专利名称：人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法及实现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法及实现装置，属于木材加工工业技术领域。
背景技术：
热压是热压板生产过程中的一道重要工序，板坯在热量和压力的联合作用下，板坯中的水分汽化、蒸发，密度增加，胶粘剂固化，原料中的各组分发生一系列物理、化学变化，从而使原料间形成各种结合力。在影响热压过程的诸多因素中，温度、压力和热压时间占主导地位，温度直接影响热压时间和生产率，而板坯内部压力则会影响卸压时是否会产生分层和鼓泡现象，影响成板力学性能。传统的热压过程监控系统大都对采用单一传感器对工艺参数进行检测，并将测量数据直接运算，但是由于热压过程是一个很复杂的物理、化学反应过程，工艺状况复杂，环境干扰大，测量数据中往往包含着各种噪声，并且由于传感器受到自身品质、性能和环境的影响，应用单一传感器对于压力和温度等工艺参数进行检测往往存在较大误差，甚至产生错误，从而导致工艺过程控制的不稳定。因此在热压过程参数的检测和控制中，现有的方法和手段还不够完善。
发明内容
本发明目的是为了解决目前中小型热压板生产企业中，多层压机热压过程控制系统中存在的检测与控制精度不高的问题，提供了一种人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法及实现装置。本发明所述人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法，该方法采用多个温度传感器采集多层热压板多处温度信号，采用多个压力传感器采集热压板作用于人造板的多处压力信号，对所述多处温度信号进行融合生成融合后热压板温度值，对所述多处压力信号进行融合生成融合后人造板压力值，利用融合后热压板温度值和融合后人造板压力值对多层压机热压进行控制，对所述多处温度信号进行融合生成融合后人造板温度值的方法包括以下步骤步骤Ajf m个温度传感器分别置于热压板的m个温度取样口处，采集m处温度信号Ti, i = 1，2，···，m，m为大于2的自然数，每个温度取样口的温度传感器连续采样L次，获取每个温度传感器采集的温度平均值万和温度方差στ;.；步骤B、对步骤A采集的m处温度信号Ti进行归一化处理，获取m处热压板的归一化温度信号”，归一化温度信号m按公式V = J1]1:获取，
IBI — /
iz-max z-min
式中 ν_为第i个温度传感器采集的L次温度信号中的最大值，IVmin为第i个温度传感器采集的L次温度信号中的最小值，步骤C、根据置信距离规则剔除无效温度数据，获取m'个有效温度信号P，i = 1，
权利要求
1.人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法，其特征在于，该方法采用多个温度传感器采集多层热压板多处温度信号，采用多个压力传感器采集热压板作用于人造板的多处压力信号，对所述多处温度信号进行融合生成融合后热压板温度值，对所述多处压力信号进行融合生成融合后人造板压力值，利用融合后热压板温度值和融合后人造板压力值对多层压机热压进行控制，对所述多处温度信号进行融合生成融合后人造板温度值的方法包括以下步骤步骤Ajf m个温度传感器分别置于热压板的m个温度取样口处，采集m处温度信号Ti, i = l，2，...，m，m为大于2的自然数，每个温度取样口的温度传感器连续采样L次，获取每个温度传感器采集的温度平均值 7;和温度方差ση.;步骤B、对步骤A采集的m处温度信号Ti进行归一化处理，获取m处热压板的归一化温度信号”，归一化温度信号7,g按公式=获取，15I —Iiz-max z-min式中为第i个温度传感器采集的L次温度信号中的最大值，Ti^fflin为第i个温度传感器采集的L次温度信号中的最小值，步骤C、根据置信距离规则剔除无效温度数据，获取m'个有效温度信号P，i = 1， 2, · · · m' , m' < m,步骤D、将步骤C获取的W个有效温度信号V进行融合获取融合后热压板温度值尹，融合后热压板温度值f是按公式ΛIIi=\ ^Ti /=1 ^Ti对所述多处压力信号进行融合生成融合后人造板压力值的方法包括以下步骤步骤a、将η个压力传感器分别置于人造板的η个压力取样口处，采集η处压力信号Fj, j = l，2，...，n，n为大于2的自然数，每个压力取样口的压力传感器连续采样L次，获取每个压力传感器采集的压力平均值 ^和压力方差0V7 ；步骤b、对步骤a采集的η处压力信号Fj进行归一化处理，获取η处热压板的归一化压力信号K，归一化压力信号w按公式=获取，H *Jl·— l·jj-max _/-min式中为第j个压力传感器采集的L次压力信号中的最大值，Fpmin为第j个压力传感器采集的采集L次压力信号中的最小值，步骤C、根据置信距离规则剔除无效压力数据，获取n'个有效压力信号，j = 1， 2, · · · n' , nf < η,步骤d、将步骤C获取的n'个有效压力信号进行融合获取融合后热压板压力值户， 融合后热压板压力值户是按公式
