WO2001022062A1 - Appareil de controle en direct d'une partie interne, au moyen de lampes multiples placees sur deux cotes - Google Patents

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WO2001022062A1
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light
tray
inspection
spectroscope
lamp
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PCT/JP2000/006477
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Atsuhiro Nagayoshi
Hiromu Maeda
Original Assignee
Kabushikikaisha Kajitsuhihakaihinshitsu Kenkyujo
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S250/00Radiant energy
    • Y10S250/91Food sample analysis using invisible radiant energy source

Definitions

  • the present invention uses a large number of lamps to project light rays from both left and right sides to an object such as agricultural products being transported on a tray or tray by various transport means, and transmits transmitted light passing through the interior of the object.
  • the present invention relates to an online internal quality inspection device that is useful for nondestructively inspecting and measuring the internal quality, such as sugar content and acidity, of an object such as agricultural products by receiving and spectroscopically analyzing it.
  • a reflected light method for projecting a light beam containing near-infrared light to the agricultural products and detecting internal quality information from the reflected light of the agricultural products is used.
  • a transmitted light method that detects internal quality information from transmitted light transmitted through agricultural products.
  • a light beam containing near-infrared light is projected on a measurement object, and internal quality information is obtained from the reflected light of the object.
  • Conventional detectors with saucers that convey agricultural products one by one are used as they are for detection, but this reflected light method uses only the internal quality information near the outer periphery where the light beams of the agricultural products are projected. Since it cannot be obtained, it is applied to peaches, pears, and apples with thin skins, but even for the same agricultural product, the highest quality information is obtained on the sunlit side and the unlit side on which sunlight is not applied.
  • a transmitted light method there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-229840, in which one light emitting lamp is provided as a light source on one side of a conveying path of a conveyor belt conveyor.
  • a light-receiving unit is installed facing the other side where the optical axis traverses the transport path in a straight line, and a light beam is projected from the lateral direction to the agricultural product being transported, and the agricultural product is transmitted laterally to the other side.
  • Light is detected by the light-receiving part, and it detects transmitted light that is transmitted from side to side to agricultural products.Because only one floodlight lamp is used, the intensity and amount of light projected In the case of agricultural products with thick skin or low pulp moisture, the transmitted light was too weak, and even if spectroscopic analysis was performed, errors in the analysis results were large, causing variations in measurement accuracy in practical use.
  • the measured values fluctuated greatly depending on the direction in which the target agricultural product was projected, and there was a drawback that the reliability of the measurement accuracy could not be obtained.
  • the above-mentioned publication has a drawback that the size of the case to be accommodated is large because of the structure in which the diffraction grating is directly connected to the light receiving portion.
  • the lamp light is closed by a shutter solenoid when it is not necessary, such as when the lamp is temporarily stopped.However, even if the light of the floodlight lamp is cut off, it enters the dark room through the passage of agricultural products. Fluctuations in disturbance light due to incoming ambient light, etc., directly enter the condenser lens and fluctuate the zero level (dark current) of the light receiving element.
  • high-power lamps are required to transmit light to thick-skinned agricultural products such as citrus fruits, melons, and watermelons using a single lamp.However, high-power lamps generate high heat and require measures to cool the lamps. Above all, and above all, the light is focused toward the agricultural products by the reflecting mirror. There was a risk of fire.
  • high-power lamps have the disadvantage that the filament is large and it is difficult to focus light rays, and the life is short and the illuminance gradually decreases, so that they cannot be used for a long time.
  • the present applicant has developed a transmitted light type internal quality inspection device that can detect internal quality information such as citrus fruits, melons, watermelons, etc., which have a thick skin, or apples, etc.
  • a transmitted light type internal quality inspection device that can detect internal quality information such as citrus fruits, melons, watermelons, etc., which have a thick skin, or apples, etc.
  • These products use an agricultural product tray (with a transmitted light passage that is vertically penetrated in the center) with a receptacle to shield the faint transmitted light transmitted through the agricultural product from disturbance light.
  • the light receiving unit is opposed to the center lower surface of the traveling tray using the transporting means that has been used, and it is transported using a dedicated tray.Thus, transmitted light can be detected efficiently, but projection is performed. If transmitted light can be obtained even from an object that is difficult to transmit by increasing the amount of light, there is a
  • the device in order to operate stably as an online internal quality inspection device for a long period of time, the device must be constantly calibrated because the environmental temperature fluctuates in the morning, noon, and evening, and the operation time elapses.
  • the conventional inspection apparatus did not have a mechanism for performing stable calibration.
  • a tray or tray on which one agricultural product is placed is provided by using a tray or tray that has a light-blocking seat at the top that engages with the agricultural product in an annular fashion and that has a vertically-transmitted light path.
  • W 01 In the inspection device that detects transmitted light, W 01
  • an inspection device that can efficiently detect transmitted light that is transmitted to the light receiving side even for difficult ones. High reliability is provided by means for preventing the operational amplifier from overflowing when the object is easy to transmit, a light-receiving unit and calibration means that are not affected by disturbance light, and means for correcting the deviation of the calibration curve due to aging.
  • An object of the present invention is to provide an inspection device capable of obtaining measurement accuracy. . DISCLOSURE OF THE INVENTION
  • the tray of the transport means for transporting the inspection objects one by one has a transmitted light path which penetrates vertically in a central portion, and is elastically engaged with the inspection object in an annular shape at an upper portion thereof.
  • a tray with a light-blocking seat that is in close contact, and projecting light beams onto the inspection object using a plurality of light-emitting lamps at predetermined positions on the conveying means.
  • the device detects the transmitted light passing through the inside of the inspection object through the transmitted light path from below the dish by the light receiving means, and performs spectral analysis of the transmitted light to inspect the internal quality of the inspection object.
  • the light emitting means is provided with a large number of light emitting lamps on each of the left and right sides in the width direction of the transport path, and the object on the receiving tray at the inspection position has different positions from the oblique front to the oblique rear of the left and right sides.
  • the light receiving means is provided with a condensing lens for condensing transmitted light from below through a transmitted light path penetrating up and down the tray. Combined with an optical lens and a spectroscope via a combination mounting part provided to guide the condensed transmitted light to the spectrometer. It is characterized by.
  • the present invention when the inspection object is at the inspection position, a large number of lamps are used to collectively project light beams almost uniformly on the entire lateral side from the oblique front to the oblique rear of the left and right side surfaces in the width direction of the transport path. Therefore, even if the sugar content is unevenly distributed between the positive and negative surfaces of the agricultural product to be inspected and the internal quality is unevenly distributed due to deterioration and damage, a large number of light beams from multiple directions by a large number of lamps are increased.
  • the transmitted light which is projected onto the area and transmitted through various parts inside, is condensed through the transmitted light path from below the dish and receives a lot of internal information, so that reliable and appropriate inspection results can be obtained.
  • the invention according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the combination mounting portion of the light receiving means is provided with a light incident surface of an optical fiber leading to a spectroscope at a focal position of a condensing lens, and condensed transmitted light is transmitted through an optical fiber. It is characterized in that it is configured to be guided to a spectroscope through one.
  • the transmitted light is guided from the combined mounting portion of the condenser lens to the spectroscope using the optical fiber. Therefore, even when the space under the tray conveyance path of the conveyance conveyor is relatively small or narrow, the light is transmitted from the collection section.
  • a spectroscope can be installed and used at a remote position. Spectrometers with large structural dimensions can be combined with various conveyors to enhance spectral performance.
  • the invention according to claim 3 is characterized in that, in claim 1, the combination mounting portion of the light receiving means is configured so that the position of the focal point of the focusing lens is adjusted to the position of the incident slit of the spectroscope.
  • a spectroscope according to any one of the first to third aspects, further comprising: means for switching various light-reducing filters in a light receiving optical path between the condenser lens and the spectroscope of the combination mounting portion. It is characterized in that it is configured to be able to perform a dimming operation on the amount of light entering the camera.
  • the amount of light entering the spectrometer can be adjusted by switching the dimming filter. What is necessary is just to adjust based on the item with a small light quantity. For example, when switching to a large amount of transmitted light such as a tomato, the light is reduced by this neutral density filter and the light enters the spectrometer. This prevents the operational amplifier from overflowing and making analysis impossible.
  • the invention according to claim 5 is the inspection object according to any one of claims 1 to 4, wherein a light receiving shirt for blocking transmission of transmitted light is provided in a light receiving optical path between the condenser lens and the spectroscope of the combination mounting portion. It is configured so that the tray on which the object is placed is opened and closed each time it passes.When the transmitted light path of the tray is within the field of view of the condenser lens, it is opened at the same time, and when it is out of the field of view, it is operated so as to close and not inspect It is characterized in that the light is sometimes prevented from entering the spectroscope.
  • the light receiving shutter for blocking light from passing through the light receiving optical path between the condenser lens and the spectroscope has a transmitted light path penetrating vertically above and below the center of the tray on which the object being transported is placed. When it comes to the position just above the front of the condenser lens, that is, when it comes to the inspection position, it opens to allow the transmitted light to enter the spectroscope.
  • the light receiving shutter In the case of an empty pan where no object is placed on the pan, the light receiving shutter is not opened. Also, since the light-receiving shutter closes when the transmitted light path of the tray is off the front of the condenser lens, no other light enters the spectrometer, and the temperature rises in the spectrometer and amplification circuits. It acts to stabilize without adverse effects.
  • the invention of claim 6 is the lens hood according to any one of claims 1 to 5, wherein the condenser lens of the light receiving means is provided close to a transmitted light path exit that penetrates up and down the tray, and secures a visual field on the object side. And a light-receiving window made of transparent glass is provided on the front surface thereof to form a dust-proof lens hood, and dust-proof means for blowing air from the outer peripheral direction toward the center toward the outer surface of the transparent glass.
  • a seventh aspect of the present invention in the inspection position where the light emitting means and the light receiving means are provided in any one of the first to sixth aspects, when an object is not placed on the receiving tray, the receiving tray is moved from outside the transporting trajectory of the receiving tray. Constructs a white level calibration plate retracting mechanism that extends and retracts by covering the white level calibration plate on the receiver, and when a predetermined number or more empty trays pass continuously, the white level calibration plate is received. It is characterized in that it is configured so that it can be automatically calibrated by covering it on the seat.
  • the white level calibration plate is automatically moved out of the way when empty trays with no produce on multiple trays pass continuously during operation. Performs the calibration operation.
  • the invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of light emitting lamps of the light emitting means increase or decrease the number of lighted lamps according to items and types having different sizes and light transmission degrees of the object. Is provided so that the amount of projection light can be switched to increase or decrease.
  • the number of lightings depends on the degree (difficulty) of the degree of light transmission of the object.
  • a ninth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to eighth aspects, a light-shielding device for blocking a light beam projected onto an object is provided on a front surface of the plurality of light-emitting lamps of the light-emitting means.
  • the saucer can be protected from the heat of the concentrated projection of the halogen lamp without turning off the lit lamp, for example, when the saucer is stopped due to inspection of the apparatus or a small break.
  • a light-shielding device that allows the light-shielding shutter to protrude and retract is provided between the left and right sides of the tray conveyed by the conveyor and the light projecting means provided on both outer sides of the pan, and the pan is stationary by blocking the light beam projected on the pan. This prevents the projection light from shining on the pan and prevents the saucer from being deformed, altered or overheated by the heat of the projection light.
