CN212111236U - 一种可连续控温的木材电阻率测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可连续控温的木材电阻率测量装置，包括：温度调节系统，用于测量及调节环境温度；温度检测系统，用于测量木材试样的温度；升降系统，与温度检测系统固定连接，通过升降使温度检测系统与木材试样接触或分离；电阻率测量系统，用于与木材试样两端连接，测量木材试样在测试环境温度下的电阻率；控制系统，分别与温度调节系统、温度检测系统、升降系统连接；温度检测系统和升降系统设置于温度调节系统内。本实用新型提供了一种可设置、控制及稳定木材温度的木材电阻率测量装置，解决了木材电阻率测量中木材温度变化过快和平衡难的问题，实现了连续温度变化条件下的木材电阻的测量。

Description

一种可连续控温的木材电阻率测量装置

技术领域

本实用新型涉及木材电学性质研究的技术领域，尤其涉及一种可连续控温的木材电阻率测量装置。

背景技术

基于电传导阻抗成像(ERT,Electrical Resistivity Tomography)技术的人工林活立木质量预测和评估是当前木材无损检测领域的较为认可的技术之一。ERT技术的主要原理是通过电极对活立木引入电流或电压，测得其他电极上的电压值，根据电压与电流之间的关系，应用一定的重构算法即可重构出内部的电导率分布或者电导率变化(电阻抗值或者电阻抗的变化值)的分布，以获得反映物体内部结构信息的边界数据，再经计算机处理，反演计算出物体内部结构的电阻率分布图像，进而评估木材腐朽程度和质量等级。

现有的一些研究表明，木材的电阻抗特性受木材含水率、电极数量和温度的影响。因此，ERT技术的在野外进行活立木腐朽检测与质量评估中，面临一些技术上的难点，其中一个关键的技术问题即是：环境低温引起的木材电阻率显著变化进而导致木材质量等级判断上的偏差问题。因此，无论是科学研究，还是实际应用，都需要建立一个科学、有效的分析模型对在不同温度条件下对测量的电阻值进行温度补偿，并将温度因子植入ERT算法中，修正温度变化所引起木材电阻测量的偏差，从而实现不同温度条件下木材的质量等级的准确评估。

然而研究温度对木材电阻率影响规律及其机理的一个技术难点就是测试过程中目标温度点的难于控制和不稳定性。现有的研究的木材温度控制温度范围有限，其目标温度不容易平衡且难于维持，使得木材温度与电阻测量值对应不准确，成为制约相关研究进展的一个瓶颈。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种可连续控温的木材电阻率测量装置，以克服现有的低温条件下木材电阻特性测量的技术的难点及木材温度变化过快和平衡难的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

一种可连续控温的木材电阻率测量装置，其特征在于，包括：

温度调节系统，用于测量及调节环境温度；

温度检测系统，用于测量木材试样的温度；

升降系统，与温度检测系统固定连接，通过升降使温度检测系统与木材试样接触或分离；

电阻率测量系统，用于与木材试样两端连接，测量木材试样在测试环境温度下的电阻率；

控制系统，分别与温度调节系统、温度检测系统、升降系统连接；

温度检测系统和升降系统设置于温度调节系统内。

优选地，所述装置还包括：木材试样支架，用于放置木材试样；

所述温度调节系统包括：温控箱、干冰槽、红外对管、电动风扇、电动隔板、电加热管和热电偶；

所述温控箱为密封装置，包括：上层温控箱、中层温控箱和下层温控箱，所述木材试样支架、电加热管和热电偶固定于中层温控箱；

所述干冰槽分别设置在上层温控箱和下层温控箱，用于承载干冰；

所述红外对管设置在干冰槽内侧，用于检测干冰的剩余量；

所述上层温控箱和下层温控箱分别设置有与中层温控箱连通的通风口，所述电动风扇设置于所述通风口；

所述上层温控箱的电动风扇的上方和下层温控箱的电动风扇的下方均设置有电动隔板，当测试环境温度高于设定温度时，所述电动隔板打开，使上层温控箱或/和下层温控箱与中层温控箱连通；当测试环境温度低于/达到设定温度时，所述电动隔板闭合，使上层温控箱和下层温控箱均与中层温控箱分隔；

