CN102929313B - 木材吸湿、解吸用恒温箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及温度控制领域，具体涉及一种能够配合红外热像仪使用的木材吸湿、解吸用恒温箱。该恒温箱包括箱体，所述箱体内设置有可控热源；所述箱体的一个侧面上开设有可开闭的观测口，红外热像仪通过所述观测口对箱体内木材进行近景拍摄。本发明的木材吸湿、解吸用恒温箱通过在恒温箱箱体的一个侧面上开设可开闭观测口，使红外热像仪能够对木材进行近景拍摄，从而准确获得木材在吸湿和解吸过程中温度的变化，为木材吸湿、解吸过程中含水率变化的深入研究提供了条件。

Description

木材吸湿、解吸用恒温箱

技术领域

本发明涉及温度控制领域，具体涉及一种能够配合红外热像仪使用的木材吸湿、解吸用恒温箱。

背景技术

木材是生活中常见的一种吸湿性材料，其各种物理性质都会受到含水率的影响。由于日常的温度、湿度往往难以保持恒定，木材总在不停地吸湿和解吸，其含水率在不断发生变化。因此，对木材吸湿、解吸过程中含水率变化进行系统而深入的研究尤为重要，它对木制品加工、使用中含水率的调控具有现实的指导意义。目前对于木材吸湿、解吸的研究通常采用传统的恒温箱提供环境温度。

一方面，木材在吸湿及解吸过程中将发生能量的交换，即吸湿过程放热，解吸过程吸热，这会导致木材在与外界环境交换水分的同时自身温度发生变化。但是，对于这样的温度变化迄今为止国内外尚未形成一种科学、有效、准确的实验技术来完成测量工作。

红外热像仪是利用探测器和光学成像物镜原理，接收被测目标的红外辐射能量分布图形并反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图。所得热像图上面的不同颜色代表被测物体的不同温度，通过拍摄被测物体能够得到物体表面温度情况。目前，红外热像仪已在医学、建筑学、机械制造等多个领域中得到广泛应用；然而，其在木材科学中的实践仍然接近空白，如果将它应用于木材水分吸附的研究中，即可获得木材在吸湿和解吸过程中温度的变化情况。

但是，将传统的恒温箱与红外热像仪配合进行实验存在一定难度。若将红外热像仪置于恒温箱内进行拍摄，不但不易操作，而且由于热像仪自身所能承受温湿度有限，会对仪器造成损害；若将木材从恒温箱中取出拍摄，由于箱内外存在温度差异，木材又会进行热量交换而导致其温度改变，因而获得的红外图像不再能反映木材吸湿或解吸的温度情况。

另一方面，由于传统的恒温箱内部结构、外形设计等原因占用空间庞大、研究成本较高；同时由于该类设备多采用干湿球作为温湿度传感器，使得箱内工作空间各个点的温度与工作室几何中心点温度的差值较大，即温度均匀性（temperature unformity）不理想。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种能够配合红外热像仪使用的木材吸湿、解吸用恒温箱，用于准确获得木材在吸湿和解吸过程中温度的变化。

（二）技术方案

本发明技术方案如下：

一种木材吸湿、解吸用恒温箱，包括箱体；所述箱体内设置有可控热源,所述箱体的一个侧面上开设有可开闭的观测口，红外热像仪通过所述观测口对箱体内木材进行近景拍摄。

优选的，所述箱体的一个侧面为有机玻璃，所述有机玻璃表面复合有保温薄膜。

优选的，所述观测口为开设在所述有机玻璃面上内径为60mm~70mm的圆形观测口。

优选的，所述箱体的其余面为聚丙烯板。

优选的，所述可控热源为由设置于箱体外的控制电路控制的铂热电阻，通过控制所述控制电路从而调节所述铂热电阻的制热功率。

优选的，所述箱体内部还设置有与所述可控热源连接的温度传感器。

优选的，所述恒温箱还包括与所述温度传感器以及所述控制电路连接的控制单元，所述温度传感器实时监测箱体内的温度并将温度信号发送到所述控制单元，所述控制单元根据所述温度信号通过控制电路控制所述可控热源的制热功率。

优选的，所述箱体内部还设置有对流风扇。

优选的，所述箱体顶部吊设有木材悬挂丝线所述木材悬挂丝线与称重传感器连接。

优选的，所述箱体顶部还开设有可闭合的木材取放窗口。

（三）有益效果

本发明的木材吸湿、解吸用恒温箱通过在恒温箱箱体的一个侧面上开设可开闭观测口，使红外热像仪能够对木材进行近景拍摄，从而准确获得木材在吸湿和解吸过程中温度的变化，为木材吸湿、解吸过程中含水率变化的深入研究提供了条件。

