胶粘剂热压固化的介电监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种胶粘剂热压固化的介电监测系统。该系统包括：热电偶、测温仪、电容传感器、数字电桥、相敏检波器和计算机；其中，热电偶和电容传感器埋设于板坯内部的同一位置；热电偶与测温仪相连，测温仪与计算机相连；电容传感器与数字电桥相连，数字电桥与相敏检波器相连，相敏检波器与计算机相连。本实用新型专利技术能现场监测板坯中的胶粘剂在热压固化工况下的介电损耗因子随温度和时间的变化情况。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及人造板所用胶粘剂的热压固化
，特别是涉及一种胶粘剂热压固化的介电监测系统。
技术介绍
人造板热压过程是人造板的板坯与胶粘剂在外界压力和温度作用下所发生的一系列物理化学反应过程。在人造板热压过程中，掺入了胶粘剂的板坯位于上压板和下压板之间，在上下压板的加热挤压之下，胶粘剂逐渐由液态凝结为固态，从而将原来松散的板坯粘结为一个整体。图1为人造板热压过程中胶粘剂的温度随时间的变化情况示意图。如图1所示， 在开始阶段，胶粘剂的温度为室温(约20°C )，说明上下压板提供的热量尚未传至胶粘剂； 随后，胶粘剂的温度随着上下压板的加热而急剧上升，在到达约110°C之后，板坯中的水分完全蒸发而使胶粘剂的温度增速放缓，最后，胶粘剂的温度在160°C左右震荡，当上下压板离开板坯从而停止对胶粘剂的加热后，胶粘剂的温度逐渐下降。现有技术可以通过优化热压工艺曲线的方式来减少人造板热压过程中的胶粘剂使用量或者减少加热时间，从而提高胶粘剂的使用效率，进而提高人造板产品的质量和生产效率，降低人造板生产的能耗与废弃物排放量。这里的热压工艺曲线指的是人造板热压机的压力和温度随时间的变化曲线，为了优化热压工艺曲线，就需要现场监测板坯中的胶粘剂在热压固化工况下的变化情况，但目前还没有相关技术。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种胶粘剂热压固化的介电监测系统，能现场监测板坯中的胶粘剂在热压固化工况下的介电损耗因子随温度和时间的变化情况。本技术解决上述技术问题的技术方案如下一种胶粘剂热压固化的介电监测系统，该系统用于现场监测板坯中的胶粘剂在热压固化工况下的介电损耗因子随温度和时间的变化情况；该系统包括热电偶、测温仪、电容传感器、数字电桥、相敏检波器和计算机；其中，所述热电偶和所述电容传感器埋设于所述板坯内部的同一位置；所述热电偶与所述测温仪相连，所述测温仪与所述计算机相连；所述电容传感器与所述数字电桥相连，所述数字电桥与所述相敏检波器相连，所述相敏检波器与所述计算机相连。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进进一步，还包括模数转换器，其输入端和输出端分别与所述相敏检波器和所述计算机相连。进一步，所述热电偶包括镍铬线和镍硅线；所述镍铬线和所述镍硅线均为细丝状；所述镍铬线的一端与所述镍硅线的一端相连，作为该热电偶的公共端而与所述电容传感器埋设于所述板坯内部的同一位置；所述镍铬线上相对于所述公共端之外的另一端和所述镍硅线上相对于所述公共端之外的另一端分别与所述测温仪相连。进一步，所述热电偶还包括耐高温绝缘材料，其外覆于所述镍铬线上除去所述公共端之外的部分以及所述镍硅线上除去所述公共端之外的部分。进一步，所述电容传感器为同面叉指电容传感器。进一步，所述数字电桥所用的交变电场的频率在102Hz至105Hz之间。本技术的有益效果是本技术中，热电偶可实时现场检测板坯中胶粘剂的温度，由测温仪将该温度数值化并输出到计算机中；电容传感器、数字电桥和相敏检波器可实时现场检测该胶粘剂的阻抗，这样，胶粘剂的温度以及阻抗可实时传输到计算机中，从而利用现有的计算方法获得胶粘剂在热压固化工况下的介电损耗因子随温度和时间的变化情况。