  • this light-blocking device is activated to keep the lamp on instead of turning it off, maintaining the stability of the projected light beam and always maintaining the same level of inspection accuracy as before stopping or stopping. It works so that it can be restarted.
  • FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional explanatory view of an inspection position in which light projecting means is arranged on both left and right sides of a tray in a transport path and light receiving means is arranged below the tray in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory plan view of a main part of the first embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory side view of a partial cross-section indicated by AA in FIG. 2;
  • FIG. 4 is an explanatory plan view of a section indicated by BB in FIG. 3; .
  • FIG. 2 is an explanatory view of a white level calibration mechanism in the same place as FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory side view of an example in which a belt conveyor is used as a conveyor.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a main part in which a light-transmitting means is arranged on the left and right sides and a light-receiving means is arranged on the lower side of a tray with a tray having a plurality of transport paths in Example 2 with the tray being interposed between the trays.
  • Fig. 8 is a longitudinal sectional view of a main part in which a light-transmitting means is arranged on the left and right sides and a light-receiving means is arranged on the lower side of a tray with a tray having a plurality of transport paths in Example 2 with the tray being interposed between the trays.
  • FIG. 8 is an explanatory plan view of a main part of FIG. 7;
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of a light-receiving shutter opening and a neutral density filter indicated by C—C in FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram when the light receiving shutter at the same location as in FIG. 9 is closed.
  • a tray having a light-shielding tray provided with a transmitted light path that penetrates vertically in the center is used as the tray for transferring the object over the container.
  • the light emitting means is provided on each side from the left and right sides of the width W 01
  • the light receiving means When the tray on which the object is placed is at the detection position, the light receiving means is provided with an upward condensing lens at a position corresponding to the transmitted light path exit on the lower surface of the receiver, and the condensing lens is separated from the object through the transmitted light path.
  • a light receiving path for condensing the transmitted light and guiding it to the spectroscope is formed, and combined with the spectroscope via the combination mounting part.
  • the spectrometer can be configured to be installed at a position distant using an optical fiber from the mounting part to be combined with the condenser lens, or to be integrated with the condenser lens.
  • a light-entering surface of an optical fiber for guiding to the spectroscope is provided at a position of a focal point of the condensing lens of the combination mounting portion, and condensed transmitted light is guided to the spectroscope through the optical fiber.
  • a spectroscope having a large structural dimension can be used as the spectroscope in order to enhance the spectroscopic performance.
  • the position of the entrance slit of the spectroscope is adjusted to the position of the focal point of the condenser lens of the combination mounting portion.
  • the dimming filter includes a dimming filter mounted on a combination mounting portion whose periphery is hermetically sealed to a light incident surface of the optical fiber that guides the transmitted light condensed from the light receiving window of the condenser lens to the spectroscope.
  • a mounting plate is provided, and a plurality of filters having different dimming rates are mounted, so that the filter-mounting plate can be externally switched.
  • This neutral density filter Is preferably provided at a position where the transmitted light is narrowed down toward the focal point by the condenser lens, and at a position (front surface) immediately before the light incident surface of the optical fiber.
  • the light receiving window of the condenser lens corresponds to the lower light shielding surface (lower back surface) formed outside the exit of the transmitted light path of the tray. Only when the transmitted light path exit comes to the inspection position, the transmitted light is condensed from the light receiving window, and the spectrometer does not detect the light before and after the inspection position. The effect of light outside the target can be eliminated.
  • the lower light-shielding surface cannot be formed outside the exit of the transmitted light path, such as when the area of the lower part of the saucer is small, in the case where a light-receiving shutter is provided at a position close to the neutral density filter of the combination mounting part, Only when the transmitted light path exit comes to the inspection position, the light receiving shutter is opened to allow the transmitted light to pass through. When the transmitted light path exits the inspection position, the light receiving shutter is closed to prevent the transmitted light from entering the spectroscope.
  • the condenser lens is provided close to the exit of the transmitted light path on the lower surface of the tray, and a lens hood that secures the field of view on the object side and a light-receiving window made of transparent glass are provided on the front of the lens hood to form a sealed dust-proof lens hood.
  • a dustproof means for blowing air from the outer peripheral direction toward the center direction on the outer surface of the transparent glass is provided. With this configuration, air is blown out from the upper surface of the light receiving window, so it is not contaminated with dust.
  • the condenser lens receives transmitted light coming out from the lower surface of the object placed on the tray.
  • the light is focused from the inside of the transmitted light path of the receiver through the light window, with the incident surface of the optical fiber leading to the spectroscope as the focal point. With this, it is possible to efficiently condense the transmitted light that is concentratedly projected from each direction on both sides of the object and transmitted through the inside of the object to the lower surface.
  • a mechanism is provided to cover the white level calibration plate over the tray seat from the outside of the tray's transport trajectory so that the white level calibration plate can be protruded and retracted. If a certain number or more empty trays pass in succession, and if it is calibrated by operating so as to cover the upper surface of the tray, it can be used stably for a long time.
  • the white level calibration plate When the white level calibration plate catches that an object has been placed on the tray by a sensor provided in the process before the inspection position of the conveyor, it retreats out of the conveyor track and stands by.
  • Each lamp should be installed at the same distance from the inspection position to project the target object at the inspection position of the conveyor on the left and right sides in the traveling direction from the oblique front to the oblique rear with the same amount of light.
  • Each lamp is provided with a blower nozzle toward the sealing section, and blown from the blower to dissipate the heat generated by the lamp body, prevent overheating, and maintain the lamp life.
  • the plurality of lamps are configured so that a circuit for controlling their lighting can be switched between full lighting, 80% lighting, 60% lighting, and the like. If you do this When used for items with different degrees of light transmission depending on the item or type such as the size of the object, reduce the number of lights when the transmitted light is too strong, and turn on all the lights when the transmitted light is too weak to inspect the internal quality of various objects. Used for
  • the stability of the intensity and light intensity of the projected light of the lamp is extremely important, and the change affects the inspection accuracy. For this reason, after the lamp is turned on, it requires sufficient preheating time to start up until the intensity of the projected light and the amount of light reach a stable level, so when stopping the conveyor for a short break or inspection, the lamp It is better not to turn off the light.
  • the tray will be overheated by the central projection of the floodlights, and a light-shielding device to block the projected light will be provided to prevent deformation and deterioration.
  • This light-shielding device moves the light-shielding shutter between the left and right outer sides of the tray conveyance path and the many light-emitting lamp groups on both sides to block the concentrated projection light from many light-emitting lamps. .
  • the light-blocking shutter has a structure in which the shutter is moved up and down in a vertical direction, and a structure in which a reciprocating slide is performed on the side of the pan in parallel with the traveling direction.
  • Example 1
  • Embodiment 1 shown in FIGS.
  • Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3 are explanatory diagrams showing the outline of the main parts of a two-sided multi-lamp type online internal quality inspection system for agricultural products.
  • Numeral 1 denotes a conveyor of the transport means, which transports the agricultural products F to be inspected for quality by placing one on the tray 2.
  • Reference numeral 3 denotes light emitting means for irradiating the agricultural product F on the receiving tray 2 from both left and right sides of the conveyor 1, and 4 denotes light receiving means for transmitting light transmitted through the inside of the agricultural product F.
  • the transport conveyor 1 of the transport means transports the agricultural products F to be inspected for internal quality one by one on the tray 2 and transports them in a line.
  • the central part of the tray 2 is provided with a hole for the transmitted light path 21 that penetrates vertically.
  • other belt conveyors for example, Fig. 6
  • Conveyor can be used. In other words, in many cases, the internal quality inspection of agricultural products F is actually performed in conjunction with other measurements such as the size class and the quality of the external appearance. For this reason, it is built into a common conveyor for these various measurements.
  • the tray 2 has a fulcrum 22 attached to a bracket 12 provided on the conveyor chain 11 so as to be able to tilt sideways with a fulcrum pin 13. 3 is held in a horizontal state.
  • Reference numeral 24 denotes a sliding part provided on the opposite side of the fulcrum part 22 with the transmitted light path 21 interposed therebetween. The sliding part is received by the receiving tray attitude guide rail 15 and is located on the lower surface of the receiving tray 2. Exit 2 1 1 is arranged to a certain level.
  • Reference numeral 212 denotes a transmitted light path exit packing, which is formed so as to be able to travel as close as possible to the light receiving means 4 provided at the inspection position 101 so that disturbance light does not enter. Provided.
  • the transmitted light passage outlet packing 211 extends the lower surface thereof to extend forward and backward in the traveling direction to form a lower light-shielding surface 211.
  • the lower light-shielding surface 2 13 serves to block the light-receiving window 4 13 of the light-collecting lens 4 1 of the light-receiving means 4 before and after the central transmitted light path 21 of the tray so that disturbance light does not enter. .
  • the light-receiving circuit of the spectroscope (not shown) is adjusted in timing. Detects zero level (dark current).
  • the light emitting means 3 illuminates a large number of halogen lamps 31 from the left and right outer sides in the width direction of the conveying path of the conveying conveyor 1, respectively, on the tray 2 at the detection position 101 of the conveying path 100. Attached to the lamp bots 32, which are arranged so that light rays are focused toward the center at different positions and angles from the front and rear sides of the left and right sides of the agricultural product F at different angles.
  • This halogen lamp 31 is a relatively small shielded lamp with a parabolic reflector 3 1 2 that forms a beam angle 3 1 1 focused on the inspection position 101 and a front surface shielded with heat-resistant glass 3 1 3 It is preferable to use
  • Small lamps can be used at low voltage to reduce the size of the filament, so that the light collection efficiency is good, and since the nichrome wire is relatively thick, it can be used for a long time.
  • the multiple halogen lamps 31 are preferably provided at equal distances from the inspection position 101 in the shape of a fan on both left and right sides, and are provided in a plurality of stages vertically. You can also.
  • Each of these halogen lamps 31 has a focal point on the optical axis at a position which is the center of the agricultural product F at the inspection position 101.
  • 3 3 is a ventilation tube for heat radiation, which is provided along the position of the sealing portion 3 14 of each halogen lamp 3 1 and the socket 3 15, and the air flow toward the sealing portion 3 14 of each lamp.
  • the blowout nozzle 331 is provided to blow out the air from the blower, and to dissipate the heat generated in the sealing portion 314, the socket 315 and the lamp body to prevent overheating.
  • the air is blown by being connected to the connection port 3332 by an appropriate air blowing means from a blower (not shown).
  • halogen lamps 31 are provided side by side to project the amount of light necessary to obtain transmitted light even from agricultural products which are difficult to transmit light among various inspection objects.
  • an object that easily transmits light such as a tomato such as a tomato
  • means for increasing or decreasing the number of lighting of the lamp so that the number of lighting of the lamp can be reduced depending on the object is incorporated in an electric circuit.
  • the light receiving means 4 includes a condenser lens 41 and an optical fiber 42 for guiding the condensed transmitted light to a spectroscope (not shown) and a light incident surface 42 of the optical fiber. It consists of the main part of the neutral density filter mounting plate 43 provided before 1 and 40 is a combined mounting part of these main parts, which forms a compartment.
  • the condensing lens 41 is located at the inspection position 101, and the entrance of the center transmitted light path on the upper surface of the receiving base 23, which is the lower surface of the object F on the receiving tray 2 at the inspection position 101, is set as the focal point 4 1 1 on the object side.
