(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部１aで水分吸収波長を含む電磁波を穀粒に照射し、その反射または透過光量のうち水分吸収波長光を受光部１ｃで受光すると共に、前記反射または透過光量のうち参照波長光を受光部１ｄで受光し、受光部１ｃ及び受光部１ｄの受光量をそれぞれ電圧値に変換し演算回路１ｇで二波長比を演算し、該演算データを制御部２に入力する構成とし、制御部２に入力された前記演算データを玄米と被害米、着色米又は死米の不良粒とを判別する玄米・不良粒判別基準値と、これら被害米、着色米又は死米の不良粒と籾とを判別する不良粒・籾判別基準値との判別基準値から穀粒判別手段で玄米、被害米，着色米又は死米の不良米及び籾に判別する構成としたことを特徴とする穀粒検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、穀粒検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の穀粒判別センサで、例えば、９５０ｎｍの波長の赤外光を利用して、玄米，青米，籾等を判別するものは公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の穀粒判別センサでは、穀粒表面の色彩や、穀粒の反射光量あるいは透過光量の大小により判別するものであるため、色彩や粒形の大きさが類似している死米と籾、あるいは、被害米と玄米との区別がしにくいという欠点があった。この発明は、水分吸収波長の電磁波を利用して、穀粒表面の色彩による影響を少なくし、穀粒表面の水分の多少を利用して、３種類以上の粒種を正確に判定しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような従来技術のもつ問題点を解決するために、次の技術的手段を講じた。即ち、この発明は、発光部１aで水分吸収波長を含む電磁波を穀粒に照射し、その反射または透過光量のうち水分吸収波長光を受光部１ｃで受光すると共に、前記反射または透過光量のうち参照波長光を受光部１ｄで受光し、受光部１ｃ及び受光部１ｄの受光量をそれぞれ電圧値に変換し演算回路１ｇで二波長比を演算し、該演算データを制御部２に入力する構成とし、制御部２に入力された前記演算データを玄米と被害米、着色米又は死米の不良粒とを判別する玄米・不良粒判別基準値と、これら被害米、着色米又は死米の不良粒と籾とを判別する不良粒・籾判別基準値との判別基準値から穀粒判別手段で玄米、被害米，着色米又は死米の不良米及び籾に判別する構成としたことを特徴とする穀粒検出装置としたものである。
【０００５】
【作用】
穀粒センサ１の発光部１ａから水分吸収波長の電磁波を穀粒に照射し、その反射または透過光量のうち水分吸収波長光を受光部１ｃで受光し、前記反射または透過光量のうち参照波長光を受光部１ｄで受光する。そしてそれぞれ受光量を電圧値に変換して演算回路１ｇで二波長比を演算し、該演算データを制御部２に入力する。次いで、演算データを、玄米と不良粒とを判別する玄米・不良粒判別基準値、及び、不良粒と籾とを判別する不良粒・籾判別基準値と比較して、玄米、被害米，着色米又は死米の不良米及び籾の別を判別する。
【０００６】
【発明の効果】
この発明は、前記のように、水分吸収波長の電磁波を穀粒に照射し、水分吸収波長光と参照波長光を受光し、受光部１ｃ及び受光部１ｄの受光量をそれぞれ電圧値に変換し演算回路１ｇで二波長比を演算し、該演算データを利用することにより、色彩や粒形の大小の影響を少なくして、死米と籾，もち米と籾，被害米と玄米との判別も正確にできて、３種類以上の穀粒判別の精度を向上させることができる。
