专利名称：侧方多灯型在线内部品质检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在线内部品质检查装置，通过从单侧侧方对各种输送装置中输送的农产品等对象物投射光线、对通过农产品等对象物的内部并且穿透到另一侧的透射光加以光谱分析，以非破坏性检查、测定该农产品等对象物的糖度、酸度等的内部品质。
背景技术：
作为利用光线来测定农产品的内部品质的手段，目前已知将包含近红外光的光线投射到农产品上、由来自该农产品的反射光检测出内部品质信息的反射光方式，和根据投射的、穿透农产品的透射光检测出内部品质信息的透射光方式。
上述反射光方式例如日本特开平6-300681号公报所公开，由于是将包含近红外的光线投射到测定对象物上，由该对象物的反射光检测出内部品质信息的方式，因此可直接利用以往的筛选机的托盘。
但是，该反射光方式由于仅能获得农产品的投射光线的外周附近的内部品质信息，因此只适用于皮薄的桃或梨，存在着不能适用于皮厚的果实的问题。即，根据反射光，只能获得厚皮部分的品质信息，不能检测出食用部分果肉的品质信息。
为此，本申请人开发出了透射光方式的内部品质检查装置，可检测出柑橘类或甜瓜、西瓜等果皮部分厚的农产品或苹果等内部深、处于中心附近的密实度或褐变伤害等内部品质信息，与日本特开平6-288903号公报、特开平10-202205号公报公开的一样，已实际应用。这种装置使用具有农产品托盘的输送机(带有中央部为上下贯通的透射光通路的支承座)，其中，该托盘设有遮挡外干扰光对透过农产品内部的微弱透射光进行干扰的支承座，将受光部对置于行走的托盘的中央下表面，不用专门的托盘输送不行。
作为透射光方式，在日本特开平7-229840号公报公开的技术为，夹持着皮带输送机的输送路径，在1侧设有作为光源的1盏投光灯，光轴与以直线水平横断输送路径的另一侧上的受光部对置设置，相对于所输送的农产品从横向投射光线，在另一侧的横向上受光部检测出透过农产品的透射光，检测出相对农产品从横向透过横向的透射光，但由于投光灯为1盏，投射的光线强度、光量有限，农产品皮厚时，透射光过弱，即使进行光谱分析，分析结果的误差也较大，实际使用时，会产生测定精度的偏差。
特别是，农产品为天然产品时，因与太阳光线接触的阳面一侧和背面的阴面侧等因其位置的关系，糖度或酸度、熟度等有偏差，通常存在内部品质的偏差，由1盏投光灯投射所照射的方向，测定值有较大的变化，存在测定精度可靠性差的缺陷。另外，上述公报所记载的技术由于是受光部与衍射光栅直接连接的构造，存在着收纳该构造的箱体庞大的缺点。
再有，灯的光轴与受光部的聚光镜的聚光轴为同一线，为了防止光轴没有被农产品遮挡时，强光线正面入射到聚光镜上，光谱受光元件受到不良影响而设有光闸，但输送农产品期间，光闸是开放的状态，在计测农产品每个时不能开关，即在前后的农产品与农产品之间也保持开启的状态。并且，暂时停止时等不必要情况下，由光闸的螺线管进行关闭灯光线的操作，但即使遮挡投光灯的光线，通过农产品通路、进入暗室内的光使周围的明亮变动保持原样地从聚光镜进入，存在着受光元件的零电平(暗电流)变动的缺点。
另外，使用1盏灯将光透过柑橘类或甜瓜、西瓜等皮厚的农产品时，必须要有高输出的灯，但高输出的灯产生的热量高，必须要有冷却灯的对策，除此之外，因通过反射镜向农产品聚光，聚光部会产生500度以上的高热，所以必须要有耐热性材料，否则会发生火灾。此外，高输出灯的灯丝较大，不仅使光线难以聚光，还存在寿命短、照明度低、不能长时间使用的缺点。
在增强投射光，以便即使是难以穿透光的对象物也可以获得穿透光时，存在对易穿透对象物的光进行光谱分析时，光谱分析装置的运算放大过量而不能分析的问题。
另外，作为在线内部品质检查装置，为了长期稳定地动作，因随着早、白天、夜晚，环境温度会变动以及会因运转时间的推移导致变动，必须常常对装置进行校正，但以往的投光灯和受光部是在同一光轴上对置设置，存在的缺点为，不能装有由收纳于不完全暗室内的检查装置进行稳定校正的机构。
此外，还存在着产生与上述同样的，随环境温度变动和运转时间推移导致标准曲线错位的问题。
本发明在于克服上述的各缺点。
本发明的目的在于提供一种检查装置，不限于输送农产品的输送机，可使用各种输送机，在夹持于输送路径两侧对峙设置着投光装置和受光部的检查装置中，使横断输送路径的光线的投光光量增大，并且使用长时间照明度下降少的长寿命的投光装置，对农产品进行广范围的投射，可在受光侧有效地检测出穿透因大小和品种、种类而易穿透光的对象物乃至难以穿透光的对象物的透射光；并且提供这样一种检查装置，设有在易穿透光的对象物时运算放大不会过量的机构、进而不受外干扰光影响的受光部和校正机构、对随时间变动等导致标准曲线错位加以补偿的机构，可获得可靠性高的测定精度。
发明的公开为了实现上述目的，本发明的特征如权利要求书所记载。
一种隔着一个一个输送检查对象物的输送机的输送路径两侧以面对面的方式在一侧设置投光机构而在另一侧设置受光机构，从单侧向输送的对象物投射光线，通过接收透过对象物内部而在另一侧出来的透射光并进行光谱分析，以检查对象物内部品质的装置，其特征在于，所述投光机构的结构为，使用多个投光灯，在输送路径上的处于检查位置的对象物的单侧侧面从斜前到斜后的范围内，以各自不同的位置和角度，向对象物集中投射光线，所述受光机构为，从聚光镜的受光窗至导入分光器的光纤的入光面之间设有开关光通路的光闸，以构成光通路的开关机构。
