JPH06138042A - 穀粒の整粒率判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 穀粒に光を照射して透過光量を測定すること
で穀粒の品質を判定してサンプル穀粒群の整粒率を演算
する穀粒の整粒率判定装置において、データの処理方法
を単純化して簡単な回路構成で迅速に整粒率を演算でき
るようにする。 【構成】 各穀粒毎に透明度Ｐと透明度指数ＴＮと平均
透過光量ＰＭ及び穀粒幅ＤＴを判定して記憶し、所定の
時間経過或いは所定データ数になると演算装置２０で整
粒率Ｒを演算して出力するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、穀粒の品質を判別して
整粒の割合つまり整粒率を算出する穀粒の整粒率判定装
置に関し、例えば、選別機にこの整粒率判定装置を組み
付けて、整粒率つまり選別率を表示したり、整粒率判定
装置で演算した整粒率を選別率の制御データとして利用
したりする。

【０００２】

【従来の技術】玄米の品質判別装置としては、特開平６
２−１５０１４１号公報や特開平２−１４７８４４号公
報に記載された構造のものが知られている。これらの品
質判別装置では、各玄米一粒毎に光を照射し、拡散透過
光量及び拡散反射光量を可視光と赤外光など二波長の光
量で測定し、この測定値をデジタル処理し、演算装置で
記憶している品質データと比較して各玄米の品質を判別
するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の玄米品質判別装
置は、多数の測定データを読み込んで演算処理するよう
にしているため、測定のためのセンサを多く必要とし、
演算や記憶のための素子や回路も多く必要としているた
め、装置が複雑で高価なものとなっていた。そこで、本
発明では、装置を単純化して迅速にデータの処理を行え
るようにすることを課題とした。

【０００４】

【課題を解決するための手段】穀粒の移動径路を挟んで
発光体８と受光量検出センサ９を設け、この受光量検出
センサ９で測定する穀粒の透過光量データを演算装置２
０に読み込んで穀粒の品質を判別して整粒率Ｒを算出す
る穀粒の整粒率判定装置において、穀粒の透明度Ｐと穀
粒の透過光量パターンによって決まる透明度指数ＴＮと
平均透過光量ＰＭ及び穀粒幅ＤＴを逐次各穀粒毎に判定
して記憶し所定の時間経過或いは所定データ数となると
演算装置２０で整粒率Ｒを演算して出力すべく構成し
た。

【０００５】

【発明の作用及び効果】発光体８から出て穀粒を透過し
て受光量検出センサ９で測定された透過光量は、穀粒の
品質によって、又、穀粒の透過光線検出位置によって種
々に変動し、穀粒を横断して表示した透過光量は穀粒の
品質によって決まる特有のパターンを描く。受光量検出
センサ９で連続的に計測される受光量のデータは多量に
なるが、これを各穀粒毎に透明度Ｐと時系列的に描く透
過光量のパターンによって決まる透明度指数ＴＮと平均
透過光量ＰＭ及び穀粒幅ＤＴに演算してこれを記憶する
ので測定データをそのまま記憶するよりも記憶容量が少
なくてすむ。従って装置が単純化され低価格となる。

【０００６】

【実施例】本実施例に示す整粒率判定装置は、図６と図
７に示す如く、直方体状のケース１を四本の支脚２で支
持していて、上部にはサンプル穀粒を供給するホッパー
３を設け、下部から側方へ向けて測定済の穀粒を排出す
る取出シュート４を設けている。

【０００７】ケース１の内部中央には、モータ５で回転
する送り円盤６を水平状態で回転するように設けてい
る。送り円盤６は透明の板で、外周縁には穀粒の長手方
向を放射方向へ向けるようＶ字状の凹溝７を所定間隔で
全周にわたって設けている。又、この送り円盤６の周縁
には、凹溝７を上下から挾み込むように４個の穀粒測定
器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を設けている。

【０００８】穀粒測定器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は図８
に示すように、下側に発光体８を設け、この発光体８か
ら出た光が送り円盤６の凹溝７を上方へ透過するように
し、上側に設けた受光量検出センサ９で透過した光量を
測定するようにしている。各穀粒測定器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４は、発光体８と受光量検出センサ９を円盤６の
回転方向に向かって順次凹溝７の中央、中央、外側、内
側にして穀粒の位置が凹溝７の中央から外側あるいは内
側にずれた場合にも、どれかの穀粒測定器が穀粒の中央
部を測定できるようにしている。

