一种木材热处理控制系统的制作方法

专利名称：一种木材热处理控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及木材防虫处理的技术领域，尤其涉及一种木材热处理控制系统。
背景技术：
为了保护出口贸易商品的安全运输，常需用木质材料对商品进行包装。为防止木 质包装材料在运输过程中传播林木病虫害，世界各国的检验检疫机构规定进出口货物的 木质包装材料在进入别国前须对其永久性防虫害免疫处理，并出具出口国检验检疫机构植 物检疫合格证书和在木包装材料上作“某某国已处理”的标记随货物一同出入境。木材防虫 防腐免疫处理方法主要有药物熏蒸或蒸煮处理(如用溴甲烷熏蒸进行灭虫害)、化学浸渍 处理(如用铬酸砷酸铜防腐液浸渍木材进行灭虫害、灭菌)、加热烘干热处理等。药物熏蒸 和化学浸渍处理的缺点是对人对环境都存在一定的污染；化学浸渍处理后的木材湿度大， 干燥起来需要消耗更多的能源。现在国内越来越多的企业愿意采用热处理的方法对木质包 装材料进行处理，热处理的方法能够将木材内的害虫、虫卵和菌一同杀死，同时对环境无污
^fe ο一般对木材进行加热处理有一定的要求木材经过干燥处理后必须达到预定的干 燥程度，例如木材含水率达到8-15%之间，并且木材不开裂、变形或者皱缩等。而对木质包 装材料热处理的要求则是木质包装材料经热处理后必须完全杀死木材中的害虫(包括松 材线虫)等有害生物，出窑时木质包装材料不开裂或过分变形，但允许轻微扭曲，不影响木 质包装材料原有的使用功能即可。因此，对木材进行加热处理控制的关键在于如何使木材中心达到所需温度、如何 确定木材的中心温度以及保持所要求的中心温度达到规定的持续时间的技术控制与监测 手段，其次是在满足除害目的的前提下，在热处理除害过程中，尽可能使木质包装不要过于 潮湿或者过干，以防止开裂或过分变形，满足其原有的使用功能，并缩短烘干时间、提高功 效。

实用新型内容为解决上述问题，本实用新型提供一种能够精确控制现场温度湿度的木材热处理 控制系统，可不受气候影响，避免对环境造成污染。该木材热处理控制系统还可用于出口家 具木材防虫防腐免疫处理，既保证板材的颜色不变，又杀灭了虫灾，且对环境不造成污染。一种木材热处理控制系统，包括前端控制系统，所述前端控制系统包括温度、湿 度检测设备，温度、湿度调节设备，以及，用于接收所述温度、湿度感测设备的检测值，根据 预先设定的基准控制规则，控制所述温度、湿度调节设备进行温度和湿度的调节的前端主 机；所述木材热处理控制系统还包括用于从所述前端主机接收所述温度、湿度感测设备的 检测值，并对所述检测值进行分析处理的后台控制系统。与现有技术相比较，本实用新型提供的木材热处理控制系统通过温度、湿度检测 设备获得热处理现场的温度和湿度的检测值，所述前端主机接收检测值后发送至后台控制系统进行的分析，并根据预先设定的基准控制规则，控制所述温度、湿度调节设备进行温度 和湿度的调节。所述后台控制系统对所述检测值进行分析处理。因此，能够对木材热处理 现场的温度和湿度进行精确的控制，无需受气候影响，对环境无污染。可用于对进出口的木 质包装材料进行处理，解决了进出口木质包装材料防虫害免疫的问题。优选地，所述的木材热处理控制系统中，所述前端控制系统进一步包括连接在所 述温度、湿度检测设备和所述前端主机之间，用于对所述温度和湿度感测设备的检测值进 行信号放大的测量运算放大装置。优选地，所述的木材热处理控制系统中，所述温度、湿度检测设备包括木心温度传 感器，所述木心温度传感器具有用于测量木心温度的细长探头。优选地，所述的木材热处理控制系统中，所述后台控制系统包括用于接收所述前 端主机发送的温度和湿度检测值，并用于对后台数据进行处理的后台主机。优选地，所述的木材热处理控制系统中，所述后台控制系统进一步包括用于对木 材热处理过程进行视频监控，并将监控获得的视频数据发送至所述后台主机的视频监控设备。优选地，所述的木材热处理控制系统中，所述后台控制系统包括连接所述后台主 机，并用于根据所述后台主机的处理结果进行显示的显示设备。优选地，所述的木材热处理控制系统中，所述后台控制系统还包括连接所述后台 主机，并用于根据所述后台主机的指令对检测值数据或者分析结果进行打印的打印设备。优选地，所述的木材热处理控制系统中，所述后台控制系统还包括连接所述后台 主机，并用于将所述后台主机的处理信息发送到指定目的的通信设备。优选地，所述的木材热处理控制系统中，所述后台控制系统还包括用于根据所述 后台主机的告警命令发出告警信号的告警设备。优选地，所述的木材热处理控制系统中，一个所述后台控制系统连接两个或者两 个以上的所述前端控制系统。


