CN204302143U - 一种木材含水率检测校验装置 - Google Patents

Abstract

一种木材含水率检测校验装置，它涉及含水率检测校验装置。本实用新型解决了现有装置含水率检测不准确，不能实现对于不同树种在不同温度下木材含水率的测量，并且对不同温度不同含水率的木材含水率进行校验的问题。本实用新型的包括感应部分、数据处理部分和显示屏，感应部分包括探针和温度传感器，电源、数据处理部分包括含水率检测电路、温度检测电路、A/D转换模块、CPLD芯片，含水率检测电路包括第一检测端、第二检测端、第一三极管、第二三极管、第三三极管、场效应管、第一电位器、第二电位器、第三电位器、稳压器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电解电容、第二电解电容、第一滤波电容、第二滤波电容和运算放大器。本实用新型结构简单，检测结果准确。

Description

一种木材含水率检测校验装置

技术领域

本实用新型涉及含水率检测校验装置，具体涉及木材含水率检测校验装置，属于木材检测技术领域。

背景技术

目前，木材含水率检测最精确的检测方法是绝干称重法即木材试样中所含水分的总质量与木材全干试样的质量之比（称重法），由于在木材干燥生产过程中使用称重法检测木材含水率非常不方便，所以在木材干燥生产过程中使用电阻法（检测不同含水率的木材体积电阻）对木材含水率进行检测，而现有的电阻法木材含水率检测，只是根据密度把木材分成几类进行测量，没有对不同树种、在不同温度条件下进行准确标定。为此，本实用新型设计这款电阻法木材含水率检测校验装置。

发明内容

本实用新型解决了现有装置含水率检测不准确，不能实现对于不同树种在不同温度下木材含水率的测量，并且对不同温度不同含水率的木材含水率不能进行校验的问题。

本实用新型的技术方案是：一种木材含水率检测校验装置，包括电源、感应部分、数据处理部分和显示屏，所述感应部分包括探针和温度传感器，数据处理部分包括含水率检测电路、温度检测电路、A/D转换模块、CPLD芯片，所述含水率检测电路包括第一检测端、第二检测端、第一三极管、第二三极管、第三三极管、场效应管、第一电位器、第二电位器、第三电位器、稳压器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电解电容、第二电解电容、第一滤波电容、第二滤波电容和运算放大器，电源的输出端连接第一三极管的集电极，第一三极管的集电极与发射极之间并接有第一电阻和第一电解电容，第二电阻和第三电阻串联后与第二电解电容并联接在第一三极管的发射极和基极之间，所述稳压器的输入端与第一三极管的基极连接，稳压器的输出端与第一电解电容的负极建立连接，稳压器的控制端连接在第二电阻和第三电阻之间，第一三极管的发射极分别连接第一电位器的一端、第一滤波电容的一端和运算放大器的同相输入端，第一电位器的滑动端分别与第二电位器的一端和滑动端连接，第二电位器的另一端与第一滤波电容的另一端均与场效应管的源极建立连接，场效应管的栅极依次连接第二三极管的基极和第三三极管的发射极后与第二检测端连接，所述第二三极管的发射极与第三三极管的基极建立连接，场效应管的栅极通过第二滤波电容与第一检测端建立连接，所述第一检测端和第二检测端为含水率检测电路输入端、运算放大器的输出端为含水率检测电路的输出端；

所述探针分别连接第一检测端和第二检测端，与含水率检测电路建立连接，温度传感器接入温度检测电路，含水率检测电路的输出端和温度检测电路的输出端均接入A/D转换模块，A/D转换模块的输出端与CPLD芯片建立连接，CPLD芯片的输出端与显示屏建立连接。

所述第二检测端与第三三极管的发射极之间设有第三电位器，所述第三电位器的一端与第二检测端建立连接，第三电位器的另一端和滑动端均与第三三极管的发射极建立连接，有效的控制第二检测端的电流值，稳定电路的电流值，防止电流波动造成信号干扰。

所述温度检测电路包括第一接入端、第二接入端、第一恒流源、第二恒流源、第三电解电容、第四电解电容、第一放大器和第二放大器，所述第一恒流源和第二恒流源的输入端分别与电源输入端建立连接，第一恒流源的输出端依次与第二接入端、第三电解电容的负极和第四电解电容的负极连接后与第一放大器的反相输入端建立连接，第二恒流源的输出端依次与第二接入端、第三电解电容的正极和第四电解电容的正极连接后与第一放大器的同相输入端建立连接，第一放大器的输出端第二放大器的同相输入端建立连接，所述第一接入端和第二接入端为温度检测电路的输入端，第二放大器的输出端为温度检测电路的输出端，用于检测不同木材在不同温度下含水率，通过恒流源使电路中的电流恒定，将信号经过并联的第三电解电容和第四电解电容进行滤波后进行双重放大，使测得的数据更加准确。

