KR20190089116A - 백도측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 쌀의 도정공정에서 현미를 백미로 도정하는 공정에서 도정된 쌀의 백도를 실시간으로 측정하는 기술에 관한 것이다. 기존의 도정시설에서 도정된 쌀의 백도는 전문가가 이를 직접 눈으로 관찰하며 도정 정도를 조절하여왔다. 따라서 1 명의 작업자가 항상 도정된 쌀의 백도를 관찰하고 도정하는 작업을 하고 있어 인력의 낭비가 크다. 또한, 도정작업 중에는 항상 백도를 육안으로 확인하고 있어, 업무피로도 상당하다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 도정된 쌀의 백도를 실시간으로 측정하여 이를 도정 가공에 이용할 수 있도록 함으로써 비전문가도 쌀 도정기를 조작할 수 있도록 한다. 또한, 샘플링된 쌀의 무게를 측정하고, 무게를 측정한 쌀의 수를 계수함으로써 쌀 1알의 무게로부터 과도하게 도정이 된 것은 아닌지 검사할 수 있는 수단을 제공한다. 또한, 계수를 위하여 사용된 광센서 하단에 LED 조명을 부가하여 설치함으로써 상기 광센서의 광량을 측정함으로써 깨진 쌀의 수량과 깨짐 정도를 동시에 측정할 수 있는 수단을 제공함으로써 도정기의 운용을 다양하게 할 수 있다.

Description

백도측정 장치{Rice Whiteness Measuring Apparatus}
본 발명은 쌀의 도정공정에서 현미를 백미로 도정하는 공정에서 도정된 쌀의 백도를 실시간으로 측정하는 기술에 관한 것이다.
본 발명 이전의 선행기술로는 벼 도정수율 자동판정기에 관한 발명이 있다. 캐비닛에는 벼시료 투입구와 현미배출구 및 백미배출구가 각각 구비되며, 캐비닛 내에는 벼시료를 정선함과 함께 벼시료와 정선벼의 중량을 측정하는 정선유닛이 설치되고, 그 한쪽으로 정선벼를 제현하는 제현유닛 및 현미를 완전현미와 설현미로 분리 배출함과 함께 각각의 중량을 측정하는 현미선별유닛이 순차 배치된다. 현미선별유닛의 한쪽으로 완전현미를 정미하는 정미유닛 및 정미된 백미를 완전백미와 싸라기로 분리하여 배출함과 함께 각각의 중량을 측정하는 백미선별유닛이 연속 배치된다. 정선, 제현 및 정미유닛의 한쪽에는 공정에 따라 벼시료를 각 유닛으로 선택 이송시키는 제1 내지 제3 버킷 엘리베이터가 각각 설치되고, 현미선별유닛과 정미유닛 사이에는 완전현미를 제3 버킷 엘리베이터로 이송시키는 버킷 컨베이어가 설치된 발명이 있다.
또 다른 선행기술로는 백미와 현미의 생산 비율을 측정하는 정미율 측정기(10)에 관한 기술이 있다. 백미와 현미의 생산 비율을 측정 하는 측정기본체(100)와, 이 측정기본체(100)에서 계수, 계량된 현미와 백미의 계수, 계량값을 연산하여 정미율을 표시하도록 하는 디지털제어부(200)로 구성된 정미율 측정기(10)에 있어서, 상기 측정기본체(100)는 상부에 2개로 분리되어 각각 내부에 투입된 현미와 백미를 그 하부에 구비된 댐퍼(111a)가 콘트롤러에 의해 구동되는 실린더의 작동 에 따라 소정의 시차로 전, 후로 움직이며 순차적으로 배출되도록 하는 제 1호퍼(111)와, 상기 제 1호퍼(111)의 하측 에 구비되고 상기 제 1호퍼(111)에서 배출되는 백미 또는 현미를 모두 수용하도록 상부는 크게 형성되며 하부는 작게 형성된 제 2호퍼(112)와, 상기 제 2호퍼(112)에서 배출되는 현미 또는 백미를 상기 제 1피더(121)의 상부로 배출하 도록 하는 제 3호퍼(113)로 구성된 호퍼부(110)와; 상기 호퍼부(110)에서 순차적으로 배출된 상기 현미와 백미를 이 송하도록 진동피더로 된 정량피더(120)와; 상기 정량피더(120)에서 이송된 현미와 백미의 수량을 체크하도록 하는 광센서(130)와; 상기 광센서(130)에서 체크된 수량에 대한 무게를 계량하도록 하는 계량기(140)를 포함하여 구성되어있다.
