利用近红外光谱在线检测实木板材性能的装置和方法
利用近红外光谱在线检测实木板材性能的装置和方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种实木板材性能的检测装置和方法。
【背景技术】
[0002]利用近红外光谱仪可以检测木材的化学组成(如木质素、纤维素等)、物理性质等内容。由于近红外探测器检测时需要探头与被测物间距离恒定，因此在工业批量检测中存在应用不便的局限性。
[0003]近红外探测器可分为阵列式和单点式两类。阵列式的近红外设备每次可采集多点近红外光谱信息，通过平均处理表达光谱信息。阵列式相对准确，但是价格昂贵。单点式近红外设备价格相对便宜，但是实木存在各向异性的特点，所以简单地应用单点式探测器随机采集实木上的光谱信息，其分析结果不准确。另外，目前的实木板材性能的检测仅停留在实验室阶段，还没有在线监测技术可以完成批量标准尺寸的实木板材的检测。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供利用近红外光谱分析检测实木板材性能的装置和方法，以解决阵列式的近红外设备价格昂贵，而单点式近红外设备采集实木上的光谱信息，其分析结果不准确的问题。本发明的目的是这样实现的:
[0005]本发明装置包括工作台1、被测板材承载与移动部件2、近红外探头承载装置3、分选部件、测距装置4、近红外探头高度调节部件5、近红外探头6、摄像头8、夹持装置9、进料平台11和上位计算机；
[0006]被测板材承载与移动部件2由两根纵向导轨、横向导轨和移动部件组成，且纵向导轨和横向导轨固定布置在工作台1的上板面上；
[0007]近红外探头承载装置3为框架状且跨设在被测板材承载与移动部件2的上方；
[0008]近红外探头高度调节部件5悬吊在近红外探头承载装置3上且调节方向垂直于工作台1的上板面;测距装置4和近红外探头6设置在近红外探头高度调节部件5上以获得其对高度的调节，测距装置4和近红外探头6的探测方向指向工作台1的上板面；
[0009]被测板材承载与移动部件2的移动部件上设置有夹持装置9;
[0010]工作台1上表面的前端设置有进料平台11，进料平台11的上方设置有摄像头8，工作台1上表面的后端处设置有分选部件，所述分选部件由第一立杆12-1和第二立杆12-2组成，第一立杆12-1和第二立杆12-2固定在近红外探头承载装置3上且下端高度与夹持装置9高度相适应，第一立杆12-1和第二立杆12-2前端处的工作台1上板面上各开有一个下滑通道14，下滑通道14的下端在工作台1的侧立面上设有出口；
[0011]所述上位计算机与被测板材承载与移动部件2的移动部件、测距装置4、近红外探头高度调节部件5、摄像头8和夹持装置9相连接以完成命令和数据的传送。
[0012]本发明的方法包括下述步骤:一、把被测板材10放在进料平台11上，先利用摄像头8判断被测板材10表面是否存在缺陷，并检测被测板材10宽度与长度；如果具有缺陷就剔除，没有缺陷的板材送入夹持装置9;
[0013]二、上位计算机根据测得的被测板材10的宽度调整夹持装置9，完成夹持工作；由测距装置4和近红外探头高度调节部件5自动调节近红外探头6与被测板材之间的距离，以完成近红外探头6对被测板材10的单点检测；
[0014]三、被测板材承载与移动部件2控制被测板材10沿横向和纵向两个方向移动，实现近红外探头6对被测板材10的遍历和信息采集；
[0015]四、采集到的光谱数据传输到上位计算机上进行数据分析，根据实际情况分类;然后被测板材承载与移动部件2控制被测板材10向分选部件移动，夹持装置9松开，由第一立杆12-1或第二立杆12-2推动被测板材10滑落，被测板材10通过进入不同的下滑通道14完成分选。
[0016]本发明采用单点式探测器分析实木板材性能，通过设计遍历装置可以动态、灵活地实现实木板材表面数据的采集，分析出板材力学性能及其分布特性;通过加载近红外探头与实木板材间的测距传感器，控制近红外探头高度，实现探头与被测板材间距离恒定，实现光谱信息表达的准确性。为提高检测速度，利用摄像头判断实木板材是否存在缺陷，若存在缺陷，其性能将不满足要求，该实木板材将被直接剔除，该过程将提高检测速度。同时摄像头可以确定实木板材宽度与长度，为夹持装置和近红外探头采集的速度与精度提供参考量。为提高检测速度，直接连接电脑进行后续光谱信息处理，自动化的检测减少人工的费时费力。