图1是本实用新型木材热处理控制系统的结构示意图2为木心温度传感器的结构示意其中，
10木材热处理控制系统； 11前端主机； 12温度、湿度调节设备； 13温度、湿度检测设备； 14测量运算放大器； 15后台主机； 16显示设备； 17打印设备； 18告警设备； 19视频监控设备；
4[0030]20通信设备。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本实用新型木材热处理控制系统的结构示意图。所述木材热处理控制系统10包括前端控制系统和后台控制系统。所述前端机控 制系统可自动完成整个木材干燥及热处理全部工作，所述后台控制系统用于对热处理过程 中的温度和湿度数据进行分析、记录显示、告警等处理。所述前端控制系统包括前端主机11，分别连接至所述前端主机11的温度、湿度调 节设备12，以及温度、湿度检测设备13，进一步地，所述前端控制系统还包括测量运算放大 装置14，所述测量运算放大装置14连接在所述温度、湿度检测设备13和所述前端主机11 之间，用于对所述温度和湿度感测设备13的检测值进行信号放大。所述温度、湿度检测设备13可以采用各种温度和湿度的检测器实现。在所述前端 控制系统中还可以进一步包括对热处理过程的其他参数进行测量的设备，例如对热处理过 程的室内含水率的测量设备等。作为一种优选实施方式，所述温度、湿度检测设备13中包 括一种专门用于对木材中心的温度进行测量的木心温度传感器，其结构如图2所示。所述 木心温度传感器前端包括一个细长的温度探嘴，测量木材中心的温度时，将所述温度探嘴 插入通往木材的中心的小孔之中，直接探测木材中心的温度，保证获得的温度数据更加的 精确和细致。所述温度、湿度调节设备12包括风机，加热阀，喷雾阀，换气门等。在所述前端控 制系统中还可以进一步包括控制其他热处理过程参数的设备。所述前端主机11中设置有 对应的控制模块分别控制各个所述温度、湿度调节设备12以及其他的调节设备。所述前端主机11具有微处理技术，它是木材干燥/热处理全过程的控制中心，通 过所述前端主机11能对木材干燥/热处理过程中的环境参数(窑内温度、湿度或平衡含水 率等)、木材状态(木材含水率、木芯温度)和设备状态(执行机构状态等)进行连续地监 测。并可根据木材的物理性质(树种、木材尺寸、终含水率等)事先设定待热处理木材的干 燥工艺的基准控制规则，所述前端主机11在接收所述温度、湿度检测设备13，以及其他检测设备检测的参 数时，根据所述预先设定的基准控制规则，控制所述各个所述温度、湿度调节设备12以及 其他的调节设备，对热处理过程中的参数进行调节控制，保证木材在热处理过程中有一个 适当的环境。经试验测定，所述前端主机11中可编辑、存储各木种、各尺寸的木材干燥工艺基 准多达100条，实际应用中用户可根据待热处理木材尺寸大小，木种，初含水率并参考前端 主机内固化的例程NO: 00程序，编制适合自己用的热处理工艺基准控制规则，对木材进行 热处理。即根据待热处理木材尺寸大小，木种，加热到木芯温度达到80°C并维持一定长的 时间对木材进行处理才能把虫害、虫菌彻底消灭，提高热处理材质。在本实施方式中，N0:00 基准为固化在前端主机内的木材热处理干燥工艺基准例程，NO:00程序热处理干燥工艺基 准控制规则是以时间来控制热处理干燥进度的。作为一种优选实施方式，所述测量运算放大装置14包括两路测量温度的数据放 大通道、两路测量湿度的数据放大通道、四路测量木芯温度的数据放大通道和四路测量木材含水率的数据放大通道。便于所述前端控制系统具有多个所述温度、湿度检测设备13 时，能够对多个所述温度、湿度检测设备13的检测数据同时进行数据放大。各个所述温度、 湿度检测设备13可分布在热处理窑内的不同测试点，使测量值具有代表性。温度、湿度和 木芯温度测量设备的电路采用CMOS低噪声、斩波漂移补偿TLC2654IP(工业级)运算放大 器，并对TLC2654IP的输入桥臂电阻按设计要求精确配对，输出电阻进行精选，用于调节信 号的电阻选用精密可调电阻；温度、湿度检测设备13用德国B级PT100钼电阻芯片和用 SEBF重金属防护涂料进行高温喷涂处理的Φ8X45mm不锈钢保护套封装而成；木芯温度传 感器也用德国B级PT100钼电阻和按图加工的上端带螺帽的Φ5Χ45的不锈钢保护套封装 而成(重复利用，方便放置、取出)，以上传感器防水性好测量精度高。