一种竹束整张化单板质量在线评价方法技术

本发明专利技术提供了一种竹束整张化单板质量在线评价方法，包括对竹束整张化单板的疏密度检测和机械刚度检测两部分，所述疏密度检测使用光学透光率检测法，即利用光发生器在竹束整张化单板一侧照射，另一侧则采用光分析器采样光透过率，通过计算分析光损耗来推算统计待检竹束整张化单板的疏密度；所述机械刚度检测使用机械压接法检测，即对竹束整张化单板设定的位置施加一定的压力，通过测定受力处的实际位移变形量来评判竹束整张化单板的机械刚度。本发明专利技术能实时评判竹束整张化单板的性能指标，为制造性能可控、结构可设计、具有特殊功能的高性能户外用竹束整张化单板层积复合材提供了前提条件。

An On-line Quality Evaluation Method for Bamboo Bundle Whole Veneer

【技术实现步骤摘要】
一种竹束整张化单板质量在线评价方法
本专利技术属于竹材加工设计与制造
，具体涉及一种竹束整张化单板质量在线评价方法
技术介绍
重组竹作为我国自主研发的竹材人造板产品被广泛应用于户外地板、集装箱底板等，优异的物理力学性能使其进入建筑结构材应用领域成为可能。但重组竹和竹束单板层积复合材在建筑结构上使用时面临着技术难题——板材的密度和力学强度均匀差，原因是制造单元——竹束/竹束整张化单板的不规格、无分类，板材制造过程凭借经验保守设计，造成了重组竹和竹束单板层积复合材的力学强度和机械刚度过剩，导致资源浪费，同时存在强度不均匀，无法进行结构材使用设计的问题，对竹束整张化单板/竹帘/竹席进行质量评价和分级，是实现竹束整张化单板层积复合材性能可设计、开拓建筑结构材应用领域的关键。当前对于木单板的评价方法主要是针对单板的颜色和孔洞进行识别，然后加以分类，而竹束整张化单板是纤维状的网状结构，木单板的分类识别方法无法直接用于竹束整张化单板的评价。目前对竹束单元的质量评价研究主要是在实验室进行的，采用透光率、竹束与原有材料的重量之比、“纤维细度”、竹束裂隙角度和断面面积等为指标对小幅面的竹束整张化单板进行质量评价，评价方式受软件选择、处理精度、材料差异等因素的影响，复杂的评价步骤和评价尺寸的局限性限制了其实际应用。未见对竹束整张化单板的质量评价方法。竹束单元厚薄不一、尺寸不定、竹纤维材料本身的天然变异性、疏解碾压后的竹束纤维的不均匀性、整张化工艺的难度大并且采用缝纫或编织制备的竹束整张化单板存在疏密度不均等缺点使竹束整张化单板/竹帘/竹席的评价成为一个技术难题，目前在竹束整张化单板的质量评价上几乎没有任何深入的研究。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种竹束整张化单板质量在线评价方法，该评价方法对竹束整张化单板的质量进行定量表征并分级，进而稳定竹束整张化单板的性能，制造性能可控、结构可设计的高性能户外用竹束单板层积复合材，为开拓其建筑结构领域的应用提供前提条件。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种竹束整张化单板质量在线评价方法，其特征在于，包括对竹束整张化单板的疏密度检测和机械刚度检测两部分；所述疏密度检测使用光学透光率检测法，即在竹束整张化单板一侧入射光源，在竹束整张化单板的另一侧接收透过竹束整张化单板的光线并获得光透过率，通过计算分析光损耗来推算统计待检竹束整张化单板的疏密度；所述机械刚度检测使用机械压接法检测，即对竹束整张化单板设定的位置施加一定的压力，通过测定受力处即机械刚度检测点的实际位移变形量来评判竹束整张化单板的刚度；用于疏密度和机械刚度检测的装置均通过控制器与PC机连接，通过PC机实时显示竹束整张化单板的质量评价结果并存储数据。