WO2023080385A1 - 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치 - Google Patents

테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치 Download PDF

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WO2023080385A1
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hyperspectral
foreign
technology
inspection
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PCT/KR2022/009960
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신문식
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㈜레이텍
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    • G01N2021/8854—Grading and classifying of flaws

Definitions

  • the present invention relates to a multifunctional complex foreign material inspection device to which terahertz technology and hyperspectral technology are applied.
  • the present invention relates to a multi-functional complex foreign material inspection device to which terahertz technology and hyperspectral technology are applied to select foreign materials included in raw materials.
  • the present invention relates to a multifunctional complex foreign material inspection device to which terahertz technology and hyperspectral technology are applied.
  • the present invention relates to a multi-functional complex foreign material inspection device to which terahertz technology and hyperspectral technology capable of sorting foreign materials using hyperspectral light are applied.
  • raw materials for manufacturing products such as agricultural products, pharmaceuticals, or foods may contain foreign substances introduced into the raw materials through raw material production steps or manufacturing processes. Therefore, in order to sell products manufactured using the raw materials, it is very important to remove foreign substances from the raw materials in order to promote quality improvement.
  • devices based on visible light, infrared rays, or lasers have been developed at the level of using human eyes or metal detectors to identify foreign substances mixed in raw materials.
  • Raw materials can be classified as rice, nuts, seaweed, anchovies, and cereals.
  • Foreign objects can be classified as twigs, insects, rubber, stones, and non-ferrous metals.
  • Korean Patent Registration No. 10-1840284 Patent Document 1
  • Korean Patent Registration No. 10-1991009 Patent Document 2
  • An inspection device capable of inspecting soft foreign substances such as bugs, plastics, hair, rubber pieces, etc., air bubbles, and cracks mixed in the specimen during the manufacturing process using terahertz waves is disclosed.
  • Patent Document 1 Korean Patent Registration No. 10-1840284 (2018.03.14)
  • Patent Document 2 Korean Patent Registration No. 10-1991009 (2019.06.13)
  • the present invention aims to solve the foregoing and other problems.
  • An object of the present invention is to maximize the foreign matter inspection efficiency.
  • Another object of the present invention is to be able to sort out foreign substances using different techniques such as a mesh vibrator, a magnetized roller, an air spray, a terahertz imaging test, and a hyperspectral test in one device.
  • a transfer assembly for transferring an inspection target including a raw material from one side to the other side; an inspection assembly for inspecting the inspection target transported by the transfer assembly; And a reading program for determining whether or not there is a foreign substance in the inspection target; a control unit that exchanges data with the transfer assembly, the inspection assembly, and the reading program and processes the data; and a discharge assembly controlled by the control unit to discharge the foreign matter
  • the inspection assembly includes: a terahertz unit transmitting data obtained by radiating a terahertz beam to the inspection target to the control unit; and a hyperspectral unit for transmitting data obtained by photographing the inspection target with a hyperspectral camera to the control unit, wherein the reading program classifies raw materials and foreign substances in the inspection target with the data obtained from the terahertz unit.
  • a device may be provided.
  • a multifunctional complex to which terahertz technology and hyperspectral technology are applied which can sort foreign substances with different technologies in a mesh vibrator unit, a magnetized roller unit, an air injection unit, a terahertz unit, and a hyperspectral unit.
  • a foreign matter inspection device may be provided.
  • a multifunctional complex foreign material inspection device to which terahertz technology and hyperspectral technology are applied, capable of sorting not only hard materials but also soft foreign materials, can be provided.
  • the amount of data processed is smaller than in the prior art, which is less than the terahertz technology, which is less likely to overload the reading program and control unit.
  • a multifunctional complex foreign material inspection device using spectroscopy technology may be provided.
  • FIG. 1 is a side view of a multifunctional complex foreign material inspection device to which terahertz technology and hyperspectral technology are applied according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a mesh vibrator unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a magnetized roller unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing an air blowing unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a terahertz unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a hyperspectral unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of foreign matter sorting.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an embodiment of foreign material sorting using hyperspectral technology.
  • 10 is a graph showing spectral data using hyperspectral technology.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an embodiment of a foreign material screening method to which hyperspectral technology is applied.
  • FIG. 12 is a graph showing spectral data of the foreign matter selected in FIG. 11(c).
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an exhaust assembly according to an embodiment of the present invention.
  • one side (A) may mean the left side in the drawing, and the other side (B) may mean the right side in the drawing.
  • FIG. 1 is a side view according to one embodiment of the present invention.
  • an example of a transport direction of the inspection target and an example of a foreign material discharge direction are indicated by arrows.
  • a multi-functional composite foreign material (F) inspection device 10 may include a transfer assembly 100 .
  • a hopper H (Hopper) may be disposed on the upper side of the transfer assembly 100 .
  • the transfer assembly 100 may transfer the inspection target FO from one side to the other side.
  • the inspection target FO includes a raw material.
  • the inspection target FO may include a foreign substance F.
  • the multifunctional complex foreign material (F) inspection apparatus 10 may include a mesh vibrator unit 310 disposed on the lower side of the hopper (H).
  • the multifunctional complex foreign material (F) inspection apparatus 10 may include a magnetized roller unit 320 disposed on the other side of the mesh vibrator unit 310 .
  • the multifunctional complex foreign material (F) inspection apparatus 10 may include an air blowing unit 330 disposed on the other side of the magnetized roller unit 320 .
  • the multifunctional complex foreign material (F) inspection device 10 may include the inspection assembly 200 disposed on the other side of the air blowing unit 330 .
  • the inspection assembly 200 may inspect the inspection target FO transferred from the transfer assembly 100 in real time.
  • the multifunctional complex foreign material (F) inspection device 10 may include a discharge assembly 500 disposed on the other side of the inspection assembly 200 .
  • the discharge assembly 500 may discharge foreign substances F present in the inspection target FO that has passed through the inspection assembly 200 .
  • the inspection target FO sequentially passes through the mesh vibrator unit 310, the magnetized roller unit 320, the air blowing unit 330, the terahertz unit 210, the hyperspectral unit, and the discharge assembly 500.
  • Foreign matter (F) may be discharged while passing through.
  • FIG. 2 is a block diagram of the main components of a multi-functional complex foreign material (F) inspection device 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the multifunctional complex foreign material (F) inspection device 10 may include a computer.
  • the multifunctional complex foreign material (F) inspection device 10 is a mesh vibrator unit 310, a magnetized roller unit 320, an air blowing unit 330, a terahertz unit 210, and a hyperspectral unit with different technologies, respectively. Foreign matter (F) can be selected. Therefore, the multifunctional complex foreign material (F) inspection device 10 is capable of sorting not only hard materials such as metal, stone, and glass, but also soft foreign materials F such as insects, plastics, rubber, wood, and paper.
  • the computer may include a control unit (C), an image conversion device (IT), and a reading program (ID).
  • the image conversion device (IT) may be a graphics processing unit (GPU).
  • the image conversion device IT may convert data obtained from the terahertz unit 210 and the hyperspectral unit into an image.
  • the reading program ID may include an algorithm.
  • the algorithm may include a classification algorithm (CA) and a spectrum algorithm.
  • the classification algorithm CA may classify the raw material and the foreign material F with data obtained from the terahertz unit 210 or the hyperspectral unit.
  • the classification algorithm CA may determine the shape between the raw material and the foreign material F, By comparing at least one of color and size, it is possible to determine the presence or absence of foreign matter (F).
  • the classification algorithm (CA) may include a color algorithm. The color algorithm can be classified using the difference in color between the raw material and the foreign substance (F).
  • the spectrum algorithm may classify the raw material and the foreign material F in the inspection object FO using the spectral data
  • the control unit C includes each component, that is, the mesh vibrator unit 310, the magnetized roller unit 320, the terahertz unit 210, the hyperspectral unit, the transport assembly 100, the discharge assembly 500, the image conversion device ( IT), data can be delivered to the reading program (ID), or data can be received and processed from each component.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a mesh vibrator unit 310 (Mesh Vibrator Unit) according to an embodiment of the present invention.
  • the mesh vibrator unit 310 may include a mesh part 311 .
  • the mesh part 311 may be formed in a plate shape.
  • the mesh unit 311 may discharge foreign matter F having a size smaller than that of the raw material by using a lattice structure.
  • the mesh portion 311 may have various sizes in consideration of the size of the raw material and the foreign material F.
  • the mesh part 311 may be inclined so that raw materials can flow smoothly to the other side. Specifically, the mesh portion 311 may be disposed inclined downward from one side to the other side.
  • the mesh part 311 may be installed in a bracket (not shown) to be detachable.
  • the mesh vibrator unit 310 may include a vibrator 313 connected to the mesh part 311 to generate vibration.
  • the operation of the vibrator 313 may be controlled by the control unit C.
  • the vibrator 313 may be disposed below the mesh portion 311 .
  • foreign substances F may be discharged to the lower side of the mesh part 311 while the inspection target FO is shaken. That is, the raw material and foreign matter F larger than the raw material remain on the mesh plate, and the foreign material F smaller than the raw material may be collected in the first collection container 410 disposed below the mesh portion 311. .
  • the vibrator 313 may be disposed on the side of the mesh part 311 .
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a magnetized roller unit 320 according to an embodiment of the present invention.
  • the magnetized roller unit 320 may select foreign substances F using the principle of magnetic flux.
  • the magnetized roller unit 320 may remove foreign substances F having a magnetic property among the foreign substances F not removed from the mesh plate.
  • the operation of the magnetized roller unit 320 may be controlled by the controller C.
  • the magnetized roller unit 320 may include a magnetized roller 321 that is a metal roller on which magnetic flux is formed.
  • the magnetized roller unit 320 may include a non-magnetized roller 323 having no magnetic flux.
  • the magnetized roller unit 320 may include a stopper 325 positioned below the first conveyor belt 111 .
  • the stopper 325 may be located on one side of the magnetization roller 321 .
  • the first transfer unit 110 may include a first conveyor belt 111 on which the inspection target FO is placed.
  • the magnetized roller 321 may be installed on the other side of the first conveyor belt 111 and rotated.
