高頻及常規(guī)熱壓人造板板坯溫度變化規(guī)律的在線監(jiān)測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木材加工自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高頻及常規(guī)熱壓人造板板坯溫度變化規(guī)律的在線監(jiān)測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人造板通常是將施膠木質(zhì)單元(單板、刨花和纖維)通過一定周期的熱壓作用使之粘合成一體的板材，按原料單元分為單板類人造板和非單板類人造板。
[0003]在人造板熱壓過程中，熱量傳遞使板坯溫度升高，進(jìn)而導(dǎo)致水分的蒸發(fā)、板坯氣壓變化及水分的迀移；反之，水分的迀移也會(huì)影響熱量的傳遞。再加上水熱作用下，木質(zhì)原料軟化引起板坯密實(shí)化；而板坯密度的變化又會(huì)極大的影響板坯中熱量傳遞和水分移動(dòng)，膠粘劑的化學(xué)反應(yīng)也會(huì)影響到板坯熱量變化?？偠灾?，人造板熱壓過程涉及板坯變形、物理過程及化學(xué)反應(yīng)。這三者相互耦合，再加上原料本身的變異性，因此要從本質(zhì)上理解熱壓過程是非常困難的。
[0004]熱壓是人造板生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，直接影響到產(chǎn)品性能與質(zhì)量以及能耗。從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，我們關(guān)心的是人造板在多高溫度下能夠完成膠黏劑固化、需要熱壓多長時(shí)間以及需要多大的壓力才能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的密度要求?？梢?，了解人造板板坯溫度變化對人造板熱壓參數(shù)的制定具有非常重要的意義。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)方法與裝置僅能測量常規(guī)熱壓時(shí)人造板內(nèi)部溫度變化，而難以在高頻加熱環(huán)境下工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種測試便捷、數(shù)據(jù)精確可靠的高頻及常規(guī)熱壓人造板板坯溫度變化規(guī)律的在線監(jiān)測裝置及方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高頻及常規(guī)熱壓人造板板坯溫度變化規(guī)律的在線監(jiān)測裝置，包括探頭、傳輸光纖、信號(hào)解調(diào)器、MCU模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、液晶顯示模塊、CAN通訊接口模塊、報(bào)警裝置模塊；探頭與傳輸光纖相連接，探頭測得的數(shù)據(jù)通過傳輸光纖進(jìn)行傳輸；傳輸光纖與信號(hào)解調(diào)器相連，經(jīng)傳輸光纖傳輸?shù)臄?shù)據(jù)送入信號(hào)解調(diào)器進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理；信號(hào)解調(diào)器與MCU模塊相連，經(jīng)信號(hào)解調(diào)器處理的信號(hào)送入MCU模塊進(jìn)行處理；MCU模塊分別與實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、液晶顯示模塊、CAN通訊接口模塊、報(bào)警裝置模塊相連。
[0008]實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊根據(jù)系統(tǒng)需要選擇年、月、日、時(shí)、分，用來完善數(shù)據(jù)，并作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的依據(jù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用來存儲(chǔ)系統(tǒng)信息和歷史數(shù)據(jù)；液晶顯示模塊即時(shí)顯示測試對象溫度變化信息及系統(tǒng)時(shí)間等各種信息；CAN通訊接口模塊與上位機(jī)進(jìn)行獨(dú)立的交互通信；報(bào)警裝置模塊的功能為當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)超過限值，啟動(dòng)振鈴進(jìn)行報(bào)警或啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)設(shè)備。
[0009]優(yōu)選的，所述探頭為將光纖內(nèi)置溫度傳感器的熒光光纖傳感器。
[0010]優(yōu)選的，還包括電源模塊；電源模塊與MCU模塊直接相連，對整個(gè)裝置進(jìn)行供電，保證系統(tǒng)能夠可靠工作，并提高抗干擾能力。
[0011]優(yōu)選的，還包括參數(shù)設(shè)置模塊；參數(shù)設(shè)置模塊與MCU模塊直接相連，可人為設(shè)置相應(yīng)的測試參數(shù)。
[0012]優(yōu)選的，還包括復(fù)位管理模塊；復(fù)位管理模塊與MCU模塊直接相連，初始化MCU模塊和CAN總線控制器，讓系統(tǒng)強(qiáng)行復(fù)位來使系統(tǒng)重新初始化，從而轉(zhuǎn)入正常的運(yùn)行。
[0013]應(yīng)用上述裝置進(jìn)行高頻及常規(guī)熱壓人造板板坯溫度變化規(guī)律的在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0014](I)組坯；在板坯的不同位置預(yù)留缺口以便于不同個(gè)數(shù)的探頭插入；
[0015](2)將板坯置于壓機(jī)中，探頭用膠帶纏繞后塞入內(nèi)徑為2_的剛玉管，確保密封；將探頭的剛玉管插入預(yù)留的板坯缺口中；
