单片机控制木材干燥自动监控系统.pdf

第 lO卷第 2期 潍坊学院学报 Vol_l0NO．2 2010年 4月 JournalofW eifangUniversity Apr．20t0 单片机控制木材干燥 自动监控系统 刍R 盟 (潍坊学院，山东 潍坊 261061) 摘 要 ：介绍 了一种木材干燥 自动监控 系统 ，该系统 以89C51单片机为核心，将检测到的木材干燥过 程中的各种参数与设定值进行比较处理，然后控制有关阀门的开关，达到 自动控制整个干燥过程的 目的。 通过 RS一232实现与上位机 的通讯 ，可实现木材干燥的远程控制 。 关键词：单片机；木材干燥；自动控制 中图分类号 ：TP273 文献标识码：A 文章编号 ：1671—4288(2010)02—0056—04 木材干燥作为既具有悠久历史又在新技术、新理论支持下不断有新发展的一门行业 ，为社会的发展带 来潜在的经济效益。但存在的问题是采用常规控制的木材干燥窑对工人 的要求很严格 ，而且不可避免的 人为因素将带来巨大的经济损失 。很多木材干燥窑 ，尤其是新建的干燥窑 ，由于工人对干燥基准 了解甚 少，为了防止干燥过程中的裂纹、变形，只能采取加大喷蒸量 、延长喷蒸时间、降低干燥温度等措施 。这样 ， 势必延长干燥周期，增加成本，降低效益。因此 ，采用计算机控制木材干燥窑势在必行 。 1 木材干燥及参数检测 1。1 木材干燥的概念 木材干燥指在热力作用下以蒸发或沸腾的汽化方式排除木材中水分的处理过程。湿的原木含有大量 的水分，它在锯割前或锯成锯材后都会从表面向周围空气中蒸发水分 ，随时都在于燥之中。当木材在常压 下被加热到 100℃ 以上时 ，也会发生沸腾汽化现象。木材干燥主要指有组织 、有控制、按照一定规程的干 燥过程。木材干燥的 目的，主要是满足人们对木材需求量的增长及林业 资源不断匮乏的需要 。在保证木 材质量的前提下，对木材进行合理的处理 ，以提高其利用率。概括起来主要有防止木材变形和开裂、提 高 木材的力学强度，改善木材的物理性能 、预防木材腐朽变质 、减轻木材的重量等方面 ，是木材加工生产中一 道不可缺少的重要工序 。 1．2 木材干燥过程 中的参数检测 1．2．1 温度检测 温度的在线检测一般采用铂 电阻。干燥室的温度可 以通过控制加热 电动蒸汽阀的开度进行控制 。 1．2．2 平衡含水率 ‘ 木材是一种多孑L有机材料 ，由吸水的纤维素分子组成，在空气温度及相对湿度变化的条件下 ，木材的 含水率也随之变化 。如果外部空气潮湿，木材将吸收水分，反之木材将排出水分。总之，吸收与解吸平衡 的条件会近似达到 ，这时的木材含水率就是在此条件下的平衡含水率。 在线测量干燥室湿度时，可以不采用相对湿度 、温度及相应表格的方法 ，只需在干燥室内安装一个测 试装置，由恰当的高度吸湿性材料制成 ，这种材料的含水率在很短时问内与外部气候达到平衡。可以由这 种方法得到干燥室的湿度。干燥室湿度可以通过喷淋的启停和进排气道的开闭来进行控制 。 1．2．3 木材含水率 可 以利用木材含水率与木材的电阻率之间的关系进行在线测量 。干燥过程 中，电阻插针长期插在木 材中，水分测定仪就可以测量出水分值。温度对木材的电阻率也有较大的影响，不 同的木材其含水率和电 阻率之间的关系也有差异，所以测量过程中，还需进行温度和树种的校正。 * 收稿 日期 ：2009一l2—16 作者简介 ：邹华 (1968一)，女 ，山东威海人 ，潍坊学院信 息与控制工程学院副教授 ，硕士。研 究方向：嵌入式系统开发。 ～ 56 ～ 第 2期 邹华 ：单 片机控审l木材干燥 自动监控 系统 1．2．4 干燥势 干燥势是一个系数 ，它是木材含水率与平衡含水率之 间的比值 。该系数 的大小确定 了干燥室内木材 含水率与空气湿度的差异程度 ，同时也决定 了干燥质量和时间。干燥势过高，会引起木材表面干燥