  • the non-magnifying roller 323 may be located on one side of the first conveyor belt 111 .
  • the magnetized roller 321 and the non-magnetized roller 323 may be spaced apart from each other.
  • the first conveyor belt 111 may be installed in a strip shape to surround a portion of the magnetized roller 321 and a portion of the non-magnetized roller 323 .
  • the first transfer unit 110 may include a first motor 112 .
  • the first transfer unit 110 may include a first rotation device 113 in which a first motor 112 and a non-magnifying roller 323 are respectively positioned on both sides. A chain may be applied to the rotating device.
  • the first rotation device 113 may be installed in a strip shape to surround a part of the first motor 112 and a part of the non-magnifying roller 323 .
  • the first motor 112 rotates
  • the first rotating device 113 moves and the non-magnifying roller 323 may rotate.
  • the non-magnetizing roller 323 rotates
  • the first conveyor belt 111 moves and the magnetizing roller 321 may rotate.
  • the inspection object FO may move from one side of the first rotating device 113 to the other side of the first conveyor.
  • the foreign material F magnetic foreign material
  • the foreign material F magnetic foreign material having magnetism among the objects to be inspected FO may move to the other side together with the raw material and be pulled toward the magnetized roller 321 by magnetic flux.
  • the magnetic foreign material F may move to the lower side of the magnetized roller 321 and the first conveyor belt 111 by the rotating magnetized roller 321 . Thereafter, when the influence of the magnetic flux does not affect the magnetic foreign material F, the magnetic foreign material F may be separated from the first conveyor belt 111 and fall to the lower side of the magnetized roller 321. The magnetic foreign matter F may fall to the lower side of the stopper 325 and be collected into the second collection tube 420 (refer to FIG. 1 ) through a collecting passage (reference numeral not shown) provided on the lower side of the stopper 325 . At this time, when the magnetic foreign material F hits the stopper 325, it can be more easily collected into the second collection tube 420.
  • FIG 5 is a view for explaining an air blowing unit 330 according to an embodiment of the present invention.
  • the air blowing unit 330 may discharge the foreign matter F by using the difference in specific gravity and weight of the raw material.
  • the air blowing unit 330 may discharge foreign substances F lighter than the raw material by injecting air of a certain amount and a certain pressure.
  • Foreign substances (F) that can be discharged to the air blowing unit 330 include fine powder, vinyl, hair, paper, cloth, plastic, rubber pieces, and the like.
  • the operation of the air blowing unit 330 may be controlled by the control unit C.
  • the transfer unit may include a discharge passage 140 formed between the first transfer unit 110 and the second transfer unit 120 .
  • the second conveyor belt 121 and the first conveyor belt 111 are spaced apart from each other, and the spaced space may become the discharge passage 140 .
  • the discharge passage 140 may be a passage with open upper and lower sides.
  • the air blowing unit 330 may include a first nozzle 331 and a nozzle stand 333 on which the first nozzle 331 is installed.
  • the first nozzles 331 may be disposed on the nozzle table 333 at regular intervals. Compressed air may be supplied to the nozzle table 333 .
  • the first nozzle 331 may be disposed from an upper side of the discharge passage 140 toward a lower side of the discharge passage 140 .
  • the air injection unit 330 may be disposed to face the discharge passage 140 .
  • the first nozzle 331 may include a first discharge port (reference numeral not shown).
  • the first nozzle 331 may spray air with a constant amount and pressure by adjusting the diameter of the first discharge port. Therefore, foreign matter (F) that is relatively lighter than the raw material may be discharged by air.
  • the air blowing unit 330 may be positioned above the second conveyor belt 121 .
  • the inspection target FO placed on the first conveyor belt 111 may fall onto the second conveyor belt 121 .
  • the foreign matter (F) included in the inspection target (FO) is separated from the raw material in the discharge passage 140, and then provided on the lower side of the discharge passage 140 It may be collected in the second collection container 420 (see FIG. 1) through a collection passage (reference numeral not shown). Accordingly, the inspection target FO may be transferred to the terahertz unit 210 side through the second conveyor belt 121 after only the foreign matter F lighter than the raw material is removed.
  • the magnetized roller unit 320 may be disposed between the mesh vibrator unit 310 and the air blowing unit 330 .
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the terahertz unit 210 and the second transfer unit 120 according to an embodiment of the present invention.
  • the transport assembly 100 may include a second transport unit 120 .
  • the second transfer unit 120 may include a second motor 122 .
  • the second transfer unit 120 may include a 2-1 roller (not shown) and a 2-2 roller (not shown) spaced apart from each other.
  • the second transfer unit 120 may include a second rotation device 123 to which the second motor 122 and the 2-1 roller may be connected to both sides, respectively.
  • the second rotation device 123 may have the same configuration as the first rotation device 113 .
  • the second transfer unit 120 may include a second conveyor belt 121 in which a 2-1 roller and a 2-2 roller are disposed on one side and the other side, respectively.
  • the second conveyor belt 121 may be positioned lower than the first conveyor belt 111 .
  • the second conveyor belt 121 may be located on the other side of the first conveyor belt 111 .
  • the inspection assembly 200 may include a terahertz unit 210 .
  • the terahertz unit 210 uses the fact that there is a difference in radio wave absorption rate between the raw material and the foreign material F when the inspection object FO is irradiated with terahertz waves (T-ray). Therefore, the multi-function composite foreign material (F) inspection device 10 can sort out the foreign material (F) mixed in the raw material based on the difference in radio wave absorption rate.
  • the terahertz band may mainly use 100 GHz to 600 GHz.
  • the operation of the terahertz unit 210 may be controlled by the controller C.
  • the terahertz unit 210 may transmit data obtained by irradiating a terahertz beam to the inspection target FO to the control unit C.
  • the terahertz unit 210 may include a transmitter 211 .
  • the transmitter 211 may be located above the second transfer unit 120 .
  • the terahertz unit 210 may include an optical system 213 .
  • a lens or a mirror may be applied as the optical system 213 .
  • the optical system 213 may be located above the second transfer unit 120 .
  • the optical system 213 may be located on the other side of the transmitter 211 .
  • the terahertz unit 210 may include a receiver 215 .
  • the receiver 215 may be located below the optical system 213 .
  • the receiver 215 may be positioned below the inspection target FO being transported by the second conveyor belt 121 .
  • the receiver 215 may be located inside the second conveyor belt 121 .
  • the inspection object FO may pass between the optical system 213 and the receiver 215 while being placed on the moving second conveyor belt 121 .
  • the terahertz beam generated by the transmitter 211 may be formed in a line shape or a point shape by the optical system 213 .
  • the beam may pass through the inspection target FO placed on the upper surface of the second conveyor belt 121 .
  • a beam passing through the inspection object FO may be received by the receiver 215 .
  • the multifunctional complex foreign material (F) inspection device 10 may include an image conversion device (IT).
  • the image conversion device IT may be controlled by the controller C.
  • the image conversion device IT may convert beam data into an image.
  • the multifunctional complex foreign material (F) inspection device 10 may include a reading program (ID).
  • the reading program ID may be controlled by the control unit C.
  • the reading program ID may process data obtained from the inspection assembly 200 to determine whether foreign matter F exists.
  • a method of sorting foreign matter F in the terahertz unit 210 is as follows. First, after the beam generated by the transmitter 211 is formed in a line or point shape by the optical system 213, it may be sent to the inspection target FO. Thereafter, data formed by passing the beam through the inspection object FO may be received by the receiver 215 . After the data is transferred from the receiver 215 to the control unit C, the control unit C transfers the data to the image conversion device IT, and the image conversion device IT converts the data into an image. The image conversion device IT may transmit the converted image to the controller C.
  • the reading program (ID) may select a foreign material (F) from the converted image. Unlike the raw material, the foreign material F may reflect or absorb terahertz waves. Therefore, the reading program (ID) can determine the difference in shape, color, size, etc. between the raw material and the foreign material (F).
  • the reading program ID may transfer the reading result using terahertz to the control unit C.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a hyperspectral unit according to an embodiment of the present invention.
  • the transport assembly 100 may include a third transport unit 130 .
  • the third transfer unit 130 may include a third conveyor belt 131 .
  • the third transfer unit 130 may be located on the other side of the second transfer unit 120 .
  • the third transfer unit 130 may be positioned lower than the second transfer unit 120 .
  • the third transfer unit 130 and the second transfer unit 120 may be spaced apart from each other.
  • the transfer assembly 100 may include a drop path 150 .
  • the drop path 150 may be a space between the third transfer unit 130 and the second transfer unit 120 .
  • the drop path 150 may be a path through which the inspection target FO transferred from the second transfer unit 120 falls to the third transfer unit 130 .
  • the inspection target FO passes through the drop path 150, the foreign matter F is discharged from the drop path 150 to the third collector 430 (see FIG. 1), and the raw material is transferred to the third conveyor belt 131. ) can fall.
  • the inspection assembly 200 may include a hyperspectral unit. Operation of the hyperspectral unit may be controlled by the controller C.
  • the hyperspectral unit may include a camera that photographs the inspection target FO.
  • the hyperspectral unit may photograph the inspection target FO passing through the terahertz unit 210 with a camera.
  • the camera may be connected to and controlled by the controller C.
  • the hyperspectral unit may transmit data obtained by photographing to the control unit C.
  • the camera may be a hyperspectral camera.
  • the hyperspectral camera may mainly use the near infrared 400 nm to 2500 nm (nanometer) band.
  • a vision camera or a near-infrared camera may be used.
  • the hyperspectral camera may include a first hyperspectral camera 221 .
  • the hyperspectral camera may include a second hyperspectral camera 222 positioned below the first hyperspectral camera 221 .
  • the second hyperspectral camera 222 and the first hyperspectral camera 221 may simultaneously photograph the same location.
  • the first hyperspectral camera 221 is disposed to face downward, and can capture a point 151 of the drop path 150 .
  • the second hyperspectral camera 222 is disposed to face the other side, and may capture a point 151 of the drop path 150 .