【０００９】又、送り円盤６の凹溝７上方位置には前記
サンプル粒の供給ホッパー３の供給口１０が開口し、穀
粒を凹溝７内へ一粒ずつ供給するようにしている。さら
に、取出シュート４の受口１１が送り円盤６の外周下方
に開口し、この近くで送り円盤６の凹溝７を掃くように
回転させるブラシ１２で凹溝７内の穀粒を取出シュート
４の受口１１内へ落下させて外部へ排出するようにして
いる。各穀粒測定器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４で測定する
透過光量は、図９に示す如く電圧変化として測定され
る。Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３等同一符号を付した波形が同一穀
粒を測定したものである。この測定値は、穀粒が存在し
て光をさえぎると高い電圧値を示すようにしている。同
一穀粒を測定した透過光量の波形では、幅が最も広いも
のが穀粒の中央を測定したものと判断できる。

【００１０】穀粒の透過光量の波形を拡大したものが図
１０である。整粒は穀粒の中央部が半透明となっている
ため、中央が凹んだ波形となる。穀粒の波形の代表的な
ものと透明度指数ＴＮとの関係は図１１に示す如く演算
によって決定する。透過光量の波形が台形あるいは山型
のものは、穀粒の中央部が白濁あるいは着色したもの
で、乳白米、青米、着色米等の場合にこのようになる。
このとき透明度指数ＴＮは０とする。透過光量Ｄの波形
が中央に１つの谷を形成した形状の場合には、穀粒の中
央部が透明となっているもので整粒の可能性が高く、透
明度指数ＴＮを１とする。透過光量Ｄの波形が谷を２つ
形成した形状の場合には、穀粒の中央部は全体的に透明
であるが一部に白濁した部分がある状態で、これも整粒
の可能性が高く、透明度指数ＴＮを２とする。

【００１１】制御関係のブロック図と概略のフローチャ
ート図は、図１と図２に示す如くしている。まず図１の
ブロック図で、中央演算装置２０には、電源スイッチ２
１のＯＮ・ＯＦＦ信号が入り、穀粒品種設定スイッチ２
２から例えばうるち玄米、酒米、麦等の選択信号が入
り、穀粒測定器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から測定した透
過光量Ｄが入る。中央演算装置２０では、各種演算が行
われて、そのデータが大容量記憶装置ＳＲＡＭ２３に入
力され、別の記憶装置ＲＯＭ２４に記憶された判別デー
タや等級データから必要データが取り出され、整粒率表
示部２５に演算した結果が表示される。

【００１２】制御の概略は、図２のフローチャート図に
示す如く、各穀粒について穀粒横断各位置における透過
光量Ｄを読み込み、この穀粒横断測定に要する時間Ｔを
積算し、透過光量Ｄを積算して、各穀粒の測定が終了す
る毎に、透明度指数ＴＮと透明度Ｐを決定し、透過光量
平均値ＰＭを算出して、ＳＲＡＭ２３にその値を記憶す
る。この処理が穀粒５００個について終了すると、整粒
率Ｒを算出し、ＲＯＭ２４の等級基準と比較して整粒率
と等級が表示される。次に、図３，図４，図５のフロー
チャート図で制御の詳細を説明する。１つの穀粒に対し
て、透明度Ｐと透明度指数ＴＮと平均透過光量ＰＭ及び
穀粒幅ＤＴのデータを取り出すのであるが、その制御は
次の如く行う。制御を開始すると、まず、穀粒の透過光
量Ｄを測定中か否かを示すインプットモードＩＭを０と
する。（ステップ１０１）ＩＭ＝０ならば、穀粒を測定
していない状態で、ＩＭ＝１ならば測定中であることを
示す。

【００１３】次に、透過光量Ｄを読み込む。（ステップ
１０２） 透過光量ＤとインプットモードＩＭの判断（ステップ１
０３，１０４）で、凹溝７内の穀粒が穀粒測定器Ｓ１に
達するまでは穀粒の透過光量Ｄを計測していないので、
Ｄ＝０ ＩＭ＝０で、透過光量Ｄの読み込みに戻る。Ｉ
Ｍ＝１、つまり穀粒の透過光量Ｄを計測中ならば、例え
Ｄ＝０となっても次の処理に移行する。最初にＤ≠０と
なれば、穀粒の透過光量Ｄの計測開始と判断してＩＭ＝
１とした（ステップ１０８）後にこの時間をデータ取り
開始時間として記憶し（ステップ１０９）、変数カウン
トを初期条件に設定する。（ステップ１１０） 変数カウントの初期化は、まず透過光量Ｄが増加中か減
少中かを表す山・谷数Ｍ・Ｖを０とする。この山・谷数
Ｍ・Ｖは偶数であれば透過光量Ｄが増加中であり、奇数
であれば減少中であることを表す。次に、最高値ＤＴと
最低値ＤＢとを０とし、透過光量Ｄの集積値ΣＤを０と
する。さらに、透明度Ｐは無限大としておく。インプッ
トモードＩＭが１の場合には、この変数カウントを初期
化するステップを飛ばすことになる。