所述第一放大器与第二放大器之间通过第四电位器建立连接，所述第四电位器的一端与第一放大器的输出端建立连接，第四电位器的另一端接地，第四电位器的滑动端与第二放大器的同相输入端建立连接，通过调整第四电位器的竖直，保证电路的工作状态。

所述第一恒流源包括第三放大器、第四电阻和第五电阻，所述电源输出端与第三放大器的同相输入端建立连接，所述第四电阻并接在第三放大器的同相输入端和输出端之间，第五电阻并接在第三放大器的反相输入端和输出端之间，电路结构简单，功耗低，精度高，工作稳定。

所述第二恒流源包括第四放大器、第六电阻和第七电阻，所述电源输出端与第四放大器的同相输入端建立连接，所述第六电阻并接在第四放大器的同相输入端和输出端之间，第七电阻并接在第四放大器的反相输入端和输出端之间，第二恒流源与第一恒流源结构相同，使电路对称性好，工作稳定，方便更换替换。

所述第一接入端与第二恒流源的输出端之间设有第五电位器，五电位器P5的一端与第一接入端建立连接，第五电位器P5的另一端与第二恒流源的输出端建立连接，第五电位器P5的滑动端与第六电阻R6的一端建立连接，调节第二恒流源与第一接入端之间电阻，起到良好的分压作用。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：本实用新型的含水率检测电路的稳压器和第一三极管构成稳压电源，第一三极管有效的减少了电压的波动，同时第二电阻第三电阻和第二电解电容的连接起到了良好的保护作用，防止电压突然过大，为电路提供稳定电压，检测信号经第三三极管和第二三极管后将检测信号放大，放大信号通过滤波电容进行初滤波后由场效应管进行进一步信号放大，同时使前后级的电路相互匹配，第二电位器和第一滤波电容并联，可以滤除信号中的杂波信号，本实用新型可以检测大动态范围的输入信号，检测数值更加精确，实现对于不同树种在不同温度下木材含水率的测量，并且对不同温度不同含水率的木材含水率进行校验的问题。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构框图；

图2是含水率检测电路图；

图3是温度检测电路图。

其中 E1、第一检测端，E2、第二检测端，E3、第一接入端，E4、第二接入端，C1、第一电解电容，C2、第二电解电容、C3、第一滤波电容、C4、第二滤波电容，C5、第三电解电容，C6、第四电解电容，D、稳压器，F、运算放大器，F1、第一放大器，F2、第二放大器，F3、第三放大器，F4、第四放大器，P1、第一电位器，P2、第二电位器、P3、第三电位器、P4、第四电位器，P5、第五电位器，R1、第一电阻， R2、第二电阻， R3、第三电阻， R4、第四电阻，R5、第五电阻，R6、第六电阻，R7、第七电阻，T1、第一三极管、T2第二三极管、T3、第三三极管，T4、场效应管。

具体实施方式

结合附图说明本实用新型的具体实施方式：本实施方式的木材含水率检测校验装置包括电源、感应部分、数据处理部分和显示屏，所述感应部分包括探针和温度传感器，数据处理部分包括含水率检测电路、温度检测电路、A/D转换模块、CPLD芯片，所述含水率检测电路包括第一检测端E1、第二检测端E2、第一三极管T1、第二三极管T2、第三三极管T3、场效应管T4、第一电位器P1、第二电位器P2、第三电位器P3、稳压器D、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电解电容C1、第二电解电容C2、第一滤波电容C3、第二滤波电容C4和运算放大器F，电源的输出端连接第一三极管T1的集电极，第一三极管T1的集电极与发射极之间并接有第一电阻R1和第一电解电容C1，所述第二电阻R2和第三电阻R3串联后与第二电解电容C2并联接在第一三极管T1的发射极和基极之间，所述稳压器D的输入端与第一三极管T1的基极连接，稳压器D的输出端与第一电解电容C1的负极建立连接，稳压器D的控制端连接在第二电阻R2和第三电阻R3之间，第一三极管T1的发射极分别连接第一电位器P1的一端、第一滤波电容C3的一端和运算放大器F的同相输入端，第一电位器P1的滑动端分别与第二电位器P2的一端和滑动端连接，第二电位器P2的另一端与第一滤波电容C3的另一端均与场效应管T4的源极建立连接，场效应管T4的栅极依次连接第二三极管T2的基极和第三三极管T3的发射极后与第二检测端E2连接，所述第二三极管T2的发射极与第三三极管T3的基极建立连接，场效应管T4的栅极通过第二滤波电容C4与第一检测端E1建立连接，所述第一检测端E1和第二检测端E2为含水率检测电路输入端，运算放大器F的输出端为含水率检测电路的输出端；