所述电加热管，用于加热使测试环境温度升高；

所述热电偶，用于测量木材试样上下两端的环境温度；

所述电动风扇、电动隔板、电加热管、热电偶和红外对管均与控制系统连接。

优选地，所述温度检测系统包括：裸露式热电阻，所述裸露式热电阻设置于中层温控箱并位于木材试样下方，所述裸露式热电阻与控制系统连接。

优选地，所述升降系统包括：液压升降柱和升降板，所述升降板与液压升降柱顶部连接；

所述液压升降柱设置于中层温控箱底部，所述裸露式热电阻固定于升降板上表面，所述液压升降柱与控制系统连接。

优选地，所述温控箱通过上层隔板和下层隔板将温控箱由上至下分隔为上层温控箱、中层温控箱和下层温控箱，所述上层隔板和下层隔板均设有两个通风口，其中，所述上层隔板的通风口位于隔板主对角线的两端，所述下层隔板的通风口位于隔板副对角线的两端；

所述红外对管有两组，第一红外对管位于上层温控箱的干冰槽内的侧面，第二红外对管位于下层温控箱的干冰槽内的侧面；

所述电动风扇有四个，分别位于上层隔板和下层隔板的通风口内，上层隔板的电动风扇并联组成第一电动风扇组，下层隔板的电动风扇并联组成第二电动风扇组；

所述电动隔板有四个，其中两个电动隔板位于第一电动风扇组的上端组成第一电动隔板组，另外两个电动隔板位于第二电动风扇组的下端组成第二电动隔板组；

所述电加热管有四个，其中两个电加热管位于第一电动风扇组的下端组成第一电加热管组，另外两个电加热管位于第二电动风扇组的上端组成第二电加热管组；

所述热电偶有两个，分别位于木材试样的上下两端，用于感知木材试样上端和下端的环境温度。

优选地，所述裸露式热电阻包括：第一裸露式热电阻和第二裸露式热电阻；

所述第一裸露式热电阻位于木材试样中心位置的下方，其高度为木材试样高度的二分之一；

所述第二裸露式热电阻位于木材试样长度四分之一位置的下方，其高度为木材试样高度的四分之一。

优选地，所述控制系统包括：单片机、第一继电器、第二继电器、第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第三电机驱动电路、第一电机转速控制电路、第二电机转速控制电路、第一信号转换器、第二信号转换器、液压位置监测电路、蜂鸣器、输入按键和显示屏；

所述第一继电器、第二继电器、第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第三电机驱动电路、第一电机转速控制电路、第二电机转速控制电路、第一信号转换器、第二信号转换器、液压位置监测电路、蜂鸣器、输入按键、显示屏均与单片机对应引脚信号连接，实现温控箱温度参数检测和对温度的智能化调节。

优选地，所述第一继电器控制第一电加热管组，第二继电器控制第二电加热管组；

所述第一电机驱动电路控制第一电动隔板组，第二电机驱动电路控制第二电动隔板组，所述第三电机驱动电路控制液压升降柱；

所述第一电机转速控制电路控制第一电动风扇组，第二电机转速控制电路控制第二电动风扇组；

所述第一信号转换器的输入端与两个热电偶连接，所述第二信号转换器的输入端与第一红外对管和第二红外对管连接。

优选地，所述电阻率测量系统为LCR数字电桥；

所述LCR数字电桥通过不锈钢螺钉与木材试样两端耦合连接，所述不锈钢螺钉的一端位于温度调节系统的内侧与木材试样接触，另一端位于温度调节系统的外侧与LCR数字电桥耦合；

所述不锈钢螺钉为两个，分别位于木材试样左右两侧。

优选地，所述温控箱为具有隔热、隔冷功效的聚苯板制作而成的三层封闭式装置，所述聚苯板厚度为3cm，温控箱的整体尺寸为56cm×18.5cm×44cm，所述木材试样的尺寸为50cm×2.5cm×2.5cm，所述温控箱的各层之间均可拆卸；