【００１４】次のステップ（１１１）では、透過光量集
積値ΣＤに現在読み込んでいる透過光量Ｄを加算してい
く。その後、現在時間をデータ最終時間として記憶す
る。（ステップ１１２） 次のステップ（１１３）では山・谷数Ｍ・Ｖが偶数か奇
数かの判断を行う。最初はＭ・Ｖ＝０としていたので偶
数と判断される。この山・谷数Ｍ・Ｖが偶数の場合に
は、透過光量Ｄが増加中の場合で、前回最高値ＤＴとし
て貯えた値と読み込んだ透過光量Ｄを比較して（ステッ
プ１１４）、ＤＴ＜Ｄの判断がＹＥＳとなってやはり増
加中であればＤＴに今回の読み込み値Ｄを置き換えて
（ステップ１１５）最初の透過光量Ｄの読み込みステッ
プに戻り、ＤＴ＜Ｄの判断がＮＯとなって減少に転じて
いれば山・谷数Ｍ・Ｖに１を加えて奇数とした（ステッ
プ１１７）後、前回の読み込み値ＤＴを最低値ＤＢに貯
えて（ステップ１１８）最初の透過光量Ｄの読み込み
（ステップ１０２）に戻る。

【００１５】山・谷数Ｍ・Ｖが偶数かどうかの判断（ス
テップ１１３）で奇数と判断されれば、透過光量Ｄが減
少中の場合で、前回に最低値ＤＢへ貯えた値と読み込ん
だ透過光量Ｄを比較（ステップ１１９）して、ＤＢ＞Ｄ
の判断でＹＥＳとなってやはり減少中であれば最低値Ｄ
Ｂに今回の読み込み値Ｄを置き換えて（ステップ１２
０）最初の透過光量Ｄの読み込み（ステップ１０２）に
戻り、ＤＢ＜Ｄの判断がＮＯで増加に転じていれば山・
谷数Ｍ・Ｖに１を加えて偶数とし、最高値ＤＴを読み込
み値Ｄにする。（ステップ１２２）さらに前回の最低値
ＤＢに貯えた値が透明度Ｐの値よりも小さければ、その
最低値ＤＢの値を透明度Ｐに置き換えた（ステップ１２
３，１２４）後に、最初の透過光量Ｄの読み込み（ステ
ップ１０２）に戻ることになる。透過光量Ｄを読み込ん
だ後に現在時間からデータ取り開始時間を減算して計測
時間Ｔを算出し（ステップ１０５）その計測時間Ｔが所
定の範囲内であることを確認した（ステップ１０６）後
に、山・谷数Ｍ・Ｖが偶数かどうかの判断（ステップ１
１３）に進む。

【００１６】以上のデータ処理ステップを継続して穀粒
の計測時間Ｔが最高値ＴＭＡＸを越えると１つの穀粒の
データ取込処理が終了したものと判断して最後のデータ
処理ステップへ進むことになる。（ステップ１０６） まず、山・谷数Ｍ・Ｖを用いて透明度指数ＴＮを次式で
算出する。（ステップ１２５） ＴＮ＝Ｍ・Ｖ／２（少数点以下切り捨て） 次の判断（ステップ１２６）でＴＮ＝０の場合、つまり
谷が無い場合には、最高値ＤＴの値を透明度Ｐとし（ス
テップ１２７）、ＴＮ≠０の場合には、最低値ＤＢの値
を透明度Ｐとする。（ステップ１３０）

【００１７】次に、データ最終時間からデータ取り開始
時間を差し引いて穀粒の計測時間Ｔを算出（ステップ１
２８）し、透過光量集積値ΣＤをこの穀粒の計測時間Ｔ
で割って平均透過光量ＰＭを算出する。（ステップ１２
９） ＰＭ＝ΣＤ／Ｔ 以上のデータ処理によって、各穀粒測定器Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３，Ｓ４から透明度Ｐ、透明度指数ＴＮ、平均透過光
量ＰＭ及び穀粒計測時間Ｔの４種類のデータが得られ
る。穀粒測定器Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は４個あるが、
最初に穀粒を測定する穀粒測定器Ｓ１は穀粒の存在を確
認するために使用し、残りの穀粒測定器Ｓ２，Ｓ３，Ｓ
４から得られる１つの穀粒に対して合計１２種類のデー
タを穀粒５００粒について集めた（ステップ１３０）後
に、次の如く処理して整粒率Ｒを算出する。