  • a cylindrical lens hood 4 12 extending to a position close to the partially transmitted light path exit 2 11 and a light receiving window 4 13 made of transparent glass are provided on the front surface thereof.
  • Reference numeral 4 14 denotes a dust-proof hood, which is formed so that air is blown from the outer periphery of the lens hood 4 12 toward the center of the outer surface of the light receiving window 4 13, and the upper end surface is a transmitted light passage outlet 2 of the receiving pan 2. 1 Installed as close as possible to 1. The air is blown from a blower (not shown) by connecting to the connection port 415 by an appropriate means.
  • the light-receiving window 4 1 3 is constructed so that dust and foreign matter do not obstruct the view by blowing air to the upper surface, and the lens hood 4 1 2 shields external light from around the condenser lens 4 1 from the light-receiving window 4 1 3 Only the transmitted light coming from the front in the field of view regulated by 13 is efficiently incident.
  • the optical fiber 42 is attached with its light incident surface 4 21 aligned with the focal point of the condenser lens 41 and receives the transmitted light from the light receiving window 4 13 of the condenser lens 41
  • the light is condensed on the surface 421, guided to the spectroscope by the optical fiber 422, and the transmitted light is spectrally analyzed by the spectroscope.
  • Reference numeral 43 denotes a filter mounting plate, which is a disc-shaped optical fiber 42 as shown in FIGS. 3 and 4 and which is mounted on a shaft 431, which is provided on a side of a mounting portion, and from a condenser lens 41. It is a disk large enough to block the light receiving optical path 400 of the transmitted light condensed on the light incident surface 4 21 of the optical fiber 14 2.
  • the light-attenuating filter mounting plate 4 3 has the filter-mounting hole 4 32 in the center of the light-receiving optical path 400 through which the received light passes between the condenser lens 41 and the light-entering surface 4 21 of the optical fiber 1. It is attached to the shaft 4 3 1 according to.
  • the selection of the filter 1 4 3 3 of the filter mounting plate 4 3 is performed by turning the shaft 4 3 1 attached via the miter gear 4 3 5 with the knob handle 4 3 4 provided outside.
  • the light-attenuating filter mounting plate 43 is a combined mounting part that forms a dark room around the periphery including the light entrance surface 421 of the optical fiber 510 from the condenser lens 411 so as not to be affected by disturbance light. It is provided inside 40. PT / JP
  • Reference numeral 5 denotes white level calibration means, and Fig. 5 shows a state during the calibration operation.
  • Reference numeral 51 denotes a white level calibration plate, which is attached to the mounting portion 50 of the mounting arm 53 by a presser foot 52.
  • the mounting arm 53 is attached to the output shaft 541, of the stepping motor 54 provided adjacent to the combination mounting part 40 of the light receiving means 4, and when performing the calibration operation, the steering motor 54 is rotated forward and backward. Receiving the white level calibration plate 5 1, it goes out to the front of the condenser lens 4 1 above the receiver 2 3 of JDL 2, or retreats from the transport track of the transport conveyor 1.
  • the mounting portion 50 of the white level calibration plate 51 of the mounting arm 53 covers the area wider than the upper surface of the receiver 23 so that the periphery is between the upper surface of the lower receiver 23 and the sides. It is formed so that the projection light of the lamp is blocked and does not directly enter.
  • the presser foot 52 is attached to the white level calibration plate 51 with its surroundings released so that it can be projected from multiple light-emitting halogen lamps 31 from the left and right sides of the transport path in the width direction.
  • the transmitted light transmitted through the white level calibration plate 51 passes through the receiver 23 and is condensed by the condenser lens 41 to reach the spectroscope.
  • the mounting arm 53 is bent so that it does not interfere with the transfer path of the tray 2 and the light receiving means 4, and when calibration is not performed, the white level calibration plate 51 is placed below the transfer path from the side of the transfer path.
  • the internal quality inspection device is operated when it starts rotating or when calibration is necessary, such as when the ambient temperature fluctuates after a temporary interruption due to a break during operation. However, if a predetermined number or more of empty trays 2 are continuously passed, the operation is performed so as to cover the upper surface of the receiving plate 23 and calibration is performed, so that the device can be used stably for a long time.
  • This white level calibration plate 51 catches that agricultural products are placed on the tray by a sensor installed in the previous process at the inspection position 101 of the conveyor 1. Sometimes it is retracted out of the transport trajectory.
  • Reference numeral 6 denotes a light-shielding device that blocks the projected light, and blocks the projected light to protect the saucer 2 from the concentrated projection heat of the halogen lamp 3 1 when the saucer 2 is stopped at the inspection position 101 for inspection or the like. It comprises a light-blocking shutter 61 and a motor 62 for moving the light-blocking shutter up and down. As the motor 62, it is preferable to use a linear motion drive type motor incorporating a rack * pione mechanism.
  • the light-blocking shutter 61 is formed so as to block the projected light from each lamp according to the shape of the front surface projected by the lamp box 32, and is usually used for online inspection such as during the operation of the conveyor 1. It goes down to release the front of the lamp box 32 and the light beam is projected.
  • the stability of the intensity of the projected light and the amount of light from the lamp is extremely important and affects the inspection accuracy. For this reason, if the lamp is turned off or turned on again when stopping the conveyor due to, for example, a short break of about tens of minutes or inspection, the lamp temperature, heat generation and light emission status will change each time, and the intensity and light intensity of the projected light will change Will fluctuate and will lack stability.
  • the lamp is kept turned on to stabilize the light emitted from the lamp, while protecting the tray at the inspection position where intensive projection is performed from projection heat.
  • This light-shielding device is operated in order to perform this.
  • FIGS. 7 to 10 a second embodiment shown in FIGS. 7 to 10 will be described.
  • the combination mounting portion 40B of the light receiving means 4B is configured so as to directly connect the condenser lens 41B and the spectroscope 7B. of A light-receiving shutter that blocks the path of transmitted light between the entrance slit 71B and the condenser lens 41B, combining and aligning the position of the entrance slit 71B of the spectrometer 7B with the position. — 4 4 B is provided.
  • the structure of the light shielding device 6B for blocking the projection light of the light projecting means 3B is different from that of the first embodiment. _
  • FIG. 7 is a view in which an internal quality inspection device of the present invention is provided on a conveyor [B] used when a large amount of objects F are processed.
  • Conveyor 1B has a tray mounting member 18B arranged in a chain between ends 1B on chain rails arranged on the inside of both sides of the conveyor frame 16B. Attached to the chain 1 1B.
  • a plurality of trays 2 B are attached to the tray mounting member 18 B, and a plurality of transport paths 1 are provided between the trays and between the trays (between the strips) with a space (space) where the light emitting means 3 B is installed.
  • ⁇ 0 B is formed.
  • the receiving tray 2 has a receiving seat 23 ⁇ and a transmitted light path 21 ⁇ that penetrates vertically in the center of the receiving seat 23 ⁇ , and carries the object F on the receiving seat 23 ⁇ . I do.
  • Inspection position 100 1 ⁇ ⁇ ⁇ where light emitting means 3 ⁇ and light receiving means 4 ⁇ ⁇ ⁇ are installed is shifted in a zigzag staggered fashion in the forward and backward direction of the conveyor for each strip, and the distance between each strip is excessive. Configure so that it does not become.
  • 17 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ is the upper frame, which is installed above the inspection position 101 ⁇ .
  • the lamp box 32 ⁇ of the light emitting means 3 ⁇ is placed on the tray 2 ⁇ at the inspection position 101 ⁇ . It is arranged and attached so that the projected light beam is focused on F.
  • the halogen lamp 31 1 and the air pipe 33 3, which emit light, are used in the same configuration as in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the front of the lamp box 32 is located at the inspection position 1 as shown in Figs.
  • a projection window 3 4 B for the light beam toward 0 1 B is formed.
  • 6 B is a light shielding device provided in a part of the lamp box 3 2 B, and 6 1 B is a light shielding shutter for closing and opening the projection window 34 B.
  • the upper part is a linear slide rail 6. 1 Attach it to 1 B and slide it in the front-rear direction parallel to the traveling direction of conveyor 1 B and tray 2 B. .
  • the sliding movement of the light-shielding shirt 6 1 B is performed by the motor with a brake that rotates in the forward and reverse directions.
  • the light-blocking shutter 61B is pulled by the wire port 66B by the forward and reverse rotation of the wire and guided by the linear slide rail 61B to reciprocate to close or open the projection window 34B. .
  • the light-shielding shutter 61B when the light-shielding shutter 61B is on the side of the head pulley 64B, the projection window 34B is opened, and when the motor 62B rotates, the light-shielding shutter 61B becomes the wire opening It is pulled by B and moves to the tension pulley 65B, closes the projection window 34B and stops at the fully closed position.
  • this motor it is preferable to use a motor with a brake having good characteristics that can be reversed instantaneously.
  • the condensing lens 41B of the light receiving means 4B may have the same configuration as that of the first embodiment, detailed description is omitted.
  • the combination mounting part 40B is combined with the spectroscope 7B so that the focal point of the condenser lens 41B is aligned with the slit 71B of the spectrometer 7B.
  • a dark filter mounting plate 43B and a light receiving shutter 44B are provided at a position where transmitted light is converged toward B to form a dark room around the periphery.
  • the neutral density filter mounting plate 43B can be formed in the same manner as in the first embodiment, the description is omitted.
  • the light-receiving shutter 44B is preferably provided close to the light-attenuating filter mounting plate 43B. As shown in FIGS. Is provided to open and close the light receiving optical path 400 B in front of the slit 71 B.
  • the receiving shutter 4 4B is connected to the tray 2 B on which the object F is placed by the stepping drive device 4 4 2 B, which has the function of inching and stopping at a fixed position in units of the tray 2 B on which the object F is placed.
  • the light receiving shutter 44B is opened (Fig. 9), and the transmitted light from the object F passes through the entrance slit 71B of the spectroscope 7B.
  • the shutter 144B is operated to close (Fig. 10).
  • the light-receiving shutter 44 B is provided in this way, when the light-receiving shutter is closed, the zero level (dark current) of the light-receiving circuit of the spectrometer is detected at the same time and the output value of the transmitted light received Thus, the effect of the previous accumulated current can be eliminated. For this reason, inspection without errors can be performed.
  • the spectrometer 7 is provided so that the light incident from the entrance slit 71B is reflected by a publicly-known gradation mirror-72B, received by the linear sensor 73B, and photoelectrically converted.
  • a publicly-known gradation mirror-72B received by the linear sensor 73B, and photoelectrically converted.
  • Reference numeral 5B denotes white level calibration means, which is attached to an upper frame 17B which is installed above the inspection position 101B.
  • Reference numeral 50 B denotes a calibration plate attachment portion, and a linear motion drive type motor 54 B incorporating a rack-pione is provided on the upper frame 17 B, and the shaft 5 3 which moves up and down is provided. It is attached to the lower end of B.
  • 5 1 B is a white level calibration plate, which is attached to the calibration plate mounting section 50 B by a presser foot 5 2 B, and is a linear motion drive type motor incorporating a rack and pinion mechanism when performing calibration operations.
  • the shaft 5 3 B up and down Move the white level calibration plate 5 1B down to the position near the top of the pan 2B, or move it up.
  • the presser foot 5 2B is to be covered over the tray 2B over a wider area than the upper surface of the tray 2B. It is formed so as to block the projected light of the lamp from entering directly between them.
