摘要
随着自动控制技术和计算机技术的发展，人造板生产机械向智能化、自动化方向发
展成为必然趋势。各种人造板应用行业对人造板的质量要求也相应提高。其中，板厚偏
差是反映人造板质量的关键技术指标之一，如何有效地将板厚偏差控制在最小限度内成
为人造板生产企业亟待解决的问题。
本文基于这一问题展开研究。在综合评价各种人造板厚度监测系统及测试技术的基
础上，采用智能仪器的设计方法和手段，进行人造板厚度在线监测系统的研究设计。通过
对人造板板厚偏差控制要求的分析，确定了以超声波测试技术为基础，以计算机技术为
核心的人造板厚度在线监测系统设计方案。
本文主要讨论了人造板厚度在线监测系统的设计和实现。文中详尽介绍了系统各组
成部分的硬件结构、工作原理，着重阐述了系统硬件设计和监测软件系统的开发。对系
统误差产生原因进行了分析，并提出了解决办法。
试验数据表明，数据采集系统的测量精度优于0.05mm。本系统可以准确可靠、自动
灵活地完成人造板厚度在线监测的任务。
本研究为人造板厚度在线监测提供了一种全新、灵活和高效的手段，可有效控制人
造板厚度偏差，提高人造板的加工质量，满足人造板生产机械发展的需要。
With the development of automatic control theory and computer control technique, the
automatic and intelligent tendency of the wood-based panel (WBP) machinery is inevitable.
The demand by various users of WBP for better quality is raised appropriately. The
wood-based panel thickness deviation is a key factor among. The wood-based panel抯 quality
should be solved immediately by WBP enterprises, how to control the thickness deviation in
the minimum limit is an urgent problem.
On the base of appraising synthetically of measuring and testing technique and the
monitoring system of thickness, applying intelligent instrument design method, the paper
study on the on-line monitoring system of the wood-based panel thickness. Through
analyzing the demand of thickness deviation, a new monitoring method basing on ultrasonic
measurement technique and computer control technique is put forward.
This thesis discusses the design and implementation of the on-line monitoring system of
wood-based panel thickness. It introduces the structure and the working principle of the
system in particular, expatiates the development at the hardware and software design,
analyses the reasons of error and provides settle methods, analyses the test data of the system.
The test data indicates that the system has an upper precision. It precedes 0.05mm. The
system provides a new, flexibility and high efficiency means for the on-line monitoring of
wood-based panel thickness. It controls effectively the wood-based panel thickness deviation,
and meets the requirement of development of the wood-based panel machinery.
引文
[1] BII．考隆凯维奇等．激光干涉量度学．科学出版社．1988．
[2] 马志敏 贾嘉．超声检测中弱信号的提取方法．武汉水利电力大学学报．1998，12，31(6)：76～79．
[3] 马志敏．超声检测中干扰信号的识别与抑制．应用声学．1992(6)：22～27．
[4] 王春麟．提高超声回波检测测距精度的方法．电测与仪表．1995(2)：22～24．
[5] 左建华．MCS-51单片机在纤维板生产中的应用．木材工业．1997，11，11(6)：20～21．
[6] 石如庚 郝宁伸．我国林产工业设备状态监测与故障诊断现状与对策．木工机床．1996，3：19～22．
[7] 石如庚．我国林产工业设备状态监测与故障诊断技术装备调研报告．林业技术装备调研报告．1996．
[8] 刘强．高频波形产生器MAX038及应用．电子技术应用．1995，3：32～34．
[9] 刘振栋 穆剑玲．步进电机接口电路设计．电测与仪表．1999，9，30～32．
[10] 刘艳玲．采用MAX232实现MCS-51单片机与PC机的通信．天津理工学院学报．1999，6，15(2)：57～61
[11] 刘景贵．螺旋丝杠的结构特点．东北电力技术．1996，10：30～32．
[12] 朱元鼎．我国人造板工业现状与发展趋势．林产工业．1998，25(4)：1～3．
[13] 江太辉 石秀芳．高频波形发生器MAX038的特性及应用．电子技术．1999，7：35～38．
[14] 许军．以单片机为核心的测频系统测量误差．工业仪表与自动化装置．1998，5：37～40．