根据本发明，由于检查对象物处于检查位置时，使用多盏灯，在单侧的侧方整个表面集中投射大致均等的光线，即使对于检查对象物的农产品在直接接受太阳光的阳光面和不直接接受太阳光的背光面糖分偏置等，内部品质的位置有偏差，多盏灯的多量光线也以广泛面积投射，透过内部的各部位的、带着全体平均化的许多内部信息从另一侧出来的透射光由受先机构接收并进行光谱分析，可检查内部品质。
在接受透射光的聚光镜的受光窗起到光纤入光面之间设有光闸，在输送中的对象物前进方向前端部和后端部关闭，可以只从中心部进入透射光。在没有对象物时，由于光闸是关闭的，光不会进入分光器内，不会产生温度上升等不良影响。
权利要求2的发明特征为，在权利要求1的发明的基础上，所述受光机构的聚光镜设有确保对物侧前方视野的物镜遮光罩和在其前面使用透明玻璃的受光窗，以形成防尘构造的物镜遮光罩，在带有该防尘构造的物镜遮光罩的聚光镜的受光窗的前面没有使白色电平校正板或进或出的出没机构，以可加以校正。
根据本发明，聚光镜中朝向对象物中心的物镜遮光罩防止了外干扰光的影响，通过受光窗，限制为从正面进入视野的透射光。出没于该受光窗前面的白色电平校正板是在装置的动作开始前或中途休息时、或者暂时中断后等情况下起作用，可对环境温度变动或灯、光学系统劣化等导致装置的综合输出值进行任意的校正动作。
权利要求3的发明特征为，在权利要求2的发明的基础上，设有在所述聚光镜的物镜遮光罩内限定以光学系统的受光光轴为中心的光线的通过区域，以防止散射光或光斑的可变光阑。
根据本发明，对不是来自聚光对象物的透射光的外干扰光或从聚光镜的受光窗进入物镜遮光罩内的散射光或物镜遮光罩内的表面乱反射引起的光斑等漫射光的影响可被除去，起到光谱分析的结果准确和可靠性高的作用。
权利要求4的发明特征为，在权利要求2或3的发明的基础上，设有空冷机构，该机构具有朝向所述聚光镜的物镜遮光罩和待机中的白色电平校正板设置的空冷送风管和空气喷嘴，将来自送风机的风送入送风管，以使聚光镜和白色电平校正板的光线导致的热量散发。
根据本发明，抑制了通过来自投光灯的光线温度的逐渐上升，防止了温度变动引起的光学特性的变化，可起到维持光谱分析结果稳定的作用。
权利要求5的发明特征为，在权利要求1～4任一项发明的基础上，所述多个投光灯采用带有形成了在处于检查位置的对象物位置具有焦点的波束角的抛物面反射镜，在其前面用耐热玻璃封闭的封闭式灯，各灯是将投光光轴错开地设置在通过其焦点的射束光线在不直接进入受光机构的聚光镜受光光轴的角度和位置上。
根据本发明，由于多个投光灯以对象物的位置作为焦点集中投射，效率高，可使用比较小型的灯，通过前面封闭，起到维持反射镜的反射性能不下降的作用，另外通过将光轴与各灯的射束光线不直接进入聚光镜的受光光轴的角度错开，起到不会受到未在对象物内部扩散、直接进入的透明光的影响的作用。
权利要求6的发明特征为，在权利要求1～5任一项发明的基础上，设有防止过热的散热机构，所述多盏灯的每个上均设有朝向插入插座的封闭部的空气喷嘴和送风管，通过将来自送风机的风送入送风管，使灯体的发热散发。
根据本发明，各灯前面被封闭，靠空气喷嘴向成为高温的封闭部送风空冷，可防止过热，起到延长灯寿命的作用。
权利要求7的发明特征为，在权利要求1～6任一项发明的基础上，所述多个投光灯设有根据对象物的大小或光透过程度不同的品种或种类增减灯点亮数的机构，可增减切换投射光量。
根据本发明，通过因对象物的品种或种类等光线的透过程度的不同(大小)而改变点亮灯数，可对例如农产品为厚皮的难以穿透光的西瓜、甜瓜，皮厚为中等程度的柑橘类，属于薄皮的易透过光的番茄、梨等乃至其他的苹果、桃等进行多品种的内部品质的检查。
权利要求8的发明特征为，在权利要求1～7任一项发明的基础上，设有通过遥控将装有所述投光机构的多个投光灯的灯箱沿上下方向上下动作的升降机构，可根据检查对象物的品种或种类与不同的大小相对应地遥控调节投光的高度。
根据本发明，由于可在非常短的时间内进行对象物的大小等不同的品种或种类的切换，起到在切换检查多品种时，容易变更的作用。
权利要求9的发明特征为，在权利要求1～8任一项发明的基础上，所述受光机构设有朝向从聚光镜的受光窗到光纤入光面之间的光通路、切换并插入各种减光滤光器的机构，对进入光纤的光量进行减光操作。
根据本发明，对因对象物的品种或种类，进入受光机构的透光量小的物品，也可针对对象将光谱分析装置的运算放大器的增幅加以调节，如将对象物切换成透光量大的物品时，通过减光滤光器，对进入的光进行减光制约，可起到防止运算放大器处于过量不能分析状况的作用。
权利要求10的发明特征为，在权利要求9的发明的基础上，所述减光滤光器的切换插入机构设有通过遥控对装有减光率不同的多个减光滤光器的减光滤光器安装板进行切换的机构。
根据本发明，即使将对象物的品种或种类切换成其他不同的，也可在非常短的时间内进行更换。
权利要求11的发明特征为，在权利要求1～10任一项的发明的基础上，位于所述聚光镜的聚光窗到光纤入光面之间的光闸设置在将包含进入光的光通路的周围加以密闭的暗箱内，在每个检查对象物通过时，光闸进行开关动作，在检查对象物处于检查位置时开启，而在不检查时关闭，非检查时刻，光线不进入分光器内。
根据本发明，对象物的中心部处于检查位置时，使进入透射光外的光被遮住，不会进入分光器内，不会产生温度上升等的不良影响，受光元件一定稳定在零电平上，每当检查各对象物时，始终是从零电平起上升，起到获得无误差的检查输出的作用。