[0017]本发明通过测距传感器控制实木板材与近红外探头间距离恒定，实现光谱有效性采集;通过遍历整个实木板材和设置采样间隔，动态灵活地完成实木板材性能的高精度光谱分析，得出板材力学性能及其分布特性;通过摄像头预处理，为近红外采集提供实木板材尺寸信息的同时可剔除缺陷板材，实现实木板材性能的初步判断。目前市面上并没有此类装置能够实现这一功能。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的结构示意图。图2为本发明中被测板材承载与移动部件2的结构示意图。图3为夹持装置9的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]【具体实施方式】一:下面结合图1至图3具体说明本实施方式。本实施方式装置包括工作台1、被测板材承载与移动部件2、近红外探头承载装置3、分选部件、测距装置4、近红外探头高度调节部件5、近红外探头6、摄像头8、夹持装置9、进料平台11和上位计算机；
[0020]被测板材承载与移动部件2由两根纵向导轨、横向导轨和移动部件组成，且纵向导轨和横向导轨固定布置在工作台1的上板面上；
[0021 ]近红外探头承载装置3为框架状且跨设在被测板材承载与移动部件2的上方；
[0022]近红外探头高度调节部件5悬吊在近红外探头承载装置3上且调节方向垂直于工作台1的上板面;测距装置4和近红外探头6设置在近红外探头高度调节部件5上以获得其对高度的调节，测距装置4和近红外探头6的探测方向指向工作台1的上板面；
[0023]被测板材承载与移动部件2的移动部件上设置有夹持装置9;
[0024]工作台1上表面的前端设置有进料平台11，进料平台11的上方设置有摄像头8，工作台1上表面的后端处设置有分选部件，所述分选部件由第一立杆12-1和第二立杆12-2组成，第一立杆12-1和第二立杆12-2固定在近红外探头承载装置3上且下端高度与夹持装置9高度相适应，第一立杆12-1和第二立杆12-2前端处的工作台1上板面上各开有一个下滑通道14，下滑通道14的下端在工作台1的侧立面上设有出口；
[0025]所述上位计算机与被测板材承载与移动部件2的移动部件、测距装置4、近红外探头高度调节部件5、摄像头8和夹持装置9相连接以完成命令和数据的传送。
[0026]摄像头8通过摄像头支架7固定在工作台1的上表面上。
[0027]被测板材承载与移动部件2的移动部件采用同步带直线模组承载位移平台。
[0028]夹持装置9是由左右两块铝合金板加工成的夹持板15，以及两个步进电机(输出轴为丝杠)和两套滑轨、滑块等几大部分组成。传动原理是两步进电机接受到控制信号后，丝杠轴转动，丝杠轴上的螺母就会前后移动，而两螺母是分别与左右夹持板用螺丝固定在一起的，左右夹持板会随螺母一起如后运动。夹持装置9最小可夹持2cm左右的样板，最大可夹持16cm左右的样板，适用性强。
[0029]近红外探头高度调节部件5包括步进电机、 电机座、滑轨、滑块、探头座以及一个L形支撑板。这个部分的主要功能就是携带支撑探头，并能调整探头高度，其传动原理和夹持装置一样。其整体架构在铝合金型材搭建而成的框架上，牢固可靠。
[0030]【具体实施方式】二:下面结合图3具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一相比具体限定了所述夹持板15由夹板15-1、挡块15-2和联接板15-3组成，夹板15-1固定在联接板15-3的上表面上，挡块15-2固定在夹板15-1长度方向的一端上，联接板15-3固定在夹持装置9的滑块上。如此设置，两块夹持板15相对排列，挡块15-2的内表面实现了被测板材10的端面定位。
[0031]【具体实施方式】三:下面结合图3具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式二相比具体限定了夹板15-1、挡板15-2的表面上设置有弹性橡胶垫15-4。如此设置，减小机械性损坏。
