현미, 벼,쌀, 겉보리, 쌀보리, 밀 등 곡물의 수분함유량을 측정하여 건조시 적절한 수분함유량을 갖게 하거나 보관시 변질을 방지하는 등의 용도로 사용된다.

상기 곡물의 수분을 측정하는 전기적 방식으로는 정전용량 방식과 전기저항 방식으로 크게 구분되는데, 정전용량 방식의 수분측정기의 경우는 계량전단에서 곡물을 정선하는 정선기의 질에 따라 곡물류에 포함되는 이물질이 많을수록 오차율이 높아지고, 정확한 수분측정값을 얻을 수 없는 단점이 있기 때문에 전기저항 방식의 수분측정기가 주로 사용된다.

상기 전기저항 방식의 수분측정기는 종래의 경우에 도 1에 도시된 바와 같이 수분측정회로가 구비된 본체부(1)와, 상기 본체부(1)의 측면부를 통해 삽입되는 시료를 담을 수 있는 시료접시(2)와, 상기 본체부(1)의 상면에서 상하운동하여 상기 시료접시(2) 내의 시료를 분쇄하는 분쇄기(3)를 구비하여 이루어진다.

이때, 상기 본체부(1)의 상면에는 수분을 측정하고자 하는 시료의 종류를 선택할 수 있는 다수의 버튼(4)과, 측정동작의 개시를 위한 측정버튼(5)이 구비되며, 측정결과를 디지털 신호로서 디스플레이하기 위한 액정 표시부(6)가 구비된다.

상기와 같은 종래 기술의 전기저항 방식의 수분측정기는, 사용자가 시료를 상기 시료접시(2)에 넣고, 상기 본체부(1)에 삽입한 후 상기 분쇄기(3)를 돌려서 하강시킴으로써 시료를 분쇄시킨다.

그후, 사용자가 상기 측정버튼(5)을 누르면 상기 본체부(1) 내부의 수분 측정 회로가 동작하여 샘플곡물의 저항 값을 출력하고, 상기 저항값을 디지털 신호의 수분함유량으로 변환하여 상기 액정 표시부(6)에 디스플레이 되도록 한다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에서는 시료접시에 통상적으로 곡물이 14 내지 17개의 낱알이 들어가기 때문에 너무 작은 양의 수분함유량을 측정하게 됨으로써 측정결과에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생된다.

또한, 시료가 분쇄기(3)의 동작에 따라 분쇄되기 때문에 본체부(1)의 내부가 더러워지게 되어 측정을 할 때 마다 청소를 해야 하는 불편함이 발생되고, 완전한 청소가 안되고 찌꺼기가 남아있는 경우에는 오차가 커지게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 센서가 구비된 시료통을 크게 하여 약 350알 이상의 시료를 측정하도록 하고, 비파괴 방식을 사용함으로써 측정결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 다수회의 측정이 이루어지는 경우에 각 결과들의 평균값을 구하는 기능을 포함하여 측정상의 오차를 제거함으로써 정확한 수분함유량을 측정할 수 있도록 하는 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 시료통에 압축상태 확인수단을 구비하여 수분함유량의 측정시 동일한 압축상태에서 측정이 이루어지도록 하는 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 시료통의 소정위치에 온도센서를 부착하여 주위 온도 변화에 의한 수분 함량치의 변동을 보상해 주어 측정결과의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있는 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 곡물 수분 측정장치의 외관을 나타내는 사시도

도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 곡물 수분 측정장치의 구성의 실시예를 나타내는 블록도

도 3은 도 2에서 수분 측정회로의 실시예를 나타내는 회로도

도 4는 본 발명에 의한 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치의 외관을 나타내는 사시도

도 5는 본 발명에 의한 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치에서 시료통의 구성을 나타내는 분해 사시 단면도

도 6은 본 발명에 의한 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치에서 온도센서가 구비된 시료통의 구성을 나타내는 분해 사시 단면도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

21 : 본체부 22 : 시료통

23 : 시료선택 버튼 24 : 측정버튼

25 : 평균버튼 26 : 액정 표시부

31 : 하부 시료통 32 : 상부 덮개

33 : 시료 누름판 34 : 스프링

35 : 압축 확인봉 36 : 제1 센서

37 : 제2 센서 38 : 센서 삽입핀

39 : 온도센서

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 수분 측정회로 및 각 구성요소를 내장하는 본체부와, 상기 본체부에 결합되고 시료를 담을 수 있는 시료통과, 상기 본체부의 상면에 배치되어 수분을 측정하고자 하는 시료의 종류를 선택하는 다수의 시료선택 버튼과, 상기 본체부의 상면에 배치되어 측정동작의 개시를 선택하는 측정버튼과, 상기 본체부의 상면에 배치되어 다수회의 측정이 이루어지는 경우에 각 결과들의 평균값을 구하도록 하는 평균버튼과, 상기 본체부의 상면에 배치되어 측정결과를 디지털 신호로서 디스플레이하는 액정 표시부가 구비된 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치에 있어서,

