JPH1015496A - 穀粒混合比率検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】穀粒混合比率検出装置の小型化。 【解決手段】発光部から水分吸収波長帯を含む電磁波を
測定面に分布している穀粒に所定面積にわたって照射
し、穀粒からの水分吸収波長帯の反射光は水分吸収波長
帯用のバンドパスフィルタを経由して検出素子に受光さ
れ、参照波長帯は水分吸収波長用のバンドパスフィルタ
で反射して、参照波長帯用の検出素子に受光される。次
いで、水分吸収波長帯の検出素子及び参照波長帯の検出
素子の受光量が、受光量に応じて大小の電圧値に変換さ
れ、両電圧値の比を所定の基準値と比較することによ
り、穀粒混合比率が判定される。 【効果】一粒毎の測定ではなく、二次元的な穀粒面を測
定するので、サンプリング誤差を少なくし、サンプリン
グ装置及びサンプル粒を整粒する付帯的な機構を省略し
て、装置を小型化でき、また、色彩の影響を少なくして
測定精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、穀粒混合比率検
出装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】籾・玄米の混合比率を検出する従来装置
は、籾摺ロ−ルで籾摺された混合米から所定量をサンプ
リングし、そのサンプル粒を一粒ずつ流下して光学的セ
ンサで検出し、籾・玄米の判別をして脱ぷ率を測定して
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来装置においては、
サンプル粒として平均的な混合比率のものがサンプリン
グされにくく、誤差が大きかったり、また、サンプリン
グ機構及び一粒ずつ整列して流下させる機構が必要であ
り、装置を小型化できないという問題があった。この発
明は、水分吸収波長帯の電磁波を測定穀粒面に対して所
定面積にわたり照射したところ、例えば、籾・玄米の混
合米について、脱ぷ率１００％，８０％，６０％及び４
０％のものを測定すると、強い相関関係が認められると
いう知見を得たので、これに基づき、従来装置のように
一粒毎の測定ではなく、二次元的な穀粒面を測定して、
サンプリング誤差を少なくし、サンプリング装置及びサ
ンプル粒を整粒する付帯的な機構を必要としない、小型
化された装置を提供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、水分吸収波長帯を含む
電磁波を測定面に分布している穀粒に所定面積にわたっ
て照射する発光部と、前記発光部から照射した水分吸収
波長帯の反射光あるいは透過光を水分吸収波長帯用のバ
ンドパスフィルタを経由して受光する検出素子と、水分
吸収波長帯用のバンドパスフィルタで反射した参照波長
帯を受光する検出素子と、前記両検出素子の受光量に応
じて変換された電圧値の比により穀粒混入率を算出する
穀粒混合比率算出手段と、からなる穀粒混合比率検出装
置の構成としたものである。

【０００５】

【作用】発光部から水分吸収波長帯を含む電磁波を測定
面に分布している穀粒に所定面積にわたって照射する
と、穀粒からの反射光あるいは透過光のうち水分吸収波
長帯は水分吸収波長帯用のバンドパスフィルタを経由し
て検出素子に受光され、また、参照波長帯は水分吸収波
長帯用のバンドパスフィルタで反射して、参照波長帯用
の検出素子に受光される。

【０００６】しかして、水分吸収波長帯の検出素子及び
参照波長帯の検出素子の光量は、受光量に応じて夫れ夫
れ大小の電圧値に変換され、両電圧値の比を所定の基準
値と比較し、穀粒混入率を判定する。

【０００７】

【発明の効果】この発明は、上述のように、水分吸収波
長帯の電磁波を測定面に分布している穀粒に所定面積に
わたって照射して穀粒の混合率を測定するので、従来装
置のように一粒毎の測定ではなく、二次元的な穀粒面を
測定できて、サンプリング誤差を少なくし、サンプリン
グ装置及びサンプル粒を整粒する付帯的な機構を省略し
て、装置を小型化でき、また、水分吸収波長帯の電磁波
を利用することで、穀粒の色彩による影響を少なくし、
青米による誤検出を防止し正確な混合率を測定できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
例について説明する。まず、図１に基づいて籾摺選別機
の全体構成について説明する。籾摺選別機は、籾摺をす
る籾摺部１，籾摺部１からの摺落米を風選する摺落米風
選部２，摺落米風選部２での風選後の混合米を分離選別
する揺動選別装置３，混合米揚穀機４，玄米揚穀機５等
により構成されている。