权利要求12的发明特征为，在权利要求1～10任一项的发明的基础上，位于所述聚光镜的聚光窗到光纤入光面之间的光闸设置在将包含进入光的光通路的周围加以密闭的暗箱内，并设有驱动机构，使所述光闸通常为开启状态，只是在校正时当所述白色电平校正板被操作之前或之后检测出暗电流时进行关闭动作，在设于分光器后侧上的检测出受光元件的控制电路上设有电子光闸电路，对象物每个通过时，使电子光闸动作。
根据本发明，位于分光器后侧上的受光元件的控制电路上设置的电子光闸电路用电气要素对穿过对象物的每一个的透射光的检测进行时间控制，由于检测出的电荷放出并清除，不会受到之前检测出的残留电荷的影响。由此，因不是机械要素的可动部分，可在高速度下连续地动作，输送机可快速运行，起到提高每单位时间的检查能力的作用。
权利要求13的发明特征为，在权利要求2～12任一项的发明的基础上，在所述受光机构的带有防尘构造的聚光镜的受光窗前面构成使白色电平校正板进行出没动作之前或之后、与白色电平校正板更换地使品质基准物质或出或进的出没机构，作为根据透过该品质基准物质的透射光的变动，以对光谱分析装置的标准曲线的随时间的变动加以补偿的机构。
根据本发明，起到与由白色电平校正板进行的校正相关联，检测出装有品质基准物质的容器的透射光，将其作为基准，可对随着连续点亮灯、连续运转等的装置或周围的温度或环境条件的变化等所产生的标准曲线随时间的变动加以补偿的作用。
权利要求14的发明特征为，在权利要求13的发明的基础上，使所述品质基准物质出没的机构使多个品质基准物质一个一个地微动移动，以便切换和出没。
根据本发明，进行对象物的糖度、酸度等多个成分分析时，起到可将标准曲线随时间的变动与实际情况相吻合地补偿的作用。
权利要求15的发明特征为，在权利要求13或14的发明的基础上，所述品质基准物质为固体。
根据本发明，品质基准物质通过使用具有接近对象物波长带这样的吸收特性的固体，即使长时间使用也不易变质，可稳定地校正。
权利要求16的发明特征为，在权利要求13或14的发明的基础上，所述品质基准物质为装入容器中的液体。
根据本发明，品质成分与对象物的成分相等的液体可容易采购，易于使用，起到可进行与实际情况相吻合的校正的作用。
权利要求17的发明特征为，在权利要求1～16任一项的发明的基础上，设有通过遥控使受光机构的安装基座沿上下方向上下动作的升降机构，与检查对象物的品种或种类的不同大小相对应，通过遥控调节受光光轴的高度。
根据本发明，与权利要求8的发明同样，可非常容易地进行对象物大小等不同品种或种类的切换，即起到易更换的作用。
附图简述
图1为包含本发明实施例的投光机构和受光机构夹持于输送路径两侧对峙设置的主要部分断面的俯视说明图，图2为图1中A-A线所示的纵剖面的侧视图，图3为示出受光机构的白色电平校正装置动作的俯视说明图，图4为图3中C-C线所示的纵剖面的侧视图，
图5为示出受光机构的装有品质基准物质的容器动作的俯视说明图，图6为图5中D-D线所示的纵剖面的侧视图，图7为沿图2中B-B线的纵剖视图，为光闸关闭和减光滤光器的说明图，图8为与图7相同处的光闸开启时的说明图，图9为实施例2的、将受光机构的白色电平校正装置的动作方向构成上下方向的俯视说明图，图10为图9中E-E线所示的纵剖面的侧视图，图11为实施例3的、具有多条输送路径的带托盘的链条输送机的每条中，设有夹持于输送路径两侧对峙设置投光机构和受光机构的主要部分的断面说明图。
实施发明的较佳实施例在本发明的侧方多灯型在线内部品质检查装置中，在一个一个输送对象物的输送机中，在隔着输送机的输送路径两侧的单侧上设有使用多个投光灯的投光机构，以在处于检查位置的对象物的单侧侧面的从斜前到斜后的范围内，在各自不同的位置、角度，向对象物集中投射光线，另一侧设置的受光机构为，在从对穿透对象物的光进行聚光的聚光镜的受光窗起到将聚光后的透射光导入分光器的光纤的入光面之间设有开关光通路的光闸，将聚光镜的受光窗朝向检查位置的对象物设置。作为输送过程中对象物检查部位的中央部到达检查位置时，打开光闸，穿透该中心部的光通过光纤导入分光器。该中心部为所谓的检查部位，但不限于尺寸上的中心。
对象物的前端部和后端部中不检查的部分以及不是对象物时光闸关闭，遮住穿透聚光镜的光的光路，光线不会经光纤导入分光器。即，多余的光线不会进入分光器内，在分光器内不会发生温度上升等环境变化。
前述的聚光镜可以是，将处于检查位置的对象物在镜头一侧的外周侧面附近作为对物侧焦点，在对物侧前方设有朝向对象物中心部以确保视野的物镜遮光罩和在其前面使用透明玻璃的受光窗，形成带有防尘构造物镜遮光罩的聚光镜时，有效地防止外干扰光的透射光的聚光。
另外，输送机上的对象物与其大小无关，在检查位置之前的工序中，将受光机构的镜头侧的外周侧面的位置对齐在距离受光窗一定距离处，即，如一侧对齐输送，因透射光的聚光条件一定稳定，可实现误差少、可靠性高的光谱分析。
此外，为了在该物镜遮光罩受光窗的前面挡住视野，可设有用安装臂将白色电平校正板或推出或拉入的出没机构，在安装臂上形成筒状的突出部，以从白色电平校正板安装部向物镜遮光罩的前面塞挡在视野周围，以在校正动作时不受到外干扰光的影响。白色电平校正板设置成前述对象物在镜头侧的外周侧面附近成为对物侧焦点，内部品质检查装置的动作开始时或因中途休息暂时中断后，环境温度有变动时等必须进行校正时，不输送对象物时或者在检查位置面前强制排除对象物等以暂时中断输送、使白色电平校正板动作到物镜遮光罩受光窗的前面，进行装置的校正，这样就可长时间稳定地使用。在对穿透输送机输送的对象物的光聚光以加以检查时，该白色电平校正板不会妨碍对象物输送地移动到输送通路外，以处于待机状态。