[15] 何乃彰．国外人造板装备现状及新技术的应用．林业机械与木工设备．1998(2)：25～29．
[16] 吴树栋．我国人造板及二次加工技术装备调研报告．木材工业．1997，1，11(1)：25～29．
[17] 张涛 郭可谦．关于滑动螺旋传动的螺牙强度计算．西安公路交通大学学报．1998，4，18(2)：85～87．
[18] 张俊哲等著．无损检测技术及其应用．科学出版社．1993．
[19] 李中杰．数字式超声波位移测量仪的研究．自动化与仪表．1999，14(3)：16～19．
[20] 李茂山．超声波测距原理及实践技术．实用测试技术．1994，3，1：12～20．
[21] 杨承 张宏健．人造板热压机控制系统的现状及改进．林业机械与木工设备．1999，27(8)：12～14．
[22] 陈庆官 薛武．高精度数字式单线温度传感器DS1820的使用．传感器技术．1998，17(4)：39～43．
[23] 陈绪和．木材工业和可持续发展—世界木材工业的发展趋势．林产工业．1999，26(1)：6～8，13．
[24] 陈绪和．木材工业和可持续发展(续)—世界木材工业的发展趋势．林产工业．1999，26(1)：3～5，9．
[25] 周亚非．同位素仪表在人造板生产中的应用．林产工业．1998，25(5)：37～39
[26] 范顺成 温正忠．滚锥齿螺母式螺旋传动机构的结构及螺杆螺旋面生成原理分析．河北工业大学学报．1998，27(2)：42～46．
[27] 郑丰龙 王晓宁等．高精度超声测距仪的电路设计．仪表技术与传感器．1997，128～31．
[28] 郑丰龙．提高超声波测距分辨力的一种单片机测量电路．山东矿业学院学报．1996，12，15(4)：59～64．
[29] 金长善．超声工程．哈尔滨工业大学出版社．1989．
[30] 洪新华 吴慎山等．超声波驱动电路的研究．河南职技师院学报．1999，127(3)：78～80．
[31] 贺力勤．葛伟亮等．单片机在超声波测厚仪中的应用．北京理工大学学报．1997，6，17(3)：388～392．
[32] 袁波 杨衍明．高精度测量中选频网络及超声信号的放大电路．电子技术．1997，4：8～10．
[33] 曹忠荣．家具制造对人造板的要求探讨．林产工业．1998年，6(9)：23～25．
[34] 景旭文 葛鸿翰等．电容式超声波传感器的研究．传感器技术．1995，6：14～16．
[35] 温伟强 粱浩源 周敬泉等．一种用C语言实现PC机与多台单片机通信的新方法．电子技术应用．1996，11：33～35，37．
[36] 童峰 许水源等．一种高精度超声波测距处理方法．厦门大学学报(自然科学版)．1998，7，37(4)：507～512．
[37] 韩峰 刘海伦 陈爱国编．测试技术基础．机械工业出版社．1998，7．
[38] 韩宝量 孙伟．单片机在超声波测距中的应用．东北电力学院学报．1996，12，16(4)：50～53．
[39] 雷兆宜．超声波测距自动定位系统的制作．电子制作．2000，3：28～29．
[40] Bernardy G. HK: Holz-und. kunststoffverab. 1996, 32(12).
[41] Bysrs G.-Canada Forestry, Northern Forestry Centre, 1988.-23p
[42] Dayal V. An automated simultaneous measurement of thickness and ware velocity by ultrasound.
[43] Experimental Mechanics, 1992, 46(9): 197～202.
[44] DD 241303, Veb wiss Tech Holzv,-1986.12.3.-3p
[45] Figneroa J F Lamancusa L s. A method for accurate detection of arrival: Analys and design of an ultrasonic ranging system. J. Acoust. Soc. Am., 1992, 91(1): 486～494.
[46] Grmmel P M, Improve ultrasonic detection using the analytic signal magitade. Ultrasonics, 1981, 19(2): 73～76.
[47] Holenstein A A. Bedreddin E. Mobile Robot position update using altrosonic range measurement, International Journal of Robotics andAutomation, 1994, 9(2).
[48] Iwa S I. Automatic ultrasonic measuring system using phase-sensitive detection. Rev Sci Instrum, 1988, 59(2): 356～361.
[49] Kleis S J Sanchez L A. Dependence of speed of sound on salinity and temperature in concentrated Nacl solutions. Solar Energy, 1990, 45(4): 201～206.
[50] Krautkramer J krautkramer H. Ultrasonic Testingof Materials, Third Edition. New York. Berlin, Heidelberg: Spritnger-Verlag, 1983.
[51] Leonarel J J, Durrant-W hyte H F. Ingem ar J Cox. Dynamicmap building for an autonmomous mobile robot. The Journal of Robotics Research, 1992, 11(4).
[52] Hnsch G//Holz. Roh-w, 1987, 45(5): 185～188.
[53] Holz-und Mbelind. HK: 1992, 27(11): 1286～1287.