【０００９】籾摺部１は、籾ホッパ６，籾摺ロ−ル７，
７を内装している籾摺室８等で構成されている。摺落米
風選部２は、摺落米風選箱９，摺落米風選箱９内に斜設
されている摺落米風選路１０，粃受樋１１，摺落米受樋
１２，吸引フアン１３，排塵筒１４等で構成されてい
る。次に、揺動選別装置３について説明する。

【００１０】揺動選別板１５，１５，…の板面には選別
用凹凸が形成されていて、縦方向一側が高い供給側１５
ａ、その反対の他側が低い排出側１５ｂとなり、縦方向
に対して直交する横方向の一方側を高い揺上側１５ｃ、
その反対側を低い揺下側１５ｄとして、揺動選別板１５
の縦方向及び横方向の２方向ともに傾斜した構成とし、
揺動選別板１５は揺動アーム・揺動装置で横方向斜め上
下に往復揺動される構成である。

【００１１】この揺動選別板１５の供給側１５ａの供給
口に、分配供給樋１６及び分配ケース１７を経て、混合
米が供給される構成である。揺動選別板１５に供給され
た混合米は、粒形の大小，比重の大小，摩擦係数の大小
等により、比重の重い小形の玄米は揺上側１５ｃに偏流
分布し、また、玄米に比較して大きく比重の軽い籾は、
揺下側１５ｄに偏流分布し、また、その中間部には分離
されない籾・玄米の混合米が分布し、これらの穀粒は、
揺動選別板１５の排出側１５ｂに対向して設けられてい
る玄米仕切板１８及び籾仕切板１９で仕切られて取り出
される。

【００１２】取り出された玄米は、玄米取出樋２０，玄
米流路２１，玄米揚穀機５を経て機外に取り出され、ま
た、混合米は混合米取出樋２２，混合米流路２３，摺落
米受樋１２，混合米揚穀機４，混合米ホッパ２４，分配
供給樋１６，分配ケース１７を経て、揺動選別装置３に
供給されて再選別される。また、籾は籾取出樋２５，籾
流路２６，籾揚穀機２７を経て籾摺部１に揚穀還元され
て、再度の籾摺がされる構成である。

【００１３】玄米仕切板１８は、揺動選別板１５の横方
向中間部から揺上側１５ｃ端部よりもさらに揺上側１５
ｃに移動調節できる構成であり、また、玄米仕切板１８
の下部に揺上側〜揺下側方向に回動する切替板１８ａ，
１８ｂが取り付けられていて、この切替板１８ａ，１８
ｂはストッパ（図示省略）により回動されて、玄米仕切
板１８が最揺上側に移動すると、切替板１８ｂが玄米取
出樋２０の流下口を閉鎖して、揺動選別板１５の揺上側
から流下した穀粒を混合米流路２３側に案内し、また、
玄米仕切板１８が図１に示す仕切位置に移動すると、玄
米仕切板１８の揺上側に仕切られた穀粒を玄米取出樋２
０の流下口に案内する構成である。

【００１４】なお、玄米取出樋２０の流下口に玄米切替
弁３７を設けて、玄米流路２１への穀粒の流下を切り替
えて、機内循環状態あるいは機外取出状態に切り替える
構成とし、玄米切替弁モ−タ３８の正逆転により切り替
える構成としてもよい。混合米流路２３には、取り出さ
れた穀粒を機内循環状態、あるいは、籾摺部１への還元
状態に切り替える混合米切替弁３９を設けて、混合米切
替弁モ−タ４０の正逆転により、混合米切替弁３９を切
り替える。

【００１５】この玄米仕切板１８は、仕切板移動調節手
段２８で揺上側１５ｃから揺下側１５ｄに往復移動調節
できる構成であり、仕切板調節モ−タ２９を正逆転する
と、揺上側１５ｃあるいは揺下側１５ｄに移動調節され
る。なお、３３は、玄米仕切板１８の最揺上側への移動
を検出する仕切板原点スイッチ（揺上側）であり、３４
は、玄米仕切板１８の最揺下側への移動を検出する仕切
板原点スイッチ（揺下側）である。

