谷粒质量测定装置的制作方法

本发明涉及一种用于光学上测定例如谷粒的味道及内部质量等的谷粒质量测定装置。

背景技术：

在例如用于分析谷粒味道的味道分析仪和用于测定谷粒内部质量的内部质量测定仪等的质量测定装置中，将投入至配置在装置的框体上部的料斗中的样品利用连接至料斗底部的叶轮容纳(填充)至样品测定部，且谷粒的质量通过从光学测定元件照射样品测量部中所容纳的谷粒上的光来测定。例如，下述的专利文献1中公开了使用近红外分析仪的带壳米粒的质量评价装置。

〔先前技术文献〕

〔专利文献〕

〔专利文献1〕：jph06-288907a。

技术实现要素：

〔本发明的技术课题〕

在这种质量测定装置中，于连接至叶轮下底部的样品测定部中的谷粒质量通过光学测定元件进行测定，且由于透射光量根据谷粒种类而不同，因此构成为通过提供多个光路长度改变部并根据谷粒种类改变光路长度改变部而可在谷粒上照射最适的恒定光量。

除了透射光量根据谷粒种类而不同之外，即使在相同谷粒中也会根据收获年份、植物品种或品名及产地而不同。因而，使用多个光路长度改变部的质量测定装置可能无法准确地对应这些情况，因此容易造成测定误差。此外，在实际情况上往往容易发生忘记交换或安装光路长度改变部，而使测定误差变得极大，因此难以精准地对各种谷粒执行质量测定。再者，需要根据谷粒预先准备多个光路长度改变部。因而，装置的结构变得复杂化，使得制造成本增加并因此使测定操作变得麻烦。

因此，本发明的目的在于提供一种谷粒质量测定装置，其可根据谷粒的种类等而自动调整光路长度来精准且有效地执行各种谷粒形态的质量测定。

〔技术手段〕

为了达到上述目的，根据本发明的第1发明，提供一种谷粒质量测定装置，其包含：料斗，其中投入谷粒，且配置于装置的框体的上部；叶轮，用于将投入至料斗的谷粒通过叶轮的旋转进行输送；样品测定部，配置于叶轮的下方且能填充预定量的谷粒；测定元件，用于光学测定填充至样品测定部的谷粒的质量；以及控制装置，能根据投入至料斗的谷粒的形态调整自测定元件的透射光的光路长度。

此外，根据本发明的第2发明，提供一种谷粒质量测定装置，其中测定元件具有包含光源、光接收组件、第一镜子与第二镜子、绕射光栅以及出口缝的单色器结构。再者，根据第3发明所提供一种装置，其中光路长度的控制是通过电性调整光路长度调整组件的位置来执行。

〔技术效果〕

根据第1发明的谷粒质量测定装置，由于投入至料斗且通过叶轮旋转输送的谷粒以预定量填充至样品测定部，且当谷粒通过测定元件进行光学测定时，测定元件的光路长度可通过控制装置调整成对应于谷粒的形态的长度，因而可对应于待测定的谷粒形态来自动改变测定组件的光路长度，而不用每次改变每个光路长度改变部，因此通过使各种形态的谷粒的测定误差一致化来精准地测定谷粒质量，并且有效地执行测定操作本身。

除了本发明的第1发明的效果之外，根据本发明的第2发明，由于测定元件具有包含光源、光接收组件、第一镜子与第二镜子、绕射光栅以及出口缝的单色器结构，因而可大幅提升质量测定精度。

除了本发明的第1发明及第2发明的效果之外，根据本发明的第3发明，由于光路长度可通过控制装置的使用以控制光路长度调整组件的位置来电性改变，因而可更有效地执行测定操作。

附图说明

图1是显示本发明的谷粒质量测定装置的一实施例的示意侧视图；

图2是图1的装置的方块图；

图3是显示图1的装置的操作的一例子的流程图；以及

图4是相似于图1的示意侧视图，显示光路长度的改变状态。

附图标号说明：

1：谷粒质量测定装置2：框体

3：料斗4：叶轮

4a：壳体4b：旋转轴

4c：叶片5：螺线管

6：步进马达7：样品测定部

10：光二极管11：加热器

12：热阻器13：光路长度调整组件

14：致动器15：控制装置

15a：主基板19：光谱仪单元

21：光路长度传感器基板25：打印机

l：光路长度。

具体实施方式

实施本发明的较佳模式将参照附图进行描述。

图1至图4显示本发明的谷粒质量测定装置的一实施例。如图1所示，谷粒质量测定装置1包含箱状框体2、配置在框体2的上表面的料斗3以及配置在形成于料斗3底部上的开口的开/关闸门(未图示)。