2.根据权利要求I所述的人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法，其特征 在于，步骤C所述根据置信距离规则剔除无效温度数据，获取m'个有效温度信号V的过程 为步骤Cl、获取m个温度传感器的任意两个温度传感器之间的温度置信距离dxy，第X个温度传感器与第I个温度传感器的温度置信距离dxy按公式
3.根据权利要求I所述的人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法，其特征 在于，步骤c所述根据置信距离规则剔除无效压力数据，获取n'个有效压力信号的过程 为步骤Cl、获取η个压力传感器的任意两个压力传感器之间的压力置信距离duv，第u个压力传感器与第V个压力传感器的压力置信距离duv按公式
4.实现权利要求I所述人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法的装置， 其特征在于，它包括温度传感器组(I)、温度多路开关(2)、温度信号调理模块(3)、压力传感器组(4)、压力多路开关(5)、压力信号调理模块(6)和嵌入式处理器(7)，温度传感器组(I)采集热压过程中热压板的多处温度信号，温度传感器组(I)的温度信号输出端与温度多路开关⑵的输入端相连，温度多路开关⑵的输出端与温度信号调理模块⑶的输入端相连，温度信号调理模块(3)的输出端与嵌入式处理器(7)的温度信号采集输入端相连；压力传感器组(4)采集热压过程中人造板的多处压力信号，压力传感器组(4)的压力信号输出端与压力多路开关(5)的输入端相连，压力多路开关(5)的输出端与压力信号调理模块￠)的输入端相连，压力信号调理模块￠)的输出端与嵌入式处理器(7)的压力信号采集输入端相连。
5.根据权利要求4所述人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法的实现装置，其特征在于，它还包括输出控制模块(8)和人机交互模块(9)，嵌入式处理器(X)的控制命令输出端与输出控制模块⑶的输入端相连；嵌入式处理器(X)的人机交互信息输入输出端与人机交互模块(9)的输入输出端相连。
6.根据权利要求4所述人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法的实现装置，其特征在于，它还包括通信模块(11)，通信模块(11)的通信输入输出端与嵌入式处理器(X)的通信输入输出端相连。
7.根据权利要求4所述人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法的实现装置，其特征在于，输出控制模块(8)包括开关量输出模块(8-1)和模拟量输出模块(8-2)。
8.根据权利要求4所述人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法的实现装置，其特征在于，人机交互模块(9)包括触摸屏(9-1)、LCD显示屏(9-2)和键盘(9_3)。
9.根据权利要求4所述人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法的实现装置，其特征在于，温度传感器组(I)包括m个温度传感器，m为大于2的自然数，温度传感器选用PT100钼电阻温度传感器；压力传感器组(4)包括η个压力传感器，η为大于2的自然数，压力传感器选用ΡΤ123高温压力传感器。
10.根据权利要求4所述人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法的实现装置，其特征在于，嵌入式处理器(7)选用基于ARM9的嵌入式处理器S3C2410，嵌入式处理器(7)包括A/D转换模块(7-1)和数据融合模块(7-2)，A/D转换模块(7_1)将输入的模拟温度信号和模拟压力信号转换成数字温度信号和数字压力信号，然后输出至数据融合模块 (7-2)进行数据融合。
全文摘要
人造板多层压机热压过程的多传感器数据融合方法及实现装置，属于木材加工工业技术领域，本发明为解决目前中小型热压板生产企业中，多层压机热压过程控制系统中存在的检测与控制精度不高的问题。本发明方法采用多个温度传感器采集多层热压板多处温度信号，采用多个压力传感器采集热压板作用于人造板的多处压力信号，对所述多处温度信号进行融合生成融合后热压板温度值，对所述多处压力信号进行融合生成融合后人造板压力值，利用融合后热压板温度值和融合后人造板压力值对多层压机热压进行控制；实现上述方法的装置包括温度传感器组、温度多路开关、温度信号调理模块、压力传感器组、压力多路开关、压力信号调理模块和嵌入式处理器。
文档编号G01D21/02GK102589616SQ201210026378
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者于海英, 刘诚, 花军 申请人:东北林业大学, 于海英, 花军