所述电动隔板包括：步进电机和隔板，所述隔板的表面积比通风口的面积大。

由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供了一种可连续控温的木材电阻率测量装置，通过温度调节系统、温度检测系统及控制系统，实现了木材电阻率测量过程中木材温度的设定、控制和维持。温度调节系统中温控箱采用三层温度循环控制系统，严格密封，具有隔热、隔冷功效，通过上、下两层的冷空气循环以及中间层的热循环来控制和稳定木材试样的温度，整体控温精准，实现了连续温度变化条件下的木材电阻的测量，适用于规格尺寸小的试样木材的温度控制和稳定，解决了木材电阻率测量中木材温度变化过快和平衡难的问题。本实用新型装置还具有组装简单，方便操作等优点。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种可连续控温的木材电阻率测量装置的主视示意图；

图2为本实用新型实施例提供的上层温控箱左右二等角轴测示意图；

图3为本实用新型实施例提供的中层温控箱主视示意图；

图4为本实用新型实施例提供的下层温控箱左右二等角轴测图；

图5为本实用新型实施例提供的一种可连续控温的木材电阻率测量装置的控制系统原理示意图。

附图标记：

1.温控箱 2.干冰槽 3.红外对管 301.第一红外对管 302.第二红外对管 4.干冰5.电动风扇 501.第一电动风扇组 502.第二电动风扇组 6.电动隔板 601.第一电动隔板组 602.第二电动隔板组 7.电加热管 701.第一电加热管组 702.第二电加热组 8.探针式热电偶 801.第一探针式热电偶组 802.第二探针式热电偶组 9.裸露式热电阻 901.第一裸露式热电阻 902.第二裸露式热电阻 10.木材试样 11.升降板 12.木材试样支撑架 13.液压升降柱 14.不锈钢螺钉 15.控制系统 151.第一信号转换器 1511.第一电机驱动电路1512.第一电机转速控制电路 1513.第一电机控制 1514.第二电机驱动电路 1515.第二电机转速控制电路 1516.第二电机控制 152.第二信号转换器 153.输入按键 154.供电电路155.单片机 156.第三电机控制电路 157.液压位置监测 158.蜂鸣器 159.显示屏 16.LCR数字电桥 17.温控箱顶盖 18.干冰槽拉手

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本实用新型实施例提供了一种可连续控温的木材电阻率测量装置，如图1-4所示，包括：木材试样支架12、温度调节系统、温度检测系统、升降系统和控制系统15，控制系统15分别与温度调节系统、温度检测系统、升降系统连接，其中，木材试样支架12、温度检测系统和升降系统设置于温度调节系统内。

温度调节系统，用于测量及调节环境温度，包括：温控箱1、干冰槽2、红外对管3、电动风扇5、电动隔板6、电加热管7和探针式热电偶8，电动风扇5、电动隔板6、电加热管7、探针式热电偶8和红外对管3分别与控制系统15连接，控制系统15通过控制电动风扇5、电加热棒7、电动隔板6的工作状态进而控制木材试样10上方与下方的环境温度。具体装置设置如下：

(1)温控箱

温控箱1采用三层温度循环控制系统，通过上层隔板和下层隔板将温控箱由上至下分隔为上层温控箱、中层温控箱和下层温控箱，严格密封，具有隔热、隔冷功效，其上、中、下三层可移动，上层隔板与下层隔板均有两个通风口，上层隔板的通风口位于隔板主对角线的两端，下层隔板的通风口位于隔板副对角线的两端。

温控箱1是由聚苯板密封制作而成的三层装置，各层之间均可拆卸，相比于常用的保温材料岩棉以及泡沫，聚苯板的导热系数低，绝热性能更好，很大程度上减少散热对测量的影响。其中，聚苯板厚度为3cm，温控箱的整体尺寸(长宽高)为56cm×18.5cm×44cm，木材试样的尺寸(长宽高)为50cm×2.5cm×2.5cm。