  • the multifunctional complex foreign material F inspection apparatus 10 since two cameras simultaneously photograph the inspection target FO at different positions, the position of the inspection target FO can be more accurately known. Therefore, it is possible to more clearly determine whether or not the foreign material F exists in the inspection target FO.
  • the hyperspectral unit may include the lighting part 600 .
  • the lighting part 600 may include a first lighting 601 .
  • the first light 601 may be positioned below the first hyperspectral camera 221 .
  • the first light 601 may be located on the other side of the drop path 150 .
  • the lighting part 600 may include a second lighting 603 .
  • the second light 603 may be positioned on the other side of the second hyperspectral camera 222 .
  • the lighting device may be arranged to face the drop path 150 .
  • the second light 603 may be located on one side of the drop path 150 .
  • the lighting part 600 may be positioned so that the lighting is directed toward a point 151 of the drop path 150 .
  • the lighting part 600 may use an LED chip or a halogen lamp.
  • the lighting part 600 may selectively use white light, red light, green light, and blue light in consideration of the color of the raw material or the color of the foreign matter F.
  • the reading program (ID) may process data captured by the hyperspectral camera.
  • the reading program (ID) can be connected to and controlled by the controller (C).
  • the reading program (ID) can deliver the result of processing the data to the controller (C).
  • the spectral algorithm stores the unique spectral data of raw materials.
  • the spectral algorithm stores unique spectral data of the foreign substance (F).
  • the spectrum algorithm compares the spectral data of the inspection target (FO) obtained by photographing with a hyperspectral camera with the stored unique spectrum data, but compares only the spectral data of a specific band (SB) among the entire spectrum bands to determine the inspection target (FO). It is possible to determine whether or not foreign matter (F) is present.
  • the spectral data of the inspection object can be compared only with the stored original spectral data of the raw material.
  • the spectral data of the inspection target FO may be compared with the stored unique spectral data of the foreign material F.
  • the type of foreign substance F can be known.
  • the multifunctional compound foreign matter (F) inspection device 10 acquires a video (image) by photographing the inspection target FO falling from the second conveyor belt 121 with a hyperspectral camera, and the image conversion device (IT) converts the image, and it is possible to determine the presence or absence of a foreign material (F) in the converted image with the reading program (ID).
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a method of sorting raw materials and foreign substances F using a hyperspectral unit.
  • raw materials and foreign substances F may be sorted in three ways. Referring to (a) of FIG. 8 as a first method, it is possible to select using a difference in color between a raw material and a foreign material F in an image obtained through a camera. If the color of the raw material and the foreign material F is the same as shown in FIG. In this case, as a second method, as shown in (c) of FIG.
  • the inspection object (FO) is photographed with a near-infrared camera, and the captured image is converted to an image conversion device (IT), and then the color algorithm of the reading program (ID)
  • the raw material and the foreign material (F) can be sorted out using the difference in color between the raw material and the foreign material (F).
  • the raw material and the foreign material F may be selected using the spectral data. That is, since the spectrum is different for each substance, the inspection object (FO) is photographed with a hyperspectral camera, the photographed image is converted to an image conversion device (IT), and the raw material and foreign material (F ) can be selected.
  • 9 is a view for explaining a first method of selecting a foreign material F from an inspection target FO using a spectral spectrum. 9 is taken with a SWIR (Short Wave InfraRed) hyperspectral camera of 800 nm to 1700 nm.
  • SWIR Short Wave InfraRed
  • a color algorithm may be applied to an image taken by a hyperspectral camera to classify the foreign material F with the raw material.
  • the raw material may appear yellow, and the foreign matter F may appear in a different color for each type.
  • the reading program ID may display the raw material and the foreign material F in different colors, and sort out the foreign material F from the inspection object FO transferred through the transfer assembly 100 in real time.
  • the 10 is a graph showing spectrum data for each raw material (R) and foreign material (F). Values on the vertical axis of the graph are Values, and are referred to as reference values in this specification.
  • the horizontal axis of the graph is a wavelength, and is referred to as a wavelength value in the present specification.
  • the spectrum data may include a wavelength and a reference value corresponding to the wavelength.
  • the entire spectrum band may be a near-infrared band, which is a band of 900 to 1800 nm.
  • the specific band (SB) may be set to approximately 1100 nm, 1200 nm, and 1500 nm.
  • a graph of spectrum data for each raw material R and foreign material F may be input to the spectrum algorithm as shown in FIG. 10 .
  • a specific band (SB) may be set among all spectrum bands for each raw material (R) and foreign material (F).
  • the specific band SB may be a wavelength in which the reference value of the spectral data of the raw material and the reference value of the spectral data of the foreign material F are not the same.
  • a part in which the wavelength value of the raw material and the wavelength value of the foreign material F are significantly different than other bands may be set as the specific band SB.
  • the reference value for peas is about 900
  • the reference value for stones is about 2200
  • the reference value for ants is about 3500
  • the reference value for trees is about 4800.
  • a band in which the reference values of each material (raw material, foreign material F) is clearly different in the specific band SB may be set as the specific band SB.
  • At least two or more specific bands (SB) may be set. 10 shows three specific bands (SB).
  • Full spectrum data including a specific band (SB) may be input to the reading program (ID) as a comparison value. The comparison value is used for comparison with the inspection target FO, and may be used to select the foreign material F of the inspection target FO.
  • the reading program ID does not compare the reference values of all bands of the inspection target FO with the comparison values of all bands, but compares the reference values of the specific band SB to the specific band SB. can be compared with the comparison value of Therefore, it is possible to determine the presence or absence of the foreign material F in the inspection target FO by comparing only a small amount of data. That is, if the reading program ID determines that the reference value of the specific band SB of the inspection target FO is different from the comparison value of the specific band SB of the raw material, it can be determined as foreign matter F.
  • the reading program ID can also determine the type of the foreign material F when the reference value of the inspection target FO is the same as the comparison value of the foreign material F input before the inspection. Therefore, since the reading program ID compares only the reference value of the specific band SB in the test object FO with the comparison value of the specific band SB, the amount of data to be processed is small. Therefore, it is less likely that the computer will be overloaded.
  • the reading program ID may determine the inspection target FO as a material (raw material, foreign material F) in a similar range. may be At this time, the similar range can be appropriately set in the reading program (ID).
  • FIG. 11 is a view for explaining a third method of selecting a foreign material F from an inspection target FO.
  • FIG. 11 (a) is a photograph of a sample in which foreign matter (F) is not mixed and a sample in which foreign matter (F) is mixed
  • FIG. 11 (b) is a hyperspectral image of FIG. 11 (a) taken with a hyperspectral camera.
  • FIG. 11 (c) is an image in which only the foreign matter (F) is classified in FIG. 11 (b).
  • the image captured by the hyperspectral camera is converted to an image conversion device (IT), and the converted image is converted to a color algorithm to determine raw materials (vegetable powder) and foreign substances (F) (ants, rubber, plastic).
  • vinyl, metal, plastic, stone can be defined differently. Thereafter, the image defined differently in color may be processed with a color algorithm so that only the image of the foreign material F remains as shown in FIG. 11 (c). Therefore, it is possible to more easily determine whether the foreign material F exists in the reading program ID.
  • 12 is a diagram for explaining a fourth foreign material (F) screening method.
  • 12 is a graph of spectral data of foreign substances F selected through the third foreign substance F screening method described above.
  • This method is a method of selecting a foreign substance (F) from an image taken by a hyperspectral camera using a spectral spectrum algorithm. Referring to FIG. 12, first, several specific bands (SB2) in which the reference value of the sample and the reference value of the foreign matter (F) differ the most are selected. Thereafter, the entire spectrum data of the sample and the foreign material F is input into the reading program ID as a comparison value.
  • SB2 specific bands
  • the reading program (ID) determines that the reference value of the specific band of the inspection target (FO) is different from the comparison value of the specific band of the raw material, it can be determined as foreign matter (F).
  • the reading program ID can also determine the type of the foreign material F when the reference value of the inspection target FO is the same as the comparison value of the foreign material F input before the inspection.
  • the same method as the second foreign material (F) screening method may be applied.
  • FIG. 13 is a simplified view of an exhaust assembly 500 according to an embodiment of the present invention.
  • the discharge assembly 500 may discharge air to discharge foreign substances F from the test target FO falling through the drop path 150 .
  • the discharge assembly 500 may be controlled by the controller C to discharge foreign substances F.
  • the discharge assembly 500 may include a plurality of solenoid valves 510 opened and closed by a signal transmitted from the control unit C.
  • the discharge assembly 500 may include a plurality of second nozzles 520 connected to the plurality of solenoid valves 510 to discharge air.
  • the second nozzle 520 may include a second outlet (reference numeral not shown).
  • the plurality of second nozzles 520 may be disposed such that the second outlets face the drop path 150 .
  • the plurality of second nozzles 520 may be located on the other side of the drop path 150 .
  • the plurality of second nozzles 520 may discharge air in a diagonal direction. That is, the second nozzle 520 may discharge air to pass from the other side of the drop path 150 to one side.
  • the plurality of second nozzles 520 may be arranged at regular intervals.
  • the second nozzle 520 may be positioned as close as possible to the falling test object FO, the probability of foreign matter F being discharged may increase. That is, it may be desirable to position the second nozzle 520 close to the drop path 150 .
  • the pressure loss due to the back pressure of the solenoid valve 510 can be minimized when the second nozzle 520 makes the flow rate of the suction port (not shown) and the second discharge port as similar as possible.
  • the control unit C determines the fall path of the foreign material F through the position data of the foreign material F read by the reading program ID and the speed data of the foreign material F.
  • the position to be dropped can be calculated.
  • the control unit C may calculate a position where the foreign material F, which is selected through the terahertz unit 210, the hyperspectral unit, and the reading program ID, will fall.
  • the control unit C may form the discharge signal OS based on an operation result including data on the foreign material F.
  • the discharge signal OS may include information about a location where the foreign material F is to fall.
  • the discharge signal OS may include information about a specific solenoid valve 510 corresponding to the drop position of the foreign material F.
  • the specific solenoid valve 510 may be disposed to face the drop position of the foreign material (F).
