胶合木梁弹性模量测试仪制造技术

本发明专利技术公开了一种胶合木梁弹性模量测试仪，包括拾振传感器和用于采集显示数据采集仪，所述拾振传感器固定于胶合木梁上；所述拾振传感器包括加速度传感器和电荷放大器，所述加速度传感器将胶合木梁的振动转化为电荷信号输出，并通过电荷放大器将电荷信号转换为电压信号输出至数据采集仪；所述数据采集仪根据采集到的数据信号进行转换和分析并显示振动曲线和固有频率。本发明专利技术具有结构简单紧凑、易携带、测试原理简单、测试精度高且稳定可靠等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种胶合木梁弹性模量测试仪，包括拾振传感器和用于采集显示数据采集仪，所述拾振传感器固定于胶合木梁上；所述拾振传感器包括加速度传感器和电荷放大器，所述加速度传感器将胶合木梁的振动转化为电荷信号输出，并通过电荷放大器将电荷信号转换为电压信号输出至数据采集仪；所述数据采集仪根据采集到的数据信号进行转换和分析并显示振动曲线和固有频率。本专利技术具有结构简单紧凑、易携带、测试原理简单、测试精度高且稳定可靠等优点。【专利说明】胶合木梁弹性模量测试仪
本专利技术主要涉及到材料工程应用检测设备领域，特指一种用于进行胶合木梁弹性模量测试的设备。
技术介绍
在材料的工程应用中，材料的弹性模量在材料的利用、改性和微观结构的研究中具有重要的作用。目前，对木材的弹性模量的研究技术还较为落后，且主要针对板材。 胶合木梁的弹性模量是反映胶合木梁整体质量与力学性能的重要指标，但至今国内外关于胶合木梁的弹性模量的测试方法研究较少。现有技术中针对胶合木梁弹性模量的测定方法主要是标准静力法。该方法为:在胶合木梁的两端，通过静态加载负荷的方法测量胶合木梁的扰度变化计算弹性模量。上述传统方法因需要固定和加载，现场测试极为不方便，测试时间长且计算复杂。同时，加载负荷过大还有可能会给胶合木梁带来不可逆的损伤，极大的危害工程安全。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构简单紧凑、易携带、测试原理简单、测试精度高且稳定可靠的胶合木梁弹性模量测试仪。 为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案:一种胶合木梁弹性模量测试仪，包括拾振传感器和用于采集显示数据采集仪，所述拾振传感器固定于胶合木梁上；所述拾振传感器包括加速度传感器和电荷放大器，所述加速度传感器将胶合木梁的振动转化为电荷信号输出，并通过电荷放大器将电荷信号转换为电压信号输出至数据采集仪；所述数据采集仪根据采集到的数据信号进行转换和分析并显示振动曲线和固有频率。 作为本专利技术的进一步改进:所述数据采集仪包括信号放大滤波系统、数据采集系统、微处理器系统以及显示系统，所述信号放大滤波系统将从拾振传感器输入的微弱的电压信号放大滤波后输入数据采集系统，再通过微处理器系统控制数据采集系统进行数据采集转换，将放大滤波后的模拟电压信号转换为数字信号并通过显示系统显示振动曲线和固有频率。 作为本专利技术的进一步改进:所述微处理器系统包括微处理器芯片、存储单元和USB通讯接口，每次的采集数据和最终计算的弹性模量值关联编号存储于微处理器系统中的存储单元，通过数据采集仪查询或通过USB通讯接口下载至电脑保存分析。 作为本专利技术的进一步改进:所述数据采集仪还包括键盘控制板。 作为本专利技术的进一步改进:所述数据采集仪和拾振传感器均通过电源系统供电。 作为本专利技术的进一步改进:所述电源系统为可充电锂电池。 作为本专利技术的进一步改进:所述拾振传感器与数据采集仪通过电缆相连。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于:1、本专利技术采用振动无损检测方法测定胶合木梁的固有频率并自动计算其弹性模量值，测量快速便捷，不受测量环境限制，完全不损坏胶合木梁材料的内部结构，测量方法安全简单。 2、本专利技术采用便携式设计，小巧轻便，适用于任何场合单人实现测量。大屏幕彩色液晶屏显示，内置可充电锂电池供电，续航时间超长。 3、本专利技术采用高灵敏度的加速度传感器和放大倍数可自动调整的信号放大电路，可实现对微弱振动信号的采集，适用于各规格的胶合木梁弹性模量的测试。 4、本专利技术通过傅立叶变换分析方法对采集的振动曲线进行分析，采用优化的差频算法计算振动的固有频率，并通过输入相应的参数自动计算弹性模量值。