其中，木材试样支架12位于温控箱1的中层，木材试样10由两个木材试样支架12支撑。本实用新型实施例中木材试样支架采用耐热性强聚丙烯材料制成。

(2)干冰槽

上层温控箱和下层温控箱均布有干冰4和用来承载干冰的金属干冰槽2，上、下两层的作用是降低中层的环境温度。可通过打开上层温控箱顶盖17将干冰4放入上层温控箱，以及通过干冰槽拉手18拉出下层温控箱的干冰槽2放入干冰4。

(3)红外对管

红外对管3有两组，第一红外对管301位于上层温控箱的干冰槽内的侧面，第二红外对管302位于下层温控箱的干冰槽内的侧面，用于检测干冰4的剩余量。

红外对管3距离干冰槽2底部1cm，当红外对管3之间没有干冰时，通过控制系统，发出报警。

(4)电动风扇

上层隔板主对角线两端的通风口和下层隔板副对角线的通风口中分别设有电动风扇5，可使温控箱1的上、中、下三层的空气往复循环流通，防止由于中层冷空气扩散不均匀而造成环境温度不稳定。

电动风扇5有四个，上层隔板的两个电动风扇并联组成第一电动风扇组501，下层隔板的两个电动风扇并联组成第二电动风扇组502。

(5)电动隔板

电动隔板6有四个，其中两个电动隔板6相对设置并位于第一电动风扇组501的上端，并联组成第一电动隔板组601，另外两个电动隔板6相对设置并位于第二电动风扇组502的下端，并联组成第二电动隔板组602.

其中，电动隔板6包括：步进电机和隔板，隔板的表面积大于通风口的面积。

(6)电加热管

电加热管7有四个，其中两个电加热管分别位于第一电动风扇组501的下端，并联组成第一电加热管组701，另外两个电加热管分别位于第二电动风扇组502的上端，并联组成第二电加热管组702

电加热管，用于加热使测试环境温度升高。

(7)探针式热电偶

探针式热电偶8为包括：第一探针式热电偶801和第二探针式热电偶802，分别设置于木材试样10的上方和下方，并位于中层温控箱宽度的中间位置，用于感知木材试样10上端和下端的环境温度。由于热电偶头部感温，此设计可防止通风口上/下方温度最先达到预设温度造成误差，同时可以通过测量木材上方与下方的温度来更准确的调节木材温度。

温度检测系统，用于测量木材试样的温度，包括：裸露式热电阻9，裸露式热电阻9位于木材试样10下方，裸露式热电阻9与控制系统15连接。具体如下：裸露式热电阻9设置于中层温控箱，包括：第一裸露式热电阻901和第二裸露式热电阻902。第一裸露式热电阻901位于木材试样10中心位置的下方，其高度为木材试样高度的二分之一；第二裸露式热电阻902位于木材试样10长度四分之一位置的下方，其高度为木材试样高度的四分之一。

升降系统，与温度检测系统固定连接，通过升降使温度检测系统与木材试样接触或分离，包括：液压升降柱13和升降板11，液压升降柱13与升降板11连接从而带动升降板11上下移动，升降板11顶部固定有裸露式热电阻9，液压升降柱13与控制系统5连接。

电阻率测量系统，用于与木材试样两端连接，测量木材试样在测试环境温度下的电阻率。电阻率测量系统通过LCR数字电桥16搭建而成，LCR数字电桥通过不锈钢螺钉14与木材试样10两端耦合连接，不锈钢螺钉14的一端位于温度调节系统的内侧与木材试样10接触，另一端位于温度调节系统的外侧与LCR数字电桥耦合连接。不锈钢螺钉14为两个，固定于中层温控箱，分别位于木材试样10的左右两侧。

控制系统15包括：单片机155、第一继电器1513、第二继电器1516、第一电机驱动电路1511、第二电机驱动电路1514、第三电机驱动电路156、第一电机转速控制电路1512、第二电机转速控制电路1515、第一信号转换器151、第二信号转换器152、液压位置监测电路157、蜂鸣器158、输入按键153和显示屏159。

第一继电器1513、第二继电器1516、第一电机驱动电路1511、第二电机驱动电路1514、第三电机驱动电路156、第一电机转速控制电路1513、第二电机转速控制电路1515、第一信号转换器151、第二信号转换器152、液压位置监测电路157、蜂鸣器158、输入按键153、显示屏159均与单片机155对应引脚信号连接，实现温控箱温度参数检测和对温度的智能化调节。

