一种基于超声波的单板测厚系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于超声波的单板测厚系统，包括发射电路、超声波探头一、超声波探头二、接收电路、信号处理电路、MCU控制电路、LCD显示电路、工作指示电路和报警电路；发射电路包括开关控制电路，接收电路包括前置处理电路和二级比例放大电路，信号处理电路包括全波整流电路、包络检波电路和过峰判断电路；MCU控制电路、开关控制电路、超声波探头一依次连接，超声波探头二、前置处理电路、二级比例放大电路、全波整流电路、包络检波电路、过峰判断电路、MCU控制电路依次连接。本实用新型专利技术电路简单可靠，通过对超声波信号进行分析处理，快速获得单板的厚度信息；用超声波测厚技术，取代传统的人工测厚，有利于提高单板的生产效率。有利于提高单板的生产效率。有利于提高单板的生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波的单板测厚系统


[0001]本技术涉及超声测厚
，具体涉及一种基于超声波的单板测厚系统。

技术介绍

[0002]随着经济的快速发展，家具制造业的发展趋势突飞猛进。家具制造工业生产中对于木材的需求与日俱增。木质的地板、桌子和椅子等家具成为室内装潢的必备品，而这些木质家具的制造离不开人造板材。自然，对人造板材的生产需求也愈加旺盛。人造板材往往由单板胶合而成。
[0003]单板，又称为面皮，或者木皮。其主要用途就是用来生产胶合板、细木工板或者模板等各种人造木板材料。单板的生产需要消耗大量的劳动力。故而，这种产品在发展中国家生产较多。中国是单板产最大的国家。临沂已经成为世界最大的单板交易地点。在中国，临沂天祥木业是最著名的单板企业，规模大、产量高、质量稳定是其生产优势。
[0004]单板有旋切和刨切两种生产方式，人造板用的单板多为旋切而成。东南亚地区的巴布亚新几内亚、非洲等地区是我国单板生产的原木的主要进口地。原木的主要品种有山桂花、桃花(也叫奥古曼)、红橄榄、黄铜、榄仁木、冰糖果、黄芸香、柳安、大白木、铅笔柏、 270mm
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2500mm第伦桃、贝壳杉、桦木、松木等等。
[0005]面皮的厚度分为很多种。东南亚以及其他国家的木皮一般比较厚，这是因为他们工业技术较差，无法旋切出太薄的木皮。而在中国，单板生产厂家甚至可以将单板旋切的如书写用的白纸一样薄，厚度可以从0.10mm到1mm。较薄的单板既可以减少自己的生产成本，同时也可以降低买家的成本。
[0006]不同地区的买家对于面皮质量的要求也不尽相同。由于单板是一种较为初级的、天然的产品，所以在市场中尚且没有形成较为统一的国家标准。以至于就连同在临沂一个地区的各个不同的厂家之间，其等级标准也千差万别。一般来说，单板的等级主要分为以下几种：甲乙面、丙面、次丙、整张、丁眼、干疤、甲底a、甲底b。在胶合板及细木工板的生产过程中，生产厂家往往将甲乙面和丙面作为板材的表面，将其他类型的单板作为多层板的底面。单板的质量千差万别，其价格也高低不一。更有甚者，两个相邻的工厂之间的价格也有很大的差别。
[0007]随着人造板生产技术水平不断提高，生产过程逐步实现自动化，对单板厚度检测的要求也不断提高。单板的厚度是衡量单板质量的重要技术指标之一。在木材的旋切生产过程中，需要及时掌握已生产的单板的厚度信息，以便做出判断是否符合生产要求。只有快速的获取单板的厚度信息，才能够保障单板的生产满足要求。
[0008]为了满足现代化工业生产的要求，传统的人工测量方法由于效率低下必然要被取代。利用现代技术，设计一种可以在线测量单板厚度的系统是十分具有研究意义的。