  • This white-level calibration plate 51B is used when the object F (agricultural product) is placed on the tray by a sensor installed in the process before the inspection position 101B of the conveyor 1B. It is going up and sheltering. Industrial applicability
  • the transmitted light path that penetrates in the vertical direction at the center of the pedestal provided in the tray conveyed by the conveyor is placed in close contact with the inspection object placed thereon, Transport with the top closed. That is, since the transmitted light path is blocked at the inspection position so that external light and projected light do not enter, even a small amount of transmitted light can be detected by the condensing lens provided upward below the tray conveyance path.
  • the object F receives a large amount of light from multiple directions from a large number of lamps in a wide range from the oblique front to the oblique rear of the left and right sides, so that it has low moisture and is difficult to transmit, and even agricultural products with thick skin
  • the light beam passes through various parts inside and exits the transmitted light path, which is shielded from the external light beam.
  • Agricultural products also have uneven internal quality such as sugar content and acidity, unevenness, deterioration, and damage between the sun and the sun, but the projected light passes through a wide range of parts and transmits internal information. Comes out of the light path.
  • the transmitted light is condensed from the transmitted light path, which is shielded from external light, and spectrally analyzed. As a result, averaged internal quality data for each piece can be obtained, and sorting can be performed according to quality based on the data.
  • the transmitted light condensed by the condenser lens is guided to the spectroscope by using an optical fiber, and the spectrometer may be provided at a position distant from immediately below the receiving passage.
  • the one in which the condenser lens and the spectroscope are integrally combined is formed by an optical fiber or the like that transmits the transmitted light to the spectroscope as compared with the case where the optical fiber is used.
  • Efficiency is high because there is no attenuation loss on the way. It is used for equipment where the space under the conveyor path is relatively large, or for thick-skin agricultural products with a small amount of transmitted light.
  • the converging lens for condensing the transmitted light from the object and the means for switchingly inserting various kinds of neutral density filters in the light receiving optical path between the spectroscope are provided. Even if there is a difference in the amount of transmitted light for each item, the amount of light entering the spectrometer can be adjusted by switching the neutral density filter, so the amplification of the operational amplifier of the spectrometer should be adjusted based on the item with a small amount of light. It is good.
  • a light receiving shutter for blocking a light path is provided in a light receiving optical path between the condenser lens and the spectroscope, and the tray on which the object is placed is opened and closed each time one passes. Light is prevented from entering the empty pan or the spectrometer when no inspection is performed, so there is no adverse effect such as temperature rise inside the spectrometer or the amplifier circuit.
  • the present invention is used, for example, when the area of the lower surface of the tray is small and a lower light-shielding surface cannot be formed outside the transmitted light outlet.
  • the condensing part of the light receiving means is configured to blow out air to the outside of the front glass of the lens hood and the lens hood for keeping the field of view of the condensing lens on the object side so as to prevent dust.
  • the white level calibration plate is made to protrude and retract on the receiving seat of the tray continuously conveyed by the conveyor so that the predetermined number or more is continuously obtained even during operation.
  • Calibration can be automatically performed when an empty pan passes through, so calibration of the total output value of the equipment necessary for spectral analysis such as deterioration of the optical system due to environmental temperature and operation time elapse is started.
  • Automatic calibration operation can be performed at the time of a break, during a break, or after a pause, so that stable and reliable spectroscopic analysis can be performed for a long time.
  • the number of lighting of the floodlight lamp is switched in combination with switching of the dimming rate of the dimming filter, and By performing spectroscopic analysis within the adjusted optimal transmitted light range, highly reliable inspection of internal quality can be performed.
  • a device for blocking a light beam of the floodlight lamp at the front of the lamp box is provided. Even if the lit lamp is not turned off, it will not be projected on the saucer, and it will be protected from being affected by overheating such as deformation or deterioration due to the projected heat.
  • the light-emitting lamp When the light-emitting lamp is turned off and then turned on again, the light-emitting environment conditions of the lamp change each time and the light beam becomes unstable, so the inspection accuracy by spectroscopic analysis is poor and stable. If the lamp is not turned off, but remains turned on, the stability of the projected light beam will be maintained, and operation can be restarted at any time with the same level of inspection accuracy as before stopping or pausing.