【０００７】
【実施例】
以下、図面に示すこの発明の実施例について説明する。従来の穀粒判別センサで赤外光（例えば、９５０ｎｍの波長）を利用して穀粒種別を判別するものがあるが、色彩や粒形の大小が類似する死米と籾，被害米と玄米との区別が正確にできないという欠点があった。
【０００８】
この実施例は、電磁波の中の水分吸収波長光の反射（または透過）光量が穀粒の種類によって異なる現象を利用して、３種類以上の粒種判別を正確にしようとするものである。穀粒センサ１の発光部１ａから電磁波の中の水分吸収波長光を穀粒に照射し、その反射（または透過）光量を受光部１ｂで受光し、その受光量を電圧値に変換し、増幅回路を経由して、あるいは、経由せずにＣＰＵ内臓の制御部２に入力する。次いで、検出電圧値は粒種に応じて、玄米，不良粒及び籾の３種類の判別電圧領域を設定しておき、少なくとも３種類の粒種に判定しようとするものである。なお、電磁波の範囲には近赤外光，中赤外光を含むものである。
【０００９】
検出樋（図示省略）上を１粒づつ穀粒を流下させつつ、穀粒センサ１の発光部１ａから水分吸収波長光を照射し、その受光量を電圧値に変換し、度数分布グラフを作成すると、図１（１）に示すとおりである。即ち、玄米は表面の水分が多いため多く吸収されて小さな電圧値を検出し（Ｇで表示）、以下被害米（Ｈ），着色米（Ｔ），死米（Ｓ），籾（Ｍ）の順序で、検出電圧値が増加した状態で、度数分布を示す。
【００１０】
この実験デ−タを基にて図１（２）に示すように、検出電圧値の小の領域を玄米基準領域に設定し、検出電圧値の中の領域を不良米基準領域に設定し、検出電圧値の大の領域を籾基準領域に設定する。しかして、穀粒センサ１の検出電圧値を、前記夫れ夫れの基準領域と比較して判別し、検出デ−タが所定粒数に達すると、玄米比率，不良米比率及び籾比率を算出するものである。
【００１１】
従来装置において、例えば、９５０ｎｍの近赤外光を利用したものでは、色彩や粒形の大小の類似する籾と死米との区別、あるいは、もち米と籾との区別ができなかったが、この実施例では水分吸収波長の電磁波を利用することにより、死米と籾、及びもち米と籾との判別もできて、穀粒判別の精度を向上させることができる。
【００１２】
次に、図２に基づき穀粒センサ１の他の実施例について説明する。穀粒センサ１の発光部１ａから電磁波の中の水分吸収波長光を穀粒に照射すると、水分吸収波長光の反射光量はフィルタを経由して、受光部（水分吸収波長光）１ｃに受光され、参照波長光の反射光量はフィルタで反射して受光部（参照波長光）１ｄに受光される。そして、２波長の受光量から変換された検出電圧値は、夫れ夫れ増幅回路１ｅ，１ｆを経由して演算回路１ｇに入力され、２波長比が演算されて、演算デ−タはＣＰＵ内臓の制御部２に入力される。
【００１３】
次いで、前記の実施例と同様の複数の判別基準により、玄米，不良粒，籾の別が判定されて、記憶部に記憶される。そして検出デ−タが規定粒数になると、所定の計算式で玄米，不良粒，籾の比率が算出され、表示部（図示省略）に表示されたり、算出デ−タに基づき籾摺選別機の調節部が制御される構成である。次に、図３及び図４に示す実施例について説明する。
【００１４】
この実施例は、穀粒センサ１を縦型穀粒選別機３に組み込み、不良粒比率を所定の基準値に維持し、選別精度を向上させようとするものである。穀粒センサ１の発光部１ａから水分吸収波長の電磁波を穀粒に照射すると、水分吸収波長光の反射光量はフィルタを経由して、受光部（水分吸収波長光）１ｃに受光され、参照波長光の反射光量はフィルタで反射して受光部（参照波長光）１ｄに受光される。そして、２波長の受光量から変換された検出電圧値は、夫れ夫れ演算回路１ｇに入力されて２波長比が演算され、演算デ−タはピ−クホ−ルド回路１ｈを経由して、ＣＰＵ内臓の制御部２に入力され、所定の整粒・不良粒判別基準により、整粒玄米と不良粒の別が判定されて、記憶部に記憶される。
