一种具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统，是为了解决现有技术中的木材干燥箱控制系统不能在调节温湿度的同时进行应力检测，使得检测过程耗时较长的缺点而提出的，其中第一压电式加速度传感器依次连接第一信号调理电路和第一峰值检测电路后与逻辑控制电路的第一输入端连接；第二压电式加速度传感器依次连接第二信号调理电路和第二峰值检测电路后与逻辑控制电路的第二输入端连接；逻辑控制电路的输出端与计数器电路的输入端连接，计数器电路的输出端与单片机的计数输入端连接；单片机的温度检测端与温度传感电路连接；单片机的湿度检测端与湿度传感电路连接。本实用新型专利技术适用于木材干燥过程中的质量控制。

【技术实现步骤摘要】
一种具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统
本技术涉及应力检测及温湿度控制领域，具体涉及一种具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统。
技术介绍
在木材干燥研究领域中发现，木材的干燥速度越快，干燥质量越差，发生降等的可能性也就随之增大，为了能够以最少的时间和能耗干燥出质量最佳的木材，需要平衡干燥质量与干燥速度。在对木材进行干燥处理的过程中，当木材表层或芯层产生的拉应力超过了木材的横纹抗拉强度时，木材会相应的出现表裂或者内裂。减慢干燥速度可以减少干燥应力，但是这将会导致干燥时间延长。即在干燥的过程中需要实时检测应力和温湿度，以达到最佳的干燥效果。现有技术中的木材干燥箱控制系统不能在调节温湿度的同时进行应力检测，使得检测过程耗时较长，因此需要一种新的具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统，来解决现有技术的缺陷。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中的木材干燥箱控制系统不能在调节温湿度的同时进行应力检测，使得检测过程耗时较长的缺点，而提出一种具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统，包括：第一压电式加速度传感器、第二压电式加速度传感器、第一信号调理电路、第二信号调理电路、第一峰值检测电路、第二峰值检测电路、逻辑控制电路、计数器电路、单片机、湿度传感电路和温度传感电路；第一压电式加速度传感器的信号输出端与第一信号调理的输入端连接，第一信号调理电路的输出端与第一峰值检测电路的输入端连接，第一峰值检测电路的输出端与逻辑控制电路的第一输入端连接；第二压电式加速度传感器的信号输出端与第二信号调理电路的输入端连接，第二信号调理电路的输出端与第二峰值检测电路的输入端连接，第二峰值检测电路的输出端与逻辑控制电路的第二输入端连接；逻辑控制电路的输出端与计数器电路的输入端连接，计数器电路的输出端与单片机的计数输入端连接；单片机的温度检测端与温度传感电路连接；单片机的湿度检测端与湿度传感电路连接。本技术的有益效果为：1、同时具有应力检测以及温湿度检测功能，便于平衡干燥速度与干燥质量；2、采用硬件电路实现检测，相比于图像检测方式，耗能更低。附图说明图1为本技术的具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统的方框原理图；图2为本技术一个实施例中进行测量的原理示意图；其中101为木材试样，102为脉冲锤，虚线弧线表示应力波传播的方向，103A表示第一压电式加速度传感器，103B表示第二压电式加速度传感器，104A表示第一信号调理电路与第一峰值检测电路的集成电路，104B表示第二信号调理电路与第二峰值检测电路的集成电路，105表示逻辑控制电路、计数器电路和单片机的集成电路；图3为本技术一个实施例的第一压电式加速度传感器的电路结构图；图4为本技术一个实施例的第二压电式加速度传感器的电路结构图；图5为本技术一个实施例的第一峰值检测电路的电路结构图；图6为本技术一个实施例的逻辑控制电路的结构图；图7为本技术一个实施例的温度传感电路的结构图；其中S1为温度传感器；图8为本技术一个实施例的湿度传感电路的结构图；其中S2为湿度传感器。