附图说明

图1是本发明一种木材吸湿、解吸用恒温箱的结构框图。

其中，1：箱体；2：观测口；3：木材取放窗口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步描述。

如图1中所示的一种木材吸湿、解吸用恒温箱，包括箱体1，箱体1内设置有两个可控热源，可控热源用于产生热量，调节箱体1内的温度，箱体1的正前侧面上开设有可开闭的观测口2，观测口2打开时可以配合红外热像仪近景拍摄；箱体1内部空间越大，箱内温度控制精度及均匀度控制难度越大，湿度环境调节的时间越长，实验误差越大；因此本实施例中的恒温箱设计尺寸为长42cm×宽30cm×高30cm，使得箱体1既能满足木材吸湿、解吸实验的拍摄热像图要求，也能实现高精度的温控和高均匀度；由于红外热像仪的前镜头内径较小，因此本恒温箱开设的观测口2为内径60mm~70mm，优选65mm的圆形开口，方便红外热像仪的近距离拍摄，同时减少了木材与空气的热量交换。

其中，箱体1的一个侧面为有机玻璃，有机玻璃表面复合有保温薄膜，便于从箱体1外部直接对其内部进行观测；箱体1的其余面为聚丙烯板，首先聚丙烯板具有成本低、耐热性好（耐热70℃以上）、轻便、保温等优点，其次聚丙烯板为非吸湿性材料，可以满足木材的吸湿、解吸实验要求。

其中，可控热源为铂热电阻，铂热电阻由设置于箱体1外的控制电路控制；通过控制控制电路从而调节铂热电阻的制热功率。铂热电阻具有寿命长，成本低，能耗低并能配合空气流通装置的工作等优点；箱体1外的控制电路在实际应用中保证温度控制精度在±0.3℃范围内；此外，控制电路还设有温度失调保护单元，对于温度过高等突变情况进行监测，提高恒温箱的安全性。

进一步的，箱体1内部还设置有与可控热源连接的高精度温度传感器，以对箱体1内温度进行测温；在实际应用中，能够保证温度检测精度在±0.1℃范围内。

进一步的，箱体1内部还设置有两个对流风扇，促使空气循环，保证箱内的温度均匀度在1℃之内。

进一步的，箱体1顶部开设有可闭合的木材取放窗口3，方便木材的取放。

进一步的，箱体1底部设置有木材放置平台，恒温箱还包括与木材放置平台连接的称重传感器，称重传感器用于对被观测木材进行称重；或者在箱体1的顶部吊设绝热材质的木材悬挂丝线，将木材悬挂于箱体1中，相比将木材放置在木材放置平台上，减少了木材放置平台对实验温度的影响，进一步增加了实验的准确性；优选的，木材悬挂丝线与称重传感器连接，用于对悬挂的木材进行称重。

进一步的，恒温箱还包括与温度传感器以及控制电路连接的控制单元；温度传感器实时监测箱体1内的温度并将温度信号发送到控制单元，控制单元根据接收到的温度信号以及输入的调温程序实时调整控制电路的电桥输出的压差大小以及放大倍数，从而调整可控热源的制热功率，满足对箱内温度的要求。

本发明的恒温箱，除了能配合红外热像仪使用之外，还针对箱体1材料及尺寸、热源材料、箱内温度均匀度、高精度温控、外部控制程序等方面进行了考量，为实验提供了更为精准可靠的实验环境。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种木材吸湿、解吸用恒温箱，包括箱体，所述箱体内设置有可控热源；其特征在于：所述箱体的一个侧面上开设有可开闭的观测口，红外热像仪通过所述观测口对箱体内木材进行近景拍摄。

2.根据权利要求1所述的恒温箱，其特征在于：所述箱体的一个侧面为有机玻璃，所述有机玻璃表面复合有保温薄膜。

3.根据权利要求2所述的恒温箱，其特征在于：所述箱体的其余面为聚丙烯板。

4.根据权利要求3所述的恒温箱，其特征在于：所述观测口为开设在所述有机玻璃面上内径为60mm~70mm的圆形观测口。

5.根据权利要求1所述的恒温箱，其特征在于：所述可控热源为由设置于箱体外的控制电路控制的铂热电阻，通过控制所述控制电路从而调节所述铂热电阻的制热功率。

6.根据权利要求5所述的恒温箱，其特征在于：所述箱体内部还设置有与所述可控热源连接的温度传感器。

7.根据权利要求6所述的恒温箱，其特征在于：所述恒温箱还包括与所述温度传感器以及所述控制电路连接的控制单元，所述温度传感器实时监测箱体内的温度并将温度信号发送到所述控制单元，所述控制单元根据所述温度信号通过控制电路控制所述可控热源的制热功率。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的恒温箱，其特征在于：所述箱体内部还设置有对流风扇。

9.根据权利要求1至7任意一项所述的恒温箱，其特征在于：所述箱体顶部吊设有木材悬挂丝线；所述木材悬挂丝线与称重传感器连接。

10.根据权利要求1至7任意一项所述的恒温箱，其特征在于：所述箱体顶部还开设有可闭合的木材取放窗口。