  • the discharge signal OS may include information about the time at which a specific solenoid valve 510 should be opened.
  • the control unit C may transfer the discharge signal OS to the discharge assembly 500 .
  • the discharge assembly 500 may open a specific solenoid valve 510 at a position corresponding to the foreign material F based on the discharge signal OS.
  • first conveyor belt 111, the second conveyor belt 121, and the third conveyor belt 131 may be collectively referred to as conveyor belts 111, 121, and 131.
  • the first collection tube 410 , the second collection tube 420 , and the third collection tube 430 may be collectively referred to as collection tubes 410 , 420 , and 430 .
  • the mesh vibrator unit 310, the magnetized roller unit 320, and the air blowing unit 330 may be collectively referred to as the composite sorting assembly 300.
  • CA classification algorithm SB, SB2: specific band

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Abstract

테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치가 개시된다. 본 발명의 다기능 복합 이물질 검사 장치는, 원료에 포함된 이물질을 선별하는 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치이다.

Description

테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치
본 발명은 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 원료에 포함된 이물질을 선별하는 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치에 관한 것이다.
본 발명은 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 초분광으로 이물질을 선별할 수 있는 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 농수산품이나 의약품 또는 식품 등과 같은 제품을 제조하기 위한 원료에는 원물 생산단계나 제조공정 등을 통하여 원료 내로 유입된 이물질이 포함되는 경우가 있다. 따라서, 원료를 이용하여 제조된 제품을 판매하기 위해서는 질적 향상을 도모하고자 원료로부터 이물질을 제거하는 것이 매우 중요하다. 종래에는 원료에 섞인 이물질을 식별하기 위하여 인간의 육안이나 금속탐지기를 이용하는 수준에서 가시광선, 적외선 또는 레이저를 기반으로 하는 장치로 발전하여 왔다. 원료는 쌀, 견과류, 해초, 멸치, 시리얼 등으로 분류될 수 있다. 이물질은 나뭇가지, 벌레, 고무, 돌, 비철금속 등으로 분류될 수 있다.
2016년 식품의약품안전처의 연도별 식품이물 신고현황을 살펴보면 식품 내 유해물질 혼입신고가 매년 약 6천 건에 달한다고 발표되었다. 한편, 제조 산업이 고도화되면서 품질향상에 대한 수요가 증가하고, 초분광 카메라의 기술발전으로 초분광 비파괴 검사의 수요가 증가하고 있다. 한편, 기존 검사 장치로 사용되는 금속검출기, X-ray 검출기 등은 철, 금속 등 도체 및 유리, 돌 등과 같은 경질성 물질에 대해서만 반응하고 플라스틱, 고무, 털, 벌레 등 비금속, 연질성 물질은 반응하지 않는 문제가 있다. 상기 경질성 물질뿐만 아니라 상대적으로 혼입사고가 빈번한 벌레, 털, 고무 등과 같은 연질성 이물까지 탐지가 가능한 검사 장치가 요구되고 있다.
한편, 출원인이 기출원하여 등록된 한국 등록특허공보 제10-1840284호(특허문헌 1), 한국 등록특허공보 제10-1991009호(특허문헌 2)에는 성분, 재질, 크기 등이 다른 다양한 종류의 피검물에 대하여 테라헤르츠파를 이용해 제품 제조공정에서 피검물 내에 혼입되어있는 벌레, 플라스틱, 털, 고무조각 등의 연질성 이물질과 기포, 크랙 등을 검사할 수 있는 검사 장치가 게재되어 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국 등록특허공보 제10-1840284호(2018.03.14)
(특허문헌 2) 한국 등록특허공보 제10-1991009호(2019.06.13)
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이물질 검사 효율이 극대화된 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하나의 장치에서 메시 바이브레이터, 자화 롤러, 공기 분사, 테라헤르츠 영상검사, 초분광 검사의 각기 다른 기술로 이물질을 선별할 수 있는 것을 다른(another) 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 원료를 포함하는 검사 대상을 일측에서 타측으로 이송하는 이송 어셈블리; 상기 이송 어셈블리에서 이송되는 상기 검사 대상을 검사하는 검사 어셈블리; 그리고 상기 검사 대상의 이물질 존재 여부를 판단하는 판독 프로그램; 상기 이송 어셈블리, 상기 검사 어셈블리, 상기 판독 프로그램과 데이터를 주고 받으며, 상기 데이터를 처리는 제어부; 그리고 상기 제어부에 의해 상기 이물질을 배출시키도록 제어되는 배출 어셈블리;를 포함하고, 상기 검사 어셈블리는, 상기 검사 대상에 테라헤르츠 빔(Beam)을 조사하여 얻은 데이터를 상기 제어부로 전달하는 테라헤르츠 유닛; 그리고 초분광 카메라로 상기 검사 대상을 촬영하여 얻은 데이터를 상기 제어부로 전달하는 초분광 유닛을 포함하고, 상기 판독 프로그램은, 상기 테라헤르츠 유닛에서 얻은 데이터로 상기 검사 대상에서 원료와 이물질을 분류하는 분류 알고리즘; 그리고 상기 초분광 유닛에서 얻은 스펙트럼(Spectrum) 데이터로 상기 검사 대상에서 원료와 이물질을 분류하는 스펙트럼 알고리즘을 포함하되, 상기 분류 알고리즘은, 상기 원료와 상기 이물질간의 형상, 색상, 크기 중 적어도 하나를 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하고, 상기 스펙트럼 알고리즘은, 상기 검사 대상의 스펙트럼 데이터를 저장되어 있던 상기 원료의 고유 스펙트럼 데이터와 비교하되, 전체 스펙트럼 대역(Band) 중 특정 대역의 스펙트럼 데이터만 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하며, 상기 제어부는, 상기 이물질이 낙하될 위치를 연산하고, 연산한 결과를 토대로 형성된 배출 신호를 상기 배출 어셈블리에 전달하는, 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 메시 바이브레이터 유닛, 자화 롤러 유닛, 공기 분사 유닛, 테라헤르츠 유닛, 초분광 유닛에서 각기 다른 기술로 이물질을 선별할 수 있는 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 경질성 물질뿐만 아니라 연질성 이물질의 선별이 가능한 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 초분광 기술을 이용한 이물질 선별시, 특정 스펙트럼 데이터만 사용하므로, 처리되는 데이터의 양이 종래보다 적어 판독 프로그램과 제어부에 부하가 걸릴 가능성이 낮은 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따른 테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치의 측면도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예를 따른 블럭도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예를 따른 메시 바이브레이터 유닛을 도시한 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예를 따른 자화 롤러 유닛을 도시한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예를 따른 공기 분사 유닛을 도시한 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예를 따른 테라헤르츠 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예를 따른 초분광 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 이물질 선별의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는, 초분광 기술을 적용한 이물질 선별의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은, 초분광 기술을 적용한 스펙트럼 데이터를 그래프로 도시한 도면이다.
도 11은, 초분광 기술을 적용한 이물질 선별 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 12는, 도 11(c)에서 선별된 이물질의 스펙트럼 데이터를 그래프로 도시한 도면이다.
도 13은, 본 발명의 일 실시예를 따른 배출 어셈블리를 도시한 도면이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1 , 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들의 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수도 있다.
이하의 설명에서 일측(A)은 도면에서 좌측, 타측(B)은 도면에서 우측을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따른 측면도이다. 도 1에는 검사 대상의 이송 방향의 예시와 이물질 배출 방향의 예시가 화살표로 도시되었다.
도 1을 참조하면, 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는 이송 어셈블리(100)를 포함할 수 있다. 이송 어셈블리(100)의 상측에 호퍼(H)(Hopper)가 배치될 수 있다. 이송 어셈블리(100)는 검사 대상(FO)을 일측에서 타측으로 이송시킬 수 있다. 검사 대상(FO)은 원료를 포함한다. 검사 대상(FO)은 이물질(F)을 포함할 수 있다. 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는, 호퍼(H)의 하측에 배치된 메시 바이브레이터 유닛(310)을 포함할 수 있다. 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는, 메시 바이브레이터 유닛(310)의 타측에 배치된 자화 롤러 유닛(320)을 포함할 수 있다. 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는, 자화 롤러 유닛(320)의 타측에 배치된 공기 분사 유닛(330)을 포함할 수 있다. 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는 공기 분사 유닛(330)의 타측에 배치된 검사 어셈블리(200)를 포함할 수 있다. 검사 어셈블리(200)는, 이송 어셈블리(100)에서 이송된 검사 대상(FO)을 실시간으로 검사할 수 있다. 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는 검사 어셈블리(200)의 타측에 배치된 배출 어셈블리(500)를 포함할 수 있다. 배출 어셈블리(500)는 검사 어셈블리(200)를 통과한 검사 대상(FO)에 존재하는 이물질(F)을 배출시킬 수 있다. 전술된 바와 같이, 검사 대상(FO)은 메시 바이브레이터 유닛(310), 자화 롤러 유닛(320), 공기 분사 유닛(330), 테라헤르츠 유닛(210), 초분광 유닛, 배출 어셈블리(500)를 차례대로 통과하면서 이물질(F)이 배출될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 따른 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)의 주요 구성에 대한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는, 컴퓨터(Computer)를 포함할 수 있다. 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는, 메시 바이브레이터 유닛(310), 자화 롤러 유닛(320), 공기 분사 유닛(330), 테라헤르츠 유닛(210), 초분광 유닛 각각에서 서로 다른 기술로 이물질(F)을 선별할 수 있다. 따라서, 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는, 금속, 돌, 유리 등의 경질성 물질뿐만 아니라 벌레, 플라스틱, 고무, 나무, 종이 등의 연질성 이물질(F)도 선별이 가능하다.
