KR20140073392A - 개량된 색채 선별기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임과, 다수개의 채널을 갖고 상기 프레임에 장착된 흐름통로와, 정상적인 색채를 지니고 있는 입자 및 다른 색채를 지니고 있는 입자의 혼합체를 상기 흐름통로의 상단에 공급하기 위한 입자공급장치와, 상기 흐름통로의 하단에 위치되어 광원을 갖고 상기 흐름통로의 다수 개 채널에 유속을 갖고 흐르는 입자에 빛을 발하여 입자의 색채를 분별하는 센서를 갖으며 센서를 제어하는 제어부를 갖고 상기 프레임에 설치되는 입자선별부 및 상기 입자선별부 하부에 설치되어 상기 센서의 신호를 받은 제어부에 의해 다른 색채를 띠는 입자를 압축공기로 불어 날려 선별시키는 공압분사노즐장치를 포함하는 색채 선별기에 있어서, 상기 입자선별부의 광원으로는 엘이디(LED) 램프를 사용하고, 상기 입자의 색채를 분별하는 센서로는 하나의 센서로 상기 흐름통로의 다수 개의 채널을 동시에 감지하는 CCD영상센서(charge coupled device image sensor) 또는 CMOS영상센서(Complementary Metal Oxide Semiconductor image sensor) 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 색채 선별기에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 기존의 색채선별기에서 형광램프를 엘이디 램프로 교체하고, 포토센서를 CCD영상센서로 교체하며, 이에 따라 작동이 이루어지는 제어부를 구현함으로써 보다 저렴한 비용으로 곡립 불순물 선별작업의 신뢰성과 성능 및 작업효율을 크게 향상시킬 수 있어 신제품 대체효과가 창출되는 효과가 있다.

Description

개량된 색채 선별기{Improved Color Sorter}

본 발명은 개량된 색채 선별기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 색채선별기에서 형광램프를 엘이디 램프로 교체하고, 포토센서를 CCD영상센서로 교체하며, 이에 따라 작동이 이루어지는 제어부를 구현함으로써 보다 저렴한 비용으로 곡립 불순물 선별작업의 신뢰성과 성능 및 작업효율을 크게 향상시킬 수 있어 신제품 대체효과를 갖는 개량된 색채 선별기에 관한 것이다.

일반적으로 쌀 또는 대두 등의 곡립을 수확한 후 소정의 정제공정에서 상품화 가능한 양품과 상품화 불가능한 불량품으로 선별할 필요가 있다. 특히 백미의 경우에, 이물질이나 흑색, 갈색 등으로 변색되어 있은 쌀은 불량품으로서 미리 가능한 한 제거되지 않으면, 그 상품 가치를 저하시킬 수 있다. 또한, 백미 이외의 많은 곡립에 있어서도, 손상 등에 의하여 변색된 불량품이나 이물질이 혼입되어 있으면, 상품 가치를 저하시킬 수 있다. 이로 인하여, 종래부터 쌀 또는 대두 등의 곡립을 표면의 반사율에 의해서 선별하고 분리하는 색채선별기가 제안되었다.

이러한 타입의 상기 색채선별기에서는, 곡립을 선별부로 공급하는 공급부와, 소정의 광량하에서 곡립을 촬영하는 촬영부와, 촬영된 화상에 따라 각 곡립의 불량품 여부를 판정하는 판정부와, 불량품으로 판정된 곡립을 선별하는 선별부를 구비한 색채선별기가 있다. 상기 색채선별기에서, 상기 공급부에 경사지게 설치된 가는 흐름 통로[소위, 슈트(chute)]의 소정의 홈의 중간으로 곡립이 미끄러져 이동하고, 상기 공급부의 종단부로 소정의 경로를 통하여 낙하한다. 낙하한 각 곡립의 화상은 낙하경로 도중의 검사위치에 있어서 광전센서 등을 포함하는 촬영부에 의해 촬영되고, 촬영된 화상의 농도와 농도에 관한 소정의 임계값을 비교한다. 이 비교 결과에 따라, 상기 각 곡립의 불량품 여부를 판정한다. 또한, 불량품으로 판정된 곡립은 고압 에어벨브로부터의 에어의 분출에 의해 소정의 낙하경로로부터 배출됨으로써 선별된다. 상기한 종래의 색채선별기는 곡립을 가는 흐름 통로(슈트)를 통하여 미끄러지게하여 이송시켜 검사위치로 보내지는 구성이기 때문에, 곡립이 흐름 통로를 통하여 미끄러지는 속도가 각 곡립의 성상(수분 등)에 따라 변화한다. 또한, 곡립(특히, 대두)의 형상에 따라 흐름 통로를 뛰어오르고 구르면서 낙하하는 것도 많이 있었다. 이로 인해, 흐름 통로부터 낙하한 곡립의 궤적이나 낙하하는 속도가 불규칙하게 된다. 그러므로, 카메라가 촬영부에서 화상을 촬영한 후 선별부에서 각 곡립을 선별하는 타이밍에 어긋남이 생길 수 있고, 또는 곡립이 선별영역을 벗어날 수 있다. 그러므로, 그리고, 쌀 또는 대두 등의 곡립의 불량품을 높은 정밀도로 선별하는 것이 곤란했다.

