KR930003129B1

KR930003129B1 - 종자 계수기

Info

Publication number: KR930003129B1
Application number: KR1019850006571A
Authority: KR
Inventors: 데일 프랜드 케니쓰; 마닐랠 다리아 비자이
Original assignee: 디어 앤드 캄파니; 지미 알. 옥스
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1985-09-09
Publication date: 1993-04-19
Anticipated expiration: 2005-09-09
Also published as: IE852218L; AU574503B2; JPS6170682A; KR860002770A; EP0175530A2; JPH0227711B2; MX159097A; IE56894B1; DE3580733D1; ZA856922B; EP0175530B1; US4634855A; EP0175530A3; AU4733385A; CA1242015A; ATE58796T1

Abstract

내용 없음.

Description

종자 계수기

제1도는 입자 혹은 종자 감지기의 측단면도.

제2도는 명료도를 위해 부품을 제거한 제1도의 선 2-2을 따라 취해진 부분단면도.

제3도는 포토다이오드가 제거된 LED어레이(array)쪽을 향하여 본 포토 다이오드 장착판 도면.

제4도는 본 발명의 방사(radiation)전송창문의 단면도.

제5도는 본 발명에 사용되는 산호 처리 유니트의 전기회로도.

제6도는 본 발명을 통해 종자의 전송에 의하여 발생되는 신호의 타이밍 다이어그램.

제7(a)-7(e)도는 제5도의 신호 처리 유니트에 의해 수생되는 신호 처리 알고리즘의 논리 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 종자 감지기 14 : 종자 유통로

30 : 측판 38,40 : 유리창

39,45 : 슬로트 46,48 : 검출기

52 : A/D 변환기 54 : 마이크로프로세서

본 발명은 종자파종기에서 유통로를 흐르는 종자같은 입자를 감지하고 계수하기 위한 입자 계수기나 감지기에 관한 것이다.

종자가 방사선이나 광의 빔(light beam)을 차단하는 광학 종자감지기는 알려져 있다. 이러한 시스템은 미국특허 제 4163507(벨), 357091(쉔켄베르그), 392851(파타우에르), 3723989(파다우에르 등), 4166948(스테펀), 3974377(스테펀), 4246469(멜로)에 기재되어 있다. 여러가지 이유때문에 이러한 종자 감지기는 부정확하다. 광원 및 광 검출기의 공간적 불균일성의 문제가 있어왔으며 광 검출기에 의해 발생된 신호는 광의 어느 부분이 차단되는지에 따라 변화된다. 다른 문제는 이러한 감지기가 미국특허 제 4163507호의 미분회로 같은 회로에 접속되며 이것은 검출기 출력단에서 실제적으로 펄스를 계수하는데 이러한 시스템은 광을 동시에 횡단 하는 복수의 종자를 한개로 계수한다는 것이다.

본 발명의 목적은 도관을 통과하는 종자같은 소입자을 정확하게 계수하는 감지기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 감지기를 동시에 통과하는 한개 그룹의 다수의 종자를 복수로 감지하고 계수할 수 있는 입자 혹은 종자 감지기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종자가 감지기를 횡단할 때 그들의 위치에 관계없이 종자에 대해 균일하게 응답하는 감지기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 파종기 종자 계측기의 테스트에 사용하는 입자의 시간 간격을 결정하는 것이다.

이러한 목적은 종자 도는 입자 도관의 한쪽을 횡단하여 연장된 적외선 LED어레이(array)를 포함하는 본 발명에 의해 성취된다. 이 어레이는 도관의 반대측에 연장되는 2차원의 포토다이오드에 의해 검출되는 실제적으로 균일하게 분산되는 방사 빔을 발생시킨다. 서로 마주보는 한쌍의 거울은 어레이와 포토다이오드 사이로 뻗어 있어서 도관내로 LED방사를 반사한다. 어레이와 도관 사이의 슬리트와 도관 및 포토다이오드 사이의 슬리트는 입자를 횡단하는 빔을 좁게하고 여분의 방사 빔이 포토다이오드에 충돌하는 것을 방지한다.

LED어레이에 의해 발생된 균일하고 연장된 방사 빔이 분산함에 따라, 복수의 입자가 단단히 붙어 있을 때나, 복수의 입자가 빔을 동시에 통과할 때나, 한개의 입자가 어레이와 입자 사이에 공간적인 "그림자"로 나타날때도 검출기를 통과하는 모든 통과입자는 포토다이오드에 의해 수신된 방사량에 대해 거의 동일한 결과를 갖는다. 포토다이오드의 신호는 포토다이오드에 비치는 방사의 총량에 대해 선형적인 관계를 가지며, 또한 검출기의 내부에서 빔을 차단하는 입자의 양에도 동일한 관계를 갖는다.

