木材彎曲彈性模量測量的溫控裝置制造方法
【專利摘要】一種木材彎曲彈性模量測量的溫控裝置。本發明提供了木材彎曲彈性模量測量過程中的木材溫度的自行設定、控制及穩定的裝置和方法，解決了傳統彎曲彈性模量測量中的木材溫度變化過快和平衡難的問題。本發明裝置包括溫控箱、溫度控制裝置、溫度監測裝置、彎曲彈性模量測量裝置和液態二氧化碳輸送裝置。溫控箱是封閉式溫度循環裝置，具有隔熱、隔冷的功效，其內布有電動小風扇、電熱棒、木材試樣、支撐木材試樣的金屬滾輪和輸送二氧化碳的銅線管。通過二氧化碳的輸送和風扇運轉給木材試樣降溫。木材試樣的兩個不同位置布有的熱電偶與溫度監測裝置相連接，用來監測木材的溫度變化。電動小風扇和電熱棒與溫度控制裝置相連，用來調節溫控箱內環境溫度。
【專利說明】木材彎曲彈性模量測量的溫控裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種的木材彎曲彈性模量測量的溫度可控裝置及方法，能夠準確控制和穩定木材試樣測試溫度。
【背景技術】
[0002]木材的彎曲彈性模量是木材的重要力學性能之一，是評價木材質量等級的重要標準。一些研究已經表明凍結與非凍結木材的彎曲彈性模量的差異顯著，而且不同凍結程度的木材的彎曲彈性模量也存在著差異，因此說明溫度對木材力學性能存在一定影響。傳統的木材彎曲彈性模量的溫度影響測試都通過冰箱或者冰窖在將木材試樣凍結到一定溫度條件下后，拿到室溫環境進行彎曲彈性模量測試。
[0003]傳統木材彎曲彈性模量的溫度影響測試存在的技術問題是:由于木材的冷凍環境和測試環境的變化，木材的溫度也發生改變，因此彎曲彈性模量測量上的溫度對應就會產生偏差，影響測量結果，另外應用冰箱或者冰窖制冷，所能達到的測試溫度有限，且耗費時間相當長，而且需要不斷地拿出冰凍環境反復測溫觀察，而且溫度難于控制且不易穩定。

【發明內容】

[0004]本發明實現了一種木材彎曲彈性模量測量溫度可控的裝置及測試方法，實現了木材彎曲彈性模量測量過程中的小試樣木材溫度的控制和穩定,解決了現有研究中木材彎曲彈性模量測量中溫度定位難的問題。本發明包括溫度控制系統和木材彎曲彈性模量測量裝置。溫度控制系統由溫控箱(I)、溫度控制裝置(5)、溫度監測裝置(6)和液態二氧化碳瓶
(7)組成，木材彎曲彈性模量測量裝置是萬能力學試驗機(10)。溫控箱(I)是單層溫度循環盒式結構，具有隔熱、隔冷功效。溫控箱(I)內布有電動小風扇(4)、電熱棒(11)、木材試樣(2 )和用來支撐木材試樣(2 )的金屬滾輪(3 )。液態二氧化碳瓶(7 )由一根銅管線(8 )連接穿透溫控箱側壁伸入溫控箱內，用來導入液態二氧化碳使箱內溫度降低。溫控箱的蓋子與力學試驗機的壓頭(9)相連，在壓力試驗進行時以保證溫控箱(I)密封。箱內的電動小風扇(4)和電熱棒(12)與溫度控制裝置(7)相連，通過溫度控制裝置(7)來控制電動小風扇
[5]的運轉和電熱棒(10)的工作來調節溫控箱(6)內的環境溫度。木材試樣(3)的兩個不同位置布有熱電偶(4)，該熱電偶(4)與溫度監測裝置(8)相連接以監測木材不同位置的溫度變化。