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术在具体应用实例中的原理示意图。 图2是本专利技术的系统结构框架示意图。 图3是本专利技术在具体实施例中微处理器系统的中央控制单元和通讯单元的电路原理示意图。 图4是本专利技术在具体实施例中微处理器系统的存储单元的电路原理示意图。 图5是本专利技术在具体实施例中电荷放大器的电路原理示意图。 图6是本专利技术在具体实施例中信号放大滤波系统的电路原理示意图。 图7是本专利技术在具体实施例中数据采集系统的电路原理示意图。 图8是本专利技术在具体实施例中电源系统的智能锂电池管理电路原理示意图。 图9是本专利技术在具体实施例中电源系统的电压转换电路原理示意图。 图10是本专利技术在具体实施例中键盘和液晶显示的电路原理示意图图例说明:1、加速度传感器；2、电荷放大器；3、数据采集仪；4、信号放大滤波系统；5、数据采集系统；6、微处理器系统；7、显示系统；8、USB通讯接口 ；9、拾振传感器；10、电缆；11、电源系统；12、键盘控制板；13、胶缝；14、胶合木梁。 【具体实施方式】 以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。 如图1和图2所示，本专利技术的胶合木梁弹性模量测试仪，其原理是采用振动无损检测法测定胶合木梁14的固有频率，并根据相关参数自动计算其弹性模量值，胶合木梁14上有数条胶缝13。本专利技术的胶合木梁弹性模量测试仪，包括安装于被测物体的拾振传感器9和用于采集显示数据采集仪3，胶合木梁14为被测物体，拾振传感器9固定于胶合木梁14上,随胶合木梁14的振动而振动。拾振传感器9通过电缆10 (如采用屏蔽电缆线)将输出的电压信号传输至数据采集仪3采集处理。 拾振传感器9包括加速度传感器I和电荷放大器2，加速度传感器I可以采用压电式传感器，通过压电式加速度传感器I将胶合木梁14的微弱振动转化为电荷信号输出，并通过高性能的电荷放大器2将电荷信号转换为电压信号输出。 本实施例中，数据采集仪3包括信号放大滤波系统4、数据采集系统5、微处理器系统6以及显不系统7 ;信号放大滤波系统4将从拾振传感器9输入的微弱的电压信号放大滤波后输入数据采集系统5，再通过微处理器系统6控制数据采集系统5进行数据采集转换，将放大滤波后的模拟电压信号转换为数字信号并通过显示系统7显示振动曲线和固有频率。 本实施例中，微处理器系统6包括微处理器芯片、存储单元(如:大容量存储器)和USB通讯接口 8，每次的采集数据和最终计算的弹性模量值关联编号存储于微处理器系统6中的大容量存储器中，可随时通过数据采集仪3查询或通过USB通讯接口 8下载至电脑保存分析。 本实施例中，数据采集仪3和拾振传感器9均通过电源系统11供电，电源系统11可以根据实际需要采用大容量的可充电锂电池，配备智能充放电控制模块，提高锂电池的使用寿命和安全。 本实施例中，数据采集仪3还包括键盘控制板12，通过键盘控制板12来完成参数的设置和其他数据的输入工作。 参见图3和图4，本实例中的微处理器系统6包括图3的中央控制单元和通讯单元以及图4存储单元三个部分。中央控制单元采用片单片机AT89c2051和STC89C55WD，内置烧录的程序代码，控制整个系统运行，其中U16主要控制数据的采集放大，AD转换，键盘按键识别和通讯单元。U5主要控制液晶的显示，数据的存储和读取以及AD采集的数据读取。存储单元采用高速并口 Flash大容量存储器W29C040，本系统采用了 U7、U8和U9三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶合木梁弹性模量测试仪，其特征在于，包括拾振传感器（9）和用于采集显示数据采集仪（3），所述拾振传感器（9）固定于胶合木梁（14）上；所述拾振传感器（9）包括加速度传感器（1）和电荷放大器（2），所述加速度传感器（1）将胶合木梁（14）的振动转化为电荷信号输出，并通过电荷放大器（2）将电荷信号转换为电压信号输出至数据采集仪（3）；所述数据采集仪（3）根据采集到的数据信号进行转换和分析并显示振动曲线和固有频率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王解军，曹龙，夏滴洋，余玲玲，刘艳格，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43