[0016](3)開啟上壓板控制裝置緩慢加壓，直到上下壓板開檔到達(dá)預(yù)定厚度停止；
[0017](4)開啟信號(hào)解調(diào)器和MCU，溫度采集由MCU每隔5s自動(dòng)采集一次；然后開啟高頻發(fā)生器，板坯加熱所用高頻發(fā)生器輸出功率為30kW，標(biāo)準(zhǔn)頻率為6.78MHzο
[0018](5)觀測結(jié)果。
[0019]優(yōu)選的，步驟(I)中的不同位置為板坯厚度方向的1/2厚度、1/4厚度和表層位置或板坯表層和厚度的1/2處。
[0020]優(yōu)選的，步驟(I)中的探頭個(gè)數(shù)為2個(gè)或者3個(gè)。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:1、采用的本測試方法能客觀反映實(shí)際狀況下人造板內(nèi)部溫度變化，其測試便捷，數(shù)據(jù)翔實(shí)、精確和可靠。2、熒光光纖探頭具有本質(zhì)安全，高壓絕緣，抗電磁干擾，對于高頻熱壓人造板內(nèi)部溫度變化的測量具有不可比擬的優(yōu)勢，為人造板熱壓工藝優(yōu)化提供參考，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的整體裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的高頻熱壓制造單板層積材(LVL)板坯溫度測量方法示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的高頻熱壓制造單板層積材(LVL)板坯溫度測量結(jié)果示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明的高頻熱壓制造稻草碎料板板坯溫度測量方法示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明的高頻熱壓制造稻草碎料板板坯溫度測量結(jié)果示意圖。
[0027]圖6是本發(fā)明的常規(guī)熱壓制造單板層積材(LVL)板坯溫度測量方法示意圖。
[0028]圖7是本發(fā)明的常規(guī)熱壓制造單板層積材(LVL)板坯溫度測量結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1所示，一種高頻及常規(guī)熱壓人造板板坯溫度變化規(guī)律的在線監(jiān)測裝置，包括探頭、傳輸光纖、信號(hào)解調(diào)器、MCU模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、液晶顯示模塊、CAN通訊接口模塊、報(bào)警裝置模塊；探頭與傳輸光纖相連接，探頭測得的數(shù)據(jù)通過傳輸光纖進(jìn)行傳輸；傳輸光纖與信號(hào)解調(diào)器相連，經(jīng)傳輸光纖傳輸?shù)臄?shù)據(jù)送入信號(hào)解調(diào)器進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理；信號(hào)解調(diào)器與MCU模塊相連，經(jīng)信號(hào)解調(diào)器處理的信號(hào)送入MCU模塊進(jìn)行處理；MCU模塊分別與實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、液晶顯示模塊、CAN通訊接口模塊、報(bào)警裝置模塊相連。
[0030]實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊根據(jù)系統(tǒng)需要選擇年、月、日、時(shí)、分，用來完善數(shù)據(jù)，并作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的依據(jù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用來存儲(chǔ)系統(tǒng)信息和歷史數(shù)據(jù)；液晶顯示模塊即時(shí)顯示板坯溫度變化信息及系統(tǒng)時(shí)間等各種信息；CAN通訊接口模塊與上位機(jī)進(jìn)行獨(dú)立的交互通信；報(bào)警裝置模塊的功能為當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)超過限值，啟動(dòng)振鈴進(jìn)行報(bào)警或啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)設(shè)備。
[0031]探頭為將光纖內(nèi)置溫度傳感器的熒光光纖傳感器。
[0032]還包括電源模塊、參數(shù)設(shè)置模塊和復(fù)位管理模塊；電源模塊與MCU模塊直接相連，對整個(gè)裝置進(jìn)行供電，保證系統(tǒng)能夠可靠工作，并提高抗干擾能力；參數(shù)設(shè)置模塊與MCU模塊直接相連，可人為設(shè)置相應(yīng)的測試參數(shù)復(fù)位管理模塊與MCU模塊直接相連，初始化MCU模塊和CAN總線控制器，讓系統(tǒng)強(qiáng)行復(fù)位來使系統(tǒng)重新初始化，從而轉(zhuǎn)入正常的運(yùn)行。
[0033]熒光光纖溫度傳感器是由多模光纖和在其頂部熒光光纖溫度傳感器傳感探頭與光纖安裝的熒光物體(膜)組成。熒光物質(zhì)在受到一定波長(受激譜)的光激勵(lì)后，受激輻射出熒光能量。激勵(lì)撤消后，熒光余暉的持續(xù)性取決于熒光物質(zhì)特性、環(huán)境溫度等因素。這種受激發(fā)熒光通常是按指數(shù)方式衰減的，我們稱衰減的時(shí)間常數(shù)為熒光壽命或熒光余暉時(shí)間(ns)。在不同的環(huán)境溫度下，熒光余暉衰減也不同。因此通過測量熒光余暉壽命的長短，就可以得知當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度。相比普通金屬傳感器，熒光光纖溫度傳感器更適用于高頻熱壓的環(huán)境，測量精度高。
[0034]實(shí)施例1:高頻熱壓制造單板層積材(LVL)板坯溫度測量。<