拉入白色电平校正板使之处于待机的方向由与输送机的结构的关系来确定最适当的方向，但白色电平校正板是向输送通路的前进方向外侧或上方外侧移动。
如在物镜遮光罩内设有限定透射光通过区域的可变光阑，可防止从受光窗进入的散射光或物镜遮光罩内有害的反射光光斑。
如设有向物镜遮光罩和视野外的处于待机中的白色电平校正板进行空气冷却用的空气喷嘴，从送风机送风进行空冷，则使光线导致的热量发散，可使温度引起的光学上的特性变动小且稳定。
前述的多个投光灯如使用带有抛物面反射镜、形成以处于检查位置的对象物的中心位置作为焦点的射束孔径角，并且前面封闭的封闭式灯，则灯的光线集中投向对象物，光线的投射效率高，可使用较小型的灯，前面封闭则可防止反射镜落尘和变模糊，可防止反射性能下降。
此外，各投光灯是将投光光轴偏离地设置在通过焦点的射束光线不直接进入受光机构的聚光镜的光轴上的角度和位置上，可有效地获得从灯中在对象物内扩散并反射且透过出来的光，即可有效地获得多持有内部品质信息的透射光。
各灯为了以同等的光量对从处于检查位置的对象物的单侧侧面的横向斜前方到斜后方的范围内进行投射，可以在距离检查位置等距离的位置上设置形成安装部的灯箱。并且各灯中设有向封闭部送风的送风喷嘴，由送风机送风进行的空冷，使灯本体产生的热发散，防止过热，以维持灯的寿命。
前述多个灯的结构为，控制其灯点亮的电路例如可以是切换成全部点亮、5分之4盏灯点亮、5分之3盏灯点亮等任意方式。如此，由于对象物的大小等品种或种类，切换成透光程度不同的对象物使用时，可简单地转换成透射光过强时，灯点亮数少，而过弱时，灯全部点亮。
前述的多个投光灯可在对象物的中心位置、即朝大小不同的品种切换时按每个灯箱的上下方向，通过遥控操作，沿上下方向升降投光光轴的高度。如此，可缩短对象物品种的切换时间。
另外，作为一个减光机构，可在前述受光机构的透射光的受光光路上插装切换插入机构，切换插入减光率不同的各种减光滤光器，以对透过分光器的光量减光。如通过遥控装置切换该减光滤光器切换插入机构，可进一步缩短对象物品种切换的时间。
前述的光闸设置在包含有将透过对象物的光从聚光镜导入分光器的光路周围的、密闭的暗箱中，以防止外干扰光，通常，光闸是关闭的，光线不进入分光器内，对象物一个一个通过时，仅其中心部只通过聚光镜的前面时，为使透射光导入分光器而开启。即，分光器内仅通过穿透在检查位置的对象物的光，检查对象外的光线全不进入，分光器内的受光元件通常从零电平起上升。
在作为机械要素中应答动作越困难越要求高速度性能的装置中，作为其他机构，前述光闸设有驱动机构，即设置在包含有将来自聚光镜的光导入分光器的光通路周围的、密闭的暗箱中，通常为开启状态，为了校正而与白色电平校正板一前一后，仅在检测暗电流时控制光闸为关闭动作，设置在分光器后侧的检测受光元件的控制电路中设有电子光闸电路，对每个对象物的透射光的检测由电要素进行时间控制检查。即，要求高速度性能的每个的时间控制不是机械要素的动作、而是由电要素进行时间控制的电子光闸和仅仅进行动作频率可较少的暗电流的检测时由机械要素中断光通路的光闸这两者的组合而成。
作为标准曲线的随时间变动加以补偿的手段为，在带有防尘构造的物镜遮光罩的聚光镜的受光窗前面，与白色电平校正板交替地进行出、进这样的出没动作构成的安装臂上，装有光透过成分以与检查的对象物类似的物质或同等物质(例如若是固体物质使用夹具，如是糖或酸等液体则进入容器)作为基准物质，将透过该基准物质的透射光导入分光器，使光谱分析装置分析的结果始终与前次校正时的相一致。
即，对标准曲线随时间变动加以补偿的机构为，设置装入糖或酸等多个基准物的容器场合，使每一个微动，将各自的透射光导入分光器，由光谱分析装置分析的结果如是相同的基准物则使其始终相同。
将受光机构的聚光镜和与该聚光镜关联的白色电平校正板出没的机构和使基准物质出没的机构设置在同一安装基座(框架)上，设有使该安装基座上下升降的机构，通过遥控装置使该机构上下动作，可根据因检查对象物的品种或种类不同的大小，调节受光光轴的高度。
前述的投光机构的灯箱和另一侧的受光机构分别使用防震橡胶等，不会受到输送机的机械振动的影响，则可进一步获得误差少的光谱分析的结果。
实施例1以下，根据图1～图8所示的实施例1说明本发明。
图1、图2为示意地示出以农产品为对象物的在线内部品质检查装置的主要部分的说明图。1为对象物F的输送机，2为从对象物F的单侧侧面投射光线的投光机构，3为接受透过对象物F内部的透射光的受光机构，输送机1将检查并测定内部品质的对象物F成一列一个一个地输送。输送机1如是在前进方向将对象物成一列输送，则可使用皮带输送机、链条输送机或带托盘的链条输送机等、可测定大小或检查外观等的公知的输送机。即，对象物F的内部品质检查实际上也多是对与大小级别、外观形状品质的等级的测定一同测定，其前或后可装配通用的输送机。由输送机1输送的对象物F如图1和图2所示，在通过本发明的内部品质检查装置的投光机构和受光机构的安装部时，在前进方向的两侧侧方无遮挡物地在两侧呈开放状态下输送。
