专利名称：新型纺织纤维水分测试烘箱的制作方法
技术领域：
新型纺织纤维水分测试烘箱技术领域：
本实用新型涉及一种检测设备，具体来说是一种操作简便、节 能、省时的测试纺织纤维水分含量的烘箱。
背景技术：
纤维材料的含水率检测是纺织行业最为普遍的检测项目，在纤维贸 易、贮藏及整个加工过程中都必须对纤维原料、半成品及成品进行水分 测定。目前国内常见的纺织纤维水分的测试设备有两类 一类是恒温烘
箱(如Y802系列八篮恒温烘箱)；另一类是电阻测湿仪(如Y412B原棉
水分测试仪)。前者的优点是测试结果准确、稳定， 一般不受环境条件的
影响；缺点是耗能一--一般约消耗能量3KWH;费时----每次测试至少要 3小时，不能满足生产现场的快速检测和纤维收购部门现场测试的需求；
费事一 -尤其是在进行纤维材料的其他理化性质检测，按国家标准釆用 箱外冷称法用烘箱对其进行冷却称衡处理时，操作上分繁琐。后各采用 直流电阻测试法，其优点是测试速度快，缺陷是传感器极板易极化、测 试稳定性差、误差大、通用性差，仪器的应用范围受到限制。
发明内容
为克服现有烘箱测试设备的上述缺陷，本实用新型提供一种操作简 便、节能、省时的测试纺织纤维水分的烘箱。
为解决其技术问题，本实用新型公开 一 种新型纺织纤维水分观U试烘 箱，用于对纺织纤维的含水率进行快速测试。该烘箱由烘箱体及控制系 统构成，其控制系统的关键技术是通过在线测试烘箱内热空气的相对 湿度来间接反映箱内被测纤维材料的烘干程度。控制系统主耍包括如下 几个部分
i.以单片机(或DSP)为核心的数据处理电路用于对湿度和温
4度检测电路检测到的湿度、温度数据进行实时运算和处理，通过显示电 路完成实时数据的显示，同时生成控制信号完成对加热、报警等系统的 控制，通过通信接口完成与上位机的通信等；
2. 湿度检测电路能用于有效地将烘箱内空气相对湿度转换为频 率不同的方波输出。实验测试中当输出方波的频率达到规定值即表明箱 内烘燥的纤维材料巳经达到干燥质量，可以一次性完成实验过程；
3. 恒温检测控制电路由温度传感器、信号放火处理电路、及 A/D转换电路组成，用于完成烘箱内的温度检测与控制。
4. 键盘、显示电路其中键盘用来进行待测纤维材料的选择、温 度的设定值等参数设定；显示电路釆用LCD用于显示纤维材料的回潮率、 湿度的实时检测位及烘箱内的实时温度位，还可以显示湿度、温度的实 时变化曲线；
5. 声光报警电路，当通过检测烘箱内空气的湿度了解到待测纤维 材料己经达到干燥状态时，系统用声音和光闪烁的方式发出信号，提示
6. 上位机通信的接口电路可以将检测值传送到上位PC机进行
存储或打印，利于网络管理及资源共亨。
与现有技术相比，本实用新型有如下有益效果
1. 简化实验操作过程本测试设备是"通过测试烘箱内空气的湿 度来了解纤维的烘燥状态"从而完成纤维回潮率的测试，可以从测试原 理上解决现有烘箱法操作繁琐的问题。现有烘箱法测试纤维材料回潮率 时，为了确认材料已达干燥质量，在烘燥一定时间后(通常为l小时) 必须每隔一定时间(IO分钟)对材料进行箱内或箱外称衡，并釆取前后 两次称衡的质量差低于一定比例(0.5%)时的称见质量为材料的千燥质
量。这一过程可以多达io次重复称衡操作。采用本实用新型后，可以将
称衡过程缩短为最后一次。
2. 縮短实验时间现有烘箱法测试纤维材料回潮率时的每次称衡 操作都将影响烘箱内的小环境温湿度，从而使得实验时间延长。采用本实用新型后，由于称衡次数减少而降低了烘箱内环境温湿度的波动，可 縮短实验时间，提高生产效率。
3. 减少额外实验误差现有烘箱法在每次称衡中必不可少的引入 人为操作误差。采用本实用新型后，由于称衡次数减少而使得人为干预 减少，误差减少。
4. 降低电能消耗本测试设备采用计算机对测试数据进行计算、 处理，配合声光报警及时报告纤维烘干状态，利于节能。同时由于縮短 了实验烘燥时间，也可以大大降低电能消耗，符合节能环保的要求。
5. 易于推广使用本实用新型可以在现有国产Y802系列恒温烘
箱上通过改造而应用。企业只需花费很少的投入(约500元)即可完成
烘箱的升级改造。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一歩的说明
图1是本实用新型的检测控制系统的结构方框图。
图2是本实用新型的湿度检测与转换电路。 图3是本实用新型的温度检测与转换电路。 图4是本实用新型的报警与驱动电路。 图5是本实用新型的上位机通讯电路。
具体实施方式
l.湿度检测电路
参照附图1、附图2:选用HS1100湿敏电容1及一片NE556双时基 集成电路构成线性频率输出式相对湿度测量电路，该电路包括多谐振荡 器和单稳态电路2可将烘箱内空气的相对湿度转换成频率信号。单片机 3釆用AT89S52，其定时器Tl用来测量输出矩形波信号的频率，计算频 率差仏=人-i ，当连续两次采样测试的频率差A/ s ().0020时可以认定 待测纤维材料已经烘干，以此来完成待测纤维材料干燥状态的确定的工2. 温度检测电路