  • an internal quality inspection device that is optimal to be incorporated into a sorting and sorting conveyor as a quality sorting device for agricultural products and the like is provided.

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Description

明 細 書
両側方多灯型オンライン内部品質検査装置 技術分野
本発明は、 各種の搬送手段で受け皿やトレーに載せて搬送中の農産物など対象 物に対し多数のランプを用いて左右両側方から光線を投射し対象物の内部を通つ てくる透過光を受光して分光分析することによりその農産物など対象物の糖度 · 酸度などの内部品質を非破壊で検査、 測定するのに有益なオンライン内部品質検 查装置に関する。
以下、 対象物のことを農産物とも云う。 背景技術
光線を用いて農産物の内部品質を測定するための手段としては近赤外光を含む 光線を農産物に投射し、 その農産物の反射光から内部品質情報を検出する反射光 方式と、 投射した光が農産物を透過してきた透過光から内部品質情報を検出する 透過光方式とがある。
上記反射光方式は、 例えば特開平 6— 3 0 0 6 8 1号に開示されている如く測 定対象物に近赤外を含む光線を投射し、 その対象物の反射光から内部品質情報を 検出するものであるから農産物を 1個ずつ搬送する受け皿付の従来の選別機がそ のまま利用されているが、 この反射光方式は、 農産物の光線を投射した外周近辺 の内部品質情報だけしか得られないため皮の薄い桃や梨、 りんごには適用されて いるが、 同じ一つの農産物でも太陽光を受けた陽光面側と光の当たらない陰光面 側とでは最上級の品質情報が出たり最下級の品質情報が出たりするなどのバラッ キが生じる問題と、 りんごのように内部深く中心付近に密入りなどがあっても検 出できない問題と、 皮の厚い果実には適用できない問題がある。 即ち反射光から は厚い皮肉の部分の品質情報しか得られず食べる部分の果肉の品質情報は検出で きなかった。
また、 透過光方式として特開平 7— 2 2 9 8 4 0号公報のものがあるが、 これ は搬送ベルトコンベアの搬送路を挟んで 1側に光源として 1灯の投光ランプを設 け、 光軸が搬送路を直線で横断する他側に受光部を対向配置して設け、 搬送され る農産物に対して横方向から光線を投射し、 他側の横方向に農産物を透過してく る透過光を受光部で検出するようになしたものであって農産物に対して横から横 に透過する透過光を検出するものであり、 投光ランプが 1灯であるため投射する 光線の強度 ·光量に限界があって農産物が厚皮の場合や果肉水分が少ないものは 透過光が微弱すぎて分光分析しても分析結果の誤差が大きく実用上測定精度のば らっきを生じていた。
1灯の投光ランプによる投射では対象農産物の投射された向きによって測定値 が大きく変動し、 測定精度の信頼を得られない欠点があった。 また上記公報のも のは受光部に回析格子を直結させた構造のため収容するケースが大型になる欠点 があった。
また一時休止する時など不必要時にランプの光線をシャッターソレノィ ドによ り閉じる操作をしているが、 投光ランプの光線は遮断しても農産物の通路を通し て暗室内に入光してくる周囲の明かりなどによる外乱光の変動がそのまま集光レ ンズから入り込んで受光素子の零レベル (暗電流) を変動させる欠点があった。 また、 1個のランプを用いて柑橘類やメロン、 西瓜など厚皮の農産物に光を透 過させるには高出力のランプが必要であるが、 高出力ランプは高熱を発生させる ためランプの冷却対策が必要なうえに、 なによりも反射鏡により農産物に向けて 集光されるため集光部は摂氏 5 0 0度以上の高熱になり耐熱性材料が必要なうえ に火災発生のおそれがあった。 さらに高出力ランプはフイラメントが大きくなり 光線を集光しにくいばかりでなく、 寿命が短く照度が次第に低下して長期間使用 する事が出来ない欠点があった。
このため本出願人は、 柑橘類やメロン、 西瓜など果皮部分の厚いものや、 リン ゴなど内部深く中心近傍にある密入りゃ褐変傷害等の内部品質情報を検出できる 透過光方式の内部品質検査装置を開発し、 特開平 6— 2 8 8 9 0 3号公報、 特開 平 1 0— 2 0 2 2 0 5号公報に開示すると共に実用化した。 これらのものは農産 物の内部を透過してきた微弱な透過光を外乱光から遮光するための受け座を設け た農産物受け皿 (中央部に上下に貫通する透過光通路を設けた受け座付き) を用 いた搬送手段を使用し、 走行する受け皿の中央下面に受光部を対向させたもので あって、 専用の受け皿を使って搬送するものであるから透過光を効率よく検出す ることはできるが投射光を多く して透過しにくい対象物からでも透過光が得られ るようにすると、 透過しやすい対象物のとき分光分析装置のオペアンプがオーバ 一フローして分析不能になるなどの問題があつた。
また、 オンライン内部品質検査装置として長期的に安定的に動作させるために は、 朝、 昼、 夕と環境温度の変動や運転時間の経過による変動が生じるため、 装 置を常時校正しなければならないが従来の検查装置では安定的に校正する機構を 装備していない欠点があった。
さらに、 上記同様に環境温度の変動や運転時間の経過による検量線のずれが生 じる問題があった。
本発明は、 上記の各欠点と問題点とを解消するためになされたものである。 農産物を 1個づっ載せるトレ一または受け皿は、 上部に農産物と環状に弹着係合 する遮光用の受け座を有し、 上下に貫通する透過光通路を設けたトレーまたは受 け皿を用いて透過光を検出する検査装置において、 搬送路を挟んで左右両側から W 01
4
投光する光線の投光光量を増大させ、 且つ長時間照度低下が少なく長寿命の投光 装置を用いて農産物のより広い範囲に投射し、 大小や品目、 種類によって透過し やすいものから透過しにくいものまで受光側に透過してくる透過光を効率よく検 出できる検査装置を提供する。 また透過しやすい対象物の時オペアンプをオーバ ーフ口一させない手段と、 さらに外乱光に影響されない受光部と校正手段、 経時 変動などによる検量線のずれを補正する手段を設けて信頼性の高い測定精度が得 られる検査装置を提供することを目的とするものである。 . 発明の開示
上記目的を達成するためになされた本発明の特徴は、 請求の範囲に記載した通 りにある。
請求項 1の発明は、 検査対象物を一個ずつ載せて搬送する搬送手段の受け皿は 中央部に上下方向に貫通する透過光通路を有しその上部に検査対象物と環状に弾 着係合して (はまり合って) 密着する遮光用の受け座を有する受け皿を用い、 搬 送手段の所定の位置で複数の投光ランプを用いて検査対象物に光線を投射する投 光手段により投射した光線が検査対象物の内部を透過してくる透過光を受け皿の 下方から透過光通路を通して受光手段により検出し、 その透過光を分光分析する ことによって検査対象物の内部品質を検査する装置において、
前記投光手段は、 搬送路の巾方向左右両側にそれぞれ多数の投光ランプを設けて 検査位置にある受け皿上の対象物に対し左右両側側面の斜め前から斜め後ろまで の範囲をそれぞれ異なる位置と角度で対象物に向けて光線を集中投射するように 構成し、 前記受光手段は、 前記受け皿の上下に貫通する透過光通路を通して下方 から透過光を集光する集光レンズを設け、 該集光レンズと集光した透過光を分光 器へ導くために設けた組合せ取付部を介して分光器と組み合わせて構成したこと を特徴とする。
この発明によれば検査対象物が検査位置にあるとき多数のランプを用いて搬送 路の巾方向左右両側側面の斜め前から斜め後ろまでの横側方全面にほぼ均等に光 線を集中投射するので、 検査対象物の農産物に陽光面と陰光面とで糖分が偏在し たり、 変質傷害など内部品質の位置的な偏りがあっても多数のランプによる多方 向から多量の光線がより多くの面積に投射され、 内部の各部位を透過して多くの 内部情報をもった透過光を受け皿の下方から透過光通路を通して集光するので信 頼性の高い適正な検査結果が得られる。
請求項 2の発明は、 請求項 1において前記受光手段の組合せ取付部は集光レン ズの焦点の位置に分光器へ導く光ファイバ一の入光面を設け、 集光した透過光を 光ファイバ一を通して分光器へ導くように構成したことを特徴とする。
この発明によれば、 集光レンズの組合せ取付部から透過光を光ファィバーを用い て分光器へ導くので搬送コンベアの受け皿搬送路下側空間が比較的小さい場合や 狭い場合でも、 集光部から離れた位置に分光器を設置して用いることができる。 分光性能を高めるため構造寸法を大型化した分光器を各種の搬送コンベアと組み 合わせることが出来る。
請求項 3の発明は、 請求項 1において前記受光手段の組合せ取付部は集光レン ズの焦点の位置を分光器の入射スリッ トの位置に合わせる如く構成したことを特 徴とする。
この発明によれば、 集光レンズと分光器とを一体に組み合わせ構成するので光 ファイバ一を用いた場合より構造が簡単になり、 集光した透過光の分光器に至る までの途中の減衰損失が少なく組み立て取り扱いが容易となる。 搬送コンベアの 受け皿搬送路の下側空間が比較的大きい場合、 透過光量が少ない対象物を対象と する装置に用いられる。 請求項 4の発明は、 請求項 1ないし 3のいずれかにおいて前記組合せ取付部の 前記集光レンズと分光器との間の受光光路に各種減光フィルターを切替揷入する 手段を設けて分光器に入光する光量を減光操作できるように構成したことを特徴 とする。
この発明によれば、 対象物の品目ごとに透過光量の大小差異があっても、 減光 フィルターの切替により分光器への入光量を調節できるから分光分析装置のオペ アンプの増幅度を、 透過光量の少ない品目を基準に調節しておけばよい。 例えば トマトなど透過光量の大きいものに切り替えたときに、 この減光フィルタ一によ り減光して分光器へ入光させればォペアンプがオーバーフローして分析不能に陥 ることを防止する作用をなす。
請求項 5の発明は、 請求項 1ないし 4のいずれかにおいて前記組合せ取付部の 前記集光レンズと分光器との間の受光光路に透過光の通過を遮断する受光シャツ ターを設け、 検査対象物を載せた受け皿が一個通過ごとに開閉動作させる如く構 成し、 受け皿の透過光通路が集光レンズの視野上あるときタイミングを合わせて 開き、 視野からはずれたとき閉じる如く作動させて非検査時には分光器内に光線 を入光させないように構成したことを特徴とする。
この発明によれば、 集光レンズと分光器との間の受光光路に光の通過を遮断す る受光シャッタ一は搬送中の対象物を載せた受け皿中心部の上下に貫通した透過 光通路が集光レンズの正面真上に来たとき即ち検査位置に来たときに開いて透過 光を分光器に入光させる。
受け皿上に対象物が載っていない空の受け皿の場合は受光シャッタ一は開かな い。 また、 受け皿の透過光通路が集光レンズの正面からはずれた位置で受光シャ ッタ一は閉じるので分光器内に他の光が入らず、 分光器内や増幅回路等の温度上 昇などの悪影響を生じないようにして安定させる作用する。 請求項 6の発明は、 請求項 1ないし 5のいずれかにおいて前記受光手段の集光 レンズは受け皿の上下に貫通する透過光通路出口に近接させて設けられ、 対物側 に視野を確保するレンズフードとその前面に透明ガラスを用いた受光窓を設けて 防塵構造レンズフードを形成し、 透明ガラスの外側面に外周方向から中央方向に 向けてエアーを吹き出す防塵手段を構成したことを特徴とする。
この発明によれば、 受け皿の通路下に上向きで受光手段の集光レンズを設けて も集光レンズの視野内の埃は吹き飛ばされるので受け皿の下面に上向きで透過光 を受光できるように構成される。