技术实现思路

[0009]本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于超声
波的单板测厚系统，本基于超声波的单板测厚系统，整体电路简单可靠，通过对超声波信号进行分析、处理，可以快速获得单板的厚度信息；用超声波测厚技术，取代传统的人工测厚，有利于提高单板的生产效率。
[0010]为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：
[0011]一种基于超声波的单板测厚系统，包括发射电路、超声波探头一LS1、超声波探头二LS2、接收电路、信号处理电路、MCU控制电路、LCD显示电路、工作指示电路和报警电路；
[0012]所述发射电路包括开关控制电路，所述接收电路包括前置处理电路和二级比例放大电路，所述信号处理电路包括全波整流电路、包络检波电路和过峰判断电路；
[0013]所述MCU控制电路与开关控制电路连接，所述开关控制电路与超声波探头一LS1连接，所述超声波探头二LS2与前置处理电路连接，所述前置处理电路与二级比例放大电路连接，所述二级比例放大电路与全波整流电路连接，所述全波整流电路与包络检波电路连接，所述包络检波电路与过峰判断电路连接，所述过峰判断电路与MCU控制电路连接，所述MCU控制电路同时与LCD显示电路、工作指示电路和报警电路连接。
[0014]作为本技术进一步改进的技术方案，所述开关控制电路包括非门芯片74HC04、驱动芯片MC34151P、MOS管Q1、电阻R1和电阻R2，所述非门芯片74HC04的引脚14连接+5V 电源，所述非门芯片74HC04的引脚1与MCU控制电路连接，所述非门芯片74HC04的引脚 2与驱动芯片MC34151P的引脚2连接，所述非门芯片74HC04的引脚7与驱动芯片MC34151P 的引脚3连接，所述驱动芯片MC34151P的引脚3连接地线，所述驱动芯片MC34151P的引脚6连接+12V电源，所述驱动芯片MC34151P的引脚7通过电阻R2与MOS管Q1的栅极连接，所述MOS管Q1的源极连接地线，所述MOS管Q1的漏极通过电阻R1连接+30V电源，所述MOS管Q1的漏极和源极之间连接有超声波探头一LS1；所述MOS管Q1采用MOS 管IRF840。
[0015]作为本技术进一步改进的技术方案，所述前置处理电路包括电阻R3、电阻R4、电容C1、二极管D1和二极管D2，所述电阻R3的一端与超声波探头二LS2的一端连接，所述电阻R3的另一端与电容C1的一端连接，所述超声波探头二LS2的另一端连接地线，所述电容C1的另一端、二极管D1的负极、二极管D2的正极和电阻R4的一端均与二级比例放大电路连接，所述二极管D1的正极、二极管D2的负极和电阻R4的另一端均连接地线。
[0016]作为本技术进一步改进的技术方案，所述二级比例放大电路包括芯片TL082、电阻 R5、电阻R6、滑动电阻器R7、滑动电阻器R8、电阻R9、电阻R10、电容C2和电容C3，所述电阻R6的一端与前置处理电路中电阻R4的一端连接，所述电阻R6的另一端与芯片 TL082的引脚3连接，所述芯片TL082的引脚1通过电阻R10与芯片TL082的引脚5连接，所述芯片TL082的引脚1与滑动电阻器R7的滑动端连接，所述芯片TL082的引脚2分别与电阻R5一端和滑动电阻器R7的一端连接，所述滑动电阻器R7的另一端连接地线，所述电阻R5的另一端通过电容C2连接地线，所述芯片TL082的引脚4连接
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12V电源，所述芯片 TL082的引脚6分别与滑动电阻器R8的一端和电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端通过电容C3连接地线，所述滑动电阻器R8的另一端连接地线，所述芯片TL082的引脚7同时与滑动电阻器R8的滑动端和全波整流电路连接，所述芯片TL082的引脚8连接12V电源。
[0017]作为本技术进一步改进的技术方案，所述全波整流电路包括OP37运算放大器芯片 U4、OP37运算放大器芯片U5、电阻R11至电阻R17、二极管D3和二极管D4，所述电阻 R16的一端和电阻R11的一端均与二级比例放大电路中芯片TL082的引脚7连接，所述电阻 R16
的另一端同时与电阻R12的一端、二极管D4的负极和OP37运算放大器芯片U4的引脚 2连接，所述OP37运算放大器芯片U4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波的单板测厚系统，其特征在于：包括发射电路、超声波探头一LS1、超声波探头二LS2、接收电路、信号处理电路、MCU控制电路、LCD显示电路、工作指示电路和报警电路；所述发射电路包括开关控制电路，所述接收电路包括前置处理电路和二级比例放大电路，所述信号处理电路包括全波整流电路、包络检波电路和过峰判断电路；所述MCU控制电路与开关控制电路连接，所述开关控制电路与超声波探头一LS1连接，所述超声波探头二LS2与前置处理电路连接，所述前置处理电路与二级比例放大电路连接，所述二级比例放大电路与全波整流电路连接，所述全波整流电路与包络检波电路连接，所述包络检波电路与过峰判断电路连接，所述过峰判断电路与MCU控制电路连接，所述MCU控制电路同时与LCD显示电路、工作指示电路和报警电路连接。