[0032]【具体实施方式】四:下面结合图1至图3具体说明本实施方式。本实施方式的方法包括下述步骤:
[0033]一、把被测板材10放在进料平台11上，先利用摄像头8判断被测板材10表面是否存在缺陷，并检测被测板材10宽度与长度;如果具有缺陷就剔除，没有缺陷的板材送入夹持装置9;
[0034]二、上位计算机根据测得的被测板材10的宽度调整夹持装置9，完成夹持工作；由测距装置4和近红外探头高度调节部件5自动调节近红外探头6与被测板材之间的距离，以完成近红外探头6对被测板材10的单点检测；
[0035]三、被测板材承载与移动部件2控制被测板材10沿横向和纵向两个方向移动，实现近红外探头6对被测板材10的遍历和信息采集；
[0036]四、采集到的光谱数据传输到上位计算机上进行数据分析，计算出板材力学性能及其分布特性，并根据实际情况分类;然后被测板材承载与移动部件2控制被测板材10向分选部件移动，夹持装置9松开，由第一立杆12-1或第二立杆12-2推动被测板材10滑落，被测板材10通过进入不同的下滑通道14完成分选。
[0037]【具体实施方式】五:本实施方式与实施方式四相比具体限定了被测板材10为木质地板。
【主权项】
1.利用近红外光谱在线检测实木板材性能的装置，其特征在于它包括工作台(1)、被测板材承载与移动部件(2)、近红外探头承载装置(3)、分选部件、测距装置(4)、近红外探头高度调节部件(5)、近红外探头(6)、摄像头(8)、夹持装置(9)、进料平台(11)和上位计算机； 被测板材承载与移动部件(2)由两根纵向导轨、横向导轨和移动部件组成，且纵向导轨和横向导轨固定布置在工作台(1)的上板面上； 近红外探头承载装置(3)为框架状且跨设在被测板材承载与移动部件(2)的上方； 近红外探头高度调节部件(5)悬吊在近红外探头承载装置(3)上且调节方向垂直于工作台(1)的上板面;测距装置(4)和近红外探头(6)设置在近红外探头高度调节部件(5)上以获得其对高度的调节，测距装置(4)和近红外探头(6)的探测方向指向工作台(1)的上板面； 被测板材承载与移动部件(2)的移动部件上设置有夹持装置(9); 工作台(1)上表面的前端设置有进料平台(11)，进料平台(11)的上方设置有摄像头(8)，工作台(1)上表面的后端处设置有分选部件，所述分选部件由第一立杆(12-1)和第二立杆(12-2)组成，第一立杆(12-1)和第二立杆(12-2)固定在近红外探头承载装置(3)上且下端高度与夹持装置(9)高度相适应，第一立杆(12-1)和第二立杆(12-2)前端处的工作台(1)上板面上各开有一个下滑通道(14)，下滑通道(14)的下端在工作台(1)的侧立面上设有出口； 所述上位计算机与被测板材承载与移动部件(2)的移动部件、测距装置(4)、近红外探头高度调节部件(5)、摄像头(8)和夹持装置(9)相连接以完成命令和数据的传送。2.根据权利要求1所述的利用近红外光谱在线检测实木板材性能的装置，其特征在于摄像头(8)通过摄像头支架(7)固定在工作台(1)的上表面上。3.根据权利要求1所述的利用近红外光谱在线检测实木板材性能的装置，其特征在于被测板材承载与移动部件(2)的移动部件采用同步带直线模组承载位移平台。4.根据权利要求1、2或3所述的利用近红外光谱在线分析检测实木板材性能的装置，其特征在于夹持装置(9)由左右两块铝合金板加工成的夹持板(15)、两个步进电机两套滑轨和滑块组成。5.根据权利要求4所述的利用近红外光谱在线分析检测实木板材性能的装置，其特征在于所述夹持板(15)由夹板(15-1)、挡块(15-2)和联接板(15-3)组成，夹板(15-1)固定在联接板(15-3)的上表面上，挡块(15-2)固定在夹板(15-1)长度方向的一端上，联接板(15-3)固定在夹持装置(9)的滑块上。6.根据权利要求5所述的利用近红外光谱在线分析检测实木板材性能的装置，其特征在于夹板(15-1)、挡板(15-2)的表面上设置有弹性橡胶垫(15-4)。7.