포토다이오드의 신호는 전류전압 변환기, A/D변환기 및 마이크로프로세서를 포함하는 전자장치에 의해 처리된다. 마이크로프로세서는 포토다이오드의 신호에서 유래된 값을 반복적으로 적분하여, 빔을 통하는 입자를 정확하게 계수하는 연산을 수행한다. 이 연산은 빔을 통하여 전송되는 입자가 없을때 포토 다이오드에 의해 발생된 안정상태 신호에서의 변화를 보상하며, 빔을 동시에 통과하는 한 군의 입자에서 입자의 수를 결정한다. 이 연산은 평균입자크기에 있어서 단계적 변화를 보상한다.

종자 감지기(10)는 감지기 모듈(16)이 달린 종자 통로(14)를 형성하는 도간(12)을 포함한다. 감지기 모듈(16)은 종자통로(14)와 같이 형성된 각형 개구(22),(24)를 갖는 상부(18)와 베이스(20)를 포함한다.

감지기 모듈(16)은 불투명 끝판(26),(28)(제2도참조)불투명 측판(side plate)(30),(32), 거울(34),(36), 유리창(38),(40) 상부(18) 및 베이스(20)의 내면상의 모든 홈 등을 포함한다.

측판(30)은 방사선 발생기(CR1-CR7)의 어레이(42)(최소한 3개, 바람직하게는 7개)를 지지한다. 다양한 방사선 방출 장치가 사용될 수 있지만, 적외선 발생기는 적외선의 먼지 투과성 때문에 더욱 바람직하다. 적절한 장치는 지멘스의 SFH 407-3 GaAs적외선 발광 다이오드(LED)이다. 바람직하게, 판(30)은 여기에 장착된 LED(CR1-CR7)와 전기적으로 접속되기 위한 도전띠를 가진 인쇄회로 기판이다.

제2도에 잘 나타나 있듯이, LED의 어레이는 종자 유통로(14)의 전 길이에 걸쳐 연장되어 있고 제1도에서 하측으로 보이는 종자유통방향에 횡렬로 연장된다. 각 LED에 의해 발생된 방사 빔은 평면상에 장착된 점광원에 접근하여 넓은 각으로 분산된다. 따라서, LED로부터의 인접 빔은 가장 가까운 창(38)에 도달하기 전에 서로 교차한다. 이것은 창(38),(40)사이의 종자 유통로에서의 모든 지역을 확실히 비춘다.

끝판(32)은 불투명 흑색 플라스틱으로 되어 있고 평면 2차원 검출기나 포토다이오드(46),(48)를 수신하는 각형 홈(44)을 가지며 이에 의해 수신된 방사 빔에 응답하여 전기신호를 발생한다. 끝판(32)은 감지될 전형적인 입자의 크기보다 적은 폭을 갖는 (바람직하게는 1mm폭) 수직 슬로트 혹은 구멍(45)을 포함한다. 따라서, 슬로트(45)는 LED어레이(42)의 방사선의 부분만이 검출기(46),(48)에 충돌하도록 허용한다. 슬로트(45)는 검출기(46),(48)상에 충돌하는 (다른 어레이로부터)인접 방사선의 양을 감소시킨다. 유리창(38)에 있는 슬로트(39)는 거울(34),(36) 및 유리창(38),(40)에 의해 둘러싸인 양의 외측에 있는 입자가 반사되는 것을 방지하기 위해 빔(3)의 분산각을 좁힌다.

어레이(42)에 의해 발생되는 방사선에 응답하는데는 아무 검출기나 적합하다. 하지만 적외선 LED가 사용되는 경우에는 센트로닉 상사에서 제조한 SP-652와 같은 포토다이오드가 적합하다. 끝판(32) 및 포토다이오드(46),(48)는 서로 평행으로 배치되며 어레이(42)로부터 분리되어 종자 유통로(14)를 통해 이동하는 종자는 어레이(42)와 포토다이오드(46),(48)사이를 통과해야 하며 따라서 그에 의해 수신 방사선의 양이 변한다. 포토다이오드(46),(48)는 각형 구멍(22),(24)의 더큰 크기에 걸쳐서 있는 유통로를 횡단하여 연장된 2차원 방사 검출기를 형성한다.

방사선 반사거울(34),(36)은 종자 유통로의 대향측에서 서로 평행으로 배치되어 있다. 거울은 측판(30)의 모서리부터 측판(32)의 모서리까지 연장되어 있다. 거울(34),(36)은 바람직하게 종자 유통로로부터 떨어진 면에서 은(silver) 혹은 반사체 코팅이 되어 있어서 반사체 코팅은 종자와의 마찰접촉에 의해 손상을 입지 않는다.