컴퓨터는, 제어부(C), 영상 변환 장치(IT), 판독 프로그램(ID)을 포함할 수 있다. 영상 변환 장치(IT)는 GPU(Graphics Processing Unit)일 수 있다. 영상 변환 장치(IT)는 테라헤르츠 유닛(210), 초분광 유닛에서 얻은 데이터를 영상으로 변환할 수 있다. 판독 프로그램(ID)은 알고리즘(Algorithm)을 포함할 수 있다. 알고리즘은 분류 알고리즘(CA), 스펙트럼(Spectrum) 알고리즘을 포함할 수 있다. 분류 알고리즘(CA)은 테라헤르츠 유닛(210)이나 상기 초분광 유닛에서 얻은 데이터로 상기 원료와 상기 이물질(F)을 분류할 수도 있다.분류 알고리즘(CA)은 원료와 이물질(F)간의 형상, 색상, 크기 중 적어도 하나를 비교하여 이물질(F)의 존재 여부를 판단할 수 있다. 분류 알고리즘(CA)은 색상 알고리즘을 포함할 수 있다. 색상 알고리즘은 원료와 이물질(F)의 색상의 차이를 이용해 분류할 수 있다. 스펙트럼 알고리즘은, 상기 초분광 유닛에서 얻은 스펙트럼 데이터를 이용해 검사 대상(FO)에서 원료와 이물질(F)을 분류할 수 있다.
제어부(C)는 각 구성, 즉 메시 바이브레이터 유닛(310), 자화 롤러 유닛(320), 테라헤르츠 유닛(210), 초분광 유닛, 이송 어셈블리(100), 배출 어셈블리(500), 영상 변환 장치(IT), 판독 프로그램(ID)에 데이터를 전달하거나, 각 구성들로부터 데이터를 전달받고 처리할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 따른 메시 바이브레이터 유닛(310)(Mesh Vibrator Unit)을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 메시 바이브레이터 유닛(310)에 의해 금속, 돌, 유리, 가루 등의 이물질(F)이 배출될 수 있다. 메시 바이브레이터 유닛(310)은 메시부(311)를 포함할 수 있다. 메시부(311)는 판 형상으로 형성될 수 있다. 메시부(311)는 격자 구조를 이용하여 원료보다 작은 크기의 이물질(F)을 배출시킬 수 있다. 메시부(311)는 원료와 이물질(F)의 크기를 고려하여 다양한 사이즈를 적용할 수 있다. 메시부(311)는 원료가 타측으로 원활하게 흐를 수 있도록 경사지게 배치될 수 있다. 구체적으로, 메시부(311)는 일측에서 타측으로 갈수록 하측으로 경사지게 배치될 수 있다. 메시부(311)는 탈부착이 가능하도록 브라켓(미도시)에 설치될 수 있다. 메시 바이브레이터 유닛(310)은 메시부(311)에 연결되어 진동을 발생시키는 바이브레이터(313)를 포함할 수 있다. 바이브레이터(313)는 제어부(C)에 의해 작동이 제어될 수 있다. 바이브레이터(313)는 메시부(311)의 하측에 배치될 수 있다. 바이브레이터(313)가 메시부(311)를 상하 좌우로 흔들면, 검사 대상(FO)이 흔들리면서 이물질(F)이 메시부(311)의 하측으로 배출될 수 있다. 즉, 원료와 원료보다 큰 이물질(F)은 메시판 위에 잔류하고, 원료보다 작은 크기의 이물질(F)은 메시부(311)의 하부에 배치된 제 1 수집통(410)으로 수집될 수 있다.
도 3의 도시와 달리, 바이브레이터(313)는 메시부(311)의 측부에 배치될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예를 따른 자화 롤러 유닛(320)을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 자화 롤러 유닛(320)은, 자속의 원리를 이용하여 이물질(F)을 선별할 수 있다. 자화 롤러 유닛(320)은, 메시판에서 제거되지 않은 이물질(F) 중 자성을 가진 금속성 이물질(F)을 제거할 수 있다. 자화 롤러 유닛(320)은 제어부(C)에 의해 작동이 제어될 수 있다.
자화 롤러 유닛(320)은, 자속이 형성된 금속 롤러인 자화 롤러(321)를 포함할 수 있다. 자화 롤러 유닛(320)은, 자속이 없는 비자화(非磁化) 롤러(Roller)(323)를 포함할 수 있다. 자화 롤러 유닛(320)은, 제 1 컨베이어 벨트(111)의 하측에 위치되는 스토퍼(325)를 포함할 수 있다. 스토퍼(325)는 자화 롤러(321)보다 일측에 위치될 수 있다. 제 1 이송 유닛(110)은, 검사 대상(FO)이 놓이는 제 1 컨베이어 벨트(111)(Conveyor belt)를 포함할 수 있다. 자화 롤러(321)는 제 1 컨베이어 벨트(111)의 타측에 설치되어 회전할 수 있다. 비자화 롤러(323)는 제 1 컨베이어 벨트(111)의 일측에 위치될 수 있다. 자화 롤러(321)와 비자화 롤러(323)가 서로 이격될 수 있다. 제 1 컨베이어 벨트(111)는 자화 롤러(321)의 일부와 비자화 롤러(323)의 일부를 감싸도록 띠 형상으로 설치될 수 있다. 제 1 이송 유닛(110)은, 제 1 모터(112)를 포함할 수 있다. 제 1 이송 유닛(110)은, 양측에 제 1 모터(112)와 비자화 롤러(323)가 각각 위치되는 제 1 회전 장치(113)를 포함할 수 있다. 회전 장치는 체인(Chain)이 적용될 수 있다. 제 1 회전 장치(113)는 제 1 모터(112)의 일부와 비자화 롤러(323)의 일부를 감싸도록 띠 형상으로 설치될 수 있다. 제 1 모터(112)가 회전되면, 제 1 회전 장치(113)가 움직이고, 비자화 롤러(323)가 회전될 수 있다. 비자화 롤러(323)가 회전되면, 제 1 컨베이어 벨트(111)가 움직이고, 자화 롤러(321)가 회전될 수 있다. 따라서 검사 대상(FO)이 제 1 컨베이어 제 1 회전 장치(113)의 일측에서 타측으로 이동할 수 있다. 이때, 검사 대상(FO) 중에서 자성을 갖는 이물질(F)(자성 이물질)은 원료와 함께 타측으로 이동하다가 자속에 의해 자화 롤러(321) 측으로 당겨질 수 있다. 이때, 자화 롤러(321)와 자성 이물질(F) 사이에 제 1 컨베이어 벨트(111)가 있을 수 있다. 자성 이물질(F)은 회전하는 자화 롤러(321)에 의해 자화 롤러(321) 및 제 1 컨베이어 벨트(111)의 하측으로 이동할 수 있다. 이후, 자속의 영향이 자성 이물질(F)에 미치지 않게 되면, 자성 이물질(F)은 제 1 컨베이어 벨트(111)에서 분리되어 자화 롤러(321)의 하측으로 떨어질 수 있다. 자성 이물질(F)은 스토퍼(325)의 하측으로 떨어지고, 스토퍼(325)의 하측에 마련된 수집 통로(도면부호 미도시)를 통해 제 2 수집통(420, 도 1 참고)으로 수집될 수 있다. 이때, 자성 이물질(F)은 스토퍼(325)에 부딪히면 제 2 수집통(420)으로 보다 용이하게 수집될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 따른 공기 분사 유닛(330)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 공기 분사 유닛(330)은, 원료와의 비중, 무게의 차이를 이용하여 이물질(F)을 배출할 수 있다. 공기 분사 유닛(330)은, 일정한 양과 일정한 압력의 공기를 분사하여 원료보다 가벼운 이물질(F)을 배출할 수 있다. 공기 분사 유닛(330)으로 배출이 가능한 이물질(F)은 미세가루, 비닐, 머리카락, 종이, 천, 플라스틱, 고무조각 등이 있다. 공기 분사 유닛(330)은 제어부(C)에 의해 작동이 제어될 수 있다.
이송 유닛은, 제 1 이송 유닛(110)과 제 2 이송 유닛(120) 사이에 형성되는 배출 통로(140)를 포함할 수 있다. 제 2 컨베이어 벨트(121)와 제 1 컨베이어 벨트(111)가 서로 이격되어 있으며, 이격된 공간이 배출 통로(140)가 될 수 있다. 배출 통로(140)는 상측과 하측이 개방된 통로일 수 있다.
공기 분사 유닛(330)은 제 1 노즐(331)과, 제 1 노즐(331)이 설치되는 노즐대(333)를 포함할 수 있다. 제 1 노즐(331)이 노즐대(333)에 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 노즐대(333)에 압축 공기가 공급될 수 있다. 제 1 노즐(331)은 배출 통로(140)의 상측에서 배출 통로(140)의 하측을 향하도록 배치될 수 있다. 공기 분사 유닛(330)은 배출 통로(140)를 향하도록 배치될 수 있다. 제 1 노즐(331)은 제 1 토출구(도면부호 미도시)를 포함할 수 있다. 제 1 노즐(331)은 제 1 토출구의 직경을 조절하여 일정한 양과 압력으로 공기를 분사시킬 수 있다. 따라서, 공기에 의해 원료보다 상대적으로 가벼운 이물질(F)이 배출될 수 있다. 공기 분사 유닛(330)은 제 2 컨베이어 벨트(121)보다 상측에 위치될 수 있다. 제 1 이송 유닛(110)이 작동되면, 제 1 컨베이어 벨트(111)에 놓인 검사 대상(FO)이 제 2 컨베이어 벨트(121)로 낙하할 수 있다. 이때, 공기 분사 유닛(330)에서 공기가 분사되고 있을 경우, 검사 대상(FO)에 포함된 이물질(F)은 배출 통로(140)에서 원료와 분리된 후, 배출 통로(140)의 하측에 마련된 수집 통로(도면부호 미도시)를 통해 제 2 수집통(420, 도 1 참고)에 수집될 수 있다. 따라서, 검사 대상(FO)은 원료보다 가벼운 이물질(F)만 제거된 후 제 2 컨베이어 벨트(121)를 통해 테라헤르츠 유닛(210)측으로 이송될 수 있다.