【００１６】揺動選別板１５の排出側１５ｂ上方には、
籾・玄米判別センサ３０が設けられている。籾・玄米判
別センサ３０は、ねじ棒で構成されているセンサ移動手
段３１により横方向に移動自在に支持されていて、セン
サ調節モ−タ３２を正逆転することにより、横方向方向
に往復移動する構成である。なお、３５は、籾・玄米判
別センサ３０の最揺上側１５ｃへの移動を検出するセン
サ原点スイッチ（揺上側）であり、３６は籾・玄米判別
センサ３０の最揺下側１５ｄへの移動を検出するセンサ
原点スイッチ（揺下側）である。

【００１７】前記籾・玄米判別センサ３０は図４に示す
ように次のように構成されている。発光部である白熱ラ
ンプ３０ａから１４５０ｎｍ，１９００ｎｍ等の水分吸
収波長帯及び水分に吸収されない参照波長帯の電磁波
を、測定面の穀粒に例えば、直径５７ミリメ−トルの円
形内に照射し、穀粒からの反射光（あるいは透過光）を
水分吸収波長帯用のバンドパスフィルタ３０ｂを経由し
て、光学フィルタ部である検出素子３０ｃに受光し、検
出素子３０ｃで受光量の多少に応じて大小の電圧値に変
換されて、ＣＰＵ内臓の制御部４１に送られる。また、
バンドパスフィルタ３０ｂで反射した参照波長帯は、参
照波長帯用の検出素子３０ｄ部に送られ、電圧値に変換
されて制御部４１に送られる。しかして、両検出電圧値
の比が制御部４１で演算されて、所定の基準値に基づ
き、籾・玄米の混合米比率である脱ぷ率が判定される構
成である。

【００１８】なお、前記参照波長帯に代えて、距離，穀
粒層厚の影響を除くため、色彩，水分等の影響を受けな
い波長帯を用いてもよい。従来装置にあっては、籾摺ロ
−ルで籾摺された混合米をサンプリングし、そのサンプ
ル粒を一粒ずつ整列しながら流下しセンサで検出して、
籾・玄米の別を判別をして脱ぷ率を測定していた。しか
し、このような装置にあっては、取り出されるサンプル
粒が平均的でなく誤差が大きかったり、また、サンプリ
ング機構及び一粒ずつ整列流下させる機構が必要であ
り、装置全体が大型化するという問題点があった。

【００１９】測定面に分布している脱ぷ率１００％，８
０％，６０％及び４０％の混合米に、１４５０ｎｍの水
分吸収波長帯を含む電磁波を照射して測定する（穀粒ま
での測定距離が変動しない場合には、水分吸収波長帯の
みでもよい。）と、図５に示すように、脱ぷ率が４０％
〜１００％の間では相関係数０．９９６９という強い相
関関係が認められた。

【００２０】この実施例は、このような知見に基づきな
されたものであり、従来装置のように一粒毎の測定では
なく、二次元的な穀粒面を測定できて、サンプリング誤
差を少なくすると共に、サンプル粒を整列流下するよう
な付帯的な機構も必要とせず、装置を小型化することが
でき、また、青米等の色彩の影響を押さえて正確な脱ぷ
率を測定することができる。

【００２１】ＣＰＵを内臓した制御部４１には、籾・玄
米判別センサ３０，仕切板原点スイッチ（揺上側）３
３，仕切板原点スイッチ（揺下側）３４，センサ原点ス
イッチ（揺上側）３５，センサ原点スイッチ（揺下側）
３６，主モ−タ４２の負荷電流値を検出する負荷電流セ
ンサ４４及び運転スイッチ４５が、入力インタ−フエイ
スを介して接続されている。

【００２２】また、制御部４１には、出力インタ−フエ
イス（図示省略），駆動回路を経由して、仕切板調節モ
−タ２９，センサ調節モ−タ３２，玄米切替弁モ−タ３
８，混合米切替弁モ−タ４０及び主モ−タ４２が、夫れ
夫れ接続されている。次に、制御部４１の制御内容につ
いて説明する。まず、前記籾・玄米判別センサ３０を玄
米仕切板制御に応用した制御について説明する。