【００１８】まず、穀粒の透明部分の特徴から決まる透
明度指数ＴＮと透明度Ｐを用いて補正透明値ＤＴＮを決
定する。 ＤＴＮ＝１５ （ＴＮ≧２のと
き） ＤＴＮ＝６０＋（Ｐ−１００）×0.6 （ＴＮ＝１のと
き） ＤＴＮ＝１２０ （ＴＮ＝０のと
き） 次に、平均透過光量ＰＭを用いて、補正平均透過光量Ｄ
ＰＭを算出する。 ＤＰＭ＝ＰＭ×0.63 さらに、波形の測定時間Ｔを穀粒の幅としてデジタル化
し、その値を穀粒幅ＤＴとする。（ステップ１３１） ＤＴ＝Ｔ 以上の補正により、１つの穀粒に対して３つの穀粒測定
器Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から次の如く合計９種類のデータが
得られることになる。 Ｓ２───ＤＴＮＳ２，ＤＰＭＳ２，ＤＴＳ２ Ｓ３───ＤＴＮＳ３，ＤＰＭＳ３，ＤＴＳ３ Ｓ４───ＤＴＮＳ４，ＤＰＭＳ４，ＤＴＳ４

【００１９】次に、穀粒幅ＤＴが最も大きな値となるデ
ータが穀粒の中央部を測定している穀粒測定器Ｓ２で測
定された場合には、データを次の如くさらに絞り込む。
つまり、 ＤＴＳ２≧ＤＴＳ３，ＤＴＳ２≧ＤＴＳ４，ＤＴＳ２≧
２５ ＤＴＳ３≧２５ AND ＤＴＳ３≧ＤＴＳ２×0.6 ＤＴＳ４≧２５ AND ＤＴＳ４≧ＤＴＳ２×0.6 の場合には、 ＤＴＮ＝（ＤＴＮＳ３−ＤＴＮＳ２）×（ＤＴＳ３／Ｄ
ＴＳ２）² ／２＋（ＤＴＮＳ４−ＤＴＮＳ２）×（ＤＴ
Ｓ４／ＤＴＳ２）² ／２＋ＤＴＮＳ２ ＤＰＭ＝（ＤＰＭＳ３−ＤＰＭＳ２）×（ＤＴＳ３／Ｄ
ＴＳ２）² ／２＋（ＤＰＭＳ４−ＤＰＭＳ２）×（ＤＴ
Ｓ４／ＤＴＳ２）² ／２＋ＤＰＭＳ２ ＤＴ＝ＤＴＳ２ とする。

【００２０】凹溝７の外側あるいは内側の一方で穀粒が
測定されなかった状態で例えば、内側を測定する穀粒測
定器Ｓ４の出力が零か僅かの場合、つまり、 ＤＴＳ２≧ＤＴＳ３，ＤＴＳ２≧ＤＴＳ４，ＤＴＳ２≧
２５ ＤＴＳ３≧２５ AND ＤＴＳ３≧ＤＴＳ２×0.6 ＤＴＳ４＜２５ OR ＤＴＳ４＜ＤＴＳ２×0.6 の場合には、 ＤＴＮ＝（ＤＴＮＳ３−ＤＴＮＳ２）×（ＤＴＳ３／Ｐ
ＴＳ２）² ／２＋ＤＴＮＳ２ ＤＰＭ＝（ＤＰＭＳ３−ＤＰＭＳ２）×（ＤＴＳ３／Ｐ
ＴＳ２）² ／２＋ＤＰＭＳ２ ＤＴ＝ＤＴＳ２ とする。