应用权利要求1至6所述装置的利用近红外光谱在线分析检测实木板材性能的方法，其特征在于它包括下述步骤:一、把被测板材(10)放在进料平台(11)上，先利用摄像头(8)判断被测板材(10)表面是否存在缺陷，并检测被测板材(10)宽度与长度;如果具有缺陷就剔除，没有缺陷的板材送入夹持装置(9); 二、上位计算机根据测得的被测板材10的宽度调整夹持装置(9)，完成夹持工作；由测距装置(4)和近红外探头高度调节部件(5)自动调节近红外探头(6)与被测板材之间的距离，以完成近红外探头(6)对被测板材(10)的单点检测； 三、被测板材承载与移动部件(2)控制被测板材(10)沿横向和纵向两个方向移动，实现近红外探头(6)对被测板材(10)的动态灵活地遍历和信息采集； 四、采集到的光谱数据传输到上位计算机上进行数据分析，计算板材力学性能及其分布特性，根据实际情况分类;然后被测板材承载与移动部件(2)控制被测板材(10)向分选部件移动，夹持装置(9)松开，由第一立杆(12-1)或第二立杆(12-2)推动被测板材(10)滑落，被测板材(10)通过进入不同的下滑通道(14)完成分选。8.根据权利要求7所述的利用近红外光谱在线分析检测实木板材性能的方法，其特征在于被测板材(10)为木质地板。
【专利摘要】利用近红外光谱在线检测实木板材性能的装置和方法，本发明涉及一种实木板材性能的检测装置和方法。它解决了阵列式的近红外设备价格昂贵，而单点式近红外设备采集实木上的光谱信息，其分析结果不准确的问题。发明采用单点式探测器分析实木板材性能，通过设计遍历装置动态灵活地实现实木板材表面数据的采集；通过加载近红外探头与实木板材间的测距传感器，控制近红外探头高度，实现探头与被测板材间距离恒定，实现光谱信息表达的准确性。为提高检测速度，利用摄像头判断实木板材是否存在缺陷，若存在缺陷，其性能将不满足要求，该实木板材将被直接剔除，为提高检测速度，直接连接电脑进行后续光谱信息处理，自动化的检测减少人工的费时费力。
【IPC分类】G01N21/359, G01N21/3563
【公开号】CN105486660
【申请号】CN201510828800
【发明人】张怡卓, 李超, 涂文俊, 卢振, 侯弘毅, 梁玉亮
【申请人】东北林业大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月24日
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种实木板材性能的检测装置和方法。
【背景技术】
[0002]利用近红外光谱仪可以检测木材的化学组成(如木质素、纤维素等)、物理性质等内容。由于近红外探测器检测时需要探头与被测物间距离恒定，因此在工业批量检测中存在应用不便的局限性。
[0003]近红外探测器可分为阵列式和单点式两类。阵列式的近红外设备每次可采集多点近红外光谱信息，通过平均处理表达光谱信息。阵列式相对准确，但是价格昂贵。单点式近红外设备价格相对便宜，但是实木存在各向异性的特点，所以简单地应用单点式探测器随机采集实木上的光谱信息，其分析结果不准确。另外，目前的实木板材性能的检测仅停留在实验室阶段，还没有在线监测技术可以完成批量标准尺寸的实木板材的检测。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供利用近红外光谱分析检测实木板材性能的装置和方法，以解决阵列式的近红外设备价格昂贵，而单点式近红外设备采集实木上的光谱信息，其分析结果不准确的问题。本发明的目的是这样实现的:
[0005]本发明装置包括工作台1、被测板材承载与移动部件2、近红外探头承载装置3、分选部件、测距装置4、近红外探头高度调节部件5、近红外探头6、摄像头8、夹持装置9、进料平台11和上位计算机；
[0006]被测板材承载与移动部件2由两根纵向导轨、横向导轨和移动部件组成，且纵向导轨和横向导轨固定布置在工作台1的上板面上；
[0007]近红外探头承载装置3为框架状且跨设在被测板材承载与移动部件2的上方；
[0008]近红外探头高度调节部件5悬吊在近红外探头承载装置3上且调节方向垂直于工作台1的上板面;测距装置4和近红外探头6设置在近红外探头高度调节部件5上以获得其对高度的调节，测距装置4和近红外探头6的探测方向指向工作台1的上板面；
[0009]被测板材承载与移动部件2的移动部件上设置有夹持装置9;