多重措施确保输出信 号的精度，测量精度误差< 士2°C，确保木材热处理的质量。注意下面几点，木材热处理系统 测量和控制会更精确，热处理后的材质更好1)合理堆垛锯材材堆堆垛的质量直接影响木材热处理的质量和周期。根据空气 动力学原理，被热处理的木材在堆垛中相邻两层板材需用隔条按要求隔开，并按特定方式 堆垛成材堆，以便气流在堆材中均勻循环流动，热处理木材时在一定程度上能减少各种热 处理干燥缺陷，提高板材利用率。2)木芯温度传感器的安装在进行木质包装材料热处理时，选取四块具有代表性 的板材作为木芯温度传感器的检测点。要求选取的板材纹理通直，无明显的节疤，无开裂翘 曲等缺陷，分别于板材中央钻一个直径为5mm的孔，孔的深度为板材的1/2至2/3，然后，在 孔中插入木芯温度传感器，使其外壁与孔壁紧密接触，传感器与板材之间的缝隙涂上导热 胶。分别将木芯温度传感器的检测点放于窑内具有代表性的位置，这对木芯温度的测量很 重要，木材热处理温度测量更精确，质量更高。所述前端主机11在接收各种测量设备的检测值之后，将所述检测值同步传送至 所述后台控制系统。所述后台控制系统包括后台主机15，所述后台主机15用于接收所述前 端主机11发送的温度和湿度检测值，并用于对各种后台数据进行处理。在本实施方式中， 所述后台主机15(计算机)通过通讯转换接口 RS232-485，并采用光电隔离技术向所述前端 主机11读取各间热处理干燥过程中的各种参数和发送各种指令，所采集的数据稳定性高， 抗干扰强，传输距离远。连接所述后台主机15的包括显示设备16、打印设备17、告警设备18、视频监控设 备19和通信设备20。所述后台主机15中设置对应的控制模块控制连接到其上的各个设 备，例如设置显示设备驱动模块用于驱动所述显示设备16根据所述后台主机15的处 理结果进行显示；所述后台主机15实时读取各间干燥窑热处理过程中的环境参数(窑内温 度、湿度和木芯温度、木材含水率等测量值)、设备状态(执行机构状态等)以多种界面方式 予以显。其中窑内温度、湿度、木芯温度以实时曲线的形式在同一界面上显示，本界面还显 示程序号、运行阶段、干燥设定时间、干燥累计时间、运行控制方式、干湿球的平均值、木芯 温度的四个测点值和木材含水率的四个测点值(以中文或数值方式显示)，各阀门开、关以 刻度方式显示、风机正反转以图标顺、逆时针转方式显示，显示图像生动、直观(显示的数 值、刻度、曲线和前端主机显示屏上显示的是一致的)。设置打印控制模块用于控制所述打印设备17根据所述后台主机15的指令对检测值数据或者分析结果进行打印；每间干燥窑热处理过程中各种参数都进行实时记录和曲线 显示，对记录的数据可以进行浏览、查询和打印。在所述后台主机15控制下对每间木材干 燥窑热处理过程中各种参数都进行实时记录、主要测量参数予以打印和曲线显示。大容量 的系统主机内储存有各窑木材热处理过程中各种参数的历史资料，供随时浏览、查询和打 印，便于操作人员总结经验，制定更好的工艺基准；在木材热处理过程中如需了解各窑更详 细情况，可逐一按各窑的“窑号”按钮就可进入单窑管理显示界面。设置故障告警控制模块用于控制所述告警设备18根据所述后台主机15的告警命 令发出告警信号；所述后台主机15中的木材干燥/木质包装热处理集中管理监控程序和专 家系统对各干燥窑的干燥进程进行循环检测，通过读取和分析干燥窑的状态信息，当发现 某间窑在干燥进程中测量和设备出现异常情况，如蒸汽缺压、窑内超温、超干、参数测量异 常、前端机故障、执行机构故障等自动进行报警，集中监管系统显示界面对其有故障的干燥 窑用红色灯泡闪烁予以警示，提示并显示故障原因和处理建议。值班人员根据提示逐一判 断并排除故障。设置视频监控控制模块用于控制显示现场的视频监控设备19和控制解码器对木 材热处理过程进行视频监控，并将监控获得的视频数据发送至所述后台主机15 ；所述木材 热处理控制系统10中的摄像头可监控窑外重要位置的实时情况，监控每批木材热处理全 过程，上级检验检疫局可通过网络随时查看得到任一批木材热处理情况；也可监控窑内情 况。设置通信控制模块用于控制所述通信设备20将所述后台主机15的处理信息发送 到指定目的；可实现热处理干燥企业与检验检疫局之间网上无纸化申请、批复，直观，方便， 省时省力；向检验检疫局监控中心传输现场视频监控图像、实时数据、历史记录数据；上级 检验检疫部门通过网络和视频监控设备随时抽查监控各企业正进行的各个窑的木材热处 理情况和数据，督促企业按要求做好木材杀虫工作，共同把好木材热处理质量关；远程指导 用户的操作人员编制热处理工艺基准、维修保养设备；远程网络指导用户分析疑难故障发 生的部位、损坏件及如何排除疑难故障。