제2도에서 보면, 종자에 의해 횡단하는 통로를 향하는 LED(CR1∼CR7)의 방사선은 거울(34),(36)에 의해 종자유통로에 반사된다. 이것은 거울(34),(36)의 평면에 미치지 못하는 어레이(42)를 갖는 것과 유사한 결과를 갖는다. 어레이(42), 거울(34),(36)은 어레이(42)에 가까운 종자의 그림자에 있는 종자를, 즉 뒤에 있는 것으로 보이는 종자를 검출 하도록 현재의 검출기를 가동시키는 분사된고, 균일하며 실제적으로 연장된 방사 빔을 형성하기 위하여 협동한다.

유리창(38)은 LED 어레이(42)에 대하여 평행으로 떨어져 있고 방사된 적외선에 대해 투과성이 있으며 그에 의하여 도관(12)의 내벽(50)에 정렬되어 있는 내부 대향면을 갖는다. 유리창(38)은 거울(34)에서 거울(36)까지 연장되어 있다. 제1도 및 4도에서 볼 수 있듯이, 유리창(38)은 LED어레이(42)인접면에 불투명 코팅 혹은 마스크(37)를 가진다. 마스크(37)에서의 세로갭(39)은 약 1mm폭의 슬리트 구멍을 형성하며, 이것은 어레이(42)의 방사선이 통과한다. 갭(39)은 거울(34),(36) 사이에서 창(38)의 전 길이까지 연장된다.

창(40)은 종자 유통로(14)의 반대편에서 창(38)과 평행으로 설치된다. 투명유리창(40)은 종자 유통로(14)에서 떨어진 채 대면한 방사 블로킹 불투명 마스크(41)를 갖는다. 마스크(41)의 세로갭(43)은 약 2mm의 폭을 가지며 LED어레이(42)의 방사선이 통과한다. 갭(43)은 거울(34),(36)사이의 유리창(40)의 전 길이에 걸쳐 연장된다.

제5도에서 볼 수 있듯이, 각 LED(CR1∼CR7)은 대응저항(R1∼R7)에 직렬 접속되며 저항/LED 쌍은 +5 볼트의 전원에 병렬 접속된다. 2개의 검출기(46),(48)는 전기적으로 병렬 연결되어 있다. 제2도에서 볼 수 있듯이, 저항(R₁∼R₇)은 거울(34),(36)과 끝(end plate)(28),(26)사이의 공간에 위치한다. 검출기(46),(48)의 전류 신호는 전류-전압증폭기(50)에 의해 증폭된다. 바람직하게 증폭기(50)는 연산 증폭기(RCA의 CA3160)와 44pf의 쿠환 캐패시터(C₁) 및 562KΩ의 궤환저항을 포함한다. 증폭기(50)는 아날로그 전압을 종래의 아날로그 디지탈 변환기(52)의 Vin입력단에 제공한다(예를들면 내쇼날 반도체 AD0820). A/D변환기(52)는 8비트 디지탈 신호(Vin에 나타나는 전압)를 마이크로프로세서(54)(예로써 인텔 8051)의 입력 P0.0내지 P0.7에 제공 한다. A/D변환기(52)는 그의 입력단 WR/RDY에서 수신된 플랙 신호에 응답하여 A-D변환을 시작한다.

마이크로프로세서(54)(이하 마이크로라함)는 수정 발진기(56)로부터 12MHz의 주파수를 제공받는다. 이 주파수는 1mHz기계 명령 부파수를 제공하기 위하여 내부적으로 분주된다. 마이크로(54)내에 타이머(도시되지 않음)는 머신 사이클 주파수를 계수하고 100마이크로 초마다 플랙 신호를 발생한다.

마이크로(54)는 변환기(52)에 의해 새로운 AD변환이 실행되게 하며 플랙 신호의 발생에 응답하여 100마이크로 초마다 연산 혹은 명령셋트를 수행한다.

마이크로(54)에 의해 수행되는 연산 혹은 프로그램은 제6도의 신호 타이밍 다이어그램과, 제7(a) 내지 7(e)도의 논리 흐름도를 참조하여 이해할 수 있다.