등록특허공보 10-0306022 등록특허공보 10-0402141
본 발명은 기존의 도정시설에서 도정된 쌀의 백도는 전문가가 이를 직접 눈으로 관찰하며 도정 정도를 조절하여왔다. 따라서 1 명의 작업자가 항상 도정된 쌀의 백도를 관찰하고 도정하는 작업을 하고 있어 인력의 낭비가 크다. 또한, 도정작업 중에는 항상 백도를 육안으로 확인하고 있어, 업무피로도 상당하다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 도정된 쌀의 백도를 실시간으로 측정하여 이를 도정 가공에 이용할 수 있도록 함으로써 비전문가도 쌀 도정기를 조작할 수 있도록 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 백도측정용 쌀 유입부(100) 및 백도측정본체(200)로 구성되는 백도측정 장치를 제공한다.
상기 백도측정용 쌀 유입부(100)는 도정라인에 직접삽입되거나 도정라인에서 분기하여 측정용 쌀을 샘플링할 수 있도록 별도의 유입부를 통하여 쌀을 샘플링하는 샘플링파이프(110), 상기 샘플링파이프(110)의 중심하단에 구비되어 쌀을 샘플링하는 샘플링회전도어(120), 상기 샘플링회전도어(120)을 회전시키는 샘플링회전도어 공압실린더(130), 상기 샘플링회전도어(120)에서 샘플링된 쌀을 백도측정본체(200)으로 이송하는 이송파이프(140)으로 구성되며,
상기 백도 측정본체(200)은 상기 이송파이프(140)에서 이송된 쌀을 측정을 위하여 임시 보관하는 쌀 탱크(210), 백도측정부에서 백도를 측정할 측정용 쌀을 담아두는 샘플홀더(220), 상기 샘플홀더(220)을 측정부의 하부로 이송하는 샘플홀더 수평이동 실린더(230), 쌀의 백도 측정이 완료된 후에 쌀을 배출하기 위한 샘플홀더 회전실린더(240), 상기 회전실린더(240)의 동작에 의하여 쌀을 배출하기 위한 측정샘플 배출구(250), 상기 샘플홀더 수평이동 실린더(230)에 의하여 상기 샘플홀더(220)가 측정부 하단으로 이송하는 중간의 상단부에 구비되어 상기 샘플홀더(220)에 담겨진 쌀 샘플의 높이를 고르게 펴주는 샘플 높이조절기(260), 상기 샘플홀더(220)가 측정부에 위치하는 경우, 측정용 샘플 쌀의 측정을 위하여구 샘플홀더의 상부에 구비되는 백도측정용 조명(270), 상기 샘플홀더(220)와 백도측정용 조명(270)의 상단부에 수직하게 구비되는 백도측정부(280)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 백도측정기를 제공한다.
또 다른 본 발명의 목적으로는 상기 샘플홀더(220)의 내부 하단에 무게를 측정할 수 있는 무게측정부(미도시)를 구비하여 백도를 측정한 후 쌀 샘플의 무게를 더 측정하고, 상기 측정샘플 배출구(250)의 하단에 연결된 측정샘플 이송부(290)를 더 구비하며, 상기 측정샘플 이송부(290)에 진동을 주어 쌀을 움직일 수 있도록 진동을 발생시키는 가진부(320)을 구비하고, 상기 측정샘플 이송부(290)의 상단에 광센서(310)를 구비하여 이송되는 쌀을 계수하는 광센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백도측정기를 제공한다.