[0005]本發明工作時，是先將壓力機的運行，待力學試驗機(10)的壓頭(9)接觸到木材試樣后，此時溫控箱已經完全閉合，再將液態二氧化碳由液態二氧化碳瓶(7 )導入封閉的溫控箱(I)，然后通過溫度控制裝置(7 )控制電動小風扇(5 )運轉，使溫控箱(I)內空氣在木材試樣(3)的周圍不斷地循環流通，而使得木材試樣(3)降溫達到待測溫度后，再通過調節風扇的運行時間和速度來維持木材溫度，待木材溫度即溫度監測裝置(6)的讀數穩定15-20分鐘后，即可開始木材彎曲彈性模量測量。當所測溫度為冰點以室溫以上溫度時，關閉液態二氧化碳的輸入，通過溫度控制裝置(5)開啟電熱棒，通過電動小風扇(4)的運行使木材溫度升高。該溫度控制裝置可實現的最低測試溫度可達_80°C，最高溫度可達50°C。待測溫度點間隔和維持時間可根據風扇的運行速度(功率)和時間進行調節。
[0006]本發明組裝簡單，方便操作，溫度易于控制且測量準確，適用于規格尺寸的小試樣木材的溫度控制和穩定，解決了木材彎曲彈性模量測量中木材溫度變化過快和平衡難的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明
[0008]圖1為本發明的木材彎曲彈性模量溫控裝置的縱剖面結構示意圖
[0009]圖2為本發明的木材彎曲彈性模量溫控裝置的側視圖
[0010]圖3為本發明的溫控箱的俯視結構示意圖
[0011]圖中:1.溫控箱2.木材試樣3.金屬滾輪4.電動小風扇5.溫度控制裝置
6.溫度監測裝置7.液態二氧化碳(瓶)8.銅管線9.壓頭10.力學試驗機11.熱電偶12.加熱棒
【具體實施方式】
[0012]本發明包括溫度控制系統和木材彎曲彈性模量測量裝置。如圖1所示，溫度控制系統由溫控箱(I)、溫度控制裝置(5)、溫度監測裝置(6)和液態二氧化碳瓶(7)組成，木材彎曲彈性模量測量裝置是萬能力學試驗機。溫控箱(I)是由泡沫材料膠合而成單層溫度循環盒式結構，具有隔熱、隔冷功效。溫控箱(I)內布有電動小風扇(4)、電熱棒(12)、木材試樣(2)和用來支撐木材試樣(2)的金屬滾輪(3)。溫控箱(I)內置兩個電動小風扇(5)和電熱棒(12)分別固置在角落。液態二氧化碳瓶(7)由一根銅管線(8)連接穿透溫控箱側壁伸入溫控箱內，用來導入液態二氧化碳使箱內溫度降低。溫控箱的蓋子與力學試驗機的壓頭
(9)相連，可隨著壓頭的升降而開合。在壓力試驗進行時以保證溫控箱(I)密封。箱內的電動小風扇(4)和電熱棒(12)與溫度控制裝置(7)相連，通過溫度控制裝置(5)來控制電動小風扇(4)的運轉和電熱棒(12)的工作來調節溫控箱(6)內的環境溫度。溫度控制裝置(5)可預先設定一個溫度值，環境溫度達到預設溫度時，電動小風扇(4)便會停止運轉，當溫度偏離該溫度時，電動小風扇(4)便又開始運轉。溫控箱(I)的下層的木材試樣(2)由兩個金屬滾輪(3)支撐，用作彎曲試驗的支撐點。木材試樣(2)的兩個不同位置布有熱電偶(10)，一個在試樣的中心位置處，另一個在1/4位置處，該熱電偶(11)與溫度監測裝置(6)相連接以監測木材不同位置的溫度變化。
[0013]該發明裝置應用的具體操作方法是，在將木材試樣(2 )放入溫控箱(I)后，是先將壓力機的運行，待力學試驗機(10)的壓頭(9)接觸到木材試樣并溫控箱閉合，然后輸入液態二氧化碳。然后通過溫度控制裝置(7)控制電動小風扇(5)運轉，使溫控箱(I)內空氣在木材試樣(3)的周圍不斷地循環流通，而使得木材試樣(3)降溫達到待測溫度后，再通過調節風扇的運行時間和速度來維持木材溫度，待木材溫度即溫度監測裝置(6)的讀數穩定15-20分鐘后，即可開始木材彎曲彈性模量測量。當所測溫度為冰點以室溫以上溫度時，關閉液態二氧化碳的輸入，通過溫度控制裝置(5)開啟電熱棒，通過電動小風扇(4)的運行使木材溫度升高。該溫度控制裝置可實現的最低測試溫度可達_80°C，最高溫度可達50°C。待測溫度點間隔和維持時間可根據風扇的運行速度(功率)和時間進行調節。