优选地，所述竹束整张化单板包括竹束单板、竹帘和竹席等，各种竹束整张化单板经过优选重组等后续工艺处理后能制成竹束单板层积复合材。优选地，所述用于疏密度检测的装置包括垂直于竹束整张化单板输送方向设置在竹束整张化单板上下两侧的光发生器和光分析器，所述一个光发生器和一个光分析器组成一组光检对装置，根据竹束整张化单板沿输送方向的横向宽度设置多组光检对。优选地，所述用于机械刚度检测的装置包括XZ直线模组电机和安装在XZ直线模组电机上的对竹束整张化单板上设定的位置施加一定的压力的机械压头，所述机械压头还安装有与所述控制器连接的压力传感器。优选地，所述PC机还通过控制器连接输送待检测竹束整张化单板的输送机构，能通过接受输送机构的运输状况控制机械刚度检测和疏密度检测的装置协调配合，完成流水线作业。优选地，所述光发生器内设置有发光LED，所述发光LED以固定频率闪烁，所述光分析器内设置有光电二极管，所述光电二极管只识别光发生器内的发光LED发出的频率的光信号，进而将光信号转换为电信号传输给控制和PC机；竹束整张化单板内的纤维缝隙尺寸不同，光分析器收到的光信号强度和持续时间均不同，通过得到的透光率数据来推算竹束整张化单板的疏密度性能。优选地，所述透光率的计算方法为：式中，L为透光率；S1为光分析器接收的实际光信号的强度，单位V；S为光发生器发出的初始光信号的强度，单位V。优选地，光发生器发射的入射光源的直径设定为竹束整张化单板纤维单元宽度的两倍，不仅能对竹束纤维单元本身进行透光率监测，还对竹束纤维单元之间的缝隙进行检测，进行疏密度检测时根据竹束整张化单板的长度在PC机中设置疏密度检测的步进长度，在每个步进长度中记录最大的透光率，绘图并记录数据，实时监测竹束整张化单板的疏密度及其均匀性。优选地，利用竹束整张化单板上受力处的位移变形量来计算竹束整张化单板的机械刚度计算公式为：式中，MS为刚度，单位N/mm；F为压力，单位N；D为位移，单位mm。优选地，所述机械刚度检测点设置在输送竹束整张化单板的设备上的支撑辊的中间位置，所述机械压头的形状、大小和施加的压力值均可根据不同的竹束整张化单板进行设置，机械压头的直径为单根竹束纤维单元宽度的2倍，不仅能对竹束纤维单元本身进行刚度检测，还对竹束纤维单元之间的缝隙进行刚度检测，根据竹束整张化单板沿输送方向的长度尺寸设置机械刚度检测的步进长度，在一个步进中，PC机通过控制器控制XZ直线模组电机进而控制机械压头在垂直竹束整张化单板的运输方向上依次对竹束整张化单板提前设定的机械刚度检测点进行机械压接，检测完毕后竹束整张化单板继续运输至下一个步进，重复机械刚度检测步骤，同时PC机绘图并记录数据，实时监测竹束整张化单板的刚度及其均匀性。优选地，通过计算每组光检对装置和每个机械刚度检测点得出的透光率和机械刚度的平均值和平均绝对偏差，进行平均值和平均绝对偏差对比后，完成对竹束整张化单板疏密度和刚度的整体评价。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术设计科学合理，检测投入成本低廉可控，能实时反应竹束整张化单板的质量评级，评价效率高，能实现流水化作业。2、本专利技术对竹束整张化单板的质量进行定量表征并分级，进而稳定竹束整张化单板的性能，制造性能可控、结构可设计的高性能户外用竹束单板层积复合材，为开拓其建筑结构领域的应用提供前提条件。3、本专利技术不但对竹束整张化单板内的竹束/竹篾单元本身进行疏密度和机械刚度检测，还能对相邻竹束纤维/竹篾单元之间的缝隙进行疏密度和机械刚度检测，为竹束整张化单板的整体质量评价提供数据基础。4、竹束单板层积复合材在制备过程中，竹束整张化单板如竹束单板、竹帘或竹席等均需经过干燥、浸胶等环节，对其物理力学性能产生影响，通过该评价方法可使初始竹束整张化单板单元的质量属性进行分级，进而使竹束单板层积复合材的质量平稳可控。