[发明专利]一种木质板材翘曲的在线检测装置和检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测装置和检测方法，尤其是涉及一种木质板材翘曲的在线检测装置和检测方法，属于木材加工制造领域。

背景技术

木材的主要组成部分是纤维素、半纤维素和木素，对周围的水蒸气、水分有充分的亲和性，造就了木材天然的吸湿性能；木材是由细胞组成的生物体，内含许许多多的毛细管，具有可塑性。综上原因，木质板材或木制品会随着周围环境相对湿度的变化而产生干缩和湿胀现象。由于木材是一种非均质的各向异性材料，干缩与湿胀也具有各项异性，置于自然环境中的木质板材会产生翘曲，不同温湿度环境中的木质板材翘曲度不同。

图1-图2为翘曲度测量图。如图1和图2所示：根据国家标准GB/T 15036.2-2009实木地板中翘曲度的检验方法：将地板表面向上放置在水平实验台面上，把刀口直尺或钢板尺垂直紧靠地板两长边，用塞尺量取最大弦高h_max，精确至0.01mm。最大弦高h_max与地板实测宽度ω之比值为宽度方向翘曲度f_ω以百分数表示，精确至0.01％。

传统的检测往往由人工来完成，检测者用塞尺或其它量具来确定木板翘曲的最大弦长，根据测量结果，手动计算木质板材翘曲度。工作量大，效率低，受主观测量影响，无法进行在线高效率的检测，难以投入工业量化检测。

发明内容

为了克服现有技术问题，本发明的目的在于提供一种测量速度快、精度高、操作简单的木质板材翘曲的在线检测装置和检测方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种斜射式木质板材翘曲的在线检测装置，包括传送台、激光发射器、支架、面阵工业相机，支架桥式架设在传送台上，沿传送台的传送方向，依次在传送台上方的支架上设置激光发射器和面阵工业相机，且所述的激光发射器发射到传送台上待检测木质板材表面的光源经待检测木质板材反射后被面阵工业相机接收，而面阵工业相机同时与一计算机连通，所述的激光发射器发射的入射激光线和面阵工业相机的光轴成90°夹角，且所述的入射光为斜射，0＜入射角＜90°。

进一步，基于上述的斜射式木质板材翘曲的在线检测装置的木质板材翘曲的在线检测方法，包括以下步骤：

S1：激光发射器向传送台上待检测的木质板材发射激光光源，激光光源经待检测木质板材表面反射后通过工业相机的透镜，然后由位于透镜后部的光传感器接收成像，所述的激光发射器发射的入射激光线和面阵工业相机的光轴成90°夹角，且所述的入射光为斜射，0＜入射角＜90°；

S2：所述的光传感器将接收到的光电信号转化为数字信号；

S3：计算机中的数据采集卡收集工业相机的数字信号，并经过计算机的处理软件处理后得到待检测木质板材的翘曲图像轮廓，根据翘曲图像轮廓信息得到木质板材被测截面的厚度值像素和宽度值像素，并将像素单位转化为长度单位，经计算得到最大弦高h_max和待检测木质板材的实测宽度ω，得到翘曲度f_ω，

而在S1步骤中，激光发射器向被测木质产品发射的激光光源为扇形激光光源，且待检测木质板材表面形成的光条为一字形光条。

且在S3步骤中，最大弦高h_max的计算过程为：

x＝k·y (I)

公式(I)中，x为待检测木质板材的检测厚度值；y为面阵工业相机中待检测木质板材表面与基准底面的偏移，y在翘曲图像轮廓中表现为木质板材的厚度,k为空间分辨率，且所述的k为面阵工业相机中待检测木质板材表面与基准底面的偏移y与木质板材检测厚度值x的线性关系系数，通过公式(I)，得到x_max和x_min，而h_max＝x_max-x_min。

其中，上述的k的数值公式为：在k的数值公式中，θ为激光发射器的入射角,β为面阵工业相机的光轴与待检测木质板材表面法线的夹角，f为相机焦距，L表示测量厚度为0时面阵工业相机成像的物距，θ+β＝90°，所以sin(θ+β)为固定值1，且当成像系统固定，面阵工业相机的镜头位置固定且倾角确定，激光发射器距传送台高度确定，L、f、θ均为固定值，则k也为固定值。

而待检测木质板材的实测宽度ω的计算过程则为：

ω＝k₂′W' (Ⅱ)