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日志

应用在射频条件下木材干燥试验过程中温湿度和压力监控系统中的光纤传感器

已有 772 次阅读2020-10-10 09:16 |个人分类:传感器| 光纤传感器

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射频(RF)是Radio Frequency的缩写,表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300kHz300GHz之间。射频就是射频电流,简称RF,它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。射频(300K-300G)是高频(大于10K)的较高频段,微波频段(300M-300G)又是射频的较高频段。

在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。在电磁波频率低于100kHz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,但电磁波频率高于100kHz时,电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力。我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。射频技术在无线通信领域中被广泛使用,有线电视系统就是采用射频传输方式。

随着社会经济的发展、人类文明的进步和居民生活水准的提高,对木材及其制品的数量和质量提出了越来越高的需求,对木材加工技术,包括掌握技术的人群也提出了越来越高的要求。尤其是近几十年来,世界上木材资源的重点逐步从天然林向人工速生林转移,针对新型木材原料的材性、加工和应用技术以及相庆的文化内涵都形成了新的技术范畴,对木材工业科技工作者提出了一系列新的研究课题。

木材干燥过程的实施:

1、预热处理:预热时,窑内温度一般比基准同期规定的值略高或相对湿度根据木材的初含水率和应力状态而定,预热时间可根据树种、木材厚度和最初温度确定,一般从干燥窑内温度、湿度达到规定值算起,预热时间大约是:夏季为1—1.5h/cm(厚度),冬季1.5—2h/cm(厚度)。由预热处理转到干燥基准相当含水率阶段,时间不得少于2h。目的:提高木材温度,整体热透,温度均匀,促使木材内部水份重新分布,提高木材可塑性,防止木材开裂、变形,同时脱脂杀菌,提高尺寸稳定性。

2、木材干燥及中间处理:木材预热后,关闭喷蒸,开启排气窗,使干湿球温度缓降至干燥基准第一阶段所需温湿度,基准转换应缓慢过度,否则会使木材表面水分强烈蒸发,当内层水分向表面蒸发扩散速度表面水分蒸发速度时,产生木材开裂等干燥缺陷。在调节和控制窑内介质状态时,适时适量开关进排气道。在任何情况下,都决不允许打开进排气窗而进行喷蒸。对难干材或厚板在干燥过程要适时进行对木材进行喷蒸处理,削弱含水率梯度,使之存在的应力趋于缓和,避免木材出现破坏应力而产生内裂。中间处理的时机,次数与时间根据具体情况确定。中间处理的介质状态是:温度略高于干燥基准上相应的含水率阶段规定的温度或相当,相对温度和木材当时的含水率相平衡,处理时间可按每1cm厚度喷蒸1h,维持1-1.5h计算。

3、终了平衡与调湿阶段:

1)、平衡处理阶段:清除木材干燥中含水率不均匀现象,从最干检验板含水率比要求终了含水率低2%开始处理到高湿木材含水率达到要求的终含水率为止。处理时介质的温度与干燥最后阶段的温度相当,相对温度与最干木材的含水率平衡。

2)、终了调湿处理:消除或减轻残余应力和木材厚度上的含水率偏差。处理时介质温度与干燥最后阶段的温度相当,湿度视木材种类而定,一般应比终含水率高3%(针叶材)或4%(阔叶材)的含水率相平衡,处理时间为2-6h/cm厚度。

4、冷却处理:在干燥过程结束后应关闭加热器和喷蒸管的阀门,打开排气窗,让风机继续运转,待木材冷却至室外温度高20℃左右出窑,以防木材开裂。

最后推荐两款应用在木材干燥实验过程中温湿度和压力监控系统中的光纤传感器,都是由工采网从国外引进的高质量光纤传感器,首先是光纤温度传感器 - FOT-L-SD和光纤温度传感器 - FOT-L-BAFOT-L-SDFOT-L-BA是一类非常适合在极端环境下测量温度的光纤温度传感器,这种极端环境包括低温、核环境、微波和高强度的RF等。FOT-L集所有您期望从理想传感器器身获取的优良特性于一体。因此,即使在极端温度和不利的环境下,这类传感器依然能够提供高精度和可靠的温度测量。两种 FOT-L 温度传感器的主要特征都是完全不受EMIRFI影响,同时,它们的尺寸小、针对危险环境内置安全装置、耐高温、耐腐蚀并且具备较高的精度。

最后是光纤压力传感器 - FOP-MFOP-M是一种光纤压力传感器,主要用在可能出现高温的场合,如航空和国防。除此之外,此款传感器也是恶劣和危险环境下一般工业应用的有用工具。FOP-M光纤压力传感器的目的之一是使之能在高温环境下工作。此外,光纤压力传感器FOP-M还具备以下优点:不受EI/RFI影响、尺寸小、可在恶劣环境下做可靠测量、精度高 以及耐腐蚀等。FOP-M光纤压力传感器基于公认的法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉原理 。传感器的独特设计基于对硅膜的偏析测量,这一点与传统的压力测量技术截然不同。压力的改变会引起Fabry-Perot干涉腔长度的变化,而此时,即使温度、EMI、湿度和震荡的环境异常恶劣,我们的光纤信号调理器都可以持续高精度地测量干涉腔的长度。

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