제6도로 돌아가서, 상부의 파형은 볼 베어링 같은 입자가 검출기(10)를 통과할때 A/D변환기(52)의 Vin에서의 전압의 전형적인 오실로스코프 파형이다. 60,68 및 70에서의 신호펄스는 검출기(10)를 통하여 흐르는 단일 입자에 의해 발생되는 신호이다. 64, 66, 74 및 76에서의 신호펄스는 2개의 입자가 검출기(10)를 통과할 때의 표시이다. 펄스(74)는 2개의 입자가 연속하여 바로 통과할 때 발생된다. 펄스(64)는 제1입자가 떠나기 전에 제2입자가 방사 빔으로 들어갈 때 발생된다. 펄스(64) 및 (66)는 2개의 입자가 동시에 검출기를 통과하거나, 혹은 서로 매우 인접해 있는 경우를 입자군의 방향에 관계없이 나타낸다. 펄스(62)는 검출기(10)를 3개의 입자가 거의 동시에 통과할 때 발생된다. 펄스(72)는 검출기(10)를 4개의 입자가 거의 동시에 통과할 때 발생된다. 파형내의 괄호번호는 임의의 유니트에서 펄스에 의해 구획된 부분에 비례한다. 이들 파형을 각각에 의해 구획된 구분이 파형을 발생하는 입자의 수에 관계됨을 도시한다.

미분형 계수기는 펄스(62),(64),(66) 및 (72)를 입자 1, 1, 2 혹은 3, 및 4개에 의해 발생된 것으로 부정확하게 설명하며 이들 펄스는 3, 2, 3 및 4입자의 군에 의해 실제적으로 발생되는 것과 같다. 다음의 신호처리연산은 3, 2, 2 및 4의 입자 계수에 의해 발생된 펄스를 정확하게 설명한다.

제7(a) 내지 7(e)도에 돌아가서, 연산은 감지기를 한개의 입자가 통과함에 의해 생기는 신호펄스에 의해 구획된 전형적인 부분의 초기산정을 나타내기 위해 처음에 768과 동일한 UNIT갑의 1/2과 동일한 HALF UNIT의 셋팅에 의해 단계(100)에서 시작한다. 그런 펄스는 제6도의 60으로 도시된다. 그러면, 다나계(102)는 100마이크로 초 간격으로 내부 타이머가 플랙 신호를 발생시킬 때까지 연산을 정지하도록 한다. 플랙 신호의 발생에서, 단계(104)는 A/D변환기(52)가 변환을 수행하도록 하며, 마이크로(54)에 새로운 디지탈 Vin값(INPUT)을 입력시킨다.

그러면, 단계(106)에서, SIGNAL 값은 OFFSET-INPUT과 동일하게 셋트되며, 이때 OFFSET는 종자가 빔 B를 차단하지 않을 때 Vin(정상적으로 4볼트)의 정상상태를 천천히 변화시킴을 나타낸다. 따라서, 종자가 빔 B에 있을 때, SIGNAL값은 정극성이며, 빔 B에 종자가 없을때 Vin의 정상상태 값에 관련된 각 샘플링 순간에서의 Vin신호(제6도)의 수직 깊이를 나타낸다.

하지만 SIGNAL은 종자가 없을 때 및 OFFSET값이 전류 정상상태 Vi의 레벨보다 낮으면 부극성이다. 이 경우에, 단계(108)는 연산이 단계(136 내지 1144)로 한다. 단계(136)에서, DNTIME 타이머는 12msec 간격을 나타내는 값을 초기화 시킨다.

단계(138)는 UPTIME타이머를 감소시킨다. 단계(140)는 UPTIME타이머가 계수되지 않았다면 단계(150)에 연산을 순환시킨다. 그렇지 않으면, 단계(142)에서, OFFSET값이 하나의 2진 수 만큼 증가한다. 최종적으로 단계(144)는 UPTIME 타이머를 3msec값이 셋트시킨다. 따라서, OFFSET값은 SIGNAL값이 3msec이상 부극성으로 존재하면 증가하게 된다.

SIGNAL이 부극성이 아니면, 단계(108)는 SIGNAL=0인지를 결정하는 단계(110)에 연산을 지시한다. 답이 예 이면, 종자가 없다는 뜻이며, 전류 OFFSET값을 적절하게 나타나고 단계(146),(148)는 UPTIME과 DNTIME 타이머가 3msec를 나타내는 값을 갖도록 셋트된다. 아니오 이면, 종자가 빔 B에 있다는 뜻이다.

단계(112)에서, UPTIME 타이머는 3msec값으로 셋트되다. DNTIME 타이머는 단계(114)에서 감소한다. 그러면, 단계(116)는 DNTIME타이머 값이 0보다 큰가를 결정한다. 아니오이면 SIGANAL은 12msec 동안 정극성 이었으며 OFFSET값은 단계(118)에서 1디지탈 계수 만큼 조정되고, DNTIME타이머는 12msec를 나타내는 값으로 다시 셋트된다. 단계(116)에서, DNTIME계수기가 0보다 크면(이것은 12msec보다 짧게 SIGNAL이 정극성 이었음을 의미함) 혹은, 단계(120)후에 연산은 단계(122)로 진행한다.