2.根据权利要求1所述的基于超声波的单板测厚系统，其特征在于：所述开关控制电路包括非门芯片74HC04、驱动芯片MC34151P、MOS管Q1、电阻R1和电阻R2，所述非门芯片74HC04的引脚14连接+5V电源，所述非门芯片74HC04的引脚1与MCU控制电路连接，所述非门芯片74HC04的引脚2与驱动芯片MC34151P的引脚2连接，所述非门芯片74HC04的引脚7与驱动芯片MC34151P的引脚3连接，所述驱动芯片MC34151P的引脚3连接地线，所述驱动芯片MC34151P的引脚6连接+12V电源，所述驱动芯片MC34151P的引脚7通过电阻R2与MOS管Q1的栅极连接，所述MOS管Q1的源极连接地线，所述MOS管Q1的漏极通过电阻R1连接+30V电源，所述MOS管Q1的漏极和源极之间连接有超声波探头一LS1；所述MOS管Q1采用MOS管IRF840。3.根据权利要求2所述的基于超声波的单板测厚系统，其特征在于：所述前置处理电路包括电阻R3、电阻R4、电容C1、二极管D1和二极管D2，所述电阻R3的一端与超声波探头二LS2的一端连接，所述电阻R3的另一端与电容C1的一端连接，所述超声波探头二LS2的另一端连接地线，所述电容C1的另一端、二极管D1的负极、二极管D2的正极和电阻R4的一端均与二级比例放大电路连接，所述二极管D1的正极、二极管D2的负极和电阻R4的另一端均连接地线。4.根据权利要求3所述的基于超声波的单板测厚系统，其特征在于：所述二级比例放大电路包括芯片TL082、电阻R5、电阻R6、滑动电阻器R7、滑动电阻器R8、电阻R9、电阻R10、电容C2和电容C3，所述电阻R6的一端与前置处理电路中电阻R4的一端连接，所述电阻R6的另一端与芯片TL082的引脚3连接，所述芯片TL082的引脚1通过电阻R10与芯片TL082的引脚5连接，所述芯片TL082的引脚1与滑动电阻器R7的滑动端连接，所述芯片TL082的引脚2分别与电阻R5一端和滑动电阻器R7的一端连接，所述滑动电阻器R7的另一端连接地线，所述电阻R5的另一端通过电容C2连接地线，所述芯片TL082的引脚4连接
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12V电源，所述芯片TL082的引脚6分别与滑动电阻器R8的一端和电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端通过电容C3连接地线，所述滑动电阻器R8的另一端连接地线，所述芯片TL082的引脚7同时与滑动电阻器R8的滑动端和全波整流电路连接，所述芯片TL082的引脚8连接12V电源。5.根据权利要求4所述的基于超声波的单板测厚系统，其特征在于：所述全波整流电路包括OP37运算放大器芯片U4、OP37运算放大器芯片U5、电阻R11至电阻R17、二极管D3和二极管D4，所述电阻R16的一端和电阻R11的一端均与二级比例放大电路中芯片TL082的引脚7连接，所述电阻R16的另一端同时与电阻R12的一端、二极管D4的负极和OP37运算放大器芯片U4的引脚2连接，所述OP37运算放大器芯片U4的引脚3通过电阻R17连接地线，所述OP37运算放大器芯片U4的引脚4连接
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12V电源，所述OP37运算放大器芯片U4的引脚6同时与二极管D4
的正极和二极管D3的负极连接，所述电阻R12的另一端同时与二极管D3的正极和电阻R13的一端连接，所述电阻R13的另一端同时与电阻R11的另一端、电阻R14的一端和OP37运算放大器芯片U5的引脚2连接，所述OP37运算放大器芯片U5的引脚3通过电阻R15连接地线，所述OP37运算放大器芯片U5的引脚4连接
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12V电源，所述OP37运算放大器芯片U5的引脚7连接+12V电源，所述电阻R14的另一端和OP37运算放大器芯片U5的引脚6连接，所述OP37运算放大器芯片U5的引脚6与包络检波电路连接。6.根据权利要求5所述的基于超声波的单板测厚系统，其特征在于：所述包络检波电路包括电阻R18、电阻R19、电容C4和电容C5，所述电阻R18的一端与所述全波整流电路中OP37运算放大器芯片U5的引脚6连接，所述电阻R18的另一端同时与电容C4的一端和电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端同时与电容C5的一端和过峰判断电路连接，所述电容C4的另一端和电容C5的另一端均连接地线。7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱昊，黄俣劼，王正，王军，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：