用于监测原竹霉变的试验装置及方法

技术领域

本发明涉及原竹结构的技术领域，尤其是涉及一种用于监测原竹霉变的试验装置及方法。

背景技术

随着我国经济的发展，绿色生态原竹结构越来越引起社会各界的重视，原竹结构体系研究显得十分重要，但是原竹易霉变，需要对原竹进行综合防护处理，提高原竹的防霉效果及耐久性。

现目前原竹霉变监测技术主要是通过工作人员定期观察原竹的变化，并且，针对特定环境下不同处理工艺条件下原竹霉变机理变化规律分析方法存在空白，现有技术未具体针对特殊环境下不同原竹处理工艺对原竹霉变变化规律进行数据采集、处理和分析。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于监测原竹霉变的试验装置及方法。

本发明提供的一种原竹霉变监测方法采用如下的技术方案：

一种用于监测原竹霉变的试验装置，包括：

监测箱，为原竹提供监测空间；

颜色参数获取单元，用于获取原竹不同时段的颜色参数；

环境参数监测系统，用于获取监测箱内的环境参数，所述环境参数获取时段与颜色参数获取时段相对应；

中央处理单元，用于接收并储存颜色参数获取单元的颜色参数以及该颜色参数对应的环境参数，并将颜色参数和环境参数传输给终端设备；

力学测试装备，用于对原竹进行力学测试，测出原竹的力学性能，并将测出的力学性能数据传输给中央处理单元。

可选的，所述环境参数监测系统包括：

温度传感器，用于监测监测箱内的温度并将温度数值传输给中央处理单元；

湿度传感器，用于监测监测箱内的空气湿度并将湿度数值传输给中央处理单元；

气压传感器，用于监测监测箱内的大气压力并将压力数值传输给中央处理单元。

可选的，所述监测箱的内部中空且顶部开口，所述监测箱的顶部可拆卸设置有用于封闭监测箱的顶部开口的第一箱门。

可选的，所述监测箱内设置有用于固定原竹的原竹固定器，所述原竹固定器包括承载座和固定杆，所述承载座固定设置在监测箱的底部，所述固定杆固定设置在承载座的顶部，所述固定杆用于与原竹卡接。

可选的，所述监测箱上设置有固定环，所述固定环与原竹卡接。

可选的，所述监测箱上阵列开设有通风孔。

可选的，所述监测箱的一侧侧壁开口，所述监测箱上铰接有用于封闭监测箱侧壁开口的第二箱门。

一种用于监测原竹霉变的试验装置的监测方法，包括以下步骤：

S1：样本制作：对某地区的竹材，按一定规格选取制作原竹的样本N组，所制作原竹的规格及数量应能满足原竹力学性能试验要求；

S2：样本处理：使用药剂对原竹进行处理，并做好分组标识，可根据需要制作多个药剂处理原竹；

S3：样本监测：将已处理好的原竹放入到监测箱内，颜色参数获取单元对原竹的颜色进行监测，环境参数监测系统对监测箱内的环境进行监测，并将监测的颜色参数和环境参数传输给中央处理单元；

S4：样本力学测试：当中央处理单元监测到颜色参数获取单元监测的原竹的颜色发生改变后，通过力学测试装备对监测到颜色改变的原竹进行力学测试，将力学测试测出的原竹的力学性能数据传输给中央处理单元，并由中央处理单元对原竹的力学性能数据进行储存；

S4：数据分析：经过一定时间的原竹监测，将力学性能试验数据与监测的颜色参数和环境参数进行整理分析，得出在一定环境条件下，药剂对某地区竹材性能的变化规律。

可选的，在步骤S3中，中央处理单元将原竹发生颜色改变时的颜色参数、环境参数与力学性能数据进行汇总，并将一定范围内的颜色参数的环境参数与力学性能数据进行统计，推测出原竹的颜色参数在不同环境参数影响下与该原竹力学性能的关系。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过该监测装置为原竹体系结构设计提供可靠的基础数据，使用不同药剂处理的不同组的原竹通过颜色参数获取单元和环境参数监测系统，检测出环境参数对原竹防霉的影响，以及将原竹进行力学试验，测出原竹此时的力学性能，为原竹体系结构设计提供可靠的基础数据。

2.本发明为助推原竹结构及原竹建筑的进一步推广应用具有深远的影响，工作人员可以根据原竹的颜色推测出该原竹的力学性能数据，从而判断该原竹结构或者原竹建筑的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例的流程框图。