단계(122)에서, PULSE값(초기 영)은 그의 초기 값에 전류 SIGNAL값을 부가하여 숫자적으로 증분시킨다. 따라서, PULSE값은 제6도에 도시된 Vin신호펄스이 도형 표시에 의해 구획된 부분을 나타낸다.

단계(124)는 SIGNAL이 1혹은 2의 디지탈 계수와 동일함을 결정한다. 그렇지 않으면 SIGNAL이 부극성이 아니거나 영이 아님을 단계(108) 및 (110)가 이미 결정했기에 SIGNAL은 2보다 더 커져야 한다. 이 경우에, 종자는 빔 B를 통과 하거나 그에 남아 있으며 연산은 P1.1플래그(초기 영)가 1로 셋트된느 스텝(126)으로 넘어간다. 그러면, 단계(128)는 영역 값 펄스 PULSE가 HALF UNIT값과 같거나 크게됨을 결정한다(이것은 단일 종자의 통과에 의해 발생되는 단일 펄스의 전형적인 면적을 50%를 나타낸다). PULSE가 상기 50% 영역값을 얻지 못하면, 연산은 단계(106)에서 SINGAL값의 업데이트를 위하여 또, 단계(122)에서 PULSE값의 집적화를 위해 단계(100)로 돌아간다. 하지만 PULSE가 50%영역 값을 초과하면 단계(130)는 마이크로 출력 포트 P1.0에서의 신호가 감지기를 통하여 종자의 통과를 표시하도록 토글된다. 다음에, 단계(132)는 감지기를 통과하는 종자의 수를 표시하는 QUAN 값(초기 영)을 증분시킨다. 그러면, 단계(134)는 영역값, PULSE를 (PULSE-UNIT)와 동일하게 셋트시키며 연산을 단계(100)로 귀환시킨다. 이것은 PULSE 값을 부극성으로 만들어 단계(128)의 상태가 종자의 통과에 기인하여 단계(122)에 의해 PULSE 값의 반복 집적을 부가하게 된다.

단계(124)에서, SIGNAL 값이 2 혹은 1의 디지탈 값을 가지면, 빔 B를 통하는 종자의 유통은 방금 시작하거나 곧 종료됨(잡음이나 바이어스 레벨의 부극성 드리프트가 발생됨)을 의미하며 연산은 단계(150)로 진행하며, PULSE 값의 집적화가 금지된다. 단계(150)는 P1.1 플래그값(초기 영)이 1과 같음을 결정한다. P1.1가 1이 아니면, 단계(126)는 아직 수행되지 않으며, 그 이유는 최종 종자가 끝나는 단계(151)에서 P1.1가 영으로 되고 종자가 통과중인 증거(즉 SIGNAL 2)가 있기 때문이다. 이 경우에, 연산은 PULSE 및 Quan 값이 비워지고 연산이 단계(100)로 가는 단계(208 내지 212)를 향하게 된다.

반면에, 만약 P1.1값이 단계(150)에서 1과 같으면, 이것은 종자 전송이 방급 종료되고 연산은 P1.1가 비워지는 단계(151)로 감을 의미한다.

단계(152)에서 영역 값'[]LSE가 HALF-UNIT 영역과 비교된다. PULSE가 HALF-UNIT 보다 적으면 연산은 단계(106)으로 진행한다. 하지만, PULSE가 HALT-UNIT 보다 적지 않으면, 단계(154)는 마이크로 출력 포트 P1.0가 감지기를 통과하는 종자의 전송을 표시하도록 토글(단계 (130)에서)하게 한다. 그러면, 전체 종자 갯수 QUAN은 단계(156)에서 증가하며, PULSE값은 단계(158)에서 부극성 값으로 리셋트된다(단계(134)에서와 같이).

여기에서, 단일 종자가 빔 B를 통과할때 값 PULSE가 어떻게 변화하는지를 이해하기 쉽다. 처음에는, PULSE 값이 영이 된다. 그리고 종자가 통과함에 따라 제6도의 60과 같은 파형이 생기며, PULSE 값은 HALF-UNIT 값과 동일해질때까지 단계(122)에서 증가 SIGNAL의 부가에 의해 반복적으로 증가되며, 이때에 Vin 레벨은 최소가 되고 SIGNAL 값은 최대가 된다. 단계(128)는 단계(130 내지 134)를 통하여 연산을 지시하도록 작동하며, UNIT 값이 처리되는 파형 펄스에 의해 둘러싸인 영역을 정확히 나타낸다면 단계(134)는 전형적으로 V(HALF-UNIT)와 동일한 부극성 값으로 PULSE 값을 리셋트한다.

