高頻及常規熱壓人造板板坯溫度變化規律的在線監測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及木材加工自動化技術領域，尤其是一種高頻及常規熱壓人造板板坯溫度變化規律的在線監測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]人造板通常是將施膠木質單元(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，進而導致水分的蒸發、板坯氣壓變化及水分的迀移；反之，水分的迀移也會影響熱量的傳遞。再加上水熱作用下，木質原料軟化引起板坯密實化；而板坯密度的變化又會極大的影響板坯中熱量傳遞和水分移動，膠粘劑的化學反應也會影響到板坯熱量變化。總而言之，人造板熱壓過程涉及板坯變形、物理過程及化學反應。這三者相互耦合，再加上原料本身的變異性，因此要從本質上理解熱壓過程是非常困難的。
[0004]熱壓是人造板生產中至關重要的環節，直接影響到產品性能與質量以及能耗。從生產實際出發，我們關心的是人造板在多高溫度下能夠完成膠黏劑固化、需要熱壓多長時間以及需要多大的壓力才能實現預定的密度要求。可見，了解人造板板坯溫度變化對人造板熱壓參數的制定具有非常重要的意義。
[0005]現有技術中的相關方法與裝置僅能測量常規熱壓時人造板內部溫度變化，而難以在高頻加熱環境下工作。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題在于，提供一種測試便捷、數據精確可靠的高頻及常規熱壓人造板板坯溫度變化規律的在線監測裝置及方法。
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供一種高頻及常規熱壓人造板板坯溫度變化規律的在線監測裝置，包括探頭、傳輸光纖、信號解調器、MCU模塊、實時時鐘模塊、數據存儲模塊、液晶顯示模塊、CAN通訊接口模塊、報警裝置模塊；探頭與傳輸光纖相連接，探頭測得的數據通過傳輸光纖進行傳輸；傳輸光纖與信號解調器相連，經傳輸光纖傳輸的數據送入信號解調器進行調制解調處理；信號解調器與MCU模塊相連，經信號解調器處理的信號送入MCU模塊進行處理；MCU模塊分別與實時時鐘模塊、數據存儲模塊、液晶顯示模塊、CAN通訊接口模塊、報警裝置模塊相連。
[0008]實時時鐘模塊根據系統需要選擇年、月、日、時、分，用來完善數據，并作為數據存儲位置的依據；數據存儲模塊用來存儲系統信息和歷史數據；液晶顯示模塊即時顯示測試對象溫度變化信息及系統時間等各種信息；CAN通訊接口模塊與上位機進行獨立的交互通信；報警裝置模塊的功能為當采集到的數據超過限值，啟動振鈴進行報警或啟動聯動設備。
[0009]優選的，所述探頭為將光纖內置溫度傳感器的熒光光纖傳感器。
[0010]優選的，還包括電源模塊；電源模塊與MCU模塊直接相連，對整個裝置進行供電，保證系統能夠可靠工作，并提高抗干擾能力。
[0011]優選的，還包括參數設置模塊；參數設置模塊與MCU模塊直接相連，可人為設置相應的測試參數。
[0012]優選的，還包括復位管理模塊；復位管理模塊與MCU模塊直接相連，初始化MCU模塊和CAN總線控制器，讓系統強行復位來使系統重新初始化，從而轉入正常的運行。
[0013]應用上述裝置進行高頻及常規熱壓人造板板坯溫度變化規律的在線監測方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0014](I)組坯；在板坯的不同位置預留缺口以便于不同個數的探頭插入；
[0015](2)將板坯置于壓機中，探頭用膠帶纏繞后塞入內徑為2_的剛玉管，確保密封；將探頭的剛玉管插入預留的板坯缺口中；
[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預定厚度停止；
[0017](4)開啟信號解調器和MCU，溫度采集由MCU每隔5s自動采集一次；然后開啟高頻發生器，板坯加熱所用高頻發生器輸出功率為30kW，標準頻率為6.78MHzο
[0018](5)觀測結果。
[0019]優選的，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]優選的，步驟(I)中的探頭個數為2個或者3個。
[0021]本發明的有益效果為:1、采用的本測試方法能客觀反映實際狀況下人造板內部溫度變化，其測試便捷，數據翔實、精確和可靠。2、熒光光纖探頭具有本質安全，高壓絕緣，抗電磁干擾，對于高頻熱壓人造板內部溫度變化的測量具有不可比擬的優勢，為人造板熱壓工藝優化提供參考，具有廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明的整體裝置結構圖。
[0023]圖2是本發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是本發明的高頻熱壓制造單板層積材(LVL)板坯溫度測量結果示意圖。
[0025]圖4是本發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是本發明的高頻熱壓制造稻草碎料板板坯溫度測量結果示意圖。
[0027]圖6是本發明的常規熱壓制造單板層積材(LVL)板坯溫度測量方法示意圖。
[0028]圖7是本發明的常規熱壓制造單板層積材(LVL)板坯溫度測量結果示意圖。
【具體實施方式】
[0029]如圖1所示，一種高頻及常規熱壓人造板板坯溫度變化規律的在線監測裝置，包括探頭、傳輸光纖、信號解調器、MCU模塊、實時時鐘模塊、數據存儲模塊、液晶顯示模塊、CAN通訊接口模塊、報警裝置模塊；探頭與傳輸光纖相連接，探頭測得的數據通過傳輸光纖進行傳輸；傳輸光纖與信號解調器相連，經傳輸光纖傳輸的數據送入信號解調器進行調制解調處理；信號解調器與MCU模塊相連，經信號解調器處理的信號送入MCU模塊進行處理；MCU模塊分別與實時時鐘模塊、數據存儲模塊、液晶顯示模塊、CAN通訊接口模塊、報警裝置模塊相連。
[0030]實時時鐘模塊根據系統需要選擇年、月、日、時、分，用來完善數據，并作為數據存儲位置的依據；數據存儲模塊用來存儲系統信息和歷史數據；液晶顯示模塊即時顯示板坯溫度變化信息及系統時間等各種信息；CAN通訊接口模塊與上位機進行獨立的交互通信；報警裝置模塊的功能為當采集到的數據超過限值，啟動振鈴進行報警或啟動聯動設備。
[0031]探頭為將光纖內置溫度傳感器的熒光光纖傳感器。
[0032]還包括電源模塊、參數設置模塊和復位管理模塊；電源模塊與MCU模塊直接相連，對整個裝置進行供電，保證系統能夠可靠工作，并提高抗干擾能力；參數設置模塊與MCU模塊直接相連，可人為設置相應的測試參數復位管理模塊與MCU模塊直接相連，初始化MCU模塊和CAN總線控制器，讓系統強行復位來使系統重新初始化，從而轉入正常的運行。
[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。熒光物質在受到一定波長(受激譜)的光激勵后，受激輻射出熒光能量。激勵撤消后，熒光余暉的持續性取決于熒光物質特性、環境溫度等因素。這種受激發熒光通常是按指數方式衰減的，我們稱衰減的時間常數為熒光壽命或熒光余暉時間(ns)。在不同的環境溫度下，熒光余暉衰減也不同。因此通過測量熒光余暉壽命的長短，就可以得知當時的環境溫度。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境，測量精度高。
[0034]實施例1:高頻熱壓制造單板層積材(LVL)板坯溫度測量。<