【００２１】凹溝７の内側と外側の両方で穀粒をほとん
ど検出できない場合、つまり、 ＤＴＳ２≧ＤＴＳ３，ＤＴＳ２≧ＤＴＳ４，ＤＴＳ２≧
２５ ＤＴＳ３＜２５ OR ＳＴＳ３＜ＤＴＳ２×0.6 ＤＴＳ４＜２５ OR ＳＴＳ４＜ＤＴＳ２×0.6 の場合には、 ＤＴＮ＝ＤＴＮＳ２ ＤＰＭ＝ＤＴＭＳ２ ＤＴ＝ＤＴＳ２ とする。以上は、凹溝７の中央を測定している穀粒測定
器Ｓ２が穀粒幅ＤＴの最大を測定した場合であるが、内
側あるいは外側の穀粒測定器Ｓ３，Ｓ４が穀粒幅ＤＴの
最大値を測定した場合にも同様にデータを絞り込む。

【００２２】このようにして１つの穀粒に対して、補正
透明値ＤＴＮ、補正平均透過光量ＤＰＭ、穀粒幅ＤＴの
３種類のデータが得られることになる。次に、このよう
にして得られた穀粒５００粒の内で明らかに整粒である
ものの穀粒幅ＤＴの平均値ＤＴＭを求める。（ステップ
１３２）ここで整粒とは、 ＤＰＭ≦３０ AND ２５≦ＤＴ＜１００ の条件を満たすものを言う。 ＤＴＭ＝穀粒幅ＤＴ／整粒数 この整粒の平均幅ＤＴＭを用いて、各穀粒の総合評価点
ＴＥＮを次式で求める。（ステップ１３３） ＴＥＮ＝｛ＤＴＮ＋ＤＰＭ＋（ＤＴＭ／ＤＴ−0.6 ）×
８０｝／３ 図１２は、この総合評価点と整粒、未熟粒あるいは被害
粒、死粒の関係を穀粒５００粒について調査した平均的
結果を示す。この図より例えばＴＥＮ＜１７．５は整粒
１００％を示し、ＴＥＮ＝２９ならば整粒５０％、未熟
粒５０％を示すことになる。この図１２から求めた図１
３の評価点と整粒率、未熟粒率の関係をデータとしてＲ
ＯＭ２４に記憶しておき、前記までの処理によって得た
各穀粒の総合評価点ＴＥＮを用いて次の如く整粒率Ｒ、
未熟粒率を算出することになる。（ステップ１３４） 整粒率Ｒ＝Σ各穀粒の整粒率／穀粒数 未熟粒率＝Σ各穀粒の未熟粒率／穀粒数 以上の演算処理によって得られた整粒率ＲをＲＯＭ２４
に記憶した等級基準と比較して等級判断を行い、整粒率
表示部２５へ整粒率とともに等級を表示する。（ステッ
プ１３５）

【００２３】尚、図１３の評価点と整粒率、未熟粒率の
関係は、穀粒の品種によって異なったものとなるので、
それぞれのデータを記憶しておいて穀粒品種設定スイッ
チ２２の選択によって、ＲＯＭ２４からのデータ取り出
しを品種によって変えて整粒率を求める。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御のブロック図である。

【図２】制御の概略フローチャート図である。

【図３】制御の詳細フローチャート図である。

【図４】制御の詳細フローチャート図である。

【図５】制御の詳細フローチャート図である。

【図６】装置の平断面図である。

【図７】装置の正面図である。

【図８】一部の拡大側面図である。

【図９】穀粒測定器の出力信号を示す図である。

【図１０】穀粒測定器の出力信号の拡大図である。

【図１１】穀粒測定器の出力信号を分類した図である。

【図１２】穀粒の総合評価点と品質割合の関係を示す図
である。

【図１３】穀粒の総合評価点と整粒率あるいは未熟粒率
との関係を示す図である。

【符号の説明】

８ 発光体 ９ 受光量検出センサ ２０ 演算装置 Ｒ 整粒率 Ｐ 穀粒の透明度 ＴＭ 穀粒の透明度指数 ＰＭ 穀粒の平均透過光量 ＤＴ 穀粒幅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 穀粒の移動径路を挟んで発光体（８）と
   受光量検出センサ（９）を設け、この受光量検出センサ
   （９）で測定する穀粒の透過光量データを演算装置（２
   ０）に読み込んで穀粒の品質を判別して整粒率（Ｒ）を
   算出する穀粒の整粒率判定装置において、穀粒の透明度
   （Ｐ）と穀粒の透過光量パターンによって決まる透明度
   指数（ＴＮ）と平均透過光量（ＰＭ）及び穀粒幅（Ｄ
   Ｔ）を逐次各穀粒毎に判定して記憶し所定の時間経過或
   いは所定データ数となると演算装置（２０）で整粒率
   （Ｒ）を演算して出力すべくしたことを特徴とする穀粒
   の整粒率判定装置。