이런 종래의 문제점을 해결하기 위한 색채 선별기로, " 소정의 이동경로를 따라서 이동되는 피선별입자(grains)의 불량 여부를 각 피선별입자의 색채에 따라 판정하고, 상기 피선별입자 중 어느 하나가 불량으로 판정된 경우 상기 불량 피선별입자가 선별되는 색채선별기로서, 상기 이동경로의 시작 단부측에 배치되고 저장된 피선별입자를 배출 및 공급하도록 제공되는 원료공급장치, 상기 원료공급장치의 하류측에 배치되고 설정영역을 통과하는 각 피선별입자의 색채를 검출하는 색채검출장치, 상기 색채검출장치의 하류측에 배치되고 불량 피선별입자의 이동경로를 변경시키도록 작동하는 선별처리부, 상기 색채검출장치로부터의 검출신호에 따라 선별된 각 피선별입자의 불량 여부를 판정하고, 상기 피선별입자 중 어느 하나가 불량으로 판정된 경우에 상기 선별처리부를 작동시키는 제어장치, 및 상기 원료공급장치와 상기 색채검출장치의 사이에 배치되고 축선을 중심으로 회전하여, 축방향으로 정렬된 상기 원료공급장치로부터 공급되는 선별될 상기 피선별입자를 상기 색채검출장치로 자유 낙하시키는 공급롤(feeding roll)을 포함하고, 상기 공급롤의 회전속도가 조절가능한 것을 특징으로 하는 색채선별기." 가 가부시키가이샤 야마모토세이사쿠쇼를 출원인으로 하고 2002년 11월 15일자 일본국 출원을 우선권 주장으로 특허출원이 2005년 10월 11일자 한국특허등록 제10-0520473호로 등록공고된 바 있었다.

이에 따라, 상기 종래의 색채선별기는, 공급롤이 원료공급장치와 색채검출장치의 사이에 배치되고, 공급롤이 축선을 중심으로 회전하여, 상기 원료공급장치로부터 공급롤의 축방향으로 정렬한 상태로 공급된 피선별입자를 색채검출장치로 자유 낙하시킴으로써, 피선별입자(곡립 등)로부터 불량품의 선별을 높은 정밀도로 행할 수 있고, 종래의 벨트 컨베이어방식의 색채선별기에 비해 비용 삭감 및 유지보수의 용이화를 도모할 수 있으며, 상기 공급롤의 회전속도가 조절될 수 있으고, 따라서 피선별입자의 성상이나 형상에 따라 공급롤의 회전속도를 보다 적정하게 조절(제어)하는 것이 가능하여 선별처리부에 의한 불량품의 선별 정밀도를 더한층 높일 수 있게 되었다.