所述探针分别连接第一检测端E1和第二检测端E2，温度传感器接入温度检测电路，含水率检测电路的输出端和温度检测电路的输出端均接入A/D转换模块，A/D转换模块的输出端与CPLD芯片建立连接，CPLD芯片的输出端与显示屏建立连接。

所述第二检测端E2与第三三极管T3的发射极之间设有第三电位器P3，所述第三电位器P3的一端与第二检测端E2建立连接，第三电位器P3的另一端和滑动端均与第三三极管T3的发射极建立连接。

所述温度检测电路包括第一接入端E3、第二接入端E4、第一恒流源、第二恒流源、第三电解电容C5、第四电解电容C6、第一放大器F1和第二放大器F2，所述第一恒流源和第二恒流源的输入端分别与电源输入端建立连接，第一恒流源的输出端依次与第二接入端E4、第三电解电容C5的负极和第四电解电容C6的负极连接后与第一放大器F1的反相输入端建立连接，第二恒流源的输出端依次与第一接入端E3、第三电解电容C5的正极和第四电解电容C6的正极连接后与第一放大器F1的同相输入端建立连接，第一放大器F1的输出端第二放大器F2的同相输入端建立连接，所述第一接入端E3和第二接入端E4为温度检测电路的输入端，第二放大器F2的输出端为温度检测电路的输出端。

所述第一放大器F1与第二放大器F2之间通过第四电位器P4建立连接，所述第四电位器P4的一端与第一放大器F1的输出端建立连接，第四电位器P4的另一端接地，第四电位器P4的滑动端与第二放大器F2的同相输入端建立连接。

所述第一恒流源包括第三放大器F3、第四电阻R4和第五电阻R5，所述电源输出端与第三放大器F3的同相输入端建立连接，所述第四电阻R4并接在第三放大器F3的同相输入端和输出端之间，第五电阻R5并接在第三放大器F3的反相输入端和输出端之间。

所述第二恒流源包括第四放大器F4、第六电阻R6和第七电阻R7，所述电源输出端与第四放大器F4的同相输入端建立连接，所述第六电阻R6并接在第四放大器F4的同相输入端和输出端之间，第七电阻R7并接在第四放大器F4的反相输入端和输出端之间。

所述第一接入端E3与第二恒流源的输出端之间设有第五电位器P5，第五电位器P5的一端与第一接入端建立连接，第五电位器P5的另一端与第二恒流源的输出端建立连接，第五电位器P5的滑动端与第六电阻R6的一端建立连接。

取木材的含水率试验样板，将部分试材用于称重法实验，取另一部分被测木材，通过探针接入校验装置，校验装置进行A/D转换，然后对木材电阻检测值显示；木材温度传感器将木材温度信号传送给校验装置进行A/D转换然后对木材温度检测值显示；在探针之间接入含水率校验电阻，调整含水率校验电阻值，使其经过校验装置进行A/D转后校验装置含水率校验值显示与木材电阻检测值显示相同；调整温度校验电阻值，使其经过校验装置进行A/D转后校验装置温度校验值显示与木材温度检测值显示相同；将经过称重法实验的被测木材的含水率值输入校验装置并进行显示，将以上显示值进行存储，即完成一点木材含水率的校验、标定。

Claims (7)