【００２３】籾・玄米判別センサ３０の籾・玄米の境界
位置検出に基づく玄米仕切板制御が開始されると、籾・
玄米判別センサ３０に移動指令が出される。すると、籾
・玄米判別センサ３０は所定距離移動して停止し、分布
穀粒の電圧値が検出される。次いで、検出電圧値は制御
基準値と比較されて、検出電圧値が高い（あるいは低
い）ときには、籾・玄米判別センサ３０を揺上側１５ｃ
（あるいは揺下側１５ｄ）へ所定距離移動しつつ境界検
出作業を継続し、検出電圧値が制御基準値の範囲内にな
つた位置を、籾・玄米の境界検出位置とする。次いで、
籾・玄米の境界検出位置に基づき、玄米仕切板４の仕切
位置が演算されて、玄米仕切板１８の移動指令が出さ
れ、玄米仕切板１８は仕切位置へ移動する。

【００２４】次に、図６に基づき、籾・玄米判別センサ
３０を応用した他の実施例について説明する。揺動選別
装置の分配ケ−ス１７の上方には、籾・玄米判別センサ
３０を設けて、各揺動選別板１５，１５，…に流入する
穀粒の籾・玄米比率を検出できる構成としている。６図
に示すように、分配ケ−ス１７の左右両側部に、ステ−
４７，４７を取付け、このステ−４７，４７にネジ棒で
構成されているセンサ移動手段４８を回転自在に支持
し、センサ調節モ−タ４９，歯車５０，５０を介して、
センサ移動手段４８を駆動する構成としている。

【００２５】制御部４１からの移動指令で、センサ調節
モ−タ４９が正転あるいは逆転すると、センサ移動手段
４８が正転あるいは逆転して、分配ケ−ス１７の各分配
口の上方を籾・玄米判別センサ３０が移動し、各揺動選
別板１５，１５，…に供給される穀粒の籾・玄米混合比
率を検出する。そして、籾の混入率が基準値より高い場
合には、報知手段（図示省略）により異常報知をする。

【００２６】なお、この異常報知に代えて、表示装置
（図示省略）に「何番目の揺動選別板の穀粒が籾の混入
率が高い」旨の表示をする構成としてもよい。また、籾
・玄米判別センサ３０による籾混入率の高い部分がある
ことの検出に関連して、制御部４１からの指令で、玄米
仕切板１８を所定距離揺上側に移動制御する構成として
もよい。

【００２７】複数の揺動選別板１５，１５，…で選別作
業をする際には、各揺動選別板に略同じ混合比率の混合
米が供給されることを前提として作業をしている。しか
し、混合米の搬送経路に穀稈の切れはし、動物の死骸等
が詰まり、混合米の流動状態が変化し、籾・玄米の混合
比率にむらが生じ、特定の揺動選別板１５に籾混入率の
高い混合米が供給されることがある。このような状態
で、下部側の揺動選別板に脱ぷ率の高い混合米が供給さ
れると、オペレ−タが知ることができず、玄米への籾混
入が多くなり、選別精度が低下するという問題が発生す
る。

【００２８】しかし、この実施例では、各揺動選別板に
供給される混合米の脱ぷ率のバラツキを検出し報知する
ので、オペレ−タは異常の発生を知ることができて、玄
米仕切板１８を揺上側へ調節して、選別精度の低下を回
避できる。次に、図７及び図８に示す実施例について説
明する。未熟米センサ５１は、図７に示すように、次の
ように構成されている。発光部である光源５１ａから、
例えば、６８０ｎｍ等のクロロフィル吸収波長帯を含む
電磁波を、例えば、測定面の穀粒に直径５７ミリメ−ト
ルの円形内に照射し、穀粒からの反射光（あるいは透過
光）をクロロフィル吸収波長帯用のバンドパスフィルタ
５１ｂを経由して、光学フィルタ部であるクロロフィル
吸収波長帯用の検出素子５１ｃに受光し、該検出素子５
１ｃで光量の多少に応じて大小の電圧値に変換されて、
ＣＰＵ内臓の制御部４１に送られて記憶される。また、
クロロフィル吸収波長帯用のバンドパスフィルタ５１ｂ
で反射した参照波長帯は、参照波長帯用のバンドパスフ
ィルタ５１ｄを経由して、参照波長帯用の検出素子５１
ｅで受光され、電圧値に変換されて制御部４１に送られ
る。しかして、両検出電圧値の比が制御部４１で演算さ
れて、所定の基準値に基づき、玄米に対する青米の混合
比率が判定される構成である。