본 발명의 또다른 목적으로는 상기 광센서(310)의 수직하부에 상기 이송부(290)에 매립되어 구비되는 LED 조명을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백도측정기를 제공한다.
본 발명은 상기와 같은 구성에 의하여 도정 중인 쌀의 백도를 실시간으로 측정함으로써, 비 전문가도 도정기를 운용할 수 있는 수단을 제공한다. 또한, 샘플링된 쌀의 무게를 측정하고, 무게를 측정한 쌀의 수를 계수함으로써 쌀 1알의 무게로부터 과도하게 도정이 된 것은 아닌지 검사할 수 있는 수단을 제공한다.
또한, 계수를 위하여 사용된 광센서 하단에 LED 조명을 부가하여 설치함으로써 상기 광센서의 광량을 측정함으로써 깨진 쌀의 수량과 깨짐 정도를 동시에 측정할 수 있는 수단을 제공함으로써 도정기의 운용을 다양하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 백도계
도 2은 본 발명의 이송부 및 쌀 계수기
도 3은 본 발명의 조명부
본 발명의 작용효과 설명을 위하여 도1 내지 도 3을 참고하여 설명하면 다음과 같다. 쌀의 백도 측정은 색의 RGB(Red, Green, Blue)를 측정하는 센서 또는 L, A, B를 측정하는 센서를 이용하게 된다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 아래와 같이 구성된다.
본 발명의 백도측정기는 백도측정용 쌀 유입부(100)는 도정라인에 직접삽입되거나 도정라인에서 측정용 쌀을 샘플링할 수 있도록 별도의 유입부를 통하여 쌀을 샘플링할 수 있도록 하는 샘플링파이프(110), 상기 샘플링파이프(110)의 중심하단에 구비되어 쌀을 샘플링하는 샘플링회전도어(120), 상기 샘플링회전도어(120)을 회전시키는 샘플링회전도어 공압실린더(130), 상기 샘플링회전도어(120)에서 샘플링된 쌀을 백도측정본체(200)으로 이송하는 이송파이프(140)으로 구성되며,
상기 백도 측정본체(200)은 상기 이송파이프(140)에서 이송된 쌀을 측정을 위하여 임시 보관하는 쌀 탱크(210), 백도측정부에서 백도를 측정할 측정용 쌀을 담아두는 샘플홀더(220), 상기 샘플홀더(220)을 측정부의 하부로 이송하는 샘플홀더 수평이동 실린더(230), 쌀의 백도 측정이 완료된 후에 쌀을 배출하기 위한 샘플홀더 회전실린더(240), 상기 회전실린더(240)의 동작에 의하여 쌀을 배출하기 위한 측정샘플 배출구(250), 상기 샘플홀더 수평이동 실린더(230)에 의하여 상기 샘플홀더(220)가 측정부 하단으로 이송하는 중간의 상단부에 구비되어 상기 샘플홀더(220)에 담겨진 쌀 샘플의 높이를 고르게 다려주는 샘플 높이조절기(260), 상기 샘플홀더(220)가 측정부에 위치하는 경우, 측정용 샘플 쌀의 측정을 위하여구 샘플홀더의 상부에 구비되는 백도측정용 조명(270), 상기 샘플홀더(220)와 백도측정용 조명(270)의 상단부에 수직하게 구비되는 백도측정부(280)를 포함하여 구성된다.
또한 도정정도를 측정하기 위하여 상기 샘플홀더(220)의 내부 하단에 무게를 측정할 수 있는 무게 측정부(미도시)를 구비하여 백도를 측정한 쌀 샘플의 무게를 측정하며, 상기 측정샘플 배출구(250)의 하단에 연결된 측정샘플 이송부(290)를 더 구비하고, 상기 측정샘플 이송부(290)를 가진하여 쌀을 이용시키는 가진부(320)을 구비하고, 상기 측정샘플 이송부(290)의 상단에 광센서(310)를 구비하여 이송되는 쌀을 계수하는 광센서를 포함함으써 측정된 쌀의 낟알 무게를 계산할 수 있도록 하였다.
