专利名称：木材干燥过程中应力的检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种木材检测装置及方法。
背景技术：
' 木材干燥应力是研究和制定木材干燥工艺基准的主要参数和依据，但是由 于木材本身的多变性和复杂性给木材干燥应力的测试带来了许多困难和不便，， 致使到目前为止，如何快速准确的测试木材干燥应力仍是困扰着木材科学工作者的一大难题。五十年代，由Mc.Millen最早提出了测量木材干燥应力的方法 ——分层切片法，该法原理可靠、便于对木材厚度方向的干燥应力应变分布规 律进行深入分析；随后，又提出了梳齿型法，对干燥应力进行定性研究，主要 用于干燥实践。西尾茂于1972年提出了用瓦弯法测定木材干燥应力的方法。 近二十年来，随着一些新的测试仪器和技术引入木材干燥研究领域，又出现了 一些新的木材干燥应力测试方法。Shaar探讨了用声发射法间接监测高水平应 力的可能性。常建民等人在瓦弯法的基础上进行了非接触式测试木材干燥应力 方法的研究，取得初步的研究成果。此外，Willam等人还探讨了通过测量木 材介电常数来间接估计木材干燥应力的可能性；Perry运用栅格接触式传感器 对木材干燥应力进行了在线测定，该装置不仅能定量的得到压縮应力的大小， 还可以把压应力的发展变化从监视器上以图像的方式表现出来，但对拉应力的 测定无能为力。尽管以上方法在研究木材干燥应力和制定干燥工艺基准过程中发挥了一 定的作用，但也存在着这样或那样的不足。分层切片法、梳齿型法原理比较简 单，容易掌握，但是程序繁琐，测定值不连续，测试次数有限；而且在定量直 接测试和测试精度上都很难得到保证，尤其是这两种方法都不能实现适时在线 检测。瓦弯法的主要问题在于如何修正试件翘曲挠度与实际情况的差异，以及' 如何在线适时方便地接收、处理和显示试件挠度的变化程度。声发射方法在国 外木材干燥领域的研究比较多，但严格地说是一种非常间接的测量方法，它使 在线连续测定或推测木材干燥应力变为可能，但技术尚不成熟，仍处于探索阶 另外，长期以来普遍采用的利用含水率监控木材干燥过程的方法是主要依 据试验测定的干燥应力与含水率之间所建立的干燥工艺基准来进行的，实际是利用含水率推测干燥应力，属于间接测量；再加上在线连续测试含水率技术至 今仍没有很好的彻底解决，使之木材干燥的过程控制仍带有很大程度的经验 性。发明内容本发明的目的是提供一种木材干燥过程中应力的检测装置及方法，它可解 决分层切片法、梳齿型法、瓦弯法等方法不能直接、适时连续测定的问题，以 及不能定量直接测试和测试精度上很难得到保证的问题。本发明的检测装置包括夹具;本发明还包括拉伸应力传感器、模数转换器、 计算机；所述拉伸应力传感器固装在夹具上f述拉伸应力传感器的输出端与模 数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与计算机的输入端连接。本发明 的检测方法是这样完成的将木材试件固定在夹具上，对木材试件进行干燥处 理，随着木材试件干燥过程的进行，木材试件开始收縮，当其收縮变形受到抑 制时产生收縮应力，该收縮应力通过拉伸应力传感器的模拟信号输入到模数转 换器转变为数字信号，最后输入到计算机中进行适时、连续测定木材试件干燥 过程中的应力。 -本发明具有以下有益效果本发明的装置结构简单、安装容易；本发明的 方法通过本发明装置中的夹具束缚木材试件在干燥过程中的收縮变形(保持试 件的一定尺寸)，利用拉伸应力传感器来直接、适时、连续测定伴随木材干燥 过程中的收縮应力，并解决了分层切片法、梳齿型法、瓦弯法等方法不能直接、 适时连续测定的问题，以及不能定量直接测试和测试精度上很难得到保证的问 题。采用本发明的方法所测得的应力包括了由于含水率梯度引起的应力在内的 所有应力，属于木材干燥过程中产生的总应力。这和以往通过应变或含水率来 间接测量应力的方法或手段明显不同，在实际干燥生产过程中更具可操作性和 准确性。
图1是本发明的装置的主视图(装有木材试件14)，图2是图1的左视图 (未表示模数转换器3和计算机4)，图3是图1的俯视图(未表示模数转换' 器3和计算机4)，图4是具体实施方式
三的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一结合图1说明本实施方式，本实施方式的装置由夹具1、 拉伸应力传感器2、模数转换器3、计算机4组成；所述拉伸应力传感器2固 装在夹具1上，所述拉伸应力传感器2的输出端与模数转换器3的输入端连接， 模数转换器3的输出端与计算机4的输入端连接。本实施方式中的拉伸应力传 感器2的型号是TLP-2KNHS ，由日本东京测器研究所制造；模数转换器3 的型号是DC-104R，由日本东京测器研究所制造。
具体实施方式