投光机构2将多个投光灯21安装到灯箱22中，配置成朝向输送机1上的处于检查位置的农产品F，从单侧侧面的斜前到斜后的范围内，投射各自光线。该投光灯21比较小型，最好使用在检查位置11处形成有焦点的波束角211的带有抛物面反射镜212，且前面使用耐热玻璃密封件213的密闭式卤素灯。小型灯的话，用低电压就可点亮，可使用短灯丝，有利于聚光效率，并且为比较粗径的镍铬系电热合金线，可延长使用寿命。该多个投光灯21如图1和图2所示，从检查位置11到单侧的斜前到斜后的范围内最好呈扇形或放射状扩展，各自设置在等距离处，并且上下也设有多段。各投光灯21安装在通过其光轴上焦点的射束光线不直接进入后述的受光机构3的聚光镜31的受光光轴301上的角度和位置上。23为散热用的灯侧空冷送风管，沿着各投光灯21的封闭部214和插座215的位置设置，设有朝向各灯的封闭部214吹出空气的喷嘴231，以将来自送风机的空气吹出，将起于封闭部214的插座215和灯本体的发热发散以防止过热。送风过程如下，通过适当的送风机构，与连接口232连接，将图中未示出的送风机送出的风送进。
投光灯21排列设置有必要的个数，无论是在各种各样的内部品质检查对象物中，还是在光线特别难以透过的对象物中，以投射可获得透射光的光线量，但在检查例如为番茄等易透过光线的对象物时，可将根据对象物以减少灯点亮数那样的、切换并且增减点灯数的机构装入电路中。
受光机构3主要由聚光镜31，将由聚光镜聚光的透射光导入分光器(图中未示出)的光纤32，塞住光纤32的入光面321的光闸33，减光滤光器安装板34，白色电平校正装置35和基准物质插入装置36构成。30为组装这些主要部分的安装基座，在本例中，是表示安装在安装基座上的情况，但在其它例子中，也可安装在安装基座30的下方。聚光镜31设有将处于输送机1上的中心检查位置11处的对象物F的外周面作为对物侧的焦点311、延伸到接近对象物附近的物镜遮光罩312，和在其前面使用透明玻璃的受光窗313。该物镜遮光罩312防止聚光镜31周围的外干扰光进入等不良光的影响，在由受光窗313限制的视野中，有效地使来自正面的透射光进入。314为可变光阑，设置在物镜遮光罩312内的聚光镜和减光滤光器安装板34之间，防止从受光窗进入的散射光或物镜遮光罩内有害的反射光的光斑。光纤32安装成其入光面321与聚光镜31的成象位置相一致，从受光窗313进入聚光镜31的透射光在光纤32的入光面321上成象，该光纤32与分光器连接，由分光器对透射光进行光谱分析。
光闸33最好设置在透射光由聚光镜31形成的成象位置、即接近光纤32的入光面321处。该光闸33如图7或图8所示，在圆板的外周设有多个等分的缺口331，以在光纤32的入光面321的前面开关受光光路。
该光闸33按下述方式动作，通过在具有按每个象物F1微动驱动、停止在规定位置上的功能的步进式驱动装置332作用下，在对象物的中心部通过检查位置11时，光闸33开启，使透过对象物的光通过光纤32，当输送中的对象物的应当检查的位置(例如中心部)通过检查位置11后，该光闸33在步进式驱动装置332作用下微动旋转，将光闸关闭。即，不用考虑输送机1上是定间隔还是非定间隔输送的对象物，在随机输送的对象物F应检查的位置(例如中心部)通过检查位置11时，与该时刻相一致地开启光闸33，将透射光通过分光器，但在从对象物F的前端部或后端部到下一个农产品之间等不检查时刻，要关闭光闸。在本实施例中，与对象物的大小无关，在中心部，光闸在输送机前进一定时间(输送机前进一定距离)时开启，而在其他部分关闭。光闸33的动作指令可以使用通过设置在输送机1上游侧的外径尺寸或颜色、形状的计测摄像机等各种检测机构，与输送机同期送出的位移信号等公知的手段。
34为减光滤光器安装板，设有多个滤光器安装孔341，1个孔作为保持原样的空孔，其余的孔分别装有减光率不同的减光滤光器342。该滤光器安装板34是通过轴343，将滤光器安装孔341与在聚光镜31和光纤入光面321之间通过的受光光线的光通路的中心位置相一致地安装着。滤光器安装板34的孔的选择为，通过设置在外部的旋钮344，经等径伞齿轮345，转动安装轴343而实现选择操作的。如设有步进马达等驱动装置来代替旋钮343，则可通过遥控进行选择操作。
上述光闸33和滤光器安装板34的设置部分由板围住四周形成暗室，以不受外干扰光影响。
35为白色电平校正装置，图3和图4示出了校正动作中的状态。351为白色电平校正板，通过压板352安装到安装臂353上。安装臂353安装到在物镜遮光罩312侧方的回转轴355上，回转轴355从设置在安装基座30的下部上的步进马达R354向上突出，进行校正操作时，使步进马达R354正反转，使白色电平校正板351从处于聚光镜31正面的受光窗313的前面或出来或退让输送轨道。安装臂353使白色电平校正板351与安装臂相接触的外周面3511与聚光镜的对物侧焦点311相吻合，3531是向物镜遮光罩一侧突出的筒状突部，在其与受光窗313之间，以防止外干扰光进入受光窗等不良影响的方式形成。356为检测出安装臂353处于待机位置的检测开关，由设置在安装臂353上的检测片357检测。
358为检测出安装臂353处于聚光镜的受光窗313的前面、位于可进行校正操作的位置上的检测开关，359为其检测片，设置在安装臂353上。即，通过检测开关358，可以确认并检测出白色电平校正板351处于聚光镜遮光罩312的前面规定的位置上，可进行白色电平的校正，由检测开关356，可以确认并检测出安装臂353退让输送路径，以使在线检查装置动作。这些动作通过操作指令输入各自控制电路以自动地进行。