상기 시료통은 시료를 담기 위한 하부 시료통과, 상기 하부 시료통의 상부 개방면을 덮기 위한 상부 덮개와, 상기 상부 덮개의 내부에 배치되어 시료를 누르기 위한 시료 누름판과, 상기 상부 덮개와 시료 누름판의 사이에 배치되어 상기 하부 시료통과 상부 덮개의 결합시 압축력을 제공하는 스프링과, 상기 시료 누름판의 상면으로부터 연장되어 상부 덮개의 외부로 돌출되어 곡물 시료에 대한 압축상태를 확인하기 위한 압축 확인봉과, 상기 하부 시료통의 내부 중앙부에 원뿔형으로 돌출 배치된 제1 센서와, 상기 제1 센서와 소정거리 이격되도록 도우넛 형태로 배치된제2 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치를 제공한다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 센서의 내부에 주위 온도 변화에 의한 수분 함량치의 변동을 보상해 주기 위한 온도센서를 부착하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 기술하고자 한다.

도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 곡물 수분 측정장치의 구성의 실시예를 나타내는 블록도이고, 도 3은 도 2에서 수분 측정회로의 실시예를 나타내는 회로도이다.

본 발명이 적용된 곡물 수분 측정장치의 블록 구성 및 수분 측정회로의 구성은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 일반적인 구성을 사용할 수 있다.

상기 첨부도면 도 2를 참조하면, 전극부(11), 수분 측정회로(12), 아날로그/디지털(A/D) 컨버터(13), 수분치 표시부(14), 전원회로(15), 전지(16), 제1 타이머(17), 제2 타이머(18), 및 저전압 회로(19)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 첨부도면 도 3을 참조하면, 수분 측정회로(12)는 전극부(11)의하부전극에는 연산증폭기(OP1) 및 그 주변 소자들인 다이오드(D1), 콘덴서(C1)와 저항(R1)(R3)을 연결하고, 상부전극에는 콘덴서(C2)와 전원(B+)을 연결하고, 상기 연산증폭기(OP1)의 출력단에는 저항(R5)과 다이오드(D2), 연산증폭기(OP2)와 그 주변소자인 저항(R6)(R7), 가변저항(VR1)을 연결하고 연산증폭기(OP2)의 출력단은 다이오드(D3)를 통해 전원(B)에 연결된 가변저항(VR2)에 연결하여 구성될 수 있다.

이와 같이 구성된 곡물 수분 측정장치에서는 전극부(11)에 시료 곡물을 넣고 수분을 측정하면 수분 측정회로(12)에 의해 곡물의 전기저항이 전압으로 변환되며, 변환된 출력 전압은 A/D 컨버터(13)에 의해 디지탈 신호로 바뀌어 수분치 표시부(14)에 나타나게 된다. 이때, 상기 제1 타이머 회로(17)는 시정수에 의해 A/D 컨버터(13)의 동작 정지 시간을 결정케 하여 A/D 컨버터(13)를 자동 정지시킨다.

한편, 도 4는 본 발명에 의한 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치의 외관을 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명에 의한 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치에서 시료통의 구성을 나타내는 분해 사시 단면도이다.

상기 첨부도면 도 4를 참조하면, 상기 수분 측정회로(12) 및 각 구성요소를 내장하는 본체부(21)와, 상기 본체부(21)의 센서삽입구에 결합되고 시료를 담을 수 있는 시료통(22)을 구비하여 이루어진다. 이때, 상기 본체부(21)의 상면에는 수분을 측정하고자 하는 시료의 종류를 선택할 수 있는 다수의 시료선택 버튼(23)과, 측정동작의 개시를 위한 측정버튼(24)과, 다수회의 측정이 이루어지는 경우에 각 결과들의 평균값을 구하기 위한 평균버튼(25)이 구비되며, 측정결과를 디지털 신호로서 디스플레이하기 위한 액정 표시부(26)가 구비된다.

상기 첨부도면 도 5를 참조하면, 상기 시료통(22)은 시료를 담기 위한 하부 시료통(31)과, 상기 하부 시료통(31)의 상부 개방면을 덮기 위한 상부 덮개(32)로 이루어진다. 이때, 상기 상부 덮개(32)의 내부에는 시료를 누르기 위한 시료 누름판(33)이 구비되고, 상기 상부 덮개(32)와 시료 누름판(33)의 사이에는 스프링(34)이 배치되어 상기 하부 시료통(31)과 상부 덮개(32)의 결합시 압축력을 제공한다.

또한, 상기 시료 누름판(33)의 상면으로부터 연장되어 상부 덮개(32)의 외부로 돌출되어 곡물 시료에 대한 압축상태를 확인하기 위한 압축확인봉(35) 및 상단캡(35a)이 구비된다.