[0014]值得說明的是，上述實施例中，所包括的系統只是按照功能模塊進行劃分的，但并不局限于上述的劃分，僅為本發明較佳的【具體實施方式】只要能夠實現相應的功能即可，各功能部件的布置位置指是為了實現相應功能，并不用于限制本發明的保護范圍。任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明實施例揭露的技術范圍內可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的權利保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種木材彎曲彈性模量測量的溫控裝置，包括溫控箱(I)、溫度控制裝置(5)、溫度監測裝置(6)、液態二氧化碳輸送裝置以及木材彎曲彈性模量測量裝置(10)，其特征在于通過調節木材試樣所處環境的溫度變化而控制木材溫度，且彎曲彈性模量測量過程中不需要移動試樣。
2.根據權利要求1所述的材彎曲彈性模量測量的溫控裝置，其特征在于所述的溫控箱(I)是封閉式具有隔熱、隔冷功效的盒子裝置，其內布有電動小風扇(4)、電熱棒(12 )、木材試樣(2)和用來支撐木材試樣(2)的金屬滾輪(3)，其側壁穿透有輸送液態二氧化碳的銅管線(8)。
3.根據權利要求1所述的木材彎曲彈性模量測量的溫控裝置，其特征在于所述的液態二氧化碳輸送裝置是由銅管線(8)和液態二氧化碳瓶(7)所組成。
4.根據權利要求1所述的木材彎曲彈性模量測量的溫控裝置，其特征在于所述的溫控箱(I)內環境降溫過程是通過控制液態二氧化碳的輸送和調節電動小風扇的運轉來實現木材溫度的控制的。
5.根據權利要求1所述的溫度控制系統，其特征在于所述的溫度控制裝置(7)連接電動小風扇(5)和電熱棒(10)，用來調節溫控箱(6)內空氣溫度，所述的溫度監測裝置(7)由兩根熱電偶(4)相連接，2個熱電偶(4)分別固置在木材試樣(3)的兩個不同位置來監測木材試樣溫度變化。
6.根據權利要求6所述的溫度控制裝置(7)，其特征在于:當箱內空氣溫度達到預先設定好溫度后，該裝置自動停止電動小風扇(5)和電熱棒(10)的工作，當箱內空氣溫度偏離預設的溫度后，該裝置自動開啟電動小風扇(5)和電熱棒(10)的工作。
7.根據權利要求2所述的溫控箱(I)，其特征在于所述的溫控箱(6)的下層的木材試樣(3)由兩個金屬滾輪支撐，以完成彎曲彈性模量測量的支點作用。
8.根據權利要求2所述的溫控箱(I)，其特征在于溫控箱的蓋子與木材彎曲彈性模量測量裝置(10)的壓頭(9)相連接，以滿足測量過程中箱子的開啟和閉合。
9.根據權利要求1所述的木材彎曲彈性模量測量溫控式裝置，其特征在于所采用的降溫過程是借助液態二氧化碳拉實現，升溫過程是借助電熱棒來實現的。
10.根據權利要求1所述的木材彎曲彈性模量測量溫控式裝置，其特征在于所測的溫度點和溫度間隔可自由設定，但是為了溫度控制的準確性，一般溫度間隔不宜小于2V，所測的溫度一般為-80V?50°C。
【文檔編號】G01N3/10GK103543767SQ201210243860
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月16日 優先權日:2012年7月16日
【發明者】高珊, 王立海 申請人:東北林業大學