請求項 7の発明は、 請求項 1ないし 6のいずれかにおいて前記投光手段と受光 手段が設けられた検査位置で、 受け皿上に対象物が載せられていないとき受け皿 の搬送軌道外から受け皿の受け座上にホワイ トレベル校正板を覆い被さるように して出没させるホワイ トレベル校正板出没機構を構成し、 連続して所定の数以上 の空の受け皿が通過するときホワイ トレベル校正板を受け皿の受け座上に覆い被 せて自動で校正できるように構成したことを特徴とする。
この発明によれば、 環境温度や運転時間の経過に伴うランプ、 光学系の劣化な ど分光分析する上で必要な装置の総合的な出力値の変動を校正するため、 作動開 始前ゃ途中休憩時、 一時中断した後などに校正動作を行い、 さらに運転中でも連 続して複数個の受け皿に農産物が載せられていない空の受け皿が通るときに、 ホ ワイ トレベル校正板を出没させて自動で校正動作させる作用をなす。
請求項 8の発明は、 請求項 1ないし 7のいずれかにおいて前記投光手段の多数 の投光ランプは対象物の大きさや光透過度合いの異なる品目や種類によってラン プの点灯数を増減する手段を設けて投射光量を増減切り換えできるごとく構成し たことを特徴とする。
この発明によれば、 対象物の光線の透過度合いの大小 (難易) によって点灯数 を変えることにより、 例えば農産物の厚皮で光の透過しにくい西瓜、 メロンから 中程度の皮の厚さの柑橘類、薄皮で光の透過しゃすいトマト、梨、その他りんご、 桃まで多品目の内部品質を検査できる。
請求項 9の発明は、 請求項 1ないし 8のいずれかにおいて前記投光手段の多数 の投光ランプの前面に対象物への投射光線を遮断する遮光装置を設けたことを特 徴とする。
この発明によれば、 装置の点検や小休憩などにより受け皿を静止させたときな ど点灯しているランプを消灯しなくてもハロゲンランプの集中投射の熱から受け 皿を保護することができる。 即ち搬送コンベアで搬送される受け皿の左右両側と その両外側に設けられた投光手段との間に遮光シャッターを出没させる遮光装置 を設けて受け皿への投射光線を遮ることにより静止している受け皿に投射光が当 たらないようにして、 受け皿が投射光の熱により変形したり変質したり過熱する のを防止する作用をなす。
またランプを消灯、 再点灯するとその都度ランプの温度、 発熱、 発光状況が変 わって立ち上がり光線の強度、 光量が変動し検査精度に影響する。 これを未然に 防ぐため短時間のコンベア停止などではこの遮光装置を作動させてランプを消灯 せず点灯したままとし、 投射光線の安定を維持しいつでも休止や停止前と同じレ ベルの検査精度で再稼働できる作用をなす。 図面の簡単な説明
第 1図
本発明の実施例 1で搬送路の受け皿の左右両側に投光手段、 下側に受光手段を 配置した検査位置の縦断面概要説明図。
第 2図 実施例 1の要部平面説明図。
第 3図
第 2図の A— Aで示す一部断面の側面説明図。
第 4図
第 3図の B— Bで示す断面の平面説明図。 .
第 5図
第 1図と同一場所のホワイ 卜レベル校正機構説明図。
第 6図
搬送コンベアにベルトコンベアを用いた例の靳面説明図。
第 7図
実施例 2で複数条の搬送路を有する受け皿付チエンコンベアに、 条ごとに受け 皿を挟んで左右に投光手段、下側に受光手段を配置して設けた要部縦断面説明図。 第 8図
第 7図の要部平面説明図。
第 9図
第 7図の C— Cで示す受光シャッター開きと減光フィルタ一説明図。
第 1 0図
第 9図と同一場所の受光シャッターを閉じたときの説明図。 発明を実施するための最良の形態
本発明の両側方多灯型オンライン内部品質検査装置では、 対象物を载せて搬送 する受け皿には、 中央に上下方向へ貫通する透過光通路を設けた遮光用の受け座 を有する受け皿を用いる。
投光手段は、 搬送コンベアの搬送路を挟んで巾方向の左右両側からそれぞれ多 W 01
10 数の投光ランプを用いて、 検査位置にある対象物の左右両側側面の斜め前から斜 め後ろまでの範囲をそれぞれ異なる位置と角度から対象物に向けて光線を投射す るように配置する。
受光手段は、 対象物を載せた受け皿が検查位置にあるとき、 受け 下面の透過 光通路出口に対応する位置に上向きの集光レンズを設け、 該集光レンズは透過光 通路を通して対象物からの透過光を集光し分光器へ導く受光光路を形成し、 組合 せ取付部を介して分光器と組み合わせる。
分光器は搬送コンベアの構造に関連して、 集光レンズとの組合せ取付部から光 ファイバ一を用いて離れた位置に設置する構成と、 集光レンズと一体に組み合わ せる構成とがある。
離れた位置に設置する構成は前記組合せ取付部の集光レンズ焦点の位置に分光 器へ導く光フアイバーの入光面を設け、 集光した透過光を光ファィバーを通して 分光器へ導くように構成する。 この場合分光器は、 分光性能を高めるため構造寸 法を大型に形成した分光器を用いることができる。
集光レンズと一体に組み合わせる構成は前記組合せ取付部の集光レンズ焦点の 位置に分光器の入射スリッ トの位置を合わせて組合せ構成する。
組合せ取付部には、 集光レンズと分光器へ導く光ファイバ一の入光面、 または 集光レンズと分光器の入射スリットとの間の受光光路に各種の減光フィルターを 切替挿入する手段を設けて、 光ファイバ一または分光器入射スリットに入光す光 量を減光操作できるように構成する。
上記減光フィルタ一は、 集光レンズの受光窓から集光した透過光を分光器へ導 く光ファイバ一の入光面までの間に周囲を密閉された組み合わせ取付部に減光フ ィルタ一取付板を設けて、 減光率の異なる複数個のフィルターを装着し、 このフ ィルタ一取付板を外部から切替操作出来るように構成する。 この減光フィルター は、 透過光が集光レンズで焦点に向けて小さく絞り込まれる位置、 光ファイバ一 の入光面の直前の位置 (前面) に設けるのが好ましい。
対象物が検査位置に達する前または後の位置、 即ち検査位置にないときは前記 集光レンズの受光窓は受け皿の透過光通路出口の外側に形成した下側遮光面 (下 裏面) に対応して遮光されており、 透過光通路出口が検査位置に来たときのみ透 過光を受光窓から集光し、 検査位置からはずれた前後の位置では分光器で検出し ないようにすれば分光分析対象外の光の影響をなくすることができる。
受け皿の下部の面積が小さいときなど透過光通路出口の外側に下側遮光面が形 成できなレ、場合には、 前記組合せ取付部の減光フィルターと近接した位置に受光 シャッターを設けて、 透過光通路出口が検査位置に来たときのみ受光シャッター を開いて透過光を通し、 検査位置から外れたときは受光シャツタ一を閉じて分光 器へ透過光が入光しないように構成する。
集光レンズの受光窓が受け皿の下側遮光面で遮光されているとき、 または受光 シャッターが閉じて分光器へ透過光が入光しないときにタイミングを合わせて分 光器の受光回路の零レベル (暗電流) を検出する。
対象物 Fを高速でオンライン検査をする場合、 一個検査ごとに分光器の受光回 路に前回の残留電流があって、 次の受光出力に蓄積される影響を受けるが、 これ を除去するのにこの零レベル検出値を用いて分光分析し、 検査する。
集光レンズは受け皿の下面透過光通路出口に近接させて設け、 対物側に視野を 確保するレンズフードとその前面に透明ガラスを用いた受光窓を設けて密閉した 防塵構造レンズフ一ドを形成し、 透明ガラスの外側面に外周方向から中央方向に 向けてエアーを吹き出す防塵手段を構成する。 この構成によって受光窓の上面は エアーが吹き出しているのでゴミゃほこりで汚れることがない。
また、 集光レンズは受け皿に載せられた対象物の下面から出てくる透過光を受 光窓を通して受け皿の透過光通路内から、 分光器へ導く光ファイバ一の入光面を 焦点として集光する。 これによつて対象物の両側各方位から集中投射された投射 光が対象物の内部を通って下面へ透過してくる透過光を効率よく集光することが 出来る。
また、 受け皿の搬送軌道外から受け皿の受け座上にホワイ トレベル校正板を覆 い被さるようにして出没させる機構を設け、 装置の作動開始時ゃ途中休憩により 一時中断した後などの環境温度変動があった場合と、 連続して所定数以上の空の 受け皿が通過する場合に、 受け座上面に覆い被さるように作動させて校正すれば 長時間安定的に使用することができる。
このホワイ トレベル校正板は、 搬送コンベアの検査位置の前行程に設けたセン サ一により受け皿上に対象物が載せられてきたことをキャッチしたときは搬送軌 道外に退避し、 待機している。
多数の投光ランプは、 放物面反射鏡付で検査位置にある対象物の中心位置を焦 点とするビーム角を形成し前面をシールドしたシールドランプを用いればランプ 光線は対象物に向けて集光され、 光線の投射効率がよく小型のランプを用いるこ とができ、 前面シールドは反射鏡の防塵と曇りを防止し反射性能の低下を防止す ることができる。
各ランプは、 搬送コンベアの検査位置にある対象物に対し進行方向左右両側の 側面斜め前から斜め後ろまでの範囲を同等の光量で投射するために検査位置から 等距離の位置に設けるのがよい。 そして各ランプには封止部に向けて送風ノズル を設け、 送風機から送風することによってランプ本体の発熱を放散させ過熱を防 止しランプ寿命を維持するようになす。
前記多数のランプは、 その点灯を制御する回路を例えば全点灯、 8 0 %点灯、 6 0 %点灯、 等のように切り替えられるように構成する。 このようにすれば対象 物の大きさなど品目や種類によって光透過度合いの異なるものに使用する場合 に、 透過光が強すぎるときは点灯数を減少させ、 弱いときは全数点灯させること により各種の対象物の内部品質検査に用いられる。
内部品質検査装置において、 ランプの投射光線の強度、 光量の安定は極めて重 要でありその変化は検査精度に影響する。 このためランプは点灯後、 その投射光 の強度、. 光量が安定レベルに達するまでの立ち上がりに充分な予熱時間を必要と するので短時間の休憩や点検などによりコンベアを停止させるときに、 ランプは 消灯しないほうがよい。
この場合、 搬送コンベアを停止させると、 受け皿は投光ランプの集中投射を浴 びて過熱し、 変形、 変質してしまうのを防止するため投射光線を遮断する遮光装 置を設ける。
この遮光装置は、 多数の投光ランプからの集中投射光線を遮断するため受け皿 搬送路の左右両外側と両側の多数の投光ランプ群との間に、 遮光シャッタ一を出 したり引っ込めたりさせる。
この遮光シャッターは上下方向に上がり下がり動作させる構成と、 受け皿の側 方に進行方向に平行して往復スライ ドさせる構成などを用いる。 実施例 1
以下、 本発明を図 1ないし図 6に示す実施例 1に基づいて説明する。
図 1、 図 2、 図 3は農産物を対象物とする両側方多灯型オンライン内部品質検 査装置の要部の概略を示す説明図である。 1は搬送手段の搬送コンベアであり品 質検査対象物である農産物 Fを受け皿 2に一個あて載せて搬送する。 3は受け皿 2上の農産物 Fを搬送コンベア 1の左右の両側方から光線を照射する投光手段、 4は農産物 Fの内部を透過してくる透過光の受光手段である。 搬送手段の搬送コンベア 1は内部品質を検査する農産物 Fを受け皿 2に一個ず つ載せて一列に搬送するもので、 受け皿 2の中央部に上下方向に貫通する透過光 通路 2 1の穴を設けたものであれば、 図 1の受け皿付きチエンコンベア 1 0の他 に対象物の大きさや色、 傷などの外観検査に使われているベルトコンベア (例え ば図 6 ) や他のチエンコンベアなど公知のコンベアを用いることができる。 即ち農産物 Fの内部品質検査も実際には大きさ階級、 外観形拔品質の等級など 他の測定と併せて検査することが多くある。 このためこれらの各種の測定に共通 の搬送コンベアに組み込まれる。
搬送コンベア 1で搬送される農産物 Fは、 図 1 図 2に示す通り受け皿 2に载 せられて投光手段 3と受光手段 4が設けられた搬送路 1 0 0の検査位置 1 0 1を 通るとき、 左右両側の側方に光線を遮るものがなく投光手段 3によりその両側側 面の外周面に各方向から光線を照射され、 受け皿 2の中央部に上下方向に貫通す る透過光通路 2 1 と受光手段 4 との間も透過光を遮るものがなく解放されて搬送 される。
また搬送コンベア 1がベルトコンベアであっても図 6に示すごとくコンベアに 連結しない受け皿 2 Aの透過光通路 2 1 Aと受光手段 4の集光レンズ 4 1 との間 は遮るものがないように搬送コンべアベル卜 1 1 0の走行する中央部に空間を開 けてを構成する。
図 1及び図 5において、 受け皿 2は支点部 2 2をコンベアチェン 1 1に設けた ブラケット 1 2に支点ピン 1 3で側方に傾動自在に取り付けられ、 係合片 1 4に より受け座 2 3の上面を水平状態にして保持されている。