36为品质基准物质检查装置，图5和图6示出品质基准物质检查动作中的状态。361为品质基准物质，在本实施例中，在透明的石英玻璃容器362中装入代替糖或酸浓度的高糖度、低糖度、高酸度、低酸度的溶液，并用塞子3621塞住。装入该品质基准物质的容器362以其物质的外周面3611来到聚光镜31的对物侧焦点311的位置上的方式装填到安装臂363上。安装臂363在物镜遮光罩312的前方呈扇状张开，在遮挡的遮光壁部3631的外周部设有如上所述的，在水平横向的多个容器362的装填部3632和上部压板3633，在该装填部和物镜遮光罩312之间形成透射光通路的观察孔3634，形成其下部在聚光镜31的下方水平伸展的臂，且安装在从聚光镜下方的安装基座30的下方、向上突出的步进马达S364的输出轴3641上。观察孔3634通过聚光镜将透过基准物质的微弱的透射光导入光纤时，起到防止外干扰光进入受光窗等不良影响的作用。
该品质基准物质检查装置36一般是在进行前述的白色电平的校正操作后，对光谱分析的标准曲线的变动加以补偿所进行的操作，但适宜于因温度或湿度等环境变化、其他随时间推移产生的变动发生时等情况下操作。
在线检查对象物F期间，如图1所示，尽管是退让在输送机1的输送轨道外，但检查时，启动步进马达S364，装入基准物质的容器的装填部3632和观察孔3634与朝向检查位置的聚光镜31的受光窗313相对应，按每个观察孔切换，将透过基准物质的透射光通过光纤32进行光谱分析，从而补偿标准曲线。安装臂363无论是位于输送轨道上对品质基准物质进行检查操作中，还是处于输送轨道外的退让位置，均可围绕着步进马达S364或输出轴3641设置各种位置确认传感器等以进行检测。该品质基准物质361可使用液状物质或凝胶状物质，或者固态物质等。
37为受光机构空冷送风管，在聚光镜的物镜遮光罩312的上部和其侧方安装设置有向从输送轨道退让的白色电平校正板351的上部和品质基准物质361的上部吹出空气的喷嘴371，以将来自送风机的空气吹出，使光线引起的热量发散。该受光机构的空冷送风管37可形成为各种各样的形状，可设有向受光机构3的各部吹出空气的喷嘴。
实施例2下面，说明图9和图10所示的实施例2。
该实施例2改变了受光机构3A的白色电平校正装置35A的动作机构，将使白色电平校正板351A在聚光镜前面或出或进的安装臂353A的动作方向进行了改变。
除了白色电平校正装置35A外，聚光镜31A、光纤32A、光闸装置33A、减光滤光器安装板34A等的结构与实施例1同样，投光机构2A也使用与实施例1同样的结构，在此对其详细说明加以省略。
在例2中，白色电平校正板351A由压板352A安装到安装臂353A上，并装在步进马达T354A的回转轴355A上，如图10中双点划线所示，将聚光镜31A的上方作为退让位置，伸到聚光镜31A的前面才进行校正动作。即，使步进马达T正、反转，将白色电平校正板351A或伸到聚光镜31A的受光窗313A的前面或退让到物镜遮光罩312A的上方。
3531A为从安装臂353A向物镜遮光罩一侧突出的筒状突部，形成为塞住白色电平校正板351A与物镜遮光罩312A的受光窗313A之间的四周，以使外干扰光不进入受光窗313A。
37A为受光机构3A的空冷送风管，安装成设有向聚光镜31A和退让到其上方并且处于待机状态的白色电平校正板351A的筒状突部3531A吹出空气的喷嘴371A，所吹出的是来自送风机的风，以使聚光镜或校正板的光线引起的热量发散。
安装基座30A由升降轴38和升降导轨381支承着，升降轴38将聚光镜31A的受光光轴301A的高度在上下方向升高、降低。升降轴38通过使用电动气缸或电动滑块，或者齿轮齿条机构等公知的线性驱动机构(图中未示出，省略)使受光机构升降。
在使用中设定成，检查对象物为小品种果实时，将安装基座降下，降低受光光轴，而在较大品种时，将安装基座提升，升高受光光轴。
实施例3下面，对图11所示的实施例3加以说明。
实施例3为本发明的装置设置在大量处理对象物时带有托盘的输送机中。
4为带有托盘的输送机，设置在输送机支架41两侧内侧上的链轨42上，张紧设置着环形输送链条43，在输送链条43之间，托盘安装部件44平行排列，两端安装到各自两侧的链条43上。托盘安装部件44上装有多个托盘45，各托盘与托盘之间具有设置投光机构2B和受光机构3B的间隔(空间)，并形成多条输送路径。
投光机构2B和受光机构3B的安装位置，在各条输送路径中相对于输送机的前进方向为前后位置错开方式安装，从而使条间隔不会过大。
投光机构2B和受光机构3B在各自上侧设有安装部，并且安装到上部支架5的下侧。即，投光机构2B通过灯箱安装件51安装到上部支架5上，以使光线集中投射到托盘45上的对象物上，而受光机构3B如前述实施例1的图2所示那样，上下反转地将设置在上侧的安装基座52通过安装件53安装到上部支架5上。
投光机构2B和受光机构3B采用的结构与实施例1和实施例2的相同，在此省略对其详细说明。
上部支架5装有在托架54上向下延伸的升降轴55，通到下部支架56的轴承5，由设置在下部支架内的升降装置(图中未示出)，可使上部支架5上升、下降，以将集中投射的投光机构2B和受光机构3B与托盘45上的对象物的大小相适应地调节高度位置。