具体地，第一继电器1513控制第一电加热管组701，第二继电器1516控制第二电加热管组702；第一电机驱动电路1511控制第一电动隔板组601，第二电机驱动电路1514控制第二电动隔板组602，第三电机驱动电路157控制液压升降柱13；第一电机转速控制电路1512控制第一电动风扇组501，第二电机转速控制电路1515控制第二电动风扇组502；第一信号转换器151的输入端与第一探针式热电偶801和第二探针式热电偶802连接，第二信号转换器152的输入端与第一红外对管301和第二红外对管302连接。

本实用新型实施例提供了一种可连续控温的木材电阻率测量装置的控制系统原理，如图5所示，具体如下：

通过输入按键153将设定温度输入到起到控制作用的单片机155，第一探针式热电偶801和第二探针式热电偶802分别对中层温控箱中的木材试样10上方和下方的环境温度进行监测。探针式热电偶8通过第一信号转换器151将信号传入单片机155中，单片机155进行分析处理后，运算出电动隔板6的开合程度、电动风扇5的转速以及电加热管7的功率，其控制机理是根据探针式热电偶8所测环境温度与按键输入温度比较的差值。当第一探针式热电偶801所测温度经过单片机155分析处理后，单片机155进而分别控制第一电机驱动电路1511、第一电机转速控制电路1512、第一继电器1513；当第二探针式热电偶802所测温度经单片机155分析处理后，单片机155控制第二电机驱动电路1514、第二电机转速控制电路1515、第二继电器1516。第一电机驱动电路1511和第二电机驱动电路1514控制电动隔板6的步进电机进而控制隔板的移动，电动隔板6的开合程度根据探针式热电偶8所测环境温度与按键输入温度的差值进行调节，通过步进电机每转转动距离控制隔板的移动距离，当所测温度高于按键输入温度且差距较大时，电动隔板6处于完全打开状态，当所测温度与按键输入温度差值到达一定临界值时，电动隔板6开始逐渐闭合，直到所测温度达到按键输入温度时完全闭合。第一电机转速控制电路1512和第二电机转速控制电路1515控制电动风扇5的运转速率，电动风扇5在使用过程中持续运转，其运转速率会根据探针式热电偶8所测温度与按键输入温度的绝对差值进行调节，当所测温度与按键输入温度绝对差值较大时，电动风扇5处于最大运转功率，随着所测温度与按键输入温度绝对差值的减小，电动风扇5的运转功率也减小，当所测温度达到按键输入温度时，电动风扇5的运转功率处于设定的最小值。第一继电器1513和第二继电器1516控制电加热管7的启动与加热功率，电加热管7的启动与加热功率根据探针式热电偶8所测温度与按键输入温度的差值进行控制，当探针式热电偶8所测温度高于按键输入温度时，电加热管7处于关闭状态；当探针式热电偶8所测温度低于按键输入温度时，电加热管7启动，其加热功率根据探针式热电偶8所测温度与按键输入温度的差值进行调节，差值越大，电加热管7的加热功率越大。

单片机155通过第三电机驱动电路156控制液压升降柱13；裸露式热电阻9将信号传入单片机155，根据裸露式热电阻9所测温度与按键输入温度进行比较，当第一裸露式热电阻901与第二裸露式热电阻902均达到按键输入温度时，且维持三分钟后，通过第三电机驱动电路156带动液压升降柱13的步进电机，控制液压升降柱13缓慢下降；当下降过程中，遇到温度有突变时，第一裸露式热电阻901与第二裸露式热电阻902有一个测定温度与输入按键153设定温度不一样时，电机停止转动锁定在突变位置，直到两个裸露式热电阻9测定温度均达到输入按键温度且维持三分钟后，再次控制液压柱的下降；在裸露式热电阻9完全移出木材试样10之前，液压升降柱13再次带动裸露式热电阻9重复移动一个来回，确保木材试样10温度稳定在设定温度，完全移出木材试样10时，由液压位置监测信号电路传入单片机155，并控制蜂鸣器158的开启，蜂鸣器158发出报警。