图2是本发明实施例的监测箱的局部剖视图。

图3是本发明实施例的监测箱的侧视图。

图4是本发明实施例的监测箱的正视图。

图5是本发明实施例的监测箱的俯视图。

附图标记说明：1、监测箱；11、通风孔；2、颜色参数获取单元；3、环境参数监测系统；31、温度传感器；32、湿度传感器；33、气压传感器；4、第一箱门；5、原竹固定器；51、承载座；52、固定杆；6、固定环；7、第二箱门；8、中央处理单元；9、力学测试装备。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例公开一种用于监测原竹霉变的试验装置。

参照图1，一种用于监测原竹霉变的试验装置包括监测箱1、颜色参数获取单元2、环境参数监测系统3和中央处理单元8，监测箱1用于为原竹监测提供监测空间，颜色参数获取单元2用于对原竹的颜色进行识别，环境参数监测系统3用于对监测箱1内环境参数进行监测，中央处理单元8用于接收颜色参数获取单元2的颜色参数以及该颜色参数对应的环境参数，并将颜色参数和环境参数传输给终端设备；力学测试装备9，用于对原竹进行力学测试，测出原竹的力学性能，并将测出的力学性能数据传输给中央处理单元8。

参照图2、图3、图4、图5，监测箱1为内部中空的且顶部开口的箱体，在本实施例中，监测箱1为合金材质制成的矩形箱，在其他实施例中，监测箱1还可以为圆形箱、椭圆形箱和除矩形箱外的多边形箱。

监测箱1的四周侧壁上均阵列开设有通风孔11，通风孔11用于将监测箱1内外进行通风，并且通过通风孔11可以模拟实际环境，比如，太阳光可以通过通风孔11直接照射在原竹上，雨水通过通风孔11淋在原竹上或者风通过通风孔11吹到原竹上，进一步提高原竹霉变监测的真实性。

监测箱1内设置有用于固定原竹的原竹固定器5，原竹固定器5包括承载座51和固定杆52，承载座51固定安装在监测箱1的底部，固定杆52沿竖直方向固定安装在承载座51的顶部，固定杆52用于与原竹卡接。固定杆52采用圆杆，圆杆的直径与原竹内侧壁直径适配，

监测箱1上安装有固定环6，固定环6的中央开口，固定环6的中央开口与原竹卡接。固定环6沿监测箱1的高度方向间隔安装有多个，在本实施例中，固定环6安装有三个。

工作人员将原竹从监测箱1的顶部放入到监测箱1内，然后通过将固定环6和固定杆52与原竹卡接，固定原竹方便。

监测箱1的顶部可拆卸设置有用于封闭监测箱1的顶部开口的第一箱门4，在本实施例中，监测箱1的顶部安装有轨道，第一箱门4沿水平方向滑动配合设置在轨道内，从而将监测箱1的顶部开口进行封闭。第一箱门4将监测箱1的顶部封闭，可以保护安装在监测箱1内的颜色参数获取单元2和环境参数监测系统3，提高颜色参数获取单元2和环境参数监测系统3的使用寿命，其次，还能提高颜色参数获取单元2的检测准确性。

在其他实施例中，第一箱门4还可以通过螺栓固定在监测箱1的顶部或者通过卡接的方式固定在监测箱1的顶部。

第一箱门4上可以开设通风孔11也可以不开设通风孔11，在本实施例中，第一箱门4上也开设有通风孔11。

监测箱1的一侧侧壁开口，监测箱1上铰接有用于封闭监测箱1侧壁开口的第二箱门7。第二箱门7方便工作人员安装颜色参数获取单元2和环境参数监测系统3以及对颜色参数获取单元2和环境参数监测系统3进行维护，还能近距离观察每个原竹的情况，检查颜色参数获取单元2与原竹实际颜色是否一致。

颜色参数获取单元2采用米铱公司的CFO200传感器，颜色参数获取单元2在每根原竹上沿原竹的高度方向间隔安装有多个，在本实施例中，颜色参数获取单元2沿原竹的高度方向间隔安装有三个。颜色参数获取单元2对原竹外表面的颜色进行识别，当原竹发生霉变时，原竹的外表面的绿色会向黑色进行变化。颜色参数获取单元2与中央处理单元8电性连接，颜色参数获取单元2间隔一定时间将识别到原竹的外表面颜色传输给中央处理单元8，中央处理单元8将接收到的原竹的外表面颜色进行保存。工作人员可以通过颜色参数获取单元2了解到原竹的外表面的颜色，方便观测。