【００２９】図８は未熟米センサ５１を籾摺選別機の粃
粒選別に応用した実施例を示している。摺落米風選部２
の摺落米風選路１０には、粃受樋１１に流下する穀粒の
青米と玄米との混合状態を検出できるように配設してい
る。しかして、風選中には、粃受樋１１に流下する穀粒
が未熟米センサ５１で検出され、青米中の玄米比率が検
出される。そして、玄米中の青米比率が基準値より多い
場合には、制御部４１からの選別風減少指令が出され
て、アクチュエ−タ（図示省略）により粃粒量調節弁５
２を時計方向に回動調節し、摺落米風選路１０の選別風
を弱めて、青米が籾殻と共に機外へ排出される割合を少
なくし、また、玄米中の青米比率が基準値より少ない場
合には、制御部４１からの選別風増加指令で、アクチュ
エ−タ（図示省略）を介して粃粒量調節弁５２を反時計
方向に回動調節して選別風を強めて、青米の機外への排
出を増加させて、玄米中の青米比率を基準比率に復帰さ
せる。

【００３０】なお、前記構成では、摺落米風選路１０の
風量調節を粃粒量調節弁５２により調節する構成とした
が、摺落米風選路１０の終端側に風量調節弁を設けた構
成、あるいは、吸引フアン１３の回転数を調節して、風
量を調節する構成としてもよい。また、未熟米センサ５
１は粃受樋１１の排出口に設ける構成としてもよい。籾
摺選別機の摺落米風選部の選別風量は、風量を最大に増
加すると、粃粒が機外へ排出除去される構成であり、作
業能率が低い場合や、枝梗付きの籾のように、籾供給調
節弁の開度に比較して掻き込み供給量が減少する場合に
は、選別風量を低下させないと、整粒玄米が機外へ排出
されることになる。

【００３１】しかし、この実施例では、粃受樋１１へ流
下選別される玄米・青米比率を未熟米センサ５１で検出
し、所定比率以上に玄米が混入するときには、選別風量
を減少調節するので、青米及び玄米の機外排出を良好に
防止し、選別精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体の切断側面図

【図２】斜視図，正面図

【図３】ブロック図

【図４】切断側面図

【図５】グラフ

【図６】切断正面図及び切断側面図

【図７】切断側面図

【図８】切断側面図

【符号の説明】

１…籾摺部，２…摺落米風選部，３…揺動選別装置，４
…混合米揚穀機，５…玄米揚穀機，６…籾ホッパ，７…
籾摺ロール，８…籾摺室，９…摺落米風選箱，１０…摺
落米風選路，１１…粃受樋，１２…摺落米受樋，１３…
吸引フアン，１４…排塵筒，１５…揺動選別板，１６…
分配供給樋，１７…分配ケース，１８…玄米仕切板，１
９…籾仕切板，２０…玄米取出樋，２１…玄米流路，２
２…混合米取出樋，２３…混合米流路，２４…混合米ホ
ッパ，２５…籾取出樋，２６…籾流路，２７…籾揚穀
機，２８…仕切板移動調節手段，２９…仕切板調節モ−
タ，３０…籾・玄米判別センサ，３１…センサ移動手
段，３２…センサ調節モ−タ，３３…仕切板原点スイッ
チ（揺上側），３４…仕切板原点スイッチ（揺下側），
３５…センサ原点スイッチ（揺上側），３６…センサ原
点スイッチ（揺下側），３７…玄米切替弁，３８…玄米
切替弁モ−タ，３９…混合米切替弁，４０…混合米切替
弁モ−タ，４１…制御部，４２…主モ−タ，４４…負荷
電流センサ，４５…運転スイッチ，４６…センサ移動セ
ンサ，４７…ステ−，４８…センサ移動手段，４９…セ
ンサ調節モ−タ，５０…歯車，５１…未熟米センサ，５
２…粃粒量調節弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水分吸収波長帯を含む電磁波を測定面に分
   布している穀粒に所定面積にわたって照射する発光部
   と、前記発光部から照射した水分吸収波長帯の反射光あ
   るいは透過光を水分吸収波長帯用のバンドパスフィルタ
   を経由して受光する検出素子と、水分吸収波長帯用のバ
   ンドパスフィルタで反射した参照波長帯を受光する検出
   素子と、前記両検出素子の受光量に応じて変換された電
   圧値の比により穀粒混入率を算出する穀粒混合比率算出
   手段と、からなる穀粒混合比率検出装置。