5、本专利技术以透光率为疏密度的评价指标，并引入与竹束整张化单板厚薄、部位、疏密度等息息相关的机械刚度评价指标，采用实时在线评价系统对竹束整张化单板进行综合评价并分级。通过疏密度和刚度的双重在线评价，一方面可对重组竹的制造单元进行精细化分级分类，疏密度均匀而紧密、机械刚度较好的竹束整张化单板可用于高附加值高质量的板材的表层、而机械刚度低的竹黄单板可放置在层板的中部，从而实现竹资源的优化配置；另一方面方便对精细化分类后的竹束整张化单板开展功能化改良，具体包括：防霉防腐防白蚁、保温隔声、防变色、磁屏蔽、耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种竹束整张化单板质量在线评价方法，其特征在于，包括对竹束整张化单板(1)的疏密度检测和机械刚度检测两部分；所述疏密度检测使用光学透光率检测法，即在竹束整张化单板(1)一侧入射光源(4)，在竹束整张化单板(1)的另一侧接收透过竹束整张化单板(1)的光线并获得光透过率，通过计算分析光损耗来推算统计待检竹束整张化单板(1)的疏密度；所述机械刚度检测使用机械压接法检测，即对竹束整张化单板(1)设定的位置施加一定的压力，通过测定受力处即机械刚度检测点的实际位移变形量来评判竹束整张化单板(1)的刚度；用于疏密度和机械刚度检测的装置均通过控制器与PC机连接，通过PC机实时显示竹束整张化单板(1)的质量评价结果并存储数据。

【技术特征摘要】
1.一种竹束整张化单板质量在线评价方法，其特征在于，包括对竹束整张化单板(1)的疏密度检测和机械刚度检测两部分；所述疏密度检测使用光学透光率检测法，即在竹束整张化单板(1)一侧入射光源(4)，在竹束整张化单板(1)的另一侧接收透过竹束整张化单板(1)的光线并获得光透过率，通过计算分析光损耗来推算统计待检竹束整张化单板(1)的疏密度；所述机械刚度检测使用机械压接法检测，即对竹束整张化单板(1)设定的位置施加一定的压力，通过测定受力处即机械刚度检测点的实际位移变形量来评判竹束整张化单板(1)的刚度；用于疏密度和机械刚度检测的装置均通过控制器与PC机连接，通过PC机实时显示竹束整张化单板(1)的质量评价结果并存储数据。2.根据权利要求1所述的一种竹束整张化单板质量在线评价方法，其特征在于，所述用于疏密度检测的装置包括垂直于竹束整张化单板(1)输送方向设置在竹束整张化单板(1)上下两侧的光发生器(2)和光分析器(3)，所述一个光发生器(2)和一个光分析器(3)组成一组光检对装置，根据竹束整张化单板(1)沿输送方向的横向宽度设置多组光检对。3.根据权利要求1所述的一种竹束整张化单板质量在线评价方法，其特征在于，所述用于机械刚度检测的装置包括XZ直线模组电机(5)和安装在XZ直线模组电机(5)上的对竹束整张化单板(1)上设定的位置施加一定的压力的机械压头(6)，所述机械压头(6)还安装有与所述控制器连接的压力传感器。4.根据权利要求2所述的一种竹束整张化单板质量在线评价方法，其特征在于，所述光发生器(2)内设置有发光LED，所述发光LED以固定频率闪烁，所述光分析器(3)内设置有光电二极管，所述光电二极管只识别光发生器(2)内的发光LED发出的频率的光信号，进而将光信号转换为电信号传输给控制和PC机；竹束整张化单板(1)内的纤维缝隙尺寸不同，光分析器(3)收到的光信号强度和持续时间均不同，通过得到的透光率数据来推算竹束整张化单板(1)的疏密度性能。5.根据权利要求4所述的一种竹束整张化...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海英，陈复明，王戈，孙军，魏鑫，
申请(专利权)人：国际竹藤中心，
类型：发明
国别省市：北京,11