第一红外对管301、第二红外对管302实现对干冰的计量，通过第二信号转换器152传到单片机155，控制蜂鸣器158的开关。红外对管3距离干冰槽2底部1cm，当红外对管3之间没有干冰时，单片机155控制蜂鸣器158的开启，发出报警后，可通过温控箱顶盖17、干冰槽拉手18分别对上层与下层的干冰槽2加入干冰4。

显示屏159显示第一探针式热电偶801、第二探针式热电偶802、第一裸露式热电阻901、第二裸露式热电阻902的感知温度与输入按键153温度。

所测的温度点和温度间隔可自由设定，但是为了温度控制的准确性，一般预设温度的间隔不小于2℃，本实用新型的温控范围为-70℃～75℃，预设温度点的波动误差为±1℃，待测温度的降温速率与升温速率可根据电动风扇5的运行速度(功率)和电加热管7的运行功率进行调节。

该实施例提供了一种可连续控温的木材电阻率测量装置的具体操作方法：本装置优选先将温度降低到实验所需最低温度，再逐渐升温，实现对不同温度下木材试样10电阻率的测定。将木材试样10放入温控箱1中层的木材试样支架12后，通过温控箱顶盖17、干冰槽拉手18将干冰4快速放入上下层的干冰槽2内，封闭温控箱1。开启控制系统15，通过控制液压升降柱13上升从而使当第一裸露式热电阻901与第二裸露式热电阻902插入木材试样10内，控制电动风扇5、电加热管7、电动隔板6的工作，使冷空气在木材试样10周围不断循环，当木材试样10上方或下方环境温度高于待测温度时，电动隔板6处于开启状态，电动风扇5运转，电加热管7不工作；当木材试样10上方或下方温度低于待测温度时，电动隔板6处于闭合状态，电动风扇5运转，电加热管7工作；待木材试样10上方或下方达到待测温度时，电动隔板6处于闭合状态，电动风扇5运转，电加热管7不工作。电动风扇5、电动隔板6、电加热管7相互配合实现温度的精准控制，当木材自身温度稳定在所需温度三分钟后，液压升降柱13逐渐下降，带动裸露式热电阻9移出木材，蜂鸣器158发出蜂鸣声，此时，将LCR数字电桥16与木材试样10两端的不锈钢螺钉14耦合并测量出此温度下木材的电阻率。探针式热电偶8、裸露式热电阻9所测温度均可显示屏159上实时监测。测量完成后，再次在输入按键153上输入待测温度，继续测量。当干冰槽2内干冰4低于红外对管3所处高度时蜂鸣器158发出报警声。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可连续控温的木材电阻率测量装置，其特征在于，包括：

温度调节系统，用于测量及调节环境温度；

温度检测系统，用于测量木材试样的温度；

升降系统，与温度检测系统固定连接，通过升降使温度检测系统与木材试样接触或分离；

电阻率测量系统，用于与木材试样两端连接，测量木材试样在测试环境温度下的电阻率；

控制系统，分别与温度调节系统、温度检测系统、升降系统连接；

温度检测系统和升降系统设置于温度调节系统内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：木材试样支架，用于放置木材试样；

所述温度调节系统包括：温控箱、干冰槽、红外对管、电动风扇、电动隔板、电加热管和热电偶；

所述温控箱为密封装置，包括：上层温控箱、中层温控箱和下层温控箱，所述木材试样支架、电加热管和热电偶固定于中层温控箱；

所述干冰槽分别设置在上层温控箱和下层温控箱，用于承载干冰；

所述红外对管设置在干冰槽内侧，用于检测干冰的剩余量；

所述上层温控箱和下层温控箱分别设置有与中层温控箱连通的通风口，所述电动风扇设置于所述通风口；

所述上层温控箱的电动风扇的上方和下层温控箱的电动风扇的下方均设置有电动隔板，当测试环境温度高于设定温度时，所述电动隔板打开，使上层温控箱或/和下层温控箱与中层温控箱连通；当测试环境温度低于/达到设定温度时，所述电动隔板闭合，使上层温控箱和下层温控箱均与中层温控箱分隔；