二结合图1 图3说明本实施方式，本实施方式的夹具1 由长上夹具板8、短上夹具板9、短下夹具板7、 L形下夹具板15、两个支柱 10、四个螺栓11以及底座6和连接螺栓18组成；所述两个支柱10沿竖直方 向平行固定在底座6上，所述两个支柱10的上端与长上夹具板8的两端固接， 所述短上夹具板9位于长上夹具板8的正前方，所述L形下夹具板15的立板 16位于长上夹具板8的下方，短下夹具板7位于短上夹具板9的正下方，且 短下夹具板7装在L形下夹具板15的水平板17上，短上夹具板9的两端与长 上夹具板8的两端之间及短下夹具板7的两端与L形下夹具板15的立板16 的两端之间分别通过螺栓11连接在一起，所述L形下夹具板15的下端面设有 内螺孔，所述拉伸应力传感器2上端的外螺纹杆12装在L形下夹具板15的内， 螺孔内且与L形下夹具板15螺纹连接，拉伸应力传感器2的下端与底座6通 过连接螺栓18固接。如此设置，结构简单、容易安装、工作可靠。其它组成 及连接关系与具体实施方式
一相同。:具体实施方式
三结合图2和图4说明本实施方式，本实施方式的长上夹 具板8与短上夹具板9相对应的内侧面及L形下夹具板15的立板16与短下夹 具板7之间相对应的内侧面分别设有滚花D。如此设置，可增大夹具l与木 材试件14之间的摩擦力，保证木材试件14牢牢地夹紧在夹具1上。其它组成 及连接关系与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四结合图1说明本实施方式，本实施方式的夹具1由钢质' 材料制成。如此设置，可保证夹具1的使用寿命。其它组成及连接关系与具体 实施方式一或二相同。
具体实施方式
五本实施方式的方法是这样完成的将木材试件14固定 在夹具1上，对木材试件14进行干燥处理，随着木材试件14干燥过程的进行， 木材试件14开始收縮，当其收縮变形受到抑制时产生收縮应力，该收縮应力通过拉伸应力传感器2的模拟信号输入到模数转换器3转变为数字信号，最后 输入到计算机4中进行适时、连续测定木材试件14干燥过程中的应力(参见 附图1)。
权利要求
1、一种木材干燥过程中应力的检测装置，它包括夹具(1)；其特征在于它还包括拉伸应力传感器(2)、模数转换器(3)、计算机(4)；所述拉伸应力传感器(2)固装在夹具(1)上，所述拉伸应力传感器(2)的输出端与模数转换器(3)的输入端连接，模数转换器(3)的输出端与计算机(4)的输入端连接。
2、 根据权利要求l所述的木材干燥过程中应力的检测装置，其特征在于 所述夹具(1)由长上夹具板(8)、短上夹具板(9)、短下夹具板(7)、 L形下夹具板 (15)、两个支柱(IO)、四个螺栓(11)以及底座(6)组成；所述两个支柱(10)沿竖直 方向平行固定在底座(6)上，所述两个支柱(10)的上端与长上夹具板(8)的两端固 接，所述短上夹具板(9)位于长上夹具板(8)的正前方，所述L形下夹具板(15) 的立板(16)位于长上夹具板(8)的下方，短下夹具板(7)位于短上夹具板(9)的正 下方，且短下夹具板(7)装在(L)形下夹具板(15)的水平板(17)上，短上夹具板(9》 的两端与长上夹具板(8)的两端之间及短下夹具板(7)的两端与L形下夹具板(15) 的立板(16)的两端之间分别通过螺栓(11)连接在一起，所述L形下夹具板(15) 的下端面设有内螺孔，所述拉伸应力传感器(2)上端的外螺纹杆(12)装在L形下 夹具板(15)的内螺孔内且与L形下夹具板(15)螺纹连接，拉伸应力传感器(2)的 下端与底座(6)固接。
3、 根据权利要求2所述的木材干燥过程中应力的检测装置，其特征在于 所述长上夹具板(8)与短上夹具板(9)相对应的内侧面及L形下夹具板(15)的立 板(16)与短下夹具板(7)之间相对应的内侧面分别设有滚花(13)。
4、 根据权利要求1或2所述的木材干燥过程中应力的检测装置，其特征' 在于所述夹具(l)由钢质材料制成。
5、 一种木材干燥过程中应力检测方法，其特征在于它是这样完成的将 木材试件(14)固定在夹具(1)上，对木材试件(14)进行干燥处理，随着木材试件 (14)干燥过程的进行，木材试件(14)开始收缩，当其收缩变形受到抑制时产生 收縮应力，该收縮应力通过拉伸应力传感器(2)的模拟信号输入到模数转换器(3) 转变为数字信号，最后输入到计算机(4)中进行适时、连续测定木材试件(14) 干燥过程中的应力。
全文摘要
木材干燥过程中应力的检测装置及方法。它涉及一种木材检测装置及方法。针对分层切片法、梳齿型法、瓦弯法等方法不能直接、适时连续测定的问题，以及不能定量直接测试和测试精度上很难得到保证的问题。装置是拉伸应力传感器(2)固装在夹具(1)上，拉伸应力传感器(2)与模数转换器(3)连接，模数转换器(3)与计算机(4)连接；方法是将木材试件(14)固定在夹具(1)上并对其进行干燥处理，当木材试件(14)收缩变形受到抑制时产生收缩应力并通过拉伸应力传感器(2)的模拟信号输入到模数转换器(3)转变为数字信号，最后输入到计算机(4)中进行适时、连续测定木材试件(14)干燥过程中的应力。利用本发明的装置和方法可直接、适时、连续测定伴随木材干燥过程中的收缩应力。
文档编号G01N33/46GK101149370SQ20071014452
公开日2008年3月26日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者刘一星, 師岡敏朗, 程万里, 韩广萍 申请人:东北林业大学