도 1, 도 4, 도 5를 참조하면, 자화 롤러 유닛(320)은 메시 바이브레이터 유닛(310)과 공기 분사 유닛(330) 사이에 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예를 따른 테라헤르츠 유닛(210)과 제 2 이송 유닛(120)을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 이송 어셈블리(100)는, 제 2 이송 유닛(120)을 포함할 수 있다. 제 2 이송 유닛(120)은, 제 2 모터(122)를 포함할 수 있다. 제 2 이송 유닛(120)은, 서로 이격된 제 2-1 롤러(미도시)와 제 2-2 롤러(미도시)를 포함할 수 있다. 제 2 이송 유닛(120)은, 양측에 각각 제 2 모터(122)와 제 2-1 롤러가 연결될 수 있는 제 2 회전 장치(123)를 포함할 수 있다. 제 2 회전 장치(123)는 제 1 회전 장치(113)와 동일한 구성일 수 있다. 제 2 이송 유닛(120)은, 일측과 타측에 각각 제 2-1 롤러와 제 2-2 롤러가 배치되는 제 2 컨베이어 벨트(121)를 포함할 수 있다. 제 2 모터(122)가 작동되면 제 2 회전 장치(123)가 움직여 제 2-1 롤러가 회전되고, 제 2 컨베이어 벨트(121)가 움직되며, 제 2-2 롤러가 회전되면서 검사 대상(FO)이 타측으로 이송될 수 있다. 제 2 컨베이어 벨트(121)는 제 1 컨베이어 벨트(111)보다 하측에 위치될 수 있다. 제 2 컨베이어 벨트(121)는 제 1 컨베이어 벨트(111)의 타측에 위치될 수 있다.
검사 어셈블리(200)는, 테라헤르츠 유닛(210)을 포함할 수 있다. 테라헤르츠 유닛(210)은, 테라헤르츠파(Terahertz, T-ray)를 검사 대상(FO)에 조사하면 원료와 이물질(F)의 전파 흡수율의 차이가 있는 점을 이용한다. 따라서, 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는 전파 흡수율의 차이를 토대로 원료에 혼입된 이물질(F)을 선별할 수 있다. 테라헤르츠 대역은 주로 100GHz 내지 600GHz를 사용할 수 있다. 테라헤르츠 유닛(210)은 제어부(C)에 의해 작동이 제어될 수 있다. 테라헤르츠 유닛(210)은, 검사 대상(FO)에 테라헤르츠 빔(Beam)을 조사하여 얻은 데이터를 상기 제어부(C)로 전달할 수 있다.
테라헤르츠 유닛(210)은, 발신기(211)를 포함할 수 있다. 발신기(211)는 제 2 이송 유닛(120)의 상측에 위치될 수 있다. 테라헤르츠 유닛(210)은, 광학계(213)를 포함할 수 있다. 광학계(213)로는 렌즈(Lens) 혹은 거울이 적용될 수 있다. 광학계(213)는 제 2 이송 유닛(120)의 상측에 위치될 수 있다. 광학계(213)는 발신기(211)의 타측에 위치될 수 있다. 테라헤르츠 유닛(210)은, 수신기(215)를 포함할 수 있다. 수신기(215)는 광학계(213)의 하측에 위치될 수 있다. 수신기(215)는 제 2 컨베이어 벨트(121)에 의해 이송되는 검사 대상(FO)의 하측에 위치될 수 있다. 수신기(215)는 제 2 컨베이어 벨트(121)의 내측에 위치될 수 있다. 검사 대상(FO)은 움직이는 제 2 컨베이어 벨트(121)에 놓인 상태로 광학계(213)와 수신기(215) 사이를 통과할 수 있다. 발신기(211)에서 발생된 테라헤르츠 빔(Beam)은 광학계(213)에 의해 라인(Line) 형태 혹은 포인트(Point) 형태로 형성될 수 있다. 빔은 제 2 컨베이어 벨트(121)의 상면에 놓인 검사 대상(FO)을 투과할 수 있다. 검사 대상(FO)을 통과한 빔은 수신기(215)에 수신될 수 있다.
다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는, 영상 변환 장치(IT)를 포함할 수 있다. 영상 변환 장치(IT)는 제어부(C)에 의해 제어될 수 있다. 영상 변환 장치(IT)는, 빔의 데이터를 영상으로 변환할 수 있다.
다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는, 판독 프로그램(ID)을 포함할 수 있다. 판독 프로그램(ID)은 제어부(C)에 의해 제어될 수 있다.판독 프로그램(ID)은, 검사 어셈블리(200)에서 얻은 데이터를 처리하여 이물질(F) 존재 여부를 판단할 수 있다.
테라헤르츠 유닛(210)에서 이물질(F)을 선별하는 방법은 이하와 같다. 우선, 발신기(211)에서 발생된 빔이 광학계(213)에 의해 라인이나 포인트 형태로 형성된 후, 검사 대상(FO)측으로 보내질 수 있다. 이후, 빔이 검사 대상(FO)을 투과하여 형성된 데이터가 수신기(215)로 수신될 수 있다. 데이터는 수신기(215)에서 제어부(C)로 전달된 후, 제어부(C)에서 영상 변환 장치(IT)로 전달되고, 영상 변환 장치(IT)에서 영상으로 변환될 수 있다. 영상 변환 장치(IT)는, 변환한 영상을 제어부(C)로 전달할 수 있다. 판독 프로그램(ID)은, 변환된 영상에서 이물질(F)을 선별할 수 있다. 이물질(F)은 원료와 달리 테라헤르츠 파를 반사 혹은 흡수할 수 있다. 따라서, 판독 프로그램(ID)은, 원료와 이물질(F)간의 형상, 색상, 크기 등의 차이를 판단할 수 있다. 판독 프로그램(ID)은, 테라헤르츠를 이용한 판독 결과를 제어부(C)로 전달할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예를 따른 초분광 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 이송 어셈블리(100)는 제 3 이송 유닛(130)을 포함할 수 있다. 제 3 이송 유닛(130)은 제 3 컨베이어 벨트(131)를 포함할 수 있다. 제 3 이송 유닛(130)은 제 2 이송 유닛(120)의 타측에 위치될 수 있다. 제 3 이송 유닛(130)은 제 2 이송 유닛(120)보다 하측에 위치될 수 있다. 제 3 이송 유닛(130)과 제 2 이송 유닛(120)은 이격되도록 배치될 수 있다. 이송 어셈블리(100)는, 낙하 경로(150)를 포함할 수 있다. 낙하 경로(150)는 제 3 이송 유닛(130)과 제 2 이송 유닛(120) 사이의 공간일 수 있다. 낙하 경로(150)는, 제 2 이송 유닛(120)에서 이송된 검사 대상(FO)이 제 3 이송 유닛(130)으로 낙하되는 경로일 수 있다. 검사 대상(FO)이 낙하 경로(150)를 통과하면, 이물질(F)이 낙하 경로(150)에서 제 3 수집통(430)(도 1 참고)으로 배출되고, 원료는 제 3 컨베이어 벨트(131)에 낙하될 수 있다.
검사 어셈블리(200)는, 초분광 유닛을 포함할 수 있다. 초분광 유닛은 제어부(C)에 의해 작동이 제어될 수 있다. 초분광 유닛은, 검사 대상(FO)을 촬영하는 카메라를 포함할 수 있다. 초분광 유닛은, 카메라로 테라헤르츠 유닛(210)을 통과한 검사 대상(FO)을 촬영할 수 있다. 카메라는 제어부(C)에 연결되어 제어될 수 있다. 초분광 유닛은, 촬영하여 얻은 데이터를 상기 제어부(C)로 전달할 수 있다. 카메라는 초분광 카메라일 수 있다. 초분광 카메라는 근적외선 400nm 내지 2500nm(나노미터) 대역을 주로 사용할 수 있다. 초분광 카메라는, 가시광(Vision) 카메라 또는 근적외선 카메라를 사용할 수 있다. 초분광 카메라는, 제 1 초분광 카메라(221)를 포함할 수 있다. 초분광 카메라는, 제 1 초분광 카메라(221)보다 하측에 위치되는 제 2 초분광 카메라(222)를 포함할 수 있다. 제 2 초분광 카메라(222)와 제 1 초분광 카메라(221)는 동시에, 동일한 위치를 촬영을 할 수 있다. 제 1 초분광 카메라(221)는 하측을 향하도록 배치되어, 낙하 경로(150)의 일지점(151)을 촬영할 수 있다. 제 2 초분광 카메라(222)는 타측을 향하도록 배치되어, 낙하 경로(150)의 일지점(151)을 촬영할 수 있다. 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는, 카메라 2대가 서로 다른 위치에서 검사 대상(FO)을 동시에 촬영하므로, 검사 대상(FO)의 위치를 보다 정확하게 알 수 있다. 따라서, 검사 대상(FO)의 이물질(F) 존재 여부를 보다 명확하게 판단할 수 있다.
초분광 유닛은, 조명 파트(600)를 포함할 수 있다. 조명 파트(600)는 제 1 조명(601)을 포함할 수 있다. 제 1 조명(601)은 제 1 초분광 카메라(221)의 하측에 위치될 수 있다. 제 1 조명(601)은 낙하 경로(150)를 기준으로 타측에 위치될 수 있다. 조명 파트(600)는 제 2 조명(603)을 포함할 수 있다. 제 2 조명(603)은 제 2 초분광 카메라(222)의 타측에 위치될 수 있다. 조명 장치는 낙하 경로(150)를 향하도록 배치될 수 있다. 제 2 조명(603)은 낙하 경로(150)를 기준으로 일측에 위치될 수 있다. 조명 파트(600)는 조명이 낙하 경로(150)의 일지점(151)을 향하도록 위치될 수 있다. 따라서 초분광 카메라로 낙하 경로(150)의 일지점(151)을 통과하는 검사 대상(FO)을 보다 정확하게 촬영할 수 있어 이물질(F) 선별이 용이하다. 조명 파트(600)는, 엘이디 칩(LED Chip) 혹은 할로겐 램프(Halogen lamp)를 사용할 수 있다. 조명 파트(600)는, 원료의 색상이나 이물질(F)의 색상을 고려하여 백색광(White), 적색광(Red), 녹색광(Green), 청색광(Blue)을 선택적으로 사용할 수 있다.