그러면 파형(60)의 두번째 반주기 동안에, 단계(122)은 PULSE 값을 적분하여 Vin이 그의 정상상태로 돌아올때 및 SIGNAL이 영으로 될대 PULSE 값이 영으로 되며 UNIT 값은 펄스 파형(60)의 전체부분의 정확한 산정값으로 가정된다.

이제 사실 산정된 영역 값 UNIT가 너무 크다면, 종자 전송의 끝부분에서 단계(122)의 PULSE값은 약간 부극성이 된다.

따라서 후에 자세히 기술되듯히, 이 약간의 부극성 PULSE 값은 TOTAL 값을 약간 감소시키도록 연산부분(180)에 사용된다.

TOTAL 값이 3 바이트 값(각 바이트 8비트)으로 기억되면, 정의에 의해 UNIT 값은 TOTAL의 2개의 최상위 바이트에 기억되며, TOTAL 값의 감소는 UNIT 값을 감소시키며, 따라서 UNIT 값을 단일 종자의 통과에 의해 발생된 평균 평균신호펄스에 거의 가깝게 만든다. 마찬가지로, 산정된 영역 값인 UNIT가 너무 작다면 단계(122)에서의 PULSE 값(펄스 영역 적분의 끝에서)은 약간 정극성이 된다. 이것은 연산 부분(180)이 TOTAL 값을 약간 증가시키도록 하며, 다음 종자 통과시에 사용하는 UNIT 값을 대응 증가시킨다. 따라서, TOTAL과 UNIT 값을 조정하여, 연산은 감지기를 통과하는 종자의 평균크기에 있어서의 변화를 자동적으로 보상한다.

다음은 단계(160 내지 210)에 대해 기술한다. 요약하면 단계(160 내지 210)는 산정된 신호펄스 부분 값인 UNIT에서 주조정(필요하다면)을 하여 UNIT 및 HALF-UNIT의 정확한 값이 단계(100)(128)(134)(152) 및 (158)에서 사용되게 한다.

단계(160 내지 166)는 QUAN 값(단계(132) 혹은 (156)에서 영 혹은 세트된)이 0,1,2,3 혹은 그 이상과 같음을 결정한다(1 종자 QUAN=0)보다 적은 것의 통과에 의해 생기는 표시 신호펄스 혹은 1,2,3 혹은 그 이상의 종자에 의해 생기는 펄스).

정상상태에서, 가장 자주 발생되는 신호 펄스는 빔 B를 통과하는 단일 입자 또는 종자 전송에 의해 발생되는 것이며, 따라서 QUAN은 대부분 1과 동일하다(적절히 정확한 UNIT 값으로 가정). 이 경우에, 단계(162)는 현재 TOTAL과 나머지 PULSE 값의 합과 동일한 업 데이트된 TOTAL 값을 유도하는 효과를 갖는 180으로 표시되는 연산 부분에 상기 연산을 순회시킨다. 따라서 상술한 바와같이 TOTAL값은 UNIT값에 관계되며, 이 경우에 UNIT 값을 반복적으로 조절하여 단일 입자의 전송에 의해 발생된 신호 펄스영역의 표시가 계속되게 한다. 그러면, 단계(182)는 ONES 계수기를 감소시킨다.

(단계 (200)에서 초기 256 혹은 256으로 리셋트함). ONES 계수기가 영으로 감소하면 단계(184)는 이 초과상태를 인식하며, ZEROES, ONES TWOS, THREES 및 FOURS계수기를 256으로 리셋트 시키는 단계(198-210)로 연산을 순회시키며 또한 이것은 PULSE 및 QUAN 값을 영으로 크리어하여 단계(100 내지 158)에 의해 그것들은 결정될 수 있다. ONES 계수기가 초과되지 않으면, 연산은 단계(184)에 의해 단계(208) 및 (210)으로 넘어간다.

따라서, UNIT 값이 산정된 단일 종자 펄스 부분을 정확히 표시하면, 연산은 UNIT 값을 자주 조정하며(180에서 TOTAL 값의 조정을 통하여), 계속적으로 ZEROS, TWOS, THREES, FOURS 계수기를 단계(198)(202)(204) 및 (206)에서 리셋트시켜서 연산이 그에 의한 TOTAL을 2로 분주하거나 TOTAL을 2로 채배하는 단계(178) 또는 단계(172)를 수행하지 않게 한다.

하지만 UNIT 값이 너무 크면 QUAN 값은 단계(128)(152)가 단계(132)(156)에서의 QUAN 값의 증가를 방해하므로 종종 영이 된다. 이 경우에, 연산은 ZEROS 계수기를 감소시키는 단계(174) 내지 단계(160)에 의해 지시된다. 이 상황이 계속되면 단계(174)는 마침내 ZEROES 계수기를 영으로 감소시키고, 단계(176)는 오버플로우 상태를 인식하고 연산을 단계(178)로 순환시킨다. 단계(178)는 TOTAL 값을 50% 만큼(예를들어) 감소시키며, 따라서 UNIT 값에 대응감소를 초래한다.