叶轮4配置在形成于料斗3底部上的开口下方，且形成在叶轮4的壳体4a的上表面的开口经由闸门与料斗3的底部开口连通。闸门通过由控制装置15(图2)的控制信号操作的螺线管5作动并向下旋转，且投入至料斗3的样品(谷粒)可供给至叶轮4。叶轮4具有径向排列在叶轮4的旋转轴4b的多个叶片4c且叶片4c可通过固定至旋转轴4b的步进马达6在垂直面旋转。

用于排出谷粒的开口形成于叶轮4的壳体4a的底表面上，且此开口与配置在叶轮4下方的样品测定部7的上开口连通。样品测定部7例如通过透明塑料板形成为有底筒状且在底部开口设有可通过螺线管开关的闸门(未图示)。在样品测定部7的闸门的下方，配置有可往框体2的前面下部抽出的样品回收盘8(抽屉)，样品回收盘8用于回收已测定的样品。

作为测定元件(未图标)的单色器包含光源灯、一对镜子、绕射光栅、光接收组件(例如，后述的光二极管10)等，作为用于加热光二极管10的加热装置的加热器11以及用于侦测光二极管10周围温度的热阻器12等配置在框体2内的样品测定部7周围的适当位置。此外，如图1所示，光路长度调整组件13、13配置在例如样品测定部7的宽度方向的相对侧，且光路长度调整组件13、13中的其一(例如图1的右侧)连接至致动器14。样品测定部7中的光路长度l可通过自控制装置15的控制信号所操作的致动器14而使一个光路长度调整组件13相对于相对的一个靠近或远离来进行调整。

图2显示本发明的谷粒质量测定装置1的方块图。如图2所示，谷粒质量测定装置1包含配置在框体2中的预定位置的作为控制装置15的主基板15a、样品供给单元部17、前置放大器单元18、光谱仪单元19等。主基板15a包含cpu、ram、rom(未图示)等，其与光谱仪19连接并经由中继基板20与样品供给单元部17连接。

光二极管10及热阻器12经由前置放大器单元18的前置放大器基板18a连接至主基板15a，且加热器11直接连接至主基板15a。此外，样品供给单元部17包含中继基板20、用于侦测叶轮位置的微型光传感器16a、用于侦测样品排出闸门的“打开”的微型光传感器16b、用于侦测样品排出闸门的“关闭”的微型光传感器16c、光路长度传感器21、步进马达6以及致动器14等。

光路长度传感器21具有用于侦测光路长度致动器(未图示)的5个光路长度位置，例如10mm、20mm、25mm、30mm及35mm，的5个微型光传感器21a，且微型光传感器21a连接至中继基板20。此外，用于旋转叶轮4的步进马达6及用于移动光路长度调整组件13的致动器14分别经由电动驱动器6a及14a连接至主基板15a。

光谱仪单元19包含用于旋转绕射光栅的步进马达22、绕射光栅用的旋转编码器23以及用于切换波长校正滤波器的2个微型光传感器24a及螺线管24b。步进马达22经由马达驱动器22a连接至主基板15a且各微型传感器24a及螺线管24b直接连接至主基板15a。

此外，用于打印测定结果的打印机25、具有各种输出端子的后部面板基板26、dc风扇27及用于侦测样品回收盘8的开闭状态的侦测传感器28等进一步连接至主基板15a。在图2中，符号30表示电源部，符号31表示前部面板基板，符号32a表示室内热阻器，符号32b表示室外热阻器，符号33表示蜂鸣器基板，符号34表示蓝牙®基板，符号35表示具有dc风扇35a及卤素灯35b的后部单元，以及符号36表示样品排放用基板。图2的方块图显示本实施例的一例子，且可采用获得相同效果的其他任意适当方块图。

接着，此构成的谷粒质量测定装置1的测定操作的一例子将基于图3的流程图进行说明。首先，设定谷粒种类等的测定产物(k01)，开始测定(k02)以及改变光路长度l(k03)。光路长度l的改变是通过选择根据测定产物的形态设定的10mm～35mm的5个阶段的光路长度l中的其一来执行。根据光路长度l的改变，光路长度调整组件13自例如图1所示的位置移动至图4所示的位置，以将光路长度l设定成短的(或长的)。本发明使用的用语“谷粒的形态”表示包含“谷粒的种类”、“含水值等的状态”、“谷粒的产地或品名(品种)”以及“收获年份”等。