[0010]工作台1上表面的前端设置有进料平台11，进料平台11的上方设置有摄像头8，工作台1上表面的后端处设置有分选部件，所述分选部件由第一立杆12-1和第二立杆12-2组成，第一立杆12-1和第二立杆12-2固定在近红外探头承载装置3上且下端高度与夹持装置9高度相适应，第一立杆12-1和第二立杆12-2前端处的工作台1上板面上各开有一个下滑通道14，下滑通道14的下端在工作台1的侧立面上设有出口；
[0011]所述上位计算机与被测板材承载与移动部件2的移动部件、测距装置4、近红外探头高度调节部件5、摄像头8和夹持装置9相连接以完成命令和数据的传送。
[0012]本发明的方法包括下述步骤:一、把被测板材10放在进料平台11上，先利用摄像头8判断被测板材10表面是否存在缺陷，并检测被测板材10宽度与长度；如果具有缺陷就剔除，没有缺陷的板材送入夹持装置9;
[0013]二、上位计算机根据测得的被测板材10的宽度调整夹持装置9，完成夹持工作；由测距装置4和近红外探头高度调节部件5自动调节近红外探头6与被测板材之间的距离，以完成近红外探头6对被测板材10的单点检测；
[0014]三、被测板材承载与移动部件2控制被测板材10沿横向和纵向两个方向移动，实现近红外探头6对被测板材10的遍历和信息采集；
[0015]四、采集到的光谱数据传输到上位计算机上进行数据分析，根据实际情况分类;然后被测板材承载与移动部件2控制被测板材10向分选部件移动，夹持装置9松开，由第一立杆12-1或第二立杆12-2推动被测板材10滑落，被测板材10通过进入不同的下滑通道14完成分选。
[0016]本发明采用单点式探测器分析实木板材性能，通过设计遍历装置可以动态、灵活地实现实木板材表面数据的采集，分析出板材力学性能及其分布特性;通过加载近红外探头与实木板材间的测距传感器，控制近红外探头高度，实现探头与被测板材间距离恒定，实现光谱信息表达的准确性。为提高检测速度，利用摄像头判断实木板材是否存在缺陷，若存在缺陷，其性能将不满足要求，该实木板材将被直接剔除，该过程将提高检测速度。同时摄像头可以确定实木板材宽度与长度，为夹持装置和近红外探头采集的速度与精度提供参考量。为提高检测速度，直接连接电脑进行后续光谱信息处理，自动化的检测减少人工的费时费力。
[0017]本发明通过测距传感器控制实木板材与近红外探头间距离恒定，实现光谱有效性采集;通过遍历整个实木板材和设置采样间隔，动态灵活地完成实木板材性能的高精度光谱分析，得出板材力学性能及其分布特性;通过摄像头预处理，为近红外采集提供实木板材尺寸信息的同时可剔除缺陷板材，实现实木板材性能的初步判断。目前市面上并没有此类装置能够实现这一功能。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的结构示意图。图2为本发明中被测板材承载与移动部件2的结构示意图。图3为夹持装置9的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]【具体实施方式】一:下面结合图1至图3具体说明本实施方式。本实施方式装置包括工作台1、被测板材承载与移动部件2、近红外探头承载装置3、分选部件、测距装置4、近红外探头高度调节部件5、近红外探头6、摄像头8、夹持装置9、进料平台11和上位计算机；
[0020]被测板材承载与移动部件2由两根纵向导轨、横向导轨和移动部件组成，且纵向导轨和横向导轨固定布置在工作台1的上板面上；
[0021 ]近红外探头承载装置3为框架状且跨设在被测板材承载与移动部件2的上方；
[0022]近红外探头高度调节部件5悬吊在近红外探头承载装置3上且调节方向垂直于工作台1的上板面;测距装置4和近红外探头6设置在近红外探头高度调节部件5上以获得其对高度的调节，测距装置4和近红外探头6的探测方向指向工作台1的上板面；
[0023]被测板材承载与移动部件2的移动部件上设置有夹持装置9;
[0024]工作台1上表面的前端设置有进料平台11，进料平台11的上方设置有摄像头8，工作台1上表面的后端处设置有分选部件，所述分选部件由第一立杆12-1和第二立杆12-2组成，第一立杆12-1和第二立杆12-2固定在近红外探头承载装置3上且下端高度与夹持装置9高度相适应，第一立杆12-1和第二立杆12-2前端处的工作台1上板面上各开有一个下滑通道14，下滑通道14的下端在工作台1的侧立面上设有出口；