附图说明图1为人造板热压过程中胶粘剂的温度随时间的变化情况示意图；图2为本技术提出的胶粘剂热压固化的介电监测系统的结构图；图3为数字电桥与相敏检波器的连接关系的一个实施例的结构图；图4为本技术所采用的热电偶的结构示意图；图5为利用本技术测得的胶粘剂的介电损耗因子随温度和时间的变化情况示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。图2为本技术提出的胶粘剂热压固化的介电监测系统的结构图，该系统用于现场监测板坯中的胶粘剂在热压固化工况下的介电损耗因子随温度和时间的变化情况。如图2所示，人造板热压机的上压板201和下压板202上下相对，板坯203位于上压板201和下压板202之间，该图用长方体来示意板坯203，这不意味着人造板的板坯203即为长方体， 其他形状的板坯203也在本技术的保护范围之内。在人造板热压之前，要在板坯203中均勻地掺入足量的胶粘剂，以使胶粘剂在上压板201和下压板202的加热挤压(简称热压)工况下由液态逐渐变为固态，从而使原本松散的板坯203变为一个牢固的整体。本技术所涉及的胶粘剂的种类很多，如脲醛树月旨、酚醛树脂等，只要能满足使板坯203变为一个整体的目的，都在本技术的保护范围之内。图2所示的胶粘剂热压固化的介电监测系统包括热电偶205、测温仪210、电容传感器204、数字电桥206、相敏检波器207和计算机209 ；其中，热电偶205和电容传感器204埋设于板坯203内部的同一位置，这样，在上压板 201和下压板202合龙(即上压板201和下压板202分别接触板坯203的上下表面，并对板4坯203施加压力)之后，上压板201和下压板202所施加的压力会立即传至胶粘剂处，上压板201和下压板202所提供的热量会逐渐传到热电偶205和电容传感器204的埋设位置， 该压力和热量会对板坯203及其掺入的胶粘剂发生作用，使胶粘剂由液态变为固态，从而使松散的板坯203逐渐变为一个整体。在该过程中，热电偶205可实时现场检测其所在位置的胶粘剂的温度，与此同时，电容传感器204可在同一位置输出电流信号。热电偶205与对温度进行数值化的测温仪210相连，测温仪210又与计算机209 相连，这样，热电偶205所测得的胶粘剂的温度即可实时经过测温仪210的数值化处理而输入到计算机209中进行储存和处理。电容传感器204与数字电桥206相连，在数字电桥206中的交流电源提供的交流电压作用下，电容传感器204可向数字电桥206实时传输交流电流信号。数字电桥206与相敏检波器207相连，相敏检波器207又与计算机209相连，这样，数字电桥206和相敏检波器207可根据电容传感器204所输出的电流信号获得电容传感器204所在位置的胶粘剂的阻抗Zx，并将其传输到计算机209进行储存和处理，计算机利用收到的板坯203中同一位置处的胶粘剂的温度和阻抗值，通过现有的计算方法进行运算，即可获得胶粘剂在热压固化工况下的介电损耗因子随温度和时间的变化情况。可见，利用本技术提出的胶粘剂热压固化的介电监测系统，可获得在胶粘剂的种类、配比不同的情况下，以及在不同热压条件(如热压时间设置、热压的温度设置、热压的压力设置等)下，胶粘剂的介电损耗因子随温度和时间的变化情况，从而为热压工艺曲线的优化提供依据，进而提高胶粘剂的使用效率和人造板产品的质量，降低人造板生产的能耗与废弃物排放量。计算机209利用胶粘剂的温度T和阻抗虹来得到胶粘剂的介电损耗因子ε “的方法如下胶粘剂作为电介质，其复介电常数ε *的定义为ε * = ε ‘ -j ε 〃 ⑴式(1)中的ε ‘是胶粘剂的绝对介电常数，也是^的实部。定义损耗角正切tg δ如下权利要求1.一种胶粘剂热压固化的介电监测系统，该系统用于现场监测板坯中的胶粘剂在热压固化工况下的介电损耗因子随温度和时间的变化情况；其特征在于，该系统包括热电偶、 测温仪、电容传感器、数字本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘斌，程放，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：实用新型
国别省市：