所述电加热管，用于加热使测试环境温度升高；

所述热电偶，用于测量木材试样上下两端的环境温度；

所述电动风扇、电动隔板、电加热管、热电偶和红外对管均与控制系统连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述温度检测系统包括：裸露式热电阻，所述裸露式热电阻设置于中层温控箱并位于木材试样下方，所述裸露式热电阻与控制系统连接。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述升降系统包括：液压升降柱和升降板，所述升降板与液压升降柱顶部连接；

所述液压升降柱设置于中层温控箱底部，所述裸露式热电阻固定于升降板上表面，所述液压升降柱与控制系统连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述温控箱通过上层隔板和下层隔板将温控箱由上至下分隔为上层温控箱、中层温控箱和下层温控箱，所述上层隔板和下层隔板均设有两个通风口，其中，所述上层隔板的通风口位于隔板主对角线的两端，所述下层隔板的通风口位于隔板副对角线的两端；

所述红外对管有两组，第一红外对管位于上层温控箱的干冰槽内的侧面，第二红外对管位于下层温控箱的干冰槽内的侧面；

所述电动风扇有四个，分别位于上层隔板和下层隔板的通风口内，上层隔板的电动风扇并联组成第一电动风扇组，下层隔板的电动风扇并联组成第二电动风扇组；

所述电动隔板有四个，其中两个电动隔板位于第一电动风扇组的上端组成第一电动隔板组，另外两个电动隔板位于第二电动风扇组的下端组成第二电动隔板组；

所述电加热管有四个，其中两个电加热管位于第一电动风扇组的下端组成第一电加热管组，另外两个电加热管位于第二电动风扇组的上端组成第二电加热管组；

所述热电偶有两个，分别位于木材试样的上下两端，用于感知木材试样上端和下端的环境温度。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述裸露式热电阻包括：第一裸露式热电阻和第二裸露式热电阻；

所述第一裸露式热电阻位于木材试样中心位置的下方，其高度为木材试样高度的二分之一；

所述第二裸露式热电阻位于木材试样长度四分之一位置的下方，其高度为木材试样高度的四分之一。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制系统包括：单片机、第一继电器、第二继电器、第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第三电机驱动电路、第一电机转速控制电路、第二电机转速控制电路、第一信号转换器、第二信号转换器、液压位置监测电路、蜂鸣器、输入按键和显示屏；

所述第一继电器、第二继电器、第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第三电机驱动电路、第一电机转速控制电路、第二电机转速控制电路、第一信号转换器、第二信号转换器、液压位置监测电路、蜂鸣器、输入按键、显示屏均与单片机对应引脚信号连接，实现温控箱温度参数检测和对温度的智能化调节。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一继电器控制第一电加热管组，第二继电器控制第二电加热管组；

所述第一电机驱动电路控制第一电动隔板组，第二电机驱动电路控制第二电动隔板组，所述第三电机驱动电路控制液压升降柱；

所述第一电机转速控制电路控制第一电动风扇组，第二电机转速控制电路控制第二电动风扇组；

所述第一信号转换器的输入端与两个热电偶连接，所述第二信号转换器的输入端与第一红外对管和第二红外对管连接。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电阻率测量系统为LCR数字电桥；

所述LCR数字电桥通过不锈钢螺钉与木材试样两端耦合连接，所述不锈钢螺钉的一端位于温度调节系统的内侧与木材试样接触，另一端位于温度调节系统的外侧与LCR数字电桥耦合；

所述不锈钢螺钉为两个，分别位于木材试样左右两侧。

10.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述温控箱为具有隔热、隔冷功效的聚苯板制作而成的三层封闭式装置，所述聚苯板厚度为3cm，温控箱的整体尺寸为56cm×18.5cm×44cm，所述木材试样的尺寸为50cm×2.5cm×2.5cm，所述温控箱的各层之间均可拆卸；

所述电动隔板包括：步进电机和隔板，所述隔板的表面积比通风口的面积大。

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