图中未示出的升降装置通过电动气缸或电动滑块，或者齿轮齿条机构等公知的线性驱动机构进行升降。
采用实施例3，在1台输送机中，将对象物放置于多个托盘上输送，就可在各托盘输送线上进行内部品质检查，因而可处理大量的对象物。
产业上的可利用性正如上述，采用本发明，用多个投光灯对在输送机上输送的对象物的一侧横向的斜前到斜后的范围内集中投射，即使是皮厚的农产品，光线也能透过内部各部位，在农产品的阳光面和背光面中，即使糖度、酸度等内部品质存在偏差，也可从另一侧检测出具有宽范围的内部信息的透射光，可获得一个平均的内部品质数据。
另外，投光灯设有多个并且是集中设置，因此可以使用各自输出较小的小型灯，发热量低，不会给予周围过大的热作用，灯的寿命也会有效地延长。
此外，在检测出透过对象物的透射光的聚光镜与将聚光的透射光导入分光器的光纤入光面之间设有光闸，所以，仅仅将在输送机上行走的对象物中心部的透射光导入分光器就可进行光谱分析。
采用权利要求2的发明，聚光镜由防尘构造的物镜遮光罩围住，限制了在对物侧检测透射光的视野的范围，从而来自聚光镜正面的透射光入射进光纤，而视野外的外干扰光不入射，可进行不受外干扰光影响的光谱分析。由于在这样的聚光镜的前面设有使白色电平校正板出没的机构，不仅在动作开始前，而且在温度变动或环境条件的变化、暂时休息时等情况下，光谱分析装置也易变动，在必要时刻可立刻校正，所以可进行稳定、准确的光谱分析。
采用权利要求3的发明，由于除去了进入物镜遮光罩内的不要的散射光或物镜遮光罩内的光斑等漫射光的影响，仅仅是透过对象物的光导入光纤的入光面，具有光谱分析的结果准确、可靠性高的效果。
采用权利要求4的发明，由于向接收投光机构的光线的聚光镜和白色电平校正板喷射空气以加以空冷，具有可防止受光机构的温度逐渐上升、光谱分析值受到变动影响的效果。
采用权利要求5～权利要求8的发明，由于处于检查位置的对象物的位置为焦点的、射束光的小型封闭式灯的反射性能不会下降，容易安装处理，可用多盏灯从各方向对对象物进行投射。
另外，由于封闭式灯是将喷嘴朝向封闭部送风，在不会过热、过冷的状态下，灯内的卤化气体的卤化循环顺畅地进行，具有延长灯的使用寿命的效果。
此外，因增减灯的点亮数以改变投射光量，可对无论是皮厚的西瓜或甜瓜、厚皮的密柑还是皮薄易透过光的苹果、桃或梨等这样宽范围的对象物的内部品质加以检查。
再有，因灯的投光高度可相应于甜瓜或苹果、密柑等对象物的大小通过遥控进行起落调节，具有短时间内方便地更换检查品种或种类的效果。
采用权利要求9，10的发明，即使对象物品种的每个的透过光量有多或少这样的差异，也可在受光机构的透射光受光光路上切换插入各种减光滤光器，以调节进入分光器的入光量，所以光谱分析装置的运算放大器的增幅以光量少的品种为基准预先调节的话，若多时，可减光，因此不会有过量，可进行稳定地光谱分析。
采用权利要求11的发明，由于检查来自对象物的中心部的检查位置的透射光时以外情况下，光线不进入光纤，光谱仪的受光元件处于零电平，每1个检查时是从零向上进行输出的，具有可获得无误差的分析值。
采用权利要求12的发明，在光谱仪后侧上的受光元件的控制电路上设置的电子光闸由于不是机械要素的可动部分，因而可高速连续地动作，可使输送机加速运行，具有可提高每单位时间内的检查处理能力的效果。
采用权利要求13～16的发明，在光谱分析装置每日数小时运转时，对于公知的装置，随着气温的变化或运行时间的推移的同时，标准曲线会逐渐错位变动，但与使用白色电平校正板的校正相结合，对来自装有糖或酸等基准物的容器的透射光加以光谱分析可补偿该错位，从而具有不受每日气温或运转时间的影响，具有使用最佳标准曲线的效果。
由上可知，作为农产品等品质筛选装置，提供了一种组装在筛选分类的输送机中的最适当的内部品质检查装置。
权利要求
1.一种多灯型在线内部品质检查装置，具有一个一个输送检查对象物的输送机，向输送中的检查对象物投射光线的投光机构，对该投射的光线透过检查对象物内部的透射光加以接收的受光机构，所述投光机构和受光机构在隔着输送机的输送路径的左右两侧面对面地设置着，通过对透过对象物内部的透射光加以光谱分析，检查对象物的内部品质，其特征在于，所述投光机构的结构为，使用多个投光灯，在处于输送路径上的检查位置的对象物的单侧侧面从斜前到斜后的范围内，以各自不同的位置和角度，向对象物集中投射光线，所述受光机构为，从聚光镜的受光窗至导入分光器的光纤的入光面之间设有开关光通路的光闸，以构成光通路的开关机构。
2.按照权利要求1所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，所述受光机构的聚光镜设有确保对物侧前方视野的物镜遮光罩和在其前面使用透明玻璃的受光窗，以形成防尘构造的物镜遮光罩，在带有该防尘构造的物镜遮光罩的聚光镜的受光窗的前面设有使白色电平校正板或进或出的出没机构，以可加以校正。
3.按照权利要求2所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，设有限定进入所述聚光镜的物镜遮光罩内的光线的通过区域，以防止漫射光的可变光阑。
4.按照权利要求2或3所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，设有空冷机构，该机构具有朝向所述聚光镜的物镜遮光罩和待机中的白色电平校正板设置的空气喷嘴和送风管，将来自送风机的风送入送风管，以使聚光镜和白色电平校正板的光线导致的热量散发。