[0025]所述上位计算机与被测板材承载与移动部件2的移动部件、测距装置4、近红外探头高度调节部件5、摄像头8和夹持装置9相连接以完成命令和数据的传送。
[0026]摄像头8通过摄像头支架7固定在工作台1的上表面上。
[0027]被测板材承载与移动部件2的移动部件采用同步带直线模组承载位移平台。
[0028]夹持装置9是由左右两块铝合金板加工成的夹持板15，以及两个步进电机(输出轴为丝杠)和两套滑轨、滑块等几大部分组成。传动原理是两步进电机接受到控制信号后，丝杠轴转动，丝杠轴上的螺母就会前后移动，而两螺母是分别与左右夹持板用螺丝固定在一起的，左右夹持板会随螺母一起如后运动。夹持装置9最小可夹持2cm左右的样板，最大可夹持16cm左右的样板，适用性强。
[0029]近红外探头高度调节部件5包括步进电机、 电机座、滑轨、滑块、探头座以及一个L形支撑板。这个部分的主要功能就是携带支撑探头，并能调整探头高度，其传动原理和夹持装置一样。其整体架构在铝合金型材搭建而成的框架上，牢固可靠。
[0030]【具体实施方式】二:下面结合图3具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一相比具体限定了所述夹持板15由夹板15-1、挡块15-2和联接板15-3组成，夹板15-1固定在联接板15-3的上表面上，挡块15-2固定在夹板15-1长度方向的一端上，联接板15-3固定在夹持装置9的滑块上。如此设置，两块夹持板15相对排列，挡块15-2的内表面实现了被测板材10的端面定位。
[0031]【具体实施方式】三:下面结合图3具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式二相比具体限定了夹板15-1、挡板15-2的表面上设置有弹性橡胶垫15-4。如此设置，减小机械性损坏。
[0032]【具体实施方式】四:下面结合图1至图3具体说明本实施方式。本实施方式的方法包括下述步骤:
[0033]一、把被测板材10放在进料平台11上，先利用摄像头8判断被测板材10表面是否存在缺陷，并检测被测板材10宽度与长度;如果具有缺陷就剔除，没有缺陷的板材送入夹持装置9;
[0034]二、上位计算机根据测得的被测板材10的宽度调整夹持装置9，完成夹持工作；由测距装置4和近红外探头高度调节部件5自动调节近红外探头6与被测板材之间的距离，以完成近红外探头6对被测板材10的单点检测；
[0035]三、被测板材承载与移动部件2控制被测板材10沿横向和纵向两个方向移动，实现近红外探头6对被测板材10的遍历和信息采集；
[0036]四、采集到的光谱数据传输到上位计算机上进行数据分析，计算出板材力学性能及其分布特性，并根据实际情况分类;然后被测板材承载与移动部件2控制被测板材10向分选部件移动，夹持装置9松开，由第一立杆12-1或第二立杆12-2推动被测板材10滑落，被测板材10通过进入不同的下滑通道14完成分选。
[0037]【具体实施方式】五:本实施方式与实施方式四相比具体限定了被测板材10为木质地板。
【主权项】
1.利用近红外光谱在线检测实木板材性能的装置，其特征在于它包括工作台(1)、被测板材承载与移动部件(2)、近红外探头承载装置(3)、分选部件、测距装置(4)、近红外探头高度调节部件(5)、近红外探头(6)、摄像头(8)、夹持装置(9)、进料平台(11)和上位计算机； 被测板材承载与移动部件(2)由两根纵向导轨、横向导轨和移动部件组成，且纵向导轨和横向导轨固定布置在工作台(1)的上板面上； 近红外探头承载装置(3)为框架状且跨设在被测板材承载与移动部件(2)的上方； 近红外探头高度调节部件(5)悬吊在近红外探头承载装置(3)上且调节方向垂直于工作台(1)的上板面;测距装置(4)和近红外探头(6)设置在近红外探头高度调节部件(5)上以获得其对高度的调节，测距装置(4)和近红外探头(6)的探测方向指向工作台(1)的上板面； 被测板材承载与移动部件(2)的移动部件上设置有夹持装置(9); 工作台(1)上表面的前端设置有进料平台(11)，进料平台(11)的上方设置有摄像头(8)，工作台(1)上表面的后端处设置有分选部件，所述分选部件由第一立杆(12-1)和第二立杆(12-2)组成，第一立杆(12-1)和第二立杆(12-2)固定在近红外探头承载装置(3)上且下端高度与夹持装置(9)高度相适应，第一立杆(12-1)和第二立杆(12-2)前端处的工作台(1)上板面上各开有一个下滑通道(14)，下滑通道(14)的下端在工作台(1)的侧立面上设有出口； 所述上位计算机与被测板材承载与移动部件(2)的移动部件、测距装置(4)、近红外探头高度调节部件(5)、摄像头(8)和夹持装置(9)相连接以完成命令和数据的传送。