【００１５】
また、演算回路１ｇの演算デ−タは、ピ−ク位置検出回路１ｉに入力されて、ピ−ク位置検出回路１ｉで検出電圧のピ−ク位置が検出されて、制御部２に入力される。そして所定の規定粒数になると、所定の計算式で不良粒比率が算出される構成である。また、制御部２にはオペレ−タが好みに合わせて設定することのできる不良粒率設定手段４が接続されており、また、制御部２から縦型穀粒選別機３の回転数を調節する回転数調節手段５に制御指令が出力される構成である。
【００１６】
次に、縦型穀粒選別機３の構成について説明する。縦型穀粒選別機３は次のように構成されている。縦型穀粒選別機３は、公知のもので、玄米を整粒玄米と小玄米，不良米とに分離選別するものである。下部の供給ホッパ３ａに籾摺選別機（図示省略）から玄米が供給されると、選別網筒３ｃの下部に流入する。すると、選別網筒３ｃと反対方向に回転している内部の揚穀ラセン筒３ｂで、玄米は上方へ揚穀される。揚穀中の玄米は遠心力で外周側の選別網筒３ｃに接触しつつ揚穀され、小米や小形の死米，被害米の不良米は選別網筒３ｃの小孔から漏れて、外周側の小米室３ｄに選別分離される。大形の整粒玄米は上方まで漏れることなく揚穀されて、揚穀ラセン筒３ｂの上部の跳ね板３ｅで取出タンク３ｆに取り出され、選別される構成である。取出タンク３ｆには選別穀粒を検出する穀粒センサ１が取り付けられている。
【００１７】
次に、制御内容を図３（２）のフロ−に基づき説明する。不良粒率制御が開始されると、穀粒センサ１の発光部１ａから水分吸収波長光を取出タンク３ｆに流入する穀粒に照射し、その反射光量が受光部（水分吸収波長光）１ｃ，受光部（参照波長光）１ｄに受光され，変換された検出電圧値は夫れ夫れ演算回路１ｇに入力されて２波長比が演算され、次いで、ピ−ク位置検出回路１ｉでピ−ク位置が検出されて、制御部２に割込み入力される。
【００１８】
割込み入力があると、ピ−クホ−ルド回路１ｈからのデ−タ入力が開始され、検出電圧値が所定の整粒・不良粒判別基準と比較される。そして、検出電圧値が高い場合には、不良粒と判別されて、不良粒カウンタに加算され、また、検出電圧値が低い場合には、整粒玄米と判定されて、玄米カウンタに加算され、夫れ夫れ検出粒数が算出される。
【００１９】
前記の不良粒数及び玄米粒数の加算行程に並行して、規定粒数カウンタの算出がなされ、検出粒数ＮＳが計算式ＮＳ＝不良粒数ＮＭ＋整粒玄米数ＮＧにより算出され、検出粒数ＮＳが規定粒数に達するまでデ−タ検出がなされる。検出粒数が規定粒数に達すると、各カウンタがリセットされ、整粒玄米に対する不良粒比率が計算される。
【００２０】
次いで、オペレ−タが不良粒率設定手段４を介して設定した設定不良粒比率が読み出され、設定不良粒率と算出不良粒率とが比較されて、適正不良粒率か否かが判定される。そして、適正でない場合には、検出不良粒率が多いか否かが判定され、多い場合には、制御部２から不良粒率下げ指令が出されて、回転数調節手段５が回転数下げ側に調節されて、揚穀ラセン筒３ｂの回転が減少調節され、また、多くない場合には、不良粒率上げ指令が出されて、回転数調節手段５が回転数上げ側に調節されて、揚穀ラセン筒３ｂの回転が増加調節される。
【００２１】