5.按照权利要求1～4任一所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，所述多个投光灯采用带有形成了在处于检查位置的对象物位置具有焦点的波束角的抛物面反射镜，在其前面用耐热玻璃封闭的封闭式灯，各灯是将投光光轴错开地设置在通过其焦点的射束光线在不直接进入受光机构的聚光镜光轴的角度和位置上。
6.按照权利要求1～5任一所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，设有防止过热的散热机构，所述多盏灯每个上设有朝向插入插座的封闭部的空气喷嘴和送风管，通过将来自送风机的风送入送风管，使灯体的发热散发。
7.按照权利要求1～6任一所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，所述多个投光灯设有根据对象物的大小或光透过程度不同的品种或种类增减灯点亮数的机构，可增减切换投射光量。
8.按照权利要求1～7任一所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，设有通过遥控将装有所述投光机构的多个投光灯的灯箱沿上下方向上下动作的升降机构，可根据检查对象物的品种或种类与不同的大小相对应地遥控调节投光的高度。
9.按照权利要求1～8任一所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，所述受光机构设有朝向从聚光镜的受光窗到光纤入光面之间的光通路、切换并插入各种减光滤光器的机构，对进入光纤的光量进行减光操作。
10.按照权利要求9所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，所述减光滤光器的切换插入机构设有通过遥控对装有减光率不同的多个减光滤光器的减光滤光器安装板进行切换的机构。
11.按照权利要求1～10任一所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，位于所述聚光镜的聚光窗到光纤入光面之间的光闸设置在将包含进入光的光通路的周围加以密闭的暗箱内，在每个检查对象物通过时，光闸进行开关动作，在检查对象物处于检查位置时开启，而在不检查时关闭，非检查时刻，光线不进入分光器内。
12.按照权利要求1～10任一所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，位于所述聚光镜的聚光窗到光纤入光面之间的光闸设置在将包含进入光的光通路的周围加以密闭的暗箱内，并设有驱动机构，使所述光闸通常为开启状态，只是在校正时当所述白色电平校正板被操作之前或之后检测出暗电流时进行关闭动作，电子光闸电路设置在分光器一侧。
13.按照权利要求2～12任一所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，在所述受光机构的带有防尘构造的聚光镜的受光窗前面构成在白色电平校正板出没动作之前或之后、与白色电平校正板更换地使品质基准物质或出或进的出没机构，作为根据透过该品质基准物质的透射光的变动，以对光谱分析装置的标准曲线的随时间的变动加以补偿的机构。
14.按照权利要求13所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，使所述品质基准物质出没的机构使多个品质基准物质一个一个地微动移动，以便切换和出没。
15.按照权利要求13或14所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，所述品质基准物质为固体。
16.按照权利要求13或14所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，所述品质基准物质为装入容器中的液体。
17.按照权利要求1～16任一所述的多灯型在线内部品质检查装置，其特征在于，设有通过遥控使受光机构的安装基座沿上下方向上下动作的升降机构，与检查对象物的品种或种类的不同大小相对应，通过遥控调节受光光轴的高度。
全文摘要
一种侧方多灯型在线内部品质检查装置,使用多个投光灯(21)从横向对由输送机输送中的内部品质检查对象物(F)集中投射光线,无论对象物(F)的大小或皮薄还是皮厚均可透过内部的透射光不受外干扰光的影响均可检测出的受光机构(13)上设有白色电平校正装置(35)。多个投光灯(21)将处于检查位置(11)的对象物(F)的单侧侧面,由从横向斜前到斜后的范围内放射状扩大地、各自不同的位置和角度向检查位置(11)集中投射。在对透过对象物(F)另一侧的透射光聚光的聚光镜(31)的受光窗(313)到导入分光器的光纤入光面(321)之间设有关闭光的通路的光闸(33),在对象物(F)的检查中心部通过检查位置(11)时动作。使白色电平校正板(351)出没于聚光镜(31)的受光窗(313)的前面以进行校正。并且使品质基准物质(361)出没于同一位置以对标准曲线的错位加以补偿。
文档编号G01N21/59GK1357103SQ00809244
公开日2002年7月3日 申请日期2000年6月20日 优先权日1999年6月21日
发明者永吉淳广 申请人:株式会社果实非破坏品质研究所