또한, 상기 광센서(310)의 수직하부에 상기 이송부(290)에 매립되어 구비되는 LED 조명을 더 구비하여 상기 광센서를 이용하여 깨진 쌀을 계수할 수 있는 수단도 제공한다.
본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 특징은 기존의 도정라인에 또는 도정라인에서 쌀을 바이패스하여 도정된 쌀의 백도를 측정하는데 그 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 도1에서 살펴본 것과 같이 샘플링파이프(110)이 구비된다. 샘플링 파이프하단의 샘플링도어의 개폐에 의하여 샘플링된 쌀이 이송파이프를 통하여 백도측정 본체로 이송되면, 상기 이송파이프 하단의 쌀 탱크에 쌀이 임시로 보관된다. 상기 쌀 탱크 하단에 구비된 샘플홀더에 쌀이 쌓이면, 샘플홀더 수평이동 실린더에 의하여 샘플홀더가 측정부 쪽으로 수평이동되고, 이동중에 수평이동 실린더 상부에 각도 조절가능하게 구비되는 샘플높이 조절기에 의하여 측정용 샘플의 높이가 일정하게 조절된다. 측정부 하단에 샘플홀더가 위치하면 백도측정용 조명이 켜지고, 백도측정기(280)에 의한 백도측정이 시작된다. 측정이 완료된 후 상기 샘플홀더 수평이동 실린더에 의하여 원위치로 복귀한 샘플홀더는 샘플홀더 하단에 구비된 로드셀 등의 수단에 의하여 샘플의 무게를 측정한다. 무게 측정이 완료된 후 샘플홀더 회전 실린더에 의하여 샘플홀더 내부의 쌀이 측정샘플 배출구로 배출된다.
이렇게 배출된 쌀은 배출구하단에 구비된 상광하협의 덕트를 지나 측정샘플 이송부에서 1개씩 낟알로 분리되어 이송된다. 이러한 이송은 상기 측정샘플 이송부 하단에 구비된 가진기에 의하여 구동된다. 상기 이송부 상단에 구비된 광센서에 의하여 쌀의 수가 계수된다.
상기에서 측정된 샘플 쌀의 무게와 수로부터 쌀 낟알의 평균 무게가 측정된다.
이렇게 측정된 낟알의 무게로부터 도정이 너무 과하지 않은지 알 수 있다.
도정이 과하면 백도는 더 높아지지 않지만 쌀의 무게가 줄어들고 쌀이 깨질 수 있는 경우가 높아진다. 따라서 백도 측정을 통하여 도정이 부족한지 측정하고, 무게 측정을 통하여 도정이 지나친지 측정할 수 있다.
본 발명은 비전문가도 도정장치를 운전할 수 있으며, 원하는 도정률을 맞출 수 있도록 백도율표시기(미도시)를 제공한다. 백도율은 % 또는 10분도로 표시할 수 있고, 도정 후 쌀의 표준 무게를 입력하여두면 쌀의 무게변화도 동시에 표시될 수 있다.
부가하여 상기 이송부의 내부에 삽입하여 상기 쌀의 계수하는 광센서의 수직하단에 LED 광원을 부가함으로써 깨진쌀을 상기 광센서에서 측정된 광량의 최고값으로부터 깨진쌀에서의 깨진 정도와 깨진쌀의 비율을 부가하여 측정할 수 있는 것을 본 발명의 또 다른 특징으로 한다. 측정 원리는 하부에서 조명을 비추는 경우 쌀의 깨진 부위를 통하여 밝은 불이 새어나오기 때문에 평균적인 쌀의 광도보다 더 높은 광도를 쌀에서 측정할 수 있는 원리를 이용한다. 0차원 적인 한지점의 광도만을 측정하여 쌀의 깨짐을 판별하는 경우 일반 광센서로 가능하지만, 깨진 정도와 크기까지 측정하고자 한다면, 높은 해상도의 광센서를 사용할 수 있고 이러한 경우 깨진 정도를 자동으로 계산하기 위하여 영상처리 방식을 사용할 수도 있다. 광소자의 형태는 0차원 센서에서, 가로방향으로 광센서가 배열된 1차원센서 및 가로와 세로로 배열된 2차원 광센서를 이용할 수 있다.