결과적으로, 이 과정은 단일 종자 통과가 1과 같은 QUAN 값으로 만드는 레벨로 UNIT 값을 감소시킬 것이다.

산정된 펄스부분값 UNIT가 너무 낮으면, 최다발생 단일 종자 통과는 2,3 혹은 그 이상의 QUAN 값을 산출한다. 이경우에, 단계(164)(166)는 연산을 단계(186)(192) 혹은 (194)에 순환시키며 여기서 TWOS, THREES 및 FOURS 계수기(초기에 256 혹은 256으로 단계(202) 내지 (206)에서 리셋트시킴)가 감소된다. 이 계수기가 영이 되면, 단계(188),(194) 혹은 (170)는 오버플로우 상태를 인정하며, 연산을 단계(172)로 순환시킨다. 단계(172)는 TOTAL 값을 2만큼 증배하며, 따라서 산정 영역 UNIT의 증분을 발생시킨다.

그렇지 않으면 단계(188)(192) 및 (170)는 연산을 단계(208)(210)에 직접 순환시키며, 그래서 단계(100)에 돌아오게 한다.

TWOS, THREES 혹은 FOURS 계수기의 값이 먼저 오버플로우에 관계없이 TOTAL 값(예를들면 단계(172)에서)을 2배하는 것은 적절하다. 하지만, 각 단계(188)(194) 및 (170)후에 분리된 TOTAL 재게산 단계를 첨가하여 먼저 오버플로우된 것을 계수함에 따라 다른 양으로 TOTAL 값을 변화시키는 것은 가능하다.

다른 대안은 단계(162)로부터 단계(186)까지 "NO"가지를 순화시키며 단계(164 내지 170) 및 단계(192 내지 194)제외), 초기치를 만들고 TWOS 계수기의 값보다 ONES계수기의 값을 더 작게 리셋트 시키며, 따라서 정상조건에서, ONES 계수기는 TWOS 계수기(이경우에, 2 혹은 그 이상의 QUAN 값을 발생시키는 종자의 전송에 의해 감소됨)전에 오버플로우되게 한다.

"발명의 상세한 설명"의 말미에 제7a-7e도의 논리흐름도에 의해 설명된 컴퓨터 프로그램의 오브젝트 및 소스 코드 목록이 수록된다. 소스 코드목록은 이흐름도에서 유사한 라벨에 대응하는 예를들면 READ : 및 ADDPULSE;, 등을 포함한다.

또한 이 흐름도와 프로그램 목록에 사용된 다양한 약어를 포함하는 세로 참조심볼 표가 첨부된다.

본 발명이 특별한 실시예에 대하여만 기술된 반면에, 많은 대안과 수정 및 변형이 이 분야의 숙련자에게 용이하다는 것은 명백하다. 예를들면 여기에 기술된 신호처리 연산은 감지기가 종자의 수를 따라 선형적으로 변하는 신호를 발생할 수 있는 한 어떠한 형태의 종자 감지기에도 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구 범위의 정신과 배경을 벗어나기 않는 범위에서 이러한 모든 대안, 소정 및 변형을 포함한다.