그러나, 이런 종래의 색채선별기는 곡립을 가는 흐름 통로인 슈트별 10채널에서 1채널씩 포토센서를 사용한 개별감지방식으로 이루어져 피선별입자인 곡립 등의 불량품을 선별하고 있는바, 그 방식이 오래된 구형의 방식으로, 제조년월일이 오래되어 곡립 선별작업의 신뢰성과 성능 및 작업효율이 많이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 색채선별기의 성능 및 신뢰성 저하로 인해 곡물을 구입한 소비자로 부터 돌맹이와 같은 불순물에 의한 불만이나 불평이 접수되는 빈도가 점차 증가되고 있는 실정이나, 기계의 청소 등을 시행하는 것 외에는 별다른 방법이 없는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 선별작업의 신뢰성과 성능 및 작업효율이 보다 향상된 새로운 색채선별기를 구입하기 위해서는 고액의 투자가 이루어져야 하는바, 요즘같이 불경기이고 자금여력이 부족해 영세한 정미소에서 이런 고가인 색채선별기를 새로 구입하기에는 현실적으로 어려워 이에 대한 대책이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존의 색채선별기에서 형광램프를 엘이디 램프로 교체하고, 포토센서를 CCD영상센서로 교체하며, 이에 따라 작동이 이루어지는 제어부를 구현함으로써 보다 저렴한 비용으로 곡립 불순물 선별작업의 신뢰성과 성능 및 작업효율을 크게 향상시킬 수 있어 신제품 대체효과를 갖는 개량된 색채 선별기를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 프레임과, 다수개의 채널을 갖고 상기 프레임에 장착된 흐름통로와, 정상적인 색채를 지니고 있는 입자 및 다른 색채를 지니고 있는 입자의 혼합체를 상기 흐름통로의 상단에 공급하기 위한 입자공급장치와, 상기 흐름통로의 하단에 위치되어 광원을 갖고 상기 흐름통로의 다수 개 채널에 유속을 갖고 흐르는 입자에 빛을 발하여 입자의 색채를 분별하는 센서를 갖으며 센서를 제어하는 제어부를 갖고 상기 프레임에 설치되는 입자선별부 및 상기 입자선별부 하부에 설치되어 상기 센서의 신호를 받은 제어부에 의해 다른 색채를 띠는 입자를 압축공기로 불어 날려 선별시키는 공압분사노즐장치를 포함하는 색채 선별기에 있어서,

상기 입자선별부의 광원으로는 엘이디(LED) 램프를 사용하고, 상기 입자의 색채를 분별하는 센서로는 하나의 센서로 상기 흐름통로의 다수 개의 채널을 동시에 감지하는 CCD영상센서(charge coupled device image sensor) 또는 CMOS영상센서(Complementary Metal Oxide Semiconductor image sensor) 중 어느 하나를 사용하는 특징이 있다.

이와 같이, 본 발명은 기존의 색채선별기에서 형광램프를 엘이디 램프로 교체하고, 포토센서를 CCD영상센서로 교체하며, 이에 따라 작동이 이루어지는 제어부를 구현함으로써 보다 저렴한 비용으로 곡립 불순물 선별작업의 신뢰성과 성능 및 작업효율을 크게 향상시킬 수 있어 신제품 대체효과가 창출되는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명 실시 예인 개량된 색채 선별기의 입자선별부 작동모습을 보인 요부발췌 측단면도,
도 2는 본 발명 실시 예인 개량된 색채 선별기의 입자선별부 작동모습을 보인 요부발췌 저면도,
도 3은 본 발명 실시 예인 개량된 색채 선별기의 흐름통로의 모습을 보인 정면도.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

참고로 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.

본 발명의 개량된 색채 선별기(1)는, 프레임(도시않음)과, 다수개의 채널을 갖고 상기 프레임에 장착된 흐름통로(또는 슈트)(20)와, 정상적인 색채를 지니고 있는 입자(또는 곡립)(22) 및 다른 색채를 지니고 있는 입자(또는 불순물)(23)의 혼합체를 상기 흐름통로(20)의 상단에 공급하기 위한 입자공급장치(도시않음)와, 상기 흐름통로(20)의 하단에 위치되어 광원을 갖고 상기 흐름통로(20)의 다수 개 채널(21)에 유속을 갖고 흐르는 입자(22,23)에 빛을 발하여 입자(22,23)의 색채를 분별하는 센서를 갖으며 센서를 제어하는 제어부(12)를 갖고 상기 프레임에 설치되는 입자선별부(10) 및 상기 입자선별부(10) 하부에 설치되어 상기 센서의 신호를 받은 제어부(12)에 의해 다른 색채를 띠는 입자(23)를 압축공기로 불어 날려 선별시키는 공압분사노즐장치(30)를 포함하는 색채 선별기에 있어서, 상기 입자선별부(10)의 광원으로는 엘이디(LED) 램프(13,14)를 사용하고, 상기 입자의 색채를 분별하는 센서로는 하나의 센서로 상기 흐름통로(20)의 다수 개의 채널(31)을 동시에 감지하는 CCD영상센서(charge coupled device image sensor)(11) 또는 CMOS영상센서(Complementary Metal Oxide Semiconductor image sensor)(11a) 중 어느 하나를 사용하여서 이루어진다.