판독 프로그램(ID)은 초분광 카메라에서 촬영된 데이터를 처리할 수 있다. 판독 프로그램(ID)은 제어부(C)와 연결되어 제어될 수 있다. 판독 프로그램(ID)은, 데이터를 처리한 결과를 제어부(C)에 전달할 수 있다. 스펙트럼 알고리즘에는 원료의 고유 스펙트럼 데이터가 저장되어 있다. 스펙트럼 알고리즘에는 이물질(F)의 고유 스펙트럼 데이터가 저장되어 있다. 스펙트럼 알고리즘은, 초분광 카메라로 촬영하여 얻어진 검사 대상(FO)의 스펙트럼 데이터를 저장된 고유 스펙트럼 데이터와 비교하되, 전체 스펙트럼 대역 중 특정 대역(SB)의 스펙트럼 데이터끼리만 비교하여, 검사 대상(FO)에 이물질(F)이 존재하는지의 여부를 판단할 수 있다. 검사 대상(FO)의 스펙트럼 데이터를 저장된 원료의 고유 스펙트럼 데이터에만 비교할 수 있다. 검사 대상(FO)의 스펙트럼 데이터를 저장된 이물질(F)의 고유 스펙트럼 데이터와 비교할 수도 있다. 검사 대상(FO)의 스펙트럼 데이터를 저장된 이물질(F)의 고유 스펙트럼 데이터와 비교하면, 이물질(F)을 종류를 알 수 있다.
전술한 바와 같이 다기능 복합 이물질(F) 검사 장치(10)는, 제 2 컨베이어 벨트(121)에서 낙하하는 검사 대상(FO)을 초분광 카메라로 촬영하여 영상(이미지)을 취득하고, 영상 변환 장치(IT)로 영상을 변환하고, 판독 프로그램(ID)으로 변환된 영상에서 이물질(F) 존재 여부를 판단할 수 있다.
도 8은 초분광 유닛을 이용한 원료와 이물질(F)의 선별 방법의 예를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 초분광 유닛을 이용하면 세가지 방법으로 원료와 이물질(F)의 선별을 진행할 수 있다. 첫번째 방법으로 도 8의 (a)를 참조하면, 카메라를 통해 취득한 영상에서 원료와 이물질(F)의 색상의 차이를 이용해 선별할 수 있다. 만약, 도 8의 (b)와 같이 원료와 이물질(F)의 색상이 동일할 경우, 가시광 카메라로 촬영한 영상에서는 원료와 이물질(F)의 선별이 어렵다. 이 경우, 두번째 방법으로 도 8의 (c)와 같이 근적외선 카메라로 검사 대상(FO)을 촬영하고, 촬영한 영상을 영상 변환 장치(IT)로 변환한 후, 판독 프로그램(ID)의 색상 알고리즘으로 원료와 이물질(F)의 색상의 차이를 이용해 원료와 이물질(F)을 선별할 수 있다. 세번째 방법으로, 전술한 바와 같이 스펙트럼 데이터를 이용해 원료와 이물질(F)을 선별할 수 있다. 즉, 물질마다 스펙트럼이 다르므로, 초분광 카메라로 검사 대상(FO)을 촬영하고, 촬영한 영상을 영상 변환 장치(IT)로 변환한 후 판독 프로그램(ID)의 스펙트럼 알고리즘으로 원료와 이물질(F)을 선별할 수 있다.
도 9는 분광 스펙트럼을 이용하여 검사 대상(FO)에서 이물질(F)을 선별하는 첫번째 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 800nm 내지 1700nm의 SWIR( Short Wave InfraRed) 초분광 카메라로 촬영된 것이다.
첫번째 방법은, 초분광 카메라로 촬영한 이미지에 색상 알고리즘을 적용하여 이물질(F)을 원료와 분류할 수 있다. 예를 들어, 원료는 황색으로 나타나게 하고, 이물질(F)은 종류별로 다른 색상으로 나타날 수 있다. 이물질(F) 중에서, 돌은 청색, 나무는 녹색, 개미는 적색으로 나타났다. 따라서, 판독 프로그램(ID)은 원료와 이물질(F)을 다른 색상으로 나타내어, 이송 어셈블리(100)를 통해 이송되는 검사 대상(FO)에서 이물질(F)을 실시간으로 선별해낼 수 있다.
도 10은 원료(R)및 이물질(F)별 스펙트럼 데이터를 그래프로 도시한 도면이다. 그래프의 세로축 값은 Value이며, 본 명세서에서 기준값이라 한다. 그래프의 가로축은 파장(Wavelength)이며, 본 명세서에서 파장값이라 한다. 스펙트럼 데이터는 파장(Wavelength)과 상기 파장에 대응되는 기준값을 포함할 수 있다. 그래프에서, 전체 스펙트럼 대역은 900 내지 1800nm의 대역인 근적외선 대역일 수 있다. 그래프에서, 특정 대역(SB)은 대략 1100nm, 1200nm, 1500nm으로 설정될 수 있다.
도 10을 참조하여 분광 스펙트럼으로 검사 대상(FO)에서 이물질(F)을 선별하는 두번째 방법을 설명하도록 한다. 우선, 스펙트럼 알고리즘에 도 10과 같이 원료(R)및 이물질(F)별 스펙트럼 데이터를 그래프가 입력될 수 있다. 이후, 원료(R)및 이물질(F)별 전체 스펙트럼 대역 중에서 특정 대역(SB)을 설정할 수 있다. 구체적으로, 특정 대역(SB)은, 원료의 스펙트럼 데이터의 기준값과 이물질(F)의 스펙트럼 데이터의 기준값이 동일하지 않은 파장이 될 수 있다. 예를 들어, 원료의 파장값과 이물질(F)의 파장값이 다른 대역보다 크게 차이나는 부분이 특정 대역(SB)으로 설정될 수 있다. 도 10에 도시된 가장 우측의 특정 대역(SB)에서, 완두콩의 기준값은 약 900, 돌의 기준값은 약 2200, 개미의 기준값은 약 3500, 나무의 기준값은 약 4800이다. 이와 같이, 특정 대역(SB)에서 각 물질들(원료, 이물질(F))간의 기준값이 확연하게 차이나는 대역을 특정 대역(SB)으로 설정할 수 있다. 특정 대역(SB)은 적어도 2 개 이상이 설정될 수 있다. 도 10에는 특정 대역(SB)이 3 개 표시되었다. 특정 대역(SB)을 포함하는 전체 스펙트럼 데이터는 비교값으로서 판독 프로그램(ID)에 입력될 수 있다. 비교값은 검사 대상(FO)과 비교용으로 사용되어, 검사 대상(FO)의 이물질(F) 선별에 활용될 수 있다.
이후, 실시간으로 검사를 진행할 경우, 판독 프로그램(ID)은, 검사 대상(FO)의 전체 대역의 기준값을 전체 대역의 비교값과 비교하지 않고, 특정 대역(SB)의 기준값을 특정 대역(SB)의 비교값과 비교할 수 있다. 따라서, 작은 데이터 양만 비교하여 검사 대상(FO)의 이물질(F) 존재 여부를 판단할 수 있다. 즉, 판독 프로그램(ID)은, 검사 대상(FO)의 특정 대역(SB)의 기준값이 원료의 특정 대역(SB)의 비교값과 다른 것으로 판단되면, 이물질(F)로 판단할 수 있다. 판독 프로그램(ID)은, 검사 대상(FO)의 기준값이 검사 전에 입력되어 있던 이물질(F)의 비교값과 동일한 경우, 이물질(F)의 종류도 판단할 수 있다. 따라서, 판독 프로그램(ID)은 검사 대상(FO)에서 특정 대역(SB)의 기준값만 특정 대역(SB)의 비교값과 비교하므로, 처리해야 하는 데이터의 양이 적다. 따라서, 컴퓨터에 부하가 걸릴 가능성이 낮다.
한편, 판독 프로그램(ID)은, 검사 대상(FO)의 기준값이 비교값과 동일하지는 않지만 유사 범위에 속하는 경우, 검사 대상(FO)을 유사 범위의 물질(원료, 이물질(F))로 판단할 수도 있다. 이때, 유사 범위는 적절히 판독 프로그램(ID)에서 설정할 수 있다.
도 11은 검사 대상(FO)에서 이물질(F)을 선별하는 세번째 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 11 (a)는 이물질(F)이 미혼합된 시료 및 이물질(F)이 혼합된 시료를 촬영한 사진, 도 11 (b)는 도 11 (a)를 초분광 카메라로 촬영한 초분광 영상, 도 11 (c)는 도 11(b)에서 이물질(F)만 분류한 영상이다. 우선, 도 11 (b)와 같이 초분광 카메라로 촬영된 영상을 영상 변환 장치(IT)로 변환하고, 변환된 영상을 색상 알고리즘으로 원료(채소 분말)와 이물질(F)(개미, 고무, 플라스틱, 비닐, 금속, 플라스틱, 돌)의 색상을 다르게 정의할 수 있다. 이후, 색상을 다르게 정의한 영상을 색상 알고리즘으로 처리하여 도 11 (c)와 같이 이물질(F)의 이미지만 남게 할 수 있다. 따라서, 판독 프로그램(ID)에서 이물질(F)의 존재 여부를 보다 용이하게 판단할 수 있다.
도 12는 네번째 이물질(F) 선별 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 전술된 세번째 이물질(F) 선별 방법을 통해 선별된 이물질(F)들의 스펙트럼 데이터를 그래프이다. 이 방법은, 분광 스펙트럼 알고리즘을 이용해 초분광 카메라로 촬영한 영상에서 이물질(F)을 선별하는 방법이다. 도 12를 참조하면, 우선, 상기 시료의 기준값과 이물질(F)의 기준값이 가장 크게 차이나는 몇 개의 특정 대역(SB2)을 선정한다. 이후, 시료와 이물질(F)의 전체 스펙트럼 데이터를 비교값으로서 판독 프로그램(ID)에 입력시킨다. 이후, 실시간으로 검사를 진행할 경우, 판독 프로그램(ID)은, 검사 대상(FO)의 특정 대역의 기준값이 원료의 특정 대역의 비교값과 다른 것으로 판단되면, 이물질(F)로 판단할 수 있다. 판독 프로그램(ID)은, 검사 대상(FO)의 기준값이 검사 전에 입력되어 있던 이물질(F)의 비교값과 동일한 경우, 이물질(F)의 종류도 판단할 수 있다.