또한, 상기 하부 시료통(31)의 내부 중앙부에는 제1 센서(36)가 원뿔형으로 돌출 배치되고, 상기 제1 센서(36)와 소정거리 이격되도록 도우넛 형태의 제2 센서(37)가 배치된다. 이때, 상기 제1 센서(36)와 제2 센서(37)의 하부에는 각각 상기 본체부(21)의 센서삽입구에 결합되는 센서 삽입핀(38)이 형성되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치는 상기 하부 시료통(31)에 곡물을 수형으로 가득 채워 넣고, 상기 상부 덮개(32)를 돌려 상기 압축 확인봉(35)이 소정 높이까지 상승하도록 시료에 대하여 압축을 가한다.

상기와 같이 적정 압력이 곡물 시료에 가해지는 상태에서 시료통(22)을 본체부(21)에 결합시키고, 상기 본체부(21) 상면의 시료선택 버튼(23)을 눌러서 시료의 종류를 입력하며, 상기 측정버튼(24)을 눌러서 측정을 개시하게 된다.

이때, 상기 하부 시료통(31)의 내부에 배치된 제1 및 제2 센서(36, 37)에 의해 전기저항 값이 측정되고, 그 값은 본체부(21) 내부의 수분 측정회로 등에 전달되어 수분 함유량이 판단되고, 그에 따라 결과가 상기 액정 표시부(26)에 디스플레이 되게 된다. 이때, 사용되는 곡물 시료의 양은 약 10g 정도 즉, 벼알수 350개 정도가 적당하다.

상기와 같은 동작이 다수회 이루어지는 경우에 사용자는 상기 평균버튼(25)을 누르게 되는데, 상기 평균버튼(25)이 선택되면 내부의 마이크로 프로세서의 연산에 의하여 전원이 온(on) 된 이후의 모든 측정결과들에 대한 평균을 구하고, 그 결과가 상기 액정 표시부(26)에 디스플레이 된다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

예를 들어, 본 발명의 곡물 수분 측정장치에는 도 6에 도시된 바와 같이 주위 온도 변화에 의한 수분함량치의 변동을 보상해 주는 방법으로 측정장치 또는 시료통(22)의 소정위치에 온도센서(39)를 부착하여 주위 온도에 따라 온도센서(39)의 변화량을 거기에 대응되는 수분치로 환산하여 측정결과를 보상할 수 있도록 함으로써 측정결과의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 온도센서(39)는 상기 제1 센서(36)의 내부에 부착하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치에 의하면 센서가 구비된 시료통을 크게 하여 약 350알 이상의 시료를 측정하도록 하고, 비파괴 방식을 사용함으로써 측정결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 시료통에 압축상태 확인수단을 구비하여 수분함유량의 측정시 동일한 압축상태에서 측정이 이루어지도록 함으로써 측정결과의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 다수회의 측정이 이루어지는 경우에 각 결과들의 평균값을 구하는 기능이 있기 때문에 측정상의 오차를 제거함으로써 매우 정확한 수분함량을 측정할 수 있게 되고, 따라서 수분함량의 정확한 측정으로 인해 곡물의 건조 및 보관을 정확히 할 수 있게 되어 곡물의 품질을 크게 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 수분 측정회로 및 각 구성요소를 내장하는 본체부와, 상기 본체부에 결합되고 시료를 담을 수 있는 시료통과, 상기 본체부의 상면에 배치되어 수분을 측정하고자 하는 시료의 종류를 선택하는 다수의 시료선택 버튼과, 상기 본체부의 상면에 배치되어 측정동작의 개시를 선택하는 측정버튼과, 상기 본체부의 상면에 배치되어 다수회의 측정이 이루어지는 경우에 각 결과들의 평균값을 구하도록 하는 평균버튼과, 상기 본체부의 상면에 배치되어 측정결과를 디지털 신호로서 디스플레이하는 액정 표시부가 구비된 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치에 있어서,

   상기 시료통은 시료를 담기 위한 하부 시료통과, 상기 하부 시료통의 상부 개방면을 덮기 위한 상부 덮개와, 상기 상부 덮개의 내부에 배치되어 시료를 누르기 위한 시료 누름판과, 상기 상부 덮개와 시료 누름판의 사이에 배치되어 상기 하부 시료통과 상부 덮개의 결합시 압축력을 제공하는 스프링과, 상기 시료 누름판의 상면으로부터 연장되어 상부 덮개의 외부로 돌출되어 곡물 시료에 대한 압축상태를 확인하기 위한 압축 확인봉과, 상기 하부 시료통의 내부 중앙부에 원뿔형으로 돌출 배치된 제1 센서와, 상기 제1 센서와 소정거리 이격되도록 도우넛 형태로 배치된 제2 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 센서의 내부에 주위 온도 변화에 의한 수분 함량치의 변동을 보상해 주기 위한 온도센서를 부착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비파괴 압축식 곡물 수분 측정장치.