前記のように不良粒比率の制御がなされるので、不良粒率の異なる穀粒を選別する場合にも、整粒玄米に混じる不良粒を設定不良粒率に保持できて、選別精度を向上させることができる。次に、図５により穀粒センサ１の判別しきい値の算出方法について説明する。検出樋（図示省略）上を１粒づつ穀粒を流下させつつ、第１図に示す穀粒センサ１の発光部１ａから水分吸収波長光を照射し、その受光量を電圧値に変換して、所定粒数の度数分布グラフを作成すると、図５（１）に示すとおりである。即ち、玄米グラフ（Ｇ）は低い電圧値の度数分布をし、以下順次、被害米（Ｈ），着色米（Ｔ），死米（Ｓ），籾（Ｍ）の順で、電圧値の増加側に度数分布し、玄米と不良粒群である被害米（Ｈ），着色米（Ｔ），死米（Ｓ），籾（Ｍ）の度数分布が、双峰性を示している。
【００２２】
なお、前記不良粒及び整粒玄米の度数分布グラフは、水分が高低に変化しても、同様の双峰性を示すことを確認した。図５（１）が水分１４．５％のデ−タであり、図５（２）が水分１３％及び１７％のデ−タを示すものである。そこで、この実施例では、度数分布の双峰性の知見を利用して、被害米（Ｈ），着色米（Ｔ），死米（Ｓ）の不良粒及び整粒玄米（Ｇ）における度数分布のピ−ク位置から、簡単に不良粒と整粒玄米との判別しきい値を設定しようとするものである。
【００２３】
次に、図５（１）及び図５（３）に基づき、判別しきい値の算出方法を説明する。玄米度数分布グラフ（Ｇ）の分布ピ−ク値をＶＧとし、被害米（Ｈ），着色米（Ｔ），死米（Ｓ）の分布ピ−ク値を、夫れ夫れＣＶ，ＢＶ，ＡＶとする。不良粒の平均分布ピ−ク値ＭＶを、ＶＭ＝（ＡＶ＋ＢＶ＋ＣＶ）×１／３で算出する。次いで、判別しきい値ＳＧを、計算式ＳＧ＝（ＶＭ−ＶＧ）×１／２＋ＶＧから算出するものである。
【００２４】
前記のように、度数分布の双峰性のピ−ク値を利用してしきい値を算出するので、水分の影響も少なく不良粒と整粒玄米とを正確に判別することができる。次に、図６に基づき穀粒センサ１の他の実施例について説明する。穀粒センサ１の発光部１ａを例えば白熱ランプで構成して、水分吸収波長（例えば、１４５０，１９００ｎｍ）を含む連続スペクトルを有する光源としている。この発光部１ａから水分吸収波長光を含む連続スペクトル光を穀粒に照射し、穀粒からの反射（あるいは透過）光量をバンドパスフィルタ１ｊを経由して受光部（水分吸収波長光）１ｃに受光し、電圧値に変換されて増幅回路１ｅを経由して、演算回路１ｇに入力される。
【００２５】
また、バンドパスフィルタ１ｊで反射された参照波長光（例えば、９５０ｎｍ）は、参照波長光のバンドパスフィルタ１ｋを経由して、受光部（参照波長光）１ｄに入力され、電圧値に変換されて増幅回路１ｆを経由して演算回路１ｇに送られる。しかして、演算回路１ｇで水分吸収波長光の電圧値と参照波長光の電圧値との比が演算されて、制御部２に入力される。次いで、検出値は所定の判別しきい値と比較されて、籾・玄米の別、あるいは、不良粒と精粒玄米との別に判別される構成である。なお、受光部（参照波長光）１ｄに参照波長光のバンドパスフィルタ１ｋを一体的に組み込む構成としてもよい。
【００２６】
前記のように、連続スペクトル光源を用いて粒種判別に必要な波長領域の光を取り出すために、複数の光源を必要とせず、また、光軸がずれることもないので、光学的な構成が簡素化され小型化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 グラフ
【図２】 ブロック図
【図３】 ブロック図、フロ−チャ−ト
【図４】 切断側面図
【図５】 グラフ
【図６】 ブロック図
【符号の説明】
１…穀粒センサ，１ａ…発光部，１ｂ…受光部，１ｃ…受光部（水分吸収波長光），１ｄ…受光部（参照波長光），１ｅ…増幅回路，１ｆ…増幅回路，１ｇ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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