本发明的木材热处理控制系统10综合运用了多参数综合测量技术、计算机模糊 控制技术、专家系统技术等先进技术，并针对木材种类繁多、工艺复杂(保证木质包装材料 在干燥/热处理中不产生开裂、变形等缺陷)以及国内用户的实际使用环境，采取了多项有 效的技术措施，使系统的功能强大，操作简便，可以长时间连续稳定的工作，真正实现异地 监控、远程服务的控制系统。当所述木材热处理控制系统10中安装多套所述前端控制系统 对应一个所述后台控制系统时，可在所述后台主机15(微机)中安装木材干燥/热处理群 窑集中管理程序，值班人员可通过电脑屏幕上的群窑集中管理界面远距离了解每间窑内木 材干燥/热处理过程中的情况及热处理过程中出现的故障，并按电脑屏幕指示排除故障。 群窑集中管理系统的应用，减少值班人数和人员工资支出，减轻值班人员的劳动强度，提高 木材干燥/热处理板材质量。以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何 在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的权利要求保护范围之内。
权利要求一种木材热处理控制系统，其特征在于，包括前端控制系统，所述前端控制系统包括温度、湿度检测设备；温度、湿度调节设备；以及，用于接收所述温度、湿度感测设备的检测值，根据预先设定的基准控制规则，控制所述温度、湿度调节设备进行温度和湿度的调节的前端主机；所述木材热处理控制系统还包括用于从所述前端主机接收所述温度、湿度感测设备的检测值，并对所述检测值进行分析处理的后台控制系统。
2.如权利要求1所述的木材热处理控制系统，其特征在于，所述前端控制系统进一步 包括连接在所述温度、湿度检测设备和所述前端主机之间，用于对所述温度和湿度感测设 备的检测值进行信号放大的测量运算放大装置。
3.如权利要求1所述的木材热处理控制系统，其特征在于所述温度、湿度检测设备包 括木心温度传感器，所述木心温度传感器具有用于测量木心温度的细长探头。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的木材热处理控制系统，其特征在于，所述后台控 制系统包括用于接收所述前端主机发送的温度和湿度检测值，并用于对后台数据进行处理的后台 主机。
5.如权利要求4所述的木材热处理控制系统，其特征在于，所述后台控制系统进一步 包括用于对木材热处理过程进行视频监控，并将监控获得的视频数据发送至所述后台主机 的视频监控设备。
6.如权利要求4所述的木材热处理控制系统，其特征在于，所述后台控制系统包括 连接所述后台主机，并用于根据所述后台主机的处理结果进行显示的显示设备。
7.如权利要求4所述的木材热处理控制系统，其特征在于，所述后台控制系统还包括 连接所述后台主机，并用于根据所述后台主机的指令对检测值数据或者分析结果进行打印的打印设备。
8.如权利要求4所述的木材热处理控制系统，其特征在于，所述后台控制系统还包括 连接所述后台主机，并用于将所述后台主机的处理信息发送到指定目的的通信设备。
9.如权利要求4所述的木材热处理控制系统，其特征在于，所述后台控制系统还包括 用于根据所述后台主机的告警命令发出告警信号的告警设备。
10.如权利要求4所述的木材热处理控制系统，其特征在于一个所述后台控制系统连 接两个或者两个以上的所述前端控制系统。
专利摘要本实用新型提供一种木材热处理控制系统，包括前端控制系统和后台控制系统；所述前端控制系统包括前端主机，分别连接至所述前端主机的温度、湿度调节设备，以及温度、湿度检测设备，所述前端主机用于接收所述温度、湿度感测设备的检测值，根据预先设定的基准控制规则，控制所述温度、湿度调节设备进行温度和湿度的调节；所述后台控制系统用于从所述前端主机接收所述温度、湿度感测设备的检测值，并对所述检测值进行分析处理。本实用新型提供的木材热处理控制系统能够精确控制现场温度湿度的木材热处理控制系统，对环境无污染，主要用于进出口货物的木质包装材料防虫免疫处理，还可用于出口家具木材防虫防腐免疫处理，可以既保证板材的颜色不变，又杀灭了虫害，且对环境不造成污染。
文档编号B27K5/00GK201712044SQ20102025860
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者松龙云, 陈慧娟 申请人:中国科学院广州能源研究所