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式的具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统，如图1所示，包括：第一压电式加速度传感器、第二压电式加速度传感器、第一信号调理电路、第二信号调理电路、第一峰值检测电路、第二峰值检测电路、逻辑控制电路、计数器电路、单片机、湿度传感电路和温度传感电路。第一压电式加速度传感器的信号输出端与第一信号调理的输入端连接，第一信号调理电路的输出端与第一峰值检测电路的输入端连接，第一峰值检测电路的输出端与逻辑控制电路的第一输入端连接；第二压电式加速度传感器的信号输出端与第二信号调理电路的输入端连接，第二信号调理电路的输出端与第二峰值检测电路的输入端连接，第二峰值检测电路的输出端与逻辑控制电路的第二输入端连接；逻辑控制电路的输出端与计数器电路的输入端连接，计数器电路的输出端与单片机的计数输入端连接；单片机的温度检测端与温度传感电路连接；单片机的湿度检测端与湿度传感电路连接。本实施方式的工作原理为：在第一压电式加速度传感器和第二压电式加速度传感器之间放置待测木材试样，如图2所示。然后在木材的偏向于第一压电式加速度传感器的一侧使用脉冲锤进行敲击，使木材内部产生应力波，然后第一压电式加速度传感器和第二压电式加速度传感器用于检测应力波信号，与脉冲锤同侧的传感器是发出冲击应力波的一侧，相对的另一侧的传感器接收应力波信号。第一、第二信号调理电路均用于进行滤波和放大处理。第一、第二峰值检测电路用于检测应力波的首次峰值。第一峰值检测电路(即发出冲击波的一侧)检测到峰值时，逻辑控制电路中的门电路和D触发器使计数器开始工作，当第二峰值检测电路检测到峰值时，逻辑控制电路中的D触发器使计数器停止工作。单片机根据计数器的计数脉冲即可判断出两次峰值之间的时间，再用木材的宽度除以这个时间，即可以得到波速。单片机还可以连接温度传感器和湿度传感器，这样设置可以再测量应力波波速的同时监测温度和湿度，便于随时改变环境的温湿度。由于温度和湿度都可能对应力波波速产生影响，应力波波速可以用于进一步计算材料的抗弯强度等，操作人员在调节温湿度时可以同时进行应力波波速检测，以防止改变温湿度的过程中使木材的抗弯强度、弹性模量等发生超出预期的变化而影响木材的质量。为了改变温度湿度，还可以设置与单片机连接的继电器，由继电器控制相应的电机来进行调温、调湿，例如可以通过继电器控制加温装置的电源来实现温度控制，也可以通过控制除湿装置的电源来实现湿度控制等。需要说明的是，本技术不需要依赖于软件实现，本技术的目的是提供一种硬件配置，使得本领域的技术人员能够在这种硬件配置的基础上进行进一步的开发、测试、试验，以完成更多的研发、测试任务。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：如图3所示，第一信号调理电路包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电位器、第二电位器、第一TVS管和第一放大器；其中第一电容的第一端连接第一压电式加速度传感器的信号输出端，第一电容的第二端分为三个支路，第一个支路经过第一电阻后接地，第二支路经过第二电阻后与第一电位器的滑动端连接，第三支路与第一放大器的正相输出端连接；第一电位器的第一端接地，第二端的分别与第一TVS管的负极和第三电阻连接；第一TVS管的正极接地；第一放大器的负极与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端依次与第二电容、第五电阻、第二电位器连接，第二电位器的滑动端与第一放大器的输出端连接，第一放大器的输出端与第一峰值检测电路的输入端连接。第一信号调理电路的原理是，将第一压电式加速度传感器检测到的信号通过第一放大器进行放大，第一电容起到隔直通交作用，第二电容起到滤波作用，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电位器、第二电位器作为直流偏置电路，为后续电路提供直流偏置电压。