2.根据权利要求1所述的利用近红外光谱在线检测实木板材性能的装置，其特征在于摄像头(8)通过摄像头支架(7)固定在工作台(1)的上表面上。3.根据权利要求1所述的利用近红外光谱在线检测实木板材性能的装置，其特征在于被测板材承载与移动部件(2)的移动部件采用同步带直线模组承载位移平台。4.根据权利要求1、2或3所述的利用近红外光谱在线分析检测实木板材性能的装置，其特征在于夹持装置(9)由左右两块铝合金板加工成的夹持板(15)、两个步进电机两套滑轨和滑块组成。5.根据权利要求4所述的利用近红外光谱在线分析检测实木板材性能的装置，其特征在于所述夹持板(15)由夹板(15-1)、挡块(15-2)和联接板(15-3)组成，夹板(15-1)固定在联接板(15-3)的上表面上，挡块(15-2)固定在夹板(15-1)长度方向的一端上，联接板(15-3)固定在夹持装置(9)的滑块上。6.根据权利要求5所述的利用近红外光谱在线分析检测实木板材性能的装置，其特征在于夹板(15-1)、挡板(15-2)的表面上设置有弹性橡胶垫(15-4)。7.应用权利要求1至6所述装置的利用近红外光谱在线分析检测实木板材性能的方法，其特征在于它包括下述步骤:一、把被测板材(10)放在进料平台(11)上，先利用摄像头(8)判断被测板材(10)表面是否存在缺陷，并检测被测板材(10)宽度与长度;如果具有缺陷就剔除，没有缺陷的板材送入夹持装置(9); 二、上位计算机根据测得的被测板材10的宽度调整夹持装置(9)，完成夹持工作；由测距装置(4)和近红外探头高度调节部件(5)自动调节近红外探头(6)与被测板材之间的距离，以完成近红外探头(6)对被测板材(10)的单点检测； 三、被测板材承载与移动部件(2)控制被测板材(10)沿横向和纵向两个方向移动，实现近红外探头(6)对被测板材(10)的动态灵活地遍历和信息采集； 四、采集到的光谱数据传输到上位计算机上进行数据分析，计算板材力学性能及其分布特性，根据实际情况分类;然后被测板材承载与移动部件(2)控制被测板材(10)向分选部件移动，夹持装置(9)松开，由第一立杆(12-1)或第二立杆(12-2)推动被测板材(10)滑落，被测板材(10)通过进入不同的下滑通道(14)完成分选。8.根据权利要求7所述的利用近红外光谱在线分析检测实木板材性能的方法，其特征在于被测板材(10)为木质地板。
【专利摘要】利用近红外光谱在线检测实木板材性能的装置和方法，本发明涉及一种实木板材性能的检测装置和方法。它解决了阵列式的近红外设备价格昂贵，而单点式近红外设备采集实木上的光谱信息，其分析结果不准确的问题。发明采用单点式探测器分析实木板材性能，通过设计遍历装置动态灵活地实现实木板材表面数据的采集；通过加载近红外探头与实木板材间的测距传感器，控制近红外探头高度，实现探头与被测板材间距离恒定，实现光谱信息表达的准确性。为提高检测速度，利用摄像头判断实木板材是否存在缺陷，若存在缺陷，其性能将不满足要求，该实木板材将被直接剔除，为提高检测速度，直接连接电脑进行后续光谱信息处理，自动化的检测减少人工的费时费力。
【IPC分类】G01N21/359, G01N21/3563
【公开号】CN105486660
【申请号】CN201510828800
【发明人】张怡卓, 李超, 涂文俊, 卢振, 侯弘毅, 梁玉亮
【申请人】东北林业大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月24日
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