木材含水率在线检测系统的优化设计

发布时间：2020-10-27 08:27

　　 为了准确测量木材在窑干过程中的含水率,本课题设计了一种多功能的木材含水率在线检测系统,通过分段测量来增加含水率全量程检测的准确度。该含水率检测系统与其它系统的主要区别在于可以有效避免采集的多路信号在进入系统时因互相干扰而引起的失真,可以同时检测温度、湿度和含水率,并实现远程显示。本课题进行了以下三个方面研究和设计。首先,根据国内外木材含水率检测系统的现状,分析比较了温度、湿度和木材含水率常用测量方法的优点与不足,确定了本系统温度测量采用热电阻Pt1000传感器,湿度测量采用平衡含水率法,木材含水率测量采用电阻法;根据系统所采用的平衡含水率和木材含水率测量方法,选择了分段定量标定平衡含水率和两电极之间等效电阻的对应关系、木材含水率和两电极之间等效电阻的对应关系。其次,在上述分析比较和定量标定的基础上,对木材含水率在线检测系统的数据采集与处理过程,分别进行了硬件设计和软件设计。因为本系统要实现数据无线远距离显示,所以系统的数据采集与处理部分和GPRS终端部分采用了RS485总线通讯,来实现CPU与无线发射模块之间的信息传输,从而达到了测量结果可以无线远距离的显示。为了将来能够做到根据所检测到的信息进行某些控制操作,本系统在电路板上还预留了一个I/O接口引出端。最后,根据系统的功能要求和设计目标,绘制了采集处理模块的电路原理图及PCB图,并制作了印制电路板,进行了实际验证,从而搭建了木材含水率在线检测系统的实验平台。
【学位单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S782.31;TP274
【部分图文】：

图 2.1 冰点槽补偿方式Figure 2.1 Freezing point compensation method补偿方式温度恒定的水槽中，加入水槽中的温度保持在 T0℃，那Δ = E(T,T ) + E(T ,0) = E(T ,0) 温度。公式，我们可以发现，在整体回路里面对温度进行改正或这样的话就能够做到完全补偿。桥法中一般都不会使用上述的方式。如图 2.2 所示，补偿电桥衡电桥回路中的不平衡电压 Uab当作补偿信号，那么在测出现变化或者其温度不是 0℃就会造成热电势的变化。

图 2.1 冰点槽补偿方式Figure 2.1 Freezing point compensation method恒温槽补偿方式端放在温度恒定的水槽中，加入水槽中的温度保持在 T0℃，那Δ = E(T,T ) + E(T ,0) = E(T ,0) 为被测温度。上面的公式，我们可以发现，在整体回路里面对温度进行改正或起点，这样的话就能够做到完全补偿。补偿电桥法业生产中一般都不会使用上述的方式。如图 2.2 所示，补偿电桥将不平衡电桥回路中的不平衡电压 Uab当作补偿信号，那么在的温度出现变化或者其温度不是 0℃就会造成热电势的变化。

内部有热电极，绝缘保护套，接线盒等元器件，如图2.3 所示。图 2.3 热电偶的结构Figure 2.3 Structure of the thermocouple1-热电极 2-绝缘套管 3-保护管 4-接线盒1、热电极热电极的直径通常是由测量范围和用途来定的，常用的热电极材料分贵金属和普通金属两大类，一般对热电偶的电极材料做如下基本要求：（1）、在标准的测量温度范围内，不仅要有稳定的热电性质，而且要有充分稳定的物理化学性质，要抗氧化耐腐蚀；（2）、高的电导率，低的电阻温度系数与比热容；（3）、测量温度的时候，回路中会有一个相对较大的热电势;（4）、材料的复合型要好，稳定性要强，而且整体造价要低廉。2、绝缘套管绝缘套管又叫绝缘子，最主要的功能就是将热电偶的两个电极分开，防止两个电极通过导体接触进而出现短路，常用的绝缘子有很多种，应根据测量范围和实际测量环境来选择。3、保护管为了使热电偶能够有较长的使用寿命和保证测量的准确度，需要有适当的保护装置，这样可以防止热电极直接和被测介质接近，避免各种有害气体和物质的侵蚀，同时还可以避免火焰和气流的直接冲击作用。保护套管采用的材料需根据各种热电偶的类型和实际使用时热电偶所处介质情况而定。4、接线盒接线盒主要是起着一个联通的作用
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本文编号：2858306