도 3은 본 발명에 사용한 조명으로 상기 샘플홀더가 측정부에 위하는 경우 조명이 동작하며 4각형의 각 변에 별도로 각도를 조절할 수 있는 형태로 구비된다. 또한, 광 가림막을 측정부 쪽으로 구비하여 측정부에 조명의 광선이 직접적으로 영향을 주지 않도록 구성한다.
100 : 백도 측정용 쌀 유입부
110 : 샘플링파이프
120 : 샘플링회전도어
130 : 샘플링회전도어 공압실린더
140 : 이송파이프
200 : 백도 측정 본체
210 : 쌀 탱크
220 : 샘플홀더
230 : 샘플홀더 수평이동 실린더
240 : 샘플홀더 회전 실리던
250 : 측정샘플 배출구
260 : 샘플 높이조절기
270 : 백도측정용 조명
280 : 백도측정기
290 : 측정샘플 이송부
300 : 크랙측정용 LED
310 : 크랙측정용 CCD
320 : 가진기

Claims (2)

  1. 백도측정용 쌀 유입부(100)는 도정라인에 직접삽입되거나 도정라인에서 분기하여 측정용 쌀을 샘플링할 수 있도록 별도의 유입부를 통하여 쌀을 샘플링 하는 샘플링파이프(110), 상기 샘플링파이프(110)의 중심하단에 구비되어 쌀을 샘플링하는 샘플링회전도어(120), 상기 샘플링회전도어(120)을 회전시키는 샘플링회전도어 공압실린더(130), 상기 샘플링회전도어(120)에서 샘플링된 쌀을 백도측정본체(200)으로 이송하는 이송파이프(140)으로 구성되며,
    상기 백도 측정본체(200)은 상기 이송파이프(140)에서 이송된 쌀을 측정을 위하여 임시 보관하는 쌀 탱크(210), 백도측정부에서 백도를 측정할 측정용 쌀을 담아두는 샘플홀더(220), 상기 샘플홀더(220)을 측정부의 하부로 이송하는 샘플홀더 수평이동 실린더(230), 쌀의 백도 측정이 완료된 후에 쌀을 배출하기 위한 샘플홀더 회전실린더(240), 상기 회전실린더(240)의 동작에 의하여 쌀을 배출하기 위한 측정샘플 배출구(250), 상기 샘플홀더 수평이동 실린더(230)에 의하여 상기 샘플홀더(220)가 측정부 하단으로 이송하는 중간의 상단부에 구비되어 상기 샘플홀더(220)에 담겨진 쌀 샘플의 높이를 고르게 펴주는 샘플 높이조절기(260), 상기 샘플홀더(220)가 측정부에 위치하는 경우, 측정용 샘플 쌀의 측정을 위하여구 샘플홀더의 상부에 구비되는 백도측정용 조명(270), 상기 샘플홀더(220)와 백도측정용 조명(270)의 상단부에 수직하게 구비되는 백도측정부(280)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 백도측정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샘플홀더(220)의 내부 하단에 무게를 측정할 수 있는 무게측정부를 구비하여 백도를 측정한 후 쌀 샘플의 무게를 더 측정하고, 상기 측정샘플 배출구(250)의 하단에 연결된 측정샘플 이송부(290)를 더 구비하며, 상기 측정샘플 이송부(290)에 진동을 주어 쌀을 움직일 수있도록 진동을 발생하는 가진부(320)을 구비하고, 상기 측정샘플 이송부(290)의 상단에 광센서(310)를 구비하여 이송되는 쌀을 계수하는 광센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백도측정기.
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