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：如图4所示，第二信号调理电路包括第三电位器、第四电位器、第四电容、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二TVS管和第二放大器；其中第三电位器的第一端连接第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统，其特征在于，包括：第一压电式加速度传感器、第二压电式加速度传感器、第一信号调理电路、第二信号调理电路、第一峰值检测电路、第二峰值检测电路、逻辑控制电路、计数器电路、单片机、湿度传感电路和温度传感电路；第一压电式加速度传感器的信号输出端与第一信号调理的输入端连接，第一信号调理电路的输出端与第一峰值检测电路的输入端连接，第一峰值检测电路的输出端与逻辑控制电路的第一输入端连接；第二压电式加速度传感器的信号输出端与第二信号调理电路的输入端连接，第二信号调理电路的输出端与第二峰值检测电路的输入端连接，第二峰值检测电路的输出端与逻辑控制电路的第二输入端连接；逻辑控制电路的输出端与计数器电路的输入端连接，计数器电路的输出端与单片机的计数输入端连接；单片机的温度检测端与温度传感电路连接；单片机的湿度检测端与湿度传感电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统，其特征在于，包括：第一压电式加速度传感器、第二压电式加速度传感器、第一信号调理电路、第二信号调理电路、第一峰值检测电路、第二峰值检测电路、逻辑控制电路、计数器电路、单片机、湿度传感电路和温度传感电路；第一压电式加速度传感器的信号输出端与第一信号调理的输入端连接，第一信号调理电路的输出端与第一峰值检测电路的输入端连接，第一峰值检测电路的输出端与逻辑控制电路的第一输入端连接；第二压电式加速度传感器的信号输出端与第二信号调理电路的输入端连接，第二信号调理电路的输出端与第二峰值检测电路的输入端连接，第二峰值检测电路的输出端与逻辑控制电路的第二输入端连接；逻辑控制电路的输出端与计数器电路的输入端连接，计数器电路的输出端与单片机的计数输入端连接；单片机的温度检测端与温度传感电路连接；单片机的湿度检测端与湿度传感电路连接。2.根据权利要求1所述的具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统，其特征在于，所述第一信号调理电路包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电位器、第二电位器、第一TVS管和第一放大器；其中第一电容的第一端连接第一压电式加速度传感器的信号输出端，第一电容的第二端分为三个支路，第一个支路经过第一电阻后接地，第二支路经过第二电阻后与第一电位器的滑动端连接，第三支路与第一放大器的正相输出端连接；第一电位器的第一端接地，第二端的分别与第一TVS管的负极和第三电阻连接；第一TVS管的正极接地；第一放大器的负极与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端依次与第二电容、第五电阻、第二电位器连接，第二电位器的滑动端与第一放大器的输出端连接，第一放大器的输出端与第一峰值检测电路的输入端连接。3.根据权利要求1或2所述的具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统，其特征在于，所述第二信号调理电路包括第三电位器、第四电位器、第四电容、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二TVS管和第二放大器；其中第三电位器的第一端连接第二压电式加速度传感器的信号输出端，第三电位器的第二端接地，第三电位器的滑动端连接第四电容的第一端，第四电容的第二端分为三个支路，第一支路连接第二放大器的正相输入端，第二支路经过第六电阻后与第四电位器的滑动端连接，第三支路经过第七电阻后接地；第四电位器的第一端接地，第二端分别与第八电阻和第二TVS管的负极连接，第二TVS管的正极接地；第二放大器的负相输入端与第二放大器的输出端连接，第二放大器的输出端与第二峰值检测电路的输入端连接。4.根据权利要求3所述的具有应力检测功能的可调温调湿干燥箱控制系统，其特征在于，第一峰值检测电路包括第三放大器、第四放大器、第五放大器、第一二极管、第二二极管、第三TVS管、第一三极管、第五电容、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻；第三放大器的正相输入端与第二放大器的输出端连接，第三放大器的负相输入端连接第五电容后接地；第三放大器的输出端一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊兴，张佳薇，陈鹤，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23