参见附图1、附图3:温度检测电路由温度传感器10、信号处理器9
和A/D转换器8组成。其温度传感器采用铂热电阻Rt将烘箱内0°C 150 。C范围内的温度变化转换为在1000-Q 1557. 35Q之间的电阻值的变化， 通过信号处理器的四运放集成电路LM2902将电阻值转换为电压的变化 并加以放大。放大后的电压值输出给模/数转换器ADC0809的模拟量输入 端引脚，再由ADC0809将电压值转换为数字量送给AT89S52单片机3， 通过AT89S52的处理实现温度的检测々控制。
3. 键盘及显示电路
包括有4*4的矩阵式键盘4，用以选择待测纤维材料的种类、温度 的设定值等参数进行设定。还包括LCD显示器5，该显示器选择点阵图 形液晶显示控制模块KM240128A，点像素为240*128，内嵌控制器为东芝 公司的T6963C，用以用数字来显示湿度的实时检测值及烘箱内的温度 值，或显示湿度、温度的变化曲线。
4. 声光报警及驱动电路
参见附图1、附图4:该声光报警及驱动电路6由四路光电耦合器 TLP521-4及固态继电器N1、 XP1组成。单片机3的Pu 、 Pu 口分别作 为声、光提示的控制端，当待测纤维烘燥到恒重时，置Pi" 、 Pu为低电 平经由TLP521-4使其14、 16引脚为低电平，驱动发光二极管VI和蜂鸣 器HS发出声光报警信号；单片机的P,.。 口则作为烘箱温度控制的控制端 使用，通过固态继电器N1来连接加热器的控制端口，以控制加热器的通 断。
5. 与上位机通讯电路
参见附图1、附图5:该通信电路是一个与上位机进行通信的接口电 路7。该电路由电平转换集成芯片MAX232构成，通过串行接口XP2与上 位PC机进行通信，这样可以将检测值传送到上位PC机进行存储或打印。
权利要求1、一种新型纺织纤维水分测试烘箱，该烘箱由烘箱体及控制系统构成，其特征是其控制系统包括a，以单片机或DSP为核心的数据处理电路用于对湿度和温度检测电路检测到的湿度、温度数据进行实时运算和处理，通过显示电路完成实时数据的显示，同时生成控制信号完成对加热、报警系统的控制，通过通信接口完成与上位机的通信；b，湿度检测电路用于有效地将烘箱内空气相对湿度转换为频率不同的方波输出，用以反映被测纤维的干燥程度；c，温度检测控制电路由温度传感器、信号放大处理电路、及A/D转换电路组成，用于完成烘箱内的温度检测与控制。
2、 根据权利要求l所述新型纺织纤维水分测试烘箱，其特征是所述单片机采用AT89S52;所述湿度检测电路用HS1100湿敏电容及一片NE556双时 基集成电路构成线性频率输出式相对湿度测量电路，该电路包括多谐振荡器 和单稳态电路。
3、 根据权利要求l所述新型纺织纤维水分测试烘箱，其特征是所述温 度检测电路的温度传感器采用铂热电阻Rt，信号处理器采用四运放集成电路: LM2902，模/数转换器采用ADC0809集成电路芯片。
4、 根据权利要求l所述新型纺织纤维水分测试烘箱，其特征是所述控 制系统还包括有4*4的矩阵式键盘，用以选择待测纤维材料的种类、温度的 设定值参数进行设定；还包括LCD显示器，该显示器为点阵图形液晶显示控 制模块KM240128A，点像素为240*128，内嵌控制器为东芝公司的T6963C，用 以用数字来显示湿度的实时检测值及烘箱内的温度值，或显示湿度、温度的变化曲线。
5、根据权利要求1所述新型纺织纤维水分测试烘箱，其特征是所述控 制系统还包括有声光报警及驱动电路，该声光报警及驱动电路由四路光电耦合器TLP521-4及固态继电器N1、 XP1组成，单片机的P,.2 、 P,.,口分别作为声、光提示的控制端，当待测纤维烘燥到恒重时，置Pu 、 Pu为低电平经由TLP521-4使其14、 16引脚为低电平，驱动发光二极管VI和蜂鸣 器HS发出声光报警信号；单片机的P,.。 口则作为烘箱温度控制的控制端使 用，通过固态继电器N1来连接加热器的控制端口，以控制加热器的通断。
6、根据权利要求1所述新型纺织纤维水分测试烘箱，其特征是所述控 制系统还包括有与上位机通讯电路，该电路由电平转换集成芯片MAX232 构成，通过串行接口 XP2与上位PC机进行通信，用以将检测值传送到上 位PC机进行存储或打印。
专利摘要一种新型纺织纤维水分测试烘箱，包括烘箱体及控制系统，其控制系统包括以单片机为核心的数据处理电路；用于有效地将烘箱内空气相对湿度转换为频率不同方波输出、用以反映被测纤维干燥程度的湿度检测电路；由温度传感器、信号放大处理电路、及A/D转换电路组成，用于完成烘箱内的温度检测与控制的电路；还包括有4*4的矩阵式键盘，和LCD显示器电路；还包括有声光报警及驱动电路。本测试烘箱能减化实验操作过程，缩短实验时间，减少测量误差，耗能少，成本低，便于推广应用，适合在线检测包括棉，麻，毛或化纤的含水率。
文档编号G01N5/00GK201307084SQ20082015912
公开日2009年9月9日 申请日期2008年11月6日 优先权日2008年11月6日
发明者李晓峰, 王建君, 王文虎 申请人:湖南文理学院