基于压电加速度传感器的木材无损检测仪研究

发布时间：2016-12-12 14:02

  本文关键词：基于压电加速度传感器的木材无损检测仪研究，由笔耕文化传播整理发布。

《南京林业大学》 2015年

基于压电加速度传感器的木材无损检测仪研究

徐磊  

【摘要】：我国是木材生产大国,也是消耗大国,随着近几年森林资源的迅速减少,可用的木材资源也在快速萎缩。在木材资源总量有限的条件下,提高利用率就等同于增加了可用木材的总量,所以对木材进行无损在线检测,科学、合理的提高木材使用率就成为当务之急。本课题着眼国内外的发展现状和生产需求,利用电子技术、计算机控制技术和无损检测技术的应力波检测法对原木内部的缺陷进行识别,旨在找出原木的内部缺陷,合理切削,提高其利用率。本文主要研究内容有:(1)木材无损检测方法的选择。针对国内外无损检测技术的发展历史和研究现状,进行对比筛选,最后选用应力波无损检测技术对原木内部的缺陷进行检测。(2)检测电路的设计。利用电荷式加速度(应力波)传感器接收近距离应力信号,利用电流式加速度(应力波)传感器接收远距离应力信号,经过各自的测量电路和信号处理电路,将两路传感器接收到的应力波信号的时间差转化成为0~5V方波信号,供单片机采集处理。该方波脉冲宽度代表应力波在原木内部传播的时间,而该时间反应了原木的长度、材质以及缺陷。(3)智能控制系统的设计。根据应力波的传输速度和传感器的要求,对各种类型的单片机、DSP、ARM系统的性能进行对比,选择适合本系统的MSP430F149主控制器,并设计了以MSP430F149为核心的应力波检测系统。(4)系统软件设计。在系统软件设计方面,上位机用TreeWin软件,同时结合数据存储技术、串行通讯技术,实现对下位机数据的接收、处理和存储,最终实现原木内部缺陷二维图像显示。并通过对原木内部缺陷部位解剖的测量,用matlab软件仿真内部缺陷部位解剖图,进行二者对比分析,校正仪器的测量精度。下位机软件中,以MSP430F149单片机为核心的应力波检测系统选用C语言编程,实现下位机数据的采集,以及与上位机的数据通信。本课题研究的木材无损检测系统,能够实时、可靠的对原木弹性模量进行测量,以及原木内部缺陷位置的检测,结合上位机呈现出内部缺陷的二维剖面图,为合理切削提供直观依据,从而提高了原木的利用率,实现对原木的优材优用,相对减少了对有限林业资源的采伐,间接的保护林业资源。

【关键词】：
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH878
【目录】：

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