[实用新型]木材含水率测量装置

说明书

本实用新型涉及一种电测量装置，特别是对木材含水率的测量装置。

根据木材的电学特性，对于大多数树种来说，木材的电阻率主要决定于木材中的水分和木材的温度。木材在绝干状态下是良好的绝缘体，气干状态下是半导体，在纤维饱和点(通常在30％H₂O的木材含水率附近)以下时其电阻率的对数与含水率之间有分段线性关系。一般的木材含水率测量电路，均采用具有很高输入阻抗的高精度运算放大器接成线性放大电路，直接测量反映木材电阻率的电流或电压信号。由于木材的含水率由零增加到纤维饱和点状态时，其电阻率的变化在106倍以上，高精度运算放大器接成线性放大电路不能有效地对信号加以压缩，使木材含水率测量的分辩率和精度十分有限。此外，木材加电后有类似于电池的记忆效应，这种效应也大大降低了测量的精度。

本实用新型的目的是提出一种新的用于木材干燥设备系统中的木材含水率测量装置，该装置能有效地解决信号压缩和记忆效应问题，大大提高木材含水率测量的分辩率和精度。

本实用新型采用如附图1所示的技术方案，其电路结构包括测量探针(1)、对数放大器(2)、去记忆电路(3)、V/F转换电路(4)、光电隔离电路(5)、接口(6)和电源电路(7)，测量探针(1)将木材含水率转化为电信号输入对数放大器(2)进行处理，产生分段线性电压信号输入V/F转换电路(4)，V/F转换电路(4)将对数放大器所输入的电压信号转换成对应的频率信号，经光电隔离电路(5)接入与外接计算机相连的接口(6)，去记忆电路(3)的输出端接到测量探针(1)，定时改变测量探针加在被测木材上在电压极性，消除木材的电记忆效应，去记忆电路(3)的输入端通过光电隔离电路(5)接到接口(6)，由外接计算机控制其动作，电源电路(7)提供各部分电路所需的工作电源。

本实用新型由于采用了对数放大、消除电记忆和采用V/F(电压/频率)变换等有效措施，从而大大提高木材含水率测量的分辩率和精度。

以下为本实用新型的图面说明：

图1为本实用新型的电路结构框图；

图2为本实用新型的一个具体实施电路。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明；

本实施装置如图2所示。CN1为测量探针1的接线器，该接线器的一个接口连到对数放大器2的输入端，所说的对数放大器2由对数/反对数放大器芯片IC1、电容C1、电阻R1、R2、R3、可变电阻W1、W2和稳压二极管D1组成，IC1的第7脚通过电容C1与其第2脚连接，C1与IC1的第2脚的连接点为该对数放大器与测量探针相连的输入端，W1的三端分别连接IC1的第12脚、第13脚和+12V工作电压，R1连在IC1的第16脚和工作电压VCC之间，R2与W2串联后连在IC1的第15脚和接地公共端之间，IC1的输出端第10脚与由R3和D1组成的限压电路相连。所说的IC1采用对数/反对数放大器芯片ICL8040，参考电流Io由R1提供，输入电流Ii则决定于被测木材的电阻率(反映其含水率)；ICL8048接成电流型对数放大器，可具有120db的动态范围，在动态范围内，IC1输出电压Vo与输入电流Ii和参考电流Io之间的关系满足下式：Vo=K·Log(Io/Ii)；W1是调零电位器，调节对数放大器的输出零点；R2和W2用于调节对数放大器的增益；R3和D1将输出电压限制在+5V和-0.7V之间。

V/F(电压/频率)转换电路4由单片V/F变换IC片IC2及其附属电路组成，其中，电阻R8和电容C4是定时元件；电阻R5、R6、R7、电容C5和电位器W3组成零点调节电路；电阻R10和电位器W4用于调节增益；电阻R4和电容C2、C3是低通滤波环节；R4的一端作为本V/F转换电路的输入端与对数放大器2的输出端相连，由IC2输出的频率信号经电阻R9输入到光电隔离电路5中的一个光电耦合器ISO1的输入端，V/F转换电路输出的频率信号经ISO1隔离后接入到接线器CN2(即接口6)的Fout口。

所说的去记忆电路3由控制开关管T1、参考电压切换继电器RL1、二极管D2以及电阻R11组成，RL1和D2并联接在T1的集电极与VCC之间，RL1的受控动触点a为本去记忆电路的输出端接到测量探针1的接线器CN1的另一接口，RL1的两个定触点b和c分别接到对称工作电源+15V和-15V,R11的一端接到T1的基极，另一端为本去记忆电路的输入端。