Claims

방사선 빔(B)을 발생하는 발생기(42)와, 상기 빔을 통하여 입자를 보내기 위한 입자 유통로(14)와, 상기 유통로를 통하여 전송된 빔 방사선을 검출하는 빔 검출기(46,48)로 이루어진 입자 감지기(10)에 있어서, 상기 유통로의 횡단 부분을 전적으로 비추는 충분히 확산된 방사선 빔을 내는 방사선 에미터/(CR1-CR7)의 어레이를 포함하는 빔 발생기와, 수신된 빔 방사선의 양과 함수관계인 신호를 발생하고 상기 어레이를 향해 마주보는 2차원의 방사선 대응면을 포함하는 빔 검출기(46,48)와, 발생기, 검출기 및 반사체가 같이 협동하여 유통로상의 임의의 입자가 검출기에 의해 수신된 빔 방사선의 양에 측정가능하게 영향을 미치도록 발생기와 검출기 사이에 유통로의 반대측을 따라 연장된 한쌍의 서로 마주보는 방사선 반사체(34,36)로 구성되는 것을 특징으로 하는 입자 감지기.
제1항에 있어서, 상기 검출기에 의해 수신된 방사선을 제한하기 위하여 상기 유통로와 검출기 사이에 위치된 좁은 슬로트 구멍(45)을 포함하는 입자 감지기.
제1항에 있어서, 상기 유통로의 선정된 부분의 바깥 입자 방사선이 충돌하는 것을 방지하기 위해 상기 빔 발생기와 유통로사이에 위치된 좁은 슬로트 구멍(39)을 포함하는 입자 감지기.
제1항에 있어서, 상기 방사선(39,36)가 서로 병렬로 배열되어 있는 입자 감지기.
종자 감지기에 있어서, 종자 유통로를 형성하는 수단(14)과 상기 유통로의 반대측에 걸친 유통로에 횡방향으로 연장되는 한쌍의 서로대향한 방사선 반사체(34,36)와, 한 반사체로부터 다른 것에 이르는 상기 유통로에 횡반향으로 연장되어 충분히 확산된 방사선 소스를 형성하는 방사선 방출기의 어레이(42)와, 상기 소스와 검출기 사이에 위치한 유통로로부터 떨어져서 소스에 대하여 실제적으로 평행하게 연장된 2차원 방사선 검출기(46,48)와, 검출기는 소스와 슬리트 사이의 유통로를 따라 움직이는 종자에 대해 신호를 발생하고, 슬리트는 통상의 종자 크리보다 작고, 쉴드는 한개 반사체로부터 다른 반사체로 연장되는 방사선 전송 슬리트(43)를 갖고, 한개 반사체로부터 다른 반사체까지 유통로에 대해 횡방향으로 연장되는 방사선 차단 쉴드(41)(radiation blocking shield)로 구성되는 종자 감지기.
제5항에 있어서, 상기 소스와 유통로사이에서 한 반사체로부터 다른 반사체로 연장되며 상기 소스로부터 떨어진 방사선 전송 유리창(38)을 더 포함하는 종자 감지기.
제5항에 있어서, 각 반사체(34,36)가 소스로부터 검출기로 연장되어 있는 종자 감지기.
제5항에 있어서, 상기 소스와 유통로 사이에 위치한 쉴드와, 통상의 종자 크기보다 더 작은 슬리트와, 한 반사체로부터 다른 반사체로 연장되는 방사선 전송 슬리트를 갖는 쉴드와, 한 반사체로부터 다른 반사체까지 유통로에 대해 횡방향으로 연장되는 방사선 차단 쉴드(37)로 구성되는 종자 감지기.
제5항에 있어서, 상기 방사선 반사체(34,36)가 서로 병렬로 배열되는 종자 감지기.
입자 감지기에 있어서, 종자 유통로를 형성하는 수단(14)과, 상기 유통로의 한 측면을 따라 유통로에 횡방향으로 연장되고 유통로 너머로 충분히 확산되는 일정한 방사선 빔을 가르키는 방사선 에미터의 어레이(42)와, 수신된 빔의 양을 표시하는 신호를 발생하고 어레이와 검출기 사이의 유통로를 따라 통과하는 임의의 입자가 검출기에 의해 수신된 빔의 영향을 미치도록 어레이와 반대측 유통로의 측면을 따라 유통로에 횡으로 연장된 2차원 방사선 대응면을 갖는 방사선 검출기(46,48)와, 상기 어레이에서 부터 유통로내로 방사선을 반사시키며, 상기 어레이와 검출기 사이의 유통로의 반대측을 따라 유통로에 횡방향으로 연장된 한쌍의 서로 대향한 방사선 반사체(34,36)로 구성되는 입자 감지기.
제10항에 있어서, 종자중 하나의 통상의 크기 보다 더 좁은 폭을 갖는 슬리트와, 유통로에 횡으로 연장된 방사선-전송 슬리트(43)를 갖는 쉴드와, 유통로와 검출기 사이에 위치한 방사선 차단 쉴드로 구성되는 입자 감지기.
제10항에 있어서, 인접한 쌍의 상기 어레이 에미터로부터의 방사선 빔이 유리창과 어레이 사이에 위치한 지점에서 서로 교차하도록 유통로의 한면이 어레이 소스와 유통로 사이에 위치하고 어레이로부터 떨어진 투명한 유리창(38)으로 형성되는 입자 감지기.
제10항에 있어서, 유통로에서 입자의 비추는 방사선 빔을 좁게하고 유통로의 선정된 부분밖의 입자에 비치지 못하도록 하는 쉴드와 구멍과, 유통로에 횡으로 연장되는 좁은 빔 전송 구멍(39)을 갖는 쉴드와, 유통로와 어레이 사이에 위치한 방사선 차단 쉴드(37)로 구성되는 입자 감지기.
제10항에 있어서, 상기 방사선 반사체(34,36)가 서로 병렬로 배열된 입자 감지기.