[实用新型]一种木材干燥过程参数自动检测装置

说明书

技术领域

本实用新型提供了一种木材干燥过程参数自动检测装置，使用在木材加工领域中木材干燥过程参数木材含水率、平衡含水率、温度参数的实时在线自动检测。 

背景技术

木材干燥是木材加工中一种生产周期长、耗能多的环节。其加热介质、干燥窑的型式种类多，目前干燥生产过程虽已有部分利用简单的仪器设备进行阶段性，非在线监测，但大部分的生产过程仍是凭人工经验进行操作很难按科学的工艺基准进行生产，目前国能外已有一些木材干燥微计算机监控装置，但大多与干燥窑固定配套，且价格昂贵。 

随着木材干燥工艺的逐渐发展成熟，以及计算机的广泛使用，木材干燥已由操作人员手工控制发展为以计算机为基础的自动控制。但是，目前国产木材干燥设备的自动化程度与国外相比还有一定差距。其主要表现在检测设备陈旧，许多木材干燥厂为了降低发备成本，往往仍采用手动操作方式，控制仪表和检测装置不全，设备工作的可靠程度差、自动化水平低；检测方法落后，用称重法测木材含水率，还停留在人工读数查表的水平上，测试精度低、测试误差大而且与操作人员的熟练程度直接相关，劳动强度高、干燥木材缺陷多、生产效率低、能源耗费大。近年来，国内外相继推出了一些带微处理器的变送器和数据采集器，虽然测量精度高，抗干扰能力强，但存在先进检测设备造价高，价格昂贵，难以和国产设备配套使用的问题；或者存在设计电路结构复杂，硬件调试困难，难以保证系统可靠工作；或者参数检测单一，没有温度补偿功能，不能提供木材干燥自动控制系统所需的实时干燥窑内温度、平衡含水率、木材含水率参数。经检索如中国专利96222663.7一种木材干燥微计算机监控系统；中国专利98243294.1木材含水率测量装置。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供了一种木材干燥过程参数自动检测装置，可实现木材干燥过程参数木材含水率、平衡含水率、温度的实时在线、宽量程自动检测。 

本实用新型包括温度传感器组、木材含水率传感器组、多路模拟开关、温度检测电路、木材含水率检测电路、模拟电子开关、V/F转换电路、光电隔离电路、主控制器、看门狗电路、串口通信电路、键盘显示接口电路、电源电路。主控制器分为测量CPU和辅助CPU，在测量CPU程序控制下，温度传感器组、木材含水率传感器组将温度信号、木材含水率信号转换为电信号，经多路模拟开关分别输入到温度检测电路和木材含水率检测电路，检测电路输出信号在模拟电子开关的作用下，分时输入V/F转换电路并转换成与电压值对应的频率值，经光电隔离电路输入到主控制器的测量CPU，测量CPU通过软件程序，计算出被测的温度、木材含水率、平衡含水率参数值，并通过并行口将检测数据通讯至辅助CPU；辅助CPU采用键盘LED数码管显示接口直接显示采集数据，同时按照软件算法对木材含水率因温度变化引起的误差进行数值补偿，还可以通过串行口通讯电路传输给计算机，为木材干燥过程自动控制提供实时检测参数。 

本实用新型的木材含水率检测电路采用程控放大器，在主控制器测量CPU的控制下，判断被测木材含水率的等效电阻范围，并依次切换量程，实现分段增益，程控放大器输出电压与被测木材含水率等效电阻的变化成反比，扩大了木材含水率的测量范围。主控制器选用WINBOND公司WE78E58B作为主控制芯片完成系统设计，无需外扩程序存储器、数据存储器、总线锁存器、多功能可编程接口芯片，电路设计结构简单，系统工作可靠。此外，由于木材是靠内部的矿物质团来导电的，当定向长时间通电后，就会在木材内部以及含水率传感器表面发生电离、极化，从而直接影响测量结果的精度，为了消除由此原因造成的测量误差，对木材加载电压的极性及周期有严格控制，因此，主控制器采用双CPU结构，分别是测量CPU和辅助CPU，测量CPU按照检测时序实现干燥窑内2点温度、2点平衡含水率、6点木材含水率数据采集的前期任务；辅助CPU负责运算、转换、显示、温度补偿、与上位机串行通信。双CPU间采用并行通讯传输数据，从设计角度解决了测量时序占用大量CPU时间且不能被打断的问题，开行通讯方式克服了串行通讯速度慢的缺点，提高了测量精度及检测的实时性，可靠性。 

附图说明

图1木材干燥过程参数自动检测装置框图。 

图2温度检测电路。 

图3木材含水率检测电路。 

图4木材干燥过程参数自动检测装置电路图。 

以上的图a中有：模拟电子开关(6)、V/F转换电路(7)、光电隔离电路(8)、主控制器(9)、看门狗电路(10)、电源电路(13)。 

图b中有：键盘显示接口电路(12)。