1. 木材含水率检测校验装置，包括电源、感应部分、数据处理部分和显示屏，其特征在于：所述感应部分包括探针和温度传感器，数据处理部分包括含水率检测电路、温度检测电路、A/D转换模块、CPLD芯片，所述含水率检测电路包括第一检测端（E1）、第二检测端（E2）、第一三极管（T1）、第二三极管（T2）、第三三极管（T3）、场效应管（T4）、第一电位器（P1）、第二电位器（P2）、第三电位器（P3）、稳压器（D）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第一电解电容（C1）、第二电解电容（C2）、第一滤波电容（C3）、第二滤波电容（C4）和运算放大器（F），电源的输出端连接第一三极管（T1）的集电极，第一三极管（T1）的集电极与发射极之间并接有第一电阻（R1）和第一电解电容（C1），所述第二电阻（R2）和第三电阻（R3）串联后与第二电解电容（C2）并联接在第一三极管（T1）的发射极和基极之间，所述稳压器（D）的输入端与第一三极管（T1）的基极连接，稳压器（D）的输出端与第一电解电容（C1）的负极建立连接，稳压器（D）的控制端连接在第二电阻（R2）和第三电阻（R3）之间，第一三极管（T1）的发射极分别连接第一电位器（P1）的一端、第一滤波电容（C3）的一端和运算放大器（F）的同相输入端，第一电位器（P1）的滑动端分别与第二电位器（P2）的一端和滑动端连接，第二电位器（P2）的另一端与第一滤波电容（C3）的另一端均与场效应管（T4）的源极建立连接，场效应管（T4）的栅极依次连接第二三极管（T2）的基极和第三三极管（T3）的发射极后与第二检测端（E2）连接，所述第二三极管（T2）的发射极与第三三极管（T3）的基极建立连接，场效应管（T4）的栅极通过第二滤波电容（C4）与第一检测端（E1）建立连接，所述第一检测端（E1）和第二检测端（E2）为含水率检测电路输入端，运算放大器（F）的输出端为含水率检测电路的输出端；

所述探针分别连接第一检测端（E1）和第二检测端（E2），温度传感器接入温度检测电路，含水率检测电路的输出端和温度检测电路的输出端均接入A/D转换模块，A/D转换模块的输出端与CPLD芯片建立连接，CPLD芯片的输出端与显示屏建立连接。

2.根据权利要求1所述一种木材含水率检测校验装置，其特征在于：所述第二检测端（E2）与第三三极管（T3）的发射极之间设有第三电位器（P3），所述第三电位器（P3）的一端与第二检测端（E2）建立连接，第三电位器（P3）的另一端和滑动端均与第三三极管（T3）的发射极建立连接。

3.根据权利要求2所述一种木材含水率检测校验装置，其特征在于：所述温度检测电路包括第一接入端（E3）、第二接入端（E4）、第一恒流源、第二恒流源、第三电解电容（C5）、第四电解电容（C6）、第一放大器（F1）和第二放大器（F2），所述第一恒流源和第二恒流源的输入端分别与电源输入端建立连接，第一恒流源的输出端依次与第二接入端（E4）、第三电解电容（C5）的负极和第四电解电容（C6）的负极连接后与第一放大器（F1）的反相输入端建立连接，第二恒流源的输出端依次与第一接入端（E3）、第三电解电容（C5）的正极和第四电解电容（C6）的正极连接后与第一放大器（F1）的同相输入端建立连接，第一放大器（F1）的输出端第二放大器（F2）的同相输入端建立连接，所述第一接入端（E3）和第二接入端（E4）为温度检测电路的输入端，第二放大器（F2）的输出端为温度检测电路的输出端。

4.根据权利要求3所述一种木材含水率检测校验装置，其特征在于：所述第一放大器（F1）与第二放大器（F2）之间通过第四电位器（P4）建立连接，所述第四电位器（P4）的一端与第一放大器（F1）的输出端建立连接，第四电位器（P4）的另一端接地，第四电位器（P4）的滑动端与第二放大器（F2）的同相输入端建立连接。

5.根据权利要求4所述一种木材含水率检测校验装置，其特征在于：所述第一恒流源包括第三放大器（F3）、第四电阻（R4）和第五电阻（R5），所述电源输出端与第三放大器（F3）的同相输入端建立连接，所述第四电阻（R4）并接在第三放大器（F3）的同相输入端和输出端之间，第五电阻（R5）并接在第三放大器（F3）的反相输入端和输出端之间。

6.根据权利要求5所述一种木材含水率检测校验装置，其特征在于：所述第二恒流源包括第四放大器（F4）、第六电阻（R6）和第七电阻（R7），所述电源输出端与第四放大器（F4）的同相输入端建立连接，所述第六电阻（R6）并接在第四放大器（F4）的同相输入端和输出端之间，第七电阻（R7）并接在第四放大器（F4）的反相输入端和输出端之间。

7.根据权利要求6所述一种木材含水率检测校验装置，其特征在于：所述第一接入端（E3）与第二恒流源的输出端之间设有第五电位器（P5），第五电位器（P5）的一端与第一接入端建立连接，第五电位器（P5）的另一端与第二恒流源的输出端建立连接，第五电位器（P5）的滑动端与第六电阻（R6）的一端建立连接。