2 4は透過光通路 2 1を挟んで支点部 2 2と反対側に設けた摺動部であり、 受 け皿姿勢ガイドレ一ル 1 5により受けられて、 受け皿 2の下面にある透過光通路 出口 2 1 1を一定のレベルに揃えるようになしている。 2 1 2は透過光通路出口パッキンであり、 検査位置 1 0 1に設けられた受光手 段 4との間を外乱光が入らないように可能な限り近接させて走行させられるよう に形成して設けている。 この透過光通路出口パッキン 2 1 2は下面を進行方向前 後に延長して拡げ、 下側遮光面 2 1 3を形成している。
この下側遮光面 2 1 3が受け皿の中央透過光通路 2 1の前後で受光手段 4の集 光レンズ 4 1の受光窓 4 1 3を塞ぐ役目をして外乱光が入らないようにしてい る。
この下側遮光面 2 1 3で受光手段 4の集光レンズ 4 1の受光窓 4 1 3が塞がれ 遮光されているときに、 タイミングを合わせて分光器 (図示せず) の受光回路の 零レベル (暗電流) を検出する。
投光手段 3は、 搬送コンベア 1の搬送路の巾方向左右両側の外側方からそれぞ れ多数のハロゲンランプ 3 1を、 搬送路 1 0 0の検查位置 1 0 1にある受け皿 2 上の農産物 Fに対し、 左右両側側面の斜め前から斜め後ろまでの範囲をそれぞれ 異なる位置、 角度で中心に向けて光線を集中投射するように配置したランプボッ タス 3 2に取り付けている。
このハロゲンランプ 3 1は、 比較的小型で検査位置 1 0 1に焦点とするビーム 角 3 1 1を形成する放物面反射鏡 3 1 2付で前面を耐熱ガラスでシールド 3 1 3 したシールドランプを用いるのが好ましい。
小型のランプは低電圧点灯でフィラメントを小さくできるので集光効率がよ く、 しかもニクロム線経が比較的太いので寿命も長く使用できる。
この多数のハロゲンランプ 3 1は、 図 1、 図 2に示すように検査位置 1 0 1か ら左右の両側側方に扇状にそれぞれ等距離の位置に設けるのが好ましく上下に複 数段に設けることもできる。 これらの各ハロゲンランプ 3 1はその光軸上の焦点 を検査位置 1 0 1にある農産物 Fの中心となる位置に設けている。 3 3は放熱用の送風管でり各ハロゲンランプ 3 1の封止部 3 1 4及びソケット 3 1 5の位置に沿って設けられ、 各ランプの封止部 3 1 4に向けてエア一の吹き 出しノズル 3 3 1を設けて送風機からの送風を吹き出し、 封止部 3 1 4をはじめ ソケッ ト 3 1 5及びランプ本体の発熱を放散させ過熱を防止する。
送風は図示しない送風機からの適宜な送風手段により接続口 3 3 2に接続して 送風される。
またハロゲンランプ 3 1は、 いろいろな検査対象物の中でも特に光線が透過し にくい農産物からも透過光を得るのに必要な光線量を投射するための多数個を並 ベて設けられているが、 対象物が例えばトマトなどのように光線を透過しやすい ものを検査するときなど対象物によってランプの点灯数を減らすことができるよ うに点灯数を増減切替させる手段が電気回路に組み込まれている。
受光手段 4は、 図 3によく示すように集光レンズ 4 1 と集光した透過光を分光 器 (図示せず省略) へ導く光ファイバ一 4 2と該光ファイバ一の入光面 4 2 1の 前に設けた減光フィルター取付板 4 3の主要部分からなり、 4 0はこれらの主要 部分の組み合わせ取付部であって喑室を形成している。
集光レンズ 4 1は検査位置 1 0 1にある受け皿 2上の対象物 Fの下面となる受 け座 2 3の上面中央透過光通路入り口を対物側の焦点 4 1 1とし、 受け皿 2の下 部透過光通路出口 2 1 1に近接する位置まで延びた円筒形のレンズフード 4 1 2 とその前面に透明ガラスを用いた受光窓 4 1 3を設けている。
4 1 4は防塵フードでありレンズフード 4 1 2の外周から受光窓 4 1 3の外側面 の中央方向に向けてエア一を吹き出すように形成し、 上端面を受け皿 2の透過光 通路出口 2 1 1に限りなく近接させて取り付けている。 エア一の送風は図示しな い送風機から適宜な手段により接続口 4 1 5に接続して送風される。
このようにして搬送される受け皿 2の下に上向きで設けたレンズフード 4 1 2 の、 受光窓 4 1 3上面にエアーを吹き出して埃や異物が視界を遮らないように構 成し、 レンズフード 4 1 2は集光レンズ 4 1の周りからの外乱光を遮光し受光窓 4 1 3により規制された視野の中で正面からくる透過光のみを効率よく入光させ る。
光ファイバ一 4 2は、 その入光面 4 2 1を集光レンズ 4 1の焦点の位置に合わ せて取り付け、 集光レンズ 4 1の受光窓 4 1 3から入光した透過光を入光面 4 2 1に集光させてこの光ファイバ一 4 2により分光器に導き、 分光器により透過光 を分光分析する。
4 3はフィルタ一取付板であり、 図 3及び図 4に示されるごとく円板形で光フ アイバー 4 2取付部の側方に設けた軸 4 3 1に取り付けて、 集光レンズ 4 1から 光ファイバ一 4 2の入光面 4 2 1に集光される透過光の受光光路 4 0 0を遮る大 きさの円板である。
軸 4 3 1を中心として透過光が集光する光軸の位置までを半径として複数等分 した位置にそれぞれフィルタ一の取付穴 4 3 2を設け、一つをそのまま空穴とし、 残りの穴にそれぞれ減光率の異なる減光フィルター 4 3 3を取り付けている。 即ち、 この減光フィルター取付板 4 3はフィルタ一取付穴 4 3 2を集光レンズ 4 1 と光ファイバ一の入光面 4 2 1の間で受光光線が通る受光光路 4 0 0の中心 位置に合わせて軸 4 3 1に取り付けられている。
フィルター取付板 4 3のフィルタ一 4 3 3の選択は、 外部に設けたつまみハン ドル 4 3 4によりマイターギヤ一 4 3 5を介して取り付けた軸 4 3 1を回して選 択操作する。
この減光フィルタ一取付板 4 3は、 外乱光の影響を受けないように集光レンズ 4 1から光ファイバ一の入光面 4 2 1を含む周囲を囲って暗室を形成した組み合わ せ取付部 4 0の内部に設けている。 P T/JP
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5はホワイ トレベル校正手段であり、 図 5に校正動作中の状態を示す。
5 1はホワイ トレベル校正板であり、 押さえ金 5 2により取付アーム 5 3の取 付部 5 0に取り付けられている。
取付アーム 5 3は受光手段 4の組み合わせ取付部 4 0に隣接して設けたステツ ビングモータ 5 4の出力軸 5 4 1に取り付け、 校正操作をするときステツビング モータ 5 4を正、 逆回動させホワイ トレベル校正板 5 1を受け JDL 2の受け座 2 3 上方で集光レンズ 4 1の正面に出したり、 搬送コンベア 1の搬送軌道から退避さ せたりする。
取り付けアーム 5 3のホワイ ト レベル校正板 5 1の取付部 5 0は受け座 2 3の 上面より広い範囲に覆い被さるようにして周囲は下方の受け座 2 3上面との間に 両側方からのランプの投射光が遮られて直接入光しないように形成されている。 押さえ金 5 2は、 ホワイ トレベル校正板 5 1を搬送路の巾方向左右両側からそ れぞれ複数の投光ハロゲンランプ 3 1〖こより投射されるように周囲を解放して取 り付けられおり、 ホワイ トレベル校正板 5 1を透過した透過光は受け座 2 3の中 を通って集光レンズ 4 1により集光され分光器に至る。
取り付けアーム 5 3は受け皿 2の搬送軌道と前記受光手段 4とに千渉しないよ うに曲折させて形成し、 校正動作をしないときはホワイ トレベル校正板 5 1を搬 送軌道の側方から下の方に退避させるように回動するごとく構成しており、 この 内部品質検査装置を作動開始する時や、 途中休憩により一時中断した後の環境温 度変動があつたときなど校正が必要な場合に、 連続して所定数以上の空の受け皿 2が通過するとき受け座 2 3上面に覆い被さるように作動させて校正すれば長時 間安定的に使用することができる。
このホワイ トレベル校正板 5 1は、 搬送コンベア 1の検査位置 1 0 1の前工程 に設けたセンサーにより受け皿上に農産物が載せられていることをキヤツチした ときは搬送軌道外に退避している。
6は投射光線を遮断する遮光装置であり、 点検等で受け皿 2を検査位置 1 0 1 に静止させたときなどハロゲンランプ 3 1の集中投射熱から受け皿 2を保護する ために投射光を遮断する遮光シャッター 6 1と、 この遮光シャッターを上下動さ せるモータ 6 2で構成している。 このモータ 6 2はラック * ピ-オン機構を組み 込んだリ二ァモ一ション駆動タイプのモータを用いるのが好ましい。
遮光シャッター 6 1は図 2に示すごとくランプボックス 3 2の投射する前面の 形状に沿って各ランプからの投射光を遮るように形成しており、 搬送コンベア 1 運転中など通常オンライン検査するときは下方に下がってランプボックス 3 2の 前面を解放し光線は投射される。
内部品質検査装置において、 ランプの投射光線強度、 光量の安定はきわめて重 要であり検查精度に影響する。 このため例えば数十分程度の小休憩や点検などに よりコンベアを停止させるときランプを消したり再点灯させたりすると、 その都 度ランプの温度、 発熱、 発光状況が変わって投射光線の強度、 光量が変動し安定 性に欠けることになる。
このためこのように比較的短い時間でコンベアを停止するとき等は、 ランプは 点灯させたままとしてランプの投射光の安定を図りながら、 集中投射を受ける検 査位置の受け皿などを投射熱から保護するためこの遮光装置を作動させる。
これによつて、 検量線のずれを防ぐことができる。 実施例 2
以下、 第 7図ないし第 1 0図に示す実施例 2について説明する。
この実施例 2は、 受光手段 4 Bの組合せ取付部 4 0 Bを集光レンズ 4 1 Bと分 光器 7 Bとを直結させるように構成したものであり、 集光レンズ 4 1 Bの焦点の 位置に分光器 7 Bの入射スリ ッ ト 7 1 Bの位置を合わせて組合せ、 この入射スリ ッ ト 7 1 Bと、 集光レンズ 4 1 Bとの間に透過光の通路を遮断する受光シャッタ — 4 4 Bを設けたものである。
また、 投光手段 3 Bの投射光線を遮断する遮光装置 6 B の構造を実施例 1 と は異なる機構にしたものである。 _
第 7図は、 対象物 Fを大量に処理する場合に用いられる搬送コンベア ] Bに本 発明の内部品質検査装置を設けたものである。
搬送コンベア 1 Bは、 コンベアフレーム 1 6 Bの両側内側に配置されているチ ェンレール上にェンドレスに張設したチェン 1 1 B間に受け皿取付部材 1 8 Bを 平行に並べて左右両端を、 それぞれ両側のチェン 1 1 Bに取り付けている。
受け皿取付部材 1 8 Bには複数個の受け皿 2 Bを取付け、 各受け皿と受け皿の 間 (条間) に投光手段 3 Bが設置される間隔 (スペース) をあけて複数条の搬送 路 1 ϋ 0 Bを形成している。
受け皿 2 Βは実施例 1 と同様に、 受け座 2 3 Βとその中央に上下方向に貫通す る透過光通路 2 1 Βを有し、 受け座 2 3 Β上に対象物 Fを載せて搬送する。
投光手段 3 Βと、 受光手段 4 Βを設ける検査位置 1 0 1 Βは、 各条ごとにコン ベアの進行方向に対し前後にジグザグ千鳥状に位置をずらして取り付けられ、 各 条間が過大にならないように構成する。
1 7 Βは上部フレームであり、 検査位置 1 0 1 Βの上方に架設しており、 投光 手段 3 Βのランプボックス 3 2 Βを検査位置 1 0 1 Βにある受け皿 2 Β上の対象 物 Fに投射光線を集中投射するように配置して取り付けている。
投光するハロゲンランプ 3 1 Β及び送風管 3 3 Βは実施例 1 と同様の構成で用 いられるので詳細説明は省略する。
このランプボックス 3 2 Βの前面は、 第 7図、 第 8図に示すように検査位置 1 0 1 Bに向けた光線の投射窓 3 4 Bを形成している。
6 Bは、 このランプボックス 3 2 Bの一部に設けた遮光装置であり、 6 1 Bは この投射窓 3 4 Bを閉じたり、 解放したりする遮光シャッターであり、 上方をリ ニァスライ ドレール 6 1 1 Bに取り付けて搬送コンベア 1 Bと受け皿 2 Bの進行 方向に平行して前後方向にスライ ド移動する。 .