네번째 이물질(F) 선별 방법은, 두번째 이물질(F) 선별 방법과 동일한 방법을 적용할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예를 따른 배출 어셈블리(500)를 간략하게 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 배출 어셈블리(500)는, 공기를 토출하여 낙하 경로(150)를 통해 낙하하는 검사 대상(FO)에서 이물질(F)을 배출시킬 수 있다. 배출 어셈블리(500)는 제어부(C)에 의해 이물질(F)을 배출시키도록 제어될 수 있다. 배출 어셈블리(500)는, 제어부(C)에서 전달되는 신호에 의해 개폐되는 복수의 솔레노이드 밸브(510)를 포함할 수 있다. 배출 어셈블리(500)는, 복수의 솔레노이드 밸브(510)에 각각 연결되어 공기가 토출되는 복수의 제 2 노즐(520)을 포함할 수 있다. 제 2 노즐(520)은 제 2 토출구(도면부호 미도시)를 포함할 수 있다. 복수의 제 2 노즐(520)은 제 2 토출구가 낙하 경로(150)를 향하도록 배치될 수 있다. 복수의 제 2 노즐(520)은 낙하 경로(150)의 타측에 위치될 수 있다. 복수의 제 2 노즐(520)은 공기를 대각선 방향으로 토출할 수 있다. 즉, 제 2 노즐(520)은 공기가 낙하 경로(150)의 타측에서 일측으로 통과하도록 토출시킬 수 있다. 복수의 제 2 노즐(520)은 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
한편, 검사 대상(FO)의 낙하 속도를 일정하게 유지하기 위해 제 2 컨베이어 벨트(121)의 작동 속도를 일정하게 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 제 2 노즐(520)을 낙하하는 검사 대상(FO)에 최대한 가까이 위치시키면, 이물질(F)이 배출되는 확률이 높아질 수 있다. 즉, 제 2 노즐(520)을 낙하 경로(150)에 가까이 위치시키는 것이 바람직할 수 있다. 제 2 노즐(520)은 흡입구(미도시)와 제 2 토출구의 유량을 최대한 유사하게 하면, 솔레노이드 밸브(510)의 배압으로 인한 압력 손실을 최소화할 수 있다. 공기 토출의 반응 속도를 높이기 위해 솔레노이드 밸브(510)와 제 2 노즐(520)의 길이는 최대한 짧은 것이 바람직할 수 있다.
도 1, 도 2, 도 13을 참조하면, 제어부(C)는, 판독 프로그램(ID)에서 판독된 이물질(F)의 위치 데이터와 이물질(F)의 속도 데이터를 통해 이물질(F)이 낙하 경로(150)에 낙하될 위치를 연산할 수 있다. 구체적으로, 제어부(C)는, 테라헤르츠 유닛(210)과 초분광 유닛과 판독 프로그램(ID)을 통해 선별한 이물질(F)이 낙하될 위치를 연산할 수 있다. 제어부(C)는, 이물질(F)에 관한 데이터를 포함하는 연산 결과를 토대로 배출 신호(OS)를 형성할 수 있다. 배출 신호(OS)에는 이물질(F)이 낙하될 위치에 대한 정보가 포함될 수 있다. 배출 신호(OS)에는 이물질(F)의 낙하 위치에 대응되는 특정 솔레노이드 밸브(510)에 대한 정보가 포함될 수 있다. 이때, 특정 솔레노이드 밸브(510)는 이물질(F)의 낙하 위치를 향하도록 배치될 수 있다. 배출 신호(OS)에는 특정 솔레노이드 밸브(510)가 개방되어야 하는 시간에 대한 정보가 포함될 수 있다. 제어부(C)는, 배출 신호(OS)를 배출 어셈블리(500)에 전달할 수 있다. 배출 어셈블리(500)는, 배출 신호(OS)를 토대로 이물질(F)에 대응되는 위치의 특정 솔레노이드 밸브(510)를 개방할 수 있다. 특정 솔레노이드 밸브(510)가 개방되면, 공기가 단시간에 고속 및 고압으로 토출되고, 토출된 공기가 낙하되는 이물질(F)을 낙하 경로(150)로부터 배출시킬 수 있다.
한편, 제 1 컨베이어 벨트(111), 제 2 컨베이어 벨트(121), 제 3 컨베이어 벨트(131)를 통틀어 컨베이어 벨트(111, 121, 131)라고 할 수 있다. 제 1 수집통(410), 제 2 수집통(420), 제 3 수집통(430)을 통틀어 수집통(410, 420, 430)이라 할 수 있다. 메시 바이브레이터 유닛(310), 자화 롤러 유닛(320), 공기 분사 유닛(330)을 통틀어 복합 선별 어셈블리(300)라 할 수 있다.
앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시예 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것이 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음을 당업자에게 자명한다. 의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
[부호의 설명]
10 : 다기능 복합 이물질 검사 장치 100 : 이송 어셈블리
200 : 검사 어셈블리 500 : 배출 어셈블리
600 : 조명 파트 C : 제어부
R : 원료 F : 이물질
CA : 분류 알고리즘 SB, SB2 : 특정 대역

Claims (5)

  1. 원료를 포함하는 검사 대상을 일측에서 타측으로 이송하는 이송 어셈블리;
    상기 이송 어셈블리에서 이송되는 상기 검사 대상을 검사하는 검사 어셈블리;
    상기 검사 대상의 이물질 존재 여부를 판단하는 판독 프로그램;
    상기 이송 어셈블리, 상기 검사 어셈블리, 상기 판독 프로그램과 데이터를 주고 받으며, 상기 데이터를 처리는 제어부; 그리고
    상기 제어부에 의해 상기 이물질을 배출시키도록 제어되는 배출 어셈블리;를 포함하고,
    상기 검사 어셈블리는,
    상기 검사 대상에 테라헤르츠 빔(Beam)을 조사하여 얻은 데이터를 상기 제어부로 전달하는 테라헤르츠 유닛; 그리고
    초분광 카메라로 상기 검사 대상을 촬영하여 얻은 데이터를 상기 제어부로 전달하는 초분광 유닛을 포함하고,
    상기 판독 프로그램은,
    상기 테라헤르츠 유닛에서 얻은 데이터로 상기 검사 대상에서 원료와 이물질을 분류하는 분류 알고리즘; 그리고
    상기 초분광 유닛에서 얻은 스펙트럼(Spectrum) 데이터로 상기 검사 대상에서 원료와 이물질을 분류하는 스펙트럼 알고리즘을 포함하되,
    상기 분류 알고리즘은, 상기 원료와 상기 이물질간의 형상, 색상, 크기 중 적어도 하나를 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하고,
    상기 스펙트럼 알고리즘은, 상기 검사 대상의 스펙트럼 데이터를 저장되어 있던 상기 원료의 고유 스펙트럼 데이터와 비교하되, 전체 스펙트럼 대역(Band) 중 특정 대역의 스펙트럼 데이터만 비교하여 이물질의 존재 여부를 판단하며,
    상기 제어부는, 상기 이물질이 낙하될 위치를 연산하고, 연산한 결과를 토대로 형성된 배출 신호를 상기 배출 어셈블리에 전달하는,
    테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스펙트럼 데이터는 파장(Wavelength)과 상기 파장에 대응되는 기준값으로 이루어지며,
    상기 특정 대역은, 상기 원료의 스펙트럼 데이터의 기준값과 상기 이물질의 스펙트럼 데이터의 기준값이 동일하지 않은 파장이 상기 스펙트럼 알고리즘에 설정되어 있는,
    테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에서 전달되는 신호에 의해 개폐되는 복수의 솔레노이드 밸브, 상기 복수의 솔레노이드 밸브에 각각 연결되어 공기가 토출되는 복수의 노즐을 포함하는 배출 어셈블리;를 더 포함하되,
    상기 이송 어셈블리는 상기 검사 대상이 낙하되는 낙하 경로를 포함하며,
    상기 복수의 노즐은 상기 낙하 경로를 향하도록 배치되고,
    상기 제어부는, 상기 판독 프로그램에서 판독된 이물질의 위치 데이터와 속도 데이터를 연산하여 형성한 상기 배출 신호를 상기 배출 어셈블리에 전달하고,
    상기 배출 어셈블리는, 상기 배출 신호를 토대로 상기 이물질에 대응되는 위치의 특정 솔레노이드 밸브를 개방하는,
    테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 초분광 카메라는,
    제 1 초분광 카메라; 그리고
    상기 제 1 초분광 카메라보다 하측에 위치되어 상기 제 1 초분광 카메라와 동시에 촬영하는 제 2 초분광 카메라를 포함하며,
    상기 제 1 초분광 카메라는 하측을 향하여 배치되어 상기 낙하 경로의 일지점을 촬영하며,
    상기 제 2 초분광 카메라는 타측을 향하여 배치되어 상기 일지점을 촬영하는,
    테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    메시(Mesh)부와 상기 메시부에 연결되어 진동시키는 바이브레이터(Vibrator)를 포함하는 메시 바이브레이터 유닛;
    상기 메시 바이브레이터 유닛의 타측에 위치되어 회전되어 구동부에 의해 회전되는 비자화(非磁化) 롤러(Roller), 상기 비자화 롤러에 의해 움직이는 컨베이어 벨트, 상기 컨베이어 벨트의 타측에 설치되어 회전하는 자화(磁化) 롤러를 포함하는 자화 롤러 유닛;
    상기 자화 롤러와 상기 테라헤르츠 유닛 사이에 형성되며, 상측과 하측이 개방된 배출 통로;
    상기 배출 통로의 상측에서 하측을 향해 배치되는 공기 분사 유닛; 그리고
    상기 메시부와 상기 배출 통로의 하측에 마련되는 수집통을 더 포함하는,
    테라헤르츠 기술과 초분광 기술을 적용한 다기능 복합 이물질 검사 장치.
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