상기 CCD영상센서(charge coupled device image sensor)(11)의 CCD는 전송전극에 의하여 반도체 표면에 만들어진 전위(電位)의 우물을 사용하여 신호전하를 차례로 전송하는 소자이다. 이 CCD를 레지스터로 사용하고, 거기에 광신호를 전하신호로 변환하는 감광화소(感光畵素)를 조합시킨 것이 CCD영상센서(11)이고, 감광화소를 직선적으로 배열한 선형 영상센서(1차원 영상센서)와 2차원적으로 배열한 에어리어 영상센서(2차원 영상센서)가 있다. CCD영상센서(11)은 소형 경량, 저전압 저소비전력, 고신뢰성, 긴 수명, 도형변형이나 잔상이 적고, 수 ㎒ 이상의 고속 읽기를 할 수 있으며, SN비가 높고 고감도라는 특징이 있다.

또한 상기 CMOS영상센서(Complementary Metal Oxide Semiconductor image sensor)(11a)의 CMOS는 필터를 사용하지 않고 반도체 소자가 직접 빛을 수용한 후 각 화소에 있는 엠프가 전하를 전기신호로 변환, 증폭하여 디지털 신호로 저장하는 소자이다. 이런 CMOS영상센서(11a)는 (상대적으로) 저전력을 사용하고, 저렴하며, 화소(픽셀)단위로 작동하므로 간섭현상이 적고, 데이터(전기신호)를 병렬로 처리하므로 빠른 이미지 저장이 가능하며, 생산공정이 비교적 간단하다는 특징이 있다.

이와 같은 본 발명은, 색채 선별처리 작업이 시작되면서, 입자공급장치(도시않음)가 정상적인 색채를 지니고 있는 입자(22)와 다른 색채를 지니고 있는 입자(23)의 혼합체를, 상기 흐름통로(20)의 상단에 공급하면, 흐름통로(20)의 다수 개 채널(21)을 따라 자유 낙하되면서 정상적인 색채를 지니고 있는 입자(22)와 다른 색채를 지니고 있는 입자(23)는 엘이디램프(13,14)에 의해 밝은 빛으로 조명되는 입자선별부(10)의 입자의 색채를 분별하는 센서인 CCD연상센서(11) 또는 CMOS영산센서(11a)를 통과하면, 이를 감지한 CCD연상센서(11) 또는 CMOS영산센서(11a)는 제어부(12)로 신호를 보내 다른 색채를 지니고 있는 입자(23)일 경우에만 공압분사노즐장치(30)를 순간적으로 작동시킴으로써 다른 색채를 지니고 있는 입자(23)는 고압에 의해 튕겨져 별도의 공간으로 분리 수용된다.

이에 본 발명의 개량된 색채선별기(1)는 기존의 색채선별기에서 일부 부품을 성능이 뛰어난 새로운 제품으로 교체하고 이에 따라 작동이 이루어지도록 제어부를 구현시킴으로써, 소비자 입장에서는 아주 저렴한 비용으로 곡립 불순물 선별작업의 신뢰성과 성능 및 작업효율을 크게 향상시킬 수 있어, 신제품으로 대체한 것과 유사한 효과가 창출된다.

1 : 개량된 색채선별기
10 : 입자선별부 11 : CCD영상센서
11a : CMOS영상센서 12 : 제어부
13,14 : 엘이디램프(LED Lamp)
20 : 흐름통로(또는 슈트) 21 : 채널
22 : 정산적인 색채를 지니고 있는 입자
23 : 다른 색채를 지니고 있는 입자
30 : 공압분사노즐장치

Claims (1)

1. 프레임과, 다수개의 채널을 갖고 상기 프레임에 장착된 흐름통로와, 정상적인 색채를 지니고 있는 입자 및 다른 색채를 지니고 있는 입자의 혼합체를 상기 흐름통로의 상단에 공급하기 위한 입자공급장치와, 상기 흐름통로의 하단에 위치되어 광원을 갖고 상기 흐름통로의 다수 개 채널에 유속을 갖고 흐르는 입자에 빛을 발하여 입자의 색채를 분별하는 센서를 갖으며 센서를 제어하는 제어부를 갖고 상기 프레임에 설치되는 입자선별부 및 상기 입자선별부 하부에 설치되어 상기 센서의 신호를 받은 제어부에 의해 다른 색채를 띠는 입자를 압축공기로 불어 날려 선별시키는 공압분사노즐장치를 포함하는 색채 선별기에 있어서,
   상기 입자선별부의 광원으로는 엘이디(LED) 램프를 사용하고, 상기 입자의 색채를 분별하는 센서로는 하나의 센서로 상기 흐름통로의 다수 개의 채널을 동시에 감지하는 CCD영상센서(charge coupled device image sensor) 또는 CMOS영상센서(Complementary Metal Oxide Semiconductor image sensor) 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 개량된 색채 선별기.

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