この遮光シャツタ一 6 1 Bのスライ ド移動は、 正逆転するブレーキ付きモータ —6 2 Bの軸 6 2 1 Bに取り付けたドライブプーリー 6 3 Bと、 リニァスライ ド レール 6 1 1 Bのスライ ド方向の両端外側に設けたへッドプーリー 6 4 Bとテン ションプーリー 6 5 Bとに巻き付けて張設したワイヤーロープ 6 6 Bを遮光シャ ッター 6 1 Bの一部に結合させ、 ブレーキ付きモーター 6 2 Bの正逆回転により 遮光シャッタ一 6 1 Bはワイヤー口一プ 6 6 Bに引っ張られリニアスライ ドレー ル 6 1 1 Bに導かれて往復動し、 投射窓 3 4 Bを閉じたり、 解放したりする。 即ち、 遮光シャッター 6 1 Bはへッドプーリ一 6 4 B側にあるとき投射窓 3 4 Bを開いており、 モーター 6 2 Bが回動すると遮光シャッタ一 6 1 Bはワイヤ一 口一プ 6 6 Bに引っ張られてテンションプ一リー 6 5 B側に移動し、 投射窓 3 4 Bを閉じて全閉した位置に停止する。 このモーターは、 瞬時に逆転させることの できる特性の良いブレーキ付きモータ一を用いるのが好ましい。
受光手段 4 Bの集光レンズ 4 1 Bは実施例 1と同様の構成でよいので詳細説明 は省略する。
組合せ取付部 4 0 Bは、 集光レンズ 4 1 Bの焦点の位置を分光器 7 Bのスリッ ト 7 1 Bの位置に合わせるように分光器 7 Bとを組み合わせており、 スリ ッ ト 7 1 Bに向けて透過光が絞り込まれる位置に、 減光フィルター取付板 4 3 Bと受光 シャッター 4 4 Bを設け周囲を囲って暗室を形成している。
減光フィルター取付板 4 3 Bは実施例 1と同様にできるので説明を省略する。 受光シャッター 4 4 Bは、 減光フィルター取付板 4 3 Bに近接させて設けるの が好ましく、 第 9図、 第 1 0図に示すごとく円板の外周に複数等分した切り欠き 4 4 1 Bを設けて、 スリ ッ ト 7 1 Bの前で受光光路 4 0 0 Bを開閉する。
受光シャッター 4 4 Bは、 対象物 Fが載った受け皿 2 B—個ごとに寸動駆動し て定位置停止する機能のステッピング駆動装置 4 4 2 Bにより、 対象物 Fを載せ た受け皿 2 Bの中心部が検査位置 1 0 1 Bを通るとき受光シャツタ一 4 4 Bは開 き (第 9図)、 対象物 Fからの透過光を分光器 7 Bの入射スリッ ト 7 1 Bに通す。 搬送中の受け皿 2 Bの中心部が検査位置 1 0 1 Bにないときは、 このシャッタ 一 4 4 Bは閉じる (第 1 0図) ように作動する。
このように受光シャッター 4 4 Bを設ければ、 受光シャッターが閉じていると きに、 タイミングを合わせて分光器の受光回路の零レベル (暗電流) を検出して 受光した透過光の出力値から前回の蓄積電流の影響を除去することができる。 このため、 誤差のない検査ができる。
分光器 7は、 入射スリッ ト 7 1 Bから入射した光を公知のグレーデイングミラ ― 7 2 Bで反射させ、 リニァァレイセンサー 7 3 Bで受光し光電変換するように 設けたものが用いられる。
5 Bはホワイ トレベル校正手段であり、 検査位置 1 0 1 Bの上方に架設した上部 フレーム 1 7 Bに取り付けている。
5 0 Bは校正板敢付部であり、 上部フレーム 1 7 Bに、 ラック ' ピ-オンを組 み込んだリニァモーション駆動タイプのモータ 5 4 Bを設けて、 その上下動する 軸 5 3 Bの下端に取り付けている。
5 1 Bはホワイ トレベル校正板であり、 押さえ金 5 2 Bによって校正板取付部 5 0 Bに取り付けており、 校正操作をするときラック · ピニオン機構を組み込ん だリニヤモーション駆動タイプのモータ 5 4 Bを正逆回動させ、 軸 5 3 Bが上下 動してホワイ トレベル校正板 5 1 Bを受け皿 2 Bの上面近くまで下げたり、 上方 に退避させたりする。
押さえ金 5 2 Bは、 受け皿 2 Bの上面より広い範囲で受け皿 2 B上に覆い被さ るようにして、 投光手段が設置された左右両側は下向きに折り曲げて、 受け皿 2 Bの上面との間にランプの投射光線が直接入光しないように遮るごとく形成して いる。
このホワイ トレベル校正板 5 1 Bは搬送コンベア 1 Bの検査位置 1 0 1 Bの前 工程に設けたセンサーにより受け皿上に対象物 F (農産物) が載せられているこ とをキヤツチしたときは、 上方に上がって退避している。 産業上の利用可能性
以上述べたように、 本発明によればコンベアで搬送される受け皿に設けた受け 座中央の上下方向に貫通する透過光通路をその上に載せた検查対象物が密着して 透過光通路の上部を塞いで搬送する。 即ち、 検査位置で透過光通路は、 外部光線 や投射光線が入らないように遮られているので、 わずかな透過光でも受け皿搬送 路の下方に上向きで設けた集光レンズで検出される。
一方対象物 Fは左右両側側面の斜め前から斜め後ろまでの広い範囲を、 多数の ランプにより多方向から多量の光線を受けるため、 水分が少なくて透過しにくい ものや、 皮の厚い農産物でもその光線は内部の各部位を透過し、 外部光線とは遮 られた透過光通路に出てくる。
また農産物には、 陽光面と陰光面とで糖度、 酸度など内部品質の偏りや、 ムラ があったり、 変質、 傷害などがあるが投射光線は広い範囲の各部位を通って内部 情報をもって透過光通路に出てくる。
そして外部光線とは遮られた透過光通路から、 透過光を集光して分光分析するこ とにより、 一個ごとの平均化された内部品質データが得られ、 そのデータに基づ いて品質別に仕分けることが出来る。
また、 投光ランプは多数を用いて集中させるので個々の出力は比較的小さい小 型のランプが使用され、 発熱量が低く周囲に過大な熱作用を与えずランプ寿命も 永くなる効果があり、 長時間連続運転される農産物の集出荷場や選別包装施設に 用いられる。
請求項 2の発明によれば、 集光レンズで集光した透過光を光ファィバーを用レヽ て分光器へ導くようにしたものは、 分光器を受け皿通路の直下から離れた位置に 設けることができるので、 搬送コンベアの受け皿搬送路の下側空間が比較的小さ い小型の搬送コンベアに対しても、 分光性能を高めるため構造寸法を大型にした 分光器を組み合わせることができる。
請求項 3の発明によれば、 集光レンズと分光器とを一体に組合せ構成したもの は上記光ファイバ一を用いた場合と比べて、 透過光が分光器に至るまでの光ファ ィバーなどによる途中減衰損失が生じないので効率が良く、 搬送コンペァ受け皿 搬送路の下側空間が比較的大きい場合や、 透過光量が少ない厚皮農産物などを対 象物とする装置に用いられる。
請求項 4の発明によれば、 対象物からの透過光を集光する集光レンズと、 分光 器との間の受光光路に各種の減光フィルターを切替挿入する手段を設けたので対 象物の品目ごとに透過光量の大小差異が有っても、 減光フィルターの切替により 分光器への入光量を調節できるから分光分析装置のオペアンプの増幅度は光量の 少ない品目を基準に調節しておけばよい。
例えばトマトなど透過光量が大きいものに切り替えたとき、 この減光フィルタ —により減光して分光器へ入光させればォペアンプがオーバーフロ一して分析不 能に陥ることが無いので、 多品目の検査をする装置に使用される。 請求項 5の発明によれば、 集光レンズと分光器との間の受光光路に光の通路を 遮断する受光シャッターを設けて対象物を載せた受け皿が一個通過ごとに開閉動 作をさせ、 空の受け皿や、 検查をしないときは分光器へ光が入らないようにした ので、 分光器内や増幅回路に温度上昇などの悪影響を生じることがない。
受け皿の下面の面積が小さくて、 透過光出口の外側に下側遮光面が形成できな い場合などにこの発明が用いられる。
請求項 6の発明によれば、 受光手段の集光部は集光レンズを対物側に視野を確 保するレンズフードとそのレンズフードの前面ガラスの外側面にエアーを吹き出 して防塵するようにしたので、 連続して搬送される受け皿の下から上向きで設け ても集光レンズの視野内のゴミや埃は吹き飛ばされ、 視野を邪魔されず透過光を 集光することができる。
請求項 7の発明によれば、 搬送コンベアにより連続的に搬送される受け皿の受 け座上にホワイ トレベル校正板を覆い被さるように出没させて、 運転中であって も連続して所定数以上の空の受け皿が通過するとき自動で校正できるので、 環境 温度や運転時間の経過に伴う光学系の劣化など分光分析する上で必要な装置の総 合的な出力値の校正動作を、 作動開始時や途中休憩時、 一時中断したあとなど、 自動校正動作をさせることができるので長時間安定した確かな分光分析ができ る。
また、 請求項 8の発明によれば品目ごとに光透過度合いがわずかに異なっても 前記減光フィルターの減光率の切り換えと組み合わせて投光ランプの点灯数を増 減切り換えして、 ォペアンプの調節された最適の透過光量の範囲にして分光分析 することにより信頼性の高い内部品質の検査ができる。
また、 請求項 9の発明によれば、 装置の点検や小休憩などによりコンベアを停 止させたときに、 投光ランプの光線をランプボックスの前面で遮断する装置を設 けたので、 点灯しているランプを消灯しなくても受け皿には投射されず、 投射熱 による変形や、 変質など過熱の影響を受けることなく保護される。
投光ランプは消灯、 再点灯するとその都度ランプの発光環境状況が変わって光 線が安定しないので分光分析による検査精度が悪く安定しなレ、問題があったが、 この遮光装置を作動させればランプを消灯せず、 点灯させたままとして投射光線 の安定を維持し、 いつでも休止や一時停止前と同じレベルの検査精度で再稼働で きる。
以上のようなことから農産物などの品質選別装置として選別仕分けコンベアに 組み込むのに最適の内部品質検查装置が提供される。

Claims

求の範囲
1 . 検査対象物を一個ずつ受け皿に載せて搬送する搬送手段、
受け皿は中央部に上下方向に貫通する透過光通路を有しその上部に検査対象物と 環状に弾着係合し密着する遮光用の受け座を有する受け皿、
搬送手段の所定の位置で複数の投光ランプを用いて検査対象物に光線を投射する 投光手段、
投射した光線が検査対象物の内部を透過してくる透過光を受け皿の下方から集光 し受光する受光手段、
受光した透過光を分光分析することによって検査対象物の内部品質を検査する装 置において、
前記投光手段は、 搬送路の巾方向左右両側にそれぞれ多数の投光ランプを設けて 検査位置にある受け皿上の対象物に対し左右両側側面の斜め前から斜め後ろまで の範囲をそれぞれ異なる位置と角度で対象物に向けて光線を集中投射するように 構成し、 前記受光手段は、 前記受け皿の上下に貫通する透過光通路を通して下方 から透過光を集光する集光レンズを設け、 該集光レンズと集光した透過光を分光 器へ導くために設けた組合せ取付部を介して分光器と組み合わせて構成したこと を特徴とする両側多灯型オンラィン内部品質検査装置。
2 . 請求項 1において、 前記受光手段の組合せ取付部は集光レンズの焦点の位 置に分光器へ導く光フアイバーの入光面を設け、 集光した透過光を光ファィバー を通して分光器へ導くように構成したことを特徴とする両側多灯型オンライン内 部品質検査装置。
3 . 請求項 1において、 前記受光手段の組合せ取付部は集光レンズの焦点の位 置を分光器の入射スリットの位置に合わせる如く構成したことを特徴とする両側 多灯型オンライン内部品質検査装置。
4 . 請求項 1ないし 3のいずれかにおいて、 前記組合せ取付部の前記集光レン ズと分光器との間の受光光路に各種減光フィルターを切替挿入する手段を設けて 分光器に入光する光量を減光操作できるように構成したことを特徴とする両側多 灯型オンライン内部品質検査装置。 .
5 . 請求項 1ないし 4のいずれかにおいて、 前記組合せ取付部の前記集光レン ズと分光器との間の受光光路に透過光の通過を遮断する透過光シャッタ一を設 け、 検査対象物を載せた受け皿が一個通過ごとに開閉動作させる如く構成し、 受 け皿の透過光通路が集光レンズの視野上あるとき開き、 視野からはずれたとき閉 じる如く作動させて非検査時には分光器内に光線を入光させないように構成した ことを特徴とする両側多灯型オンライン内部品質検査装置。
6 . 請求項 1ないし 5のいずれかにおいて、 前記集光レンズは対物側に視野を 確保するレンズフ一ドとその前面に透明ガラスを用いた受光窓を設けて防塵構造 レンズフードを形成し、 受け皿の上下に貫通する透過光通路出口に近接させて設 けられ、 透明ガラスの外側面に外周方向から中央方向に向けてエアーを吹き出す 防塵手段を構成したことを特徴とする両側方多灯型オンライン内部品質検査装 置。
7 . 請求項 1ないし 6のいずれかにおいて、 前記投光手段と受光手段が設け られた検査位置で、 受け皿上に対象物が載せられていないとき受け皿の搬送軌道 外から受け皿の受け座上にホワイ トレベル校正板を覆い被さるようにして出没さ せるホワイ トレベル校正板出没機構を構成し、 連続して所定の数以上の空の受け 皿が通過するときホワイ トレベル校正板を受け皿の受け座上に覆い被せて自動で 校正できるように構成したことを特徴とする両側方多灯型オンライン内部品質検
8 . 請求項 1ないし 7のいずれかにおいて、 前記投光手段の多数の投光ラン プは対象物の大きさや光透過度合いの異なる品目や種類によってランプの点灯数 を増減する手段を設けて投射光量を増減切り換えできるごとく構成したことを特 徴とする両側方多灯型オンラィン内部品質検査装置。
9 . 請求項 1ないし 8のいずれかにおいて、 前 15投光手段の多数の投光ランプ の前面に対象物への投射光線を遮断する遮光装置を設けたことを特徴とする両側 多灯型オンライン内部品質検査装置。
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