在改变光路长度l后，确认是否已放置样品回收盘(抽屉)8(k04)，执行料斗3的闸门的开关操作(k05)以及改变增益(gain)(k06)以获得基准(k07)。接着，改变增益(k08)以校正用于测定的近红外线的波长(k09)。基准可通过步骤k05~k09来执行。

接着，叶轮4通过操作步进马达6来旋转(k10)。在操作叶轮4之后，样品侦测传感器侦测样品(k11)并改变增益(k12)以取得样品的光谱(k13)。在取得光谱之后，打开料斗3的闸门(k14)，操作叶轮4(k15)，接着关闭闸门(k16)。因此，样品的测定通过步骤k10~k16来完成。

接着，自测定的数据计算推定值(k17)并打印结果(k18)及储存在sd卡中(k19)。数据处理在此些步骤k17~k19中执行。接着，测定的样品通过打开闸门排出(回收)到样品回收盘8(k20)，操作叶轮4(k21)并关闭闸门(k22)，因而完成样品的测定(k23)。

根据本发明的谷粒质量测定装置1，由于步进马达6的转速可通过自控制装置的控制信号控制(改变)，因而(在步骤k10)可将叶轮4的转速设定在对应样品的形态的最理想速度。因此，例如当样品具有高水分及黏度时可通过降低叶轮4的转速，且当样品干燥时可通过增加叶轮4的转速，来均一化自叶轮4排出并填充进样品测定部4的样品的密度。也就是，本发明的谷粒质量测定装置1具有叶轮旋转速度可改变的供给功能。

此外，根据本发明的谷粒质量测定装置1，由于光路长度可通过致动器14的操作而5阶段地改变，因而在步骤k03中，可对应样品的形态设定最适当的光路长度。也就是，本发明的谷粒质量测定装置1具有改变光路长度的功能。此外，由于本发明的谷粒质量测定装置1包含用于加热光二极管10的加热器11以及用于侦测光二极管10周围的温度的热阻器12等，因而可通过加热器11的操作将光二极管10周围的温度(大气温度)设定在例如用于测定样品蛋白质的最适当温度。也就是，本发明的谷粒质量测定装置1通过加热器11的加热操作而具有将光二极管10周围的温度经常保持在维持恒定的恒温功能。

如上所述，根据本发明的谷粒质量测定装置1，由于投入至料斗3且通过叶轮4旋转输送的谷粒以预定量填充至样品测定部7，且当样品使用作为测定元件的单色器以红外线分析进行光学测定时，样品测定部7的光路长度l可通过控制装置15调整成对应于样品的长度，因而可将样品测定部7的光路长度l自动改变成对应于待测定的样品形态的长度l，而不像常规装置需要每次改变光路长度改变部，因此通过使样品的测定误差一致化来精准地测定样品质量，并且有效地执行测定操作本身。

此外，由于测定元件的测定是通过包含光源、光接收组件、第一镜子与第二镜子、绕射光栅以及出口缝的单色器结构来执行，因而与常规的多色器结构相比，可大幅提升样品的测定精度。再者，由于光路长度l可通过控制装置15的使用控制用于光路长度调整组件13的致动器14的位置来改变并5阶段设定在例如10～35mm的范围中，因而可有效且精准地执行各种形态样品的质量测定。

此外，根据本发明的谷粒质量测定装置1，由于其构成为叶轮4的转速可根据样品的种类等通过控制装置15控制，因而通过根据待测定的样品形态最适当地设定叶轮4的转速并以各种形态的样品均匀地填充样品测定部7可容易地获得样品质量的稳定测定结果，而不受谷粒形态的影响。

此外，由于本发明的谷粒质量测定装置1具有恒温功能，因而可通过侦测光二极管10周围的温度并基于由控制装置15侦测的温度操作加热器11来维持光二极管10周围的温度。特别是，当测定样品的蛋白质时，可将光二极管10的温度保持在最适当温度的情况下侦测(测定)样品的蛋白质。

所述实施例的质量测定装置的结构、配置位置及光路长度调整组件的移动调整方法、各种光路长度l、方块图的结构及使用的部分等仅为一例，且因而可在本发明的范围中适当地改变，例如当谷粒类型较少时，光路长度l可设置为多阶段如2~4阶段来替代5阶段。

〔产业利用的可能性〕

本发明不限于测定谷粒的蛋白质，也可应用于测定各种谷粒的内部质量。