参照图1、图2，环境参数监测系统3包括监测监测箱1内的温度、湿度、气压、风速、雨量、光照强度以及空气质量，在本实施例中，采用温度传感器31、湿度传感器32和气压传感器33分别监测温度、湿度和气压，温度传感器31、湿度传感器32和气压传感器33并均与中央处理单元8电性连接。温度传感器31用于监测监测箱1内的温度并将温度数值传输给中央处理单元8，湿度传感器32用于监测监测箱1内的空气湿度并将湿度数值传输给中央处理单元8，气压传感器33用于监测监测箱1内的大气压力并将压力数值传输给中央处理单元8。

中央处理单元8包括CPU及其外围电路、用于储存颜色参数获取单元2的颜色参数第一储存单元、用于储存该颜色参数对应的环境参数的第二存储单元、用于储存该颜色参数对应的力学性能数据的第三储存单元和传输单元，在本实施例中，第二存储单元用于存储温度传感器31传输的温度数值、湿度传感器32传输的湿度数值以及气压传感器33传输的压力值。传输单元可以采用有线传输方式或者无线传输方式或者有线和无线结合的传输方式，在本实施例中，采用有线传输和无线传输结合的方式进行传输，颜色参数获取单元2、环境参数监测系统3和力学测试装备9通过传输单元的无线传输方式与中央处理单元8进行无线通信连接，中央处理单元8通过有线传输方式与终端设备电性连接，在本实施例中，终端设备采用电脑。

当中央处理单元8接收到颜色参数获取单元2识别到原竹的外表面的颜色发生改变时，中央处理单元8将该原竹外表面的发生改变的颜色参数进行储存，同时，中央处理单元8向环境参数监测系统3发送电信号，环境参数监测系统3接收到电信号后并将此时的环境参数传输给中央处理单元8，中央处理单元8将该颜色参数对应的环境参数进行存储并传输给终端设备。

工作人员可以选择当颜色参数发送改变时，将该原竹拿去做力学性能实验，得出此时原竹的力学性能；也可以选择定期将每组的原竹拿去做力学性能实验，在本实施例中，采用当颜色参数发送改变时将原竹拿去做力学性能实验。

工作人员将该原竹进行力学测试后，测出原竹的力学性能数据传输给中央处理单元8，中央处理单元8汇总到相应的颜色参数内。

多次力学测试后，中央处理单元8将一定范围内的颜色参数对应的环境参数和力学性能数据进行统计，推测出原竹的颜色参数在不同环境参数影响下与该原竹力学性能的关系，在本实施例中，相似的颜色参数是指将肉眼难以区分出区别的颜色参数归为一起。工作人员在后期对原竹结构及原竹建筑的颜色参数进行检测时，可以通过该颜色参数测出该原竹的力学性能范围，从而判断该原竹结构或者原竹建筑的是否稳定。

中央处理单元8还将一定时间间隔的环境参数对应的颜色参数进行统计，推测出涂有药剂的原竹的颜色参数与环境参数之间的关系，方便工作人员在不同的环境参数下对原竹结构及原竹建筑进行维护。

采用本监测装置可以得出不同药剂对原竹的霉变的影响，以及不同环境参数对涂有药剂的原竹的影响，为研究原竹结构安全使用周期具有参考意义。

本发明还公开了一种原竹霉变监测方法，包括以下步骤：

S1：样本制作：对某地区的竹材，按一定规格选取制作原竹的样本N组，所制作原竹的规格及数量应能满足原竹力学性能试验要求；

S2：样本处理：使用药剂对原竹进行处理，并做好分组标识，可根据需要制作多个药剂处理原竹；

S3：样本监测：将已处理好的原竹放入到监测箱内，颜色参数获取单元对原竹的颜色进行监测，环境参数监测系统对监测箱内的环境进行监测，并将监测的颜色参数和环境参数传输给中央处理单元8；

S4：样本力学测试：当中央处理单元8监测到颜色参数获取单元监测的原竹的颜色发生改变后，通过力学测试装备9对监测到颜色改变的原竹进行力学测试，将力学测试测出的原竹的力学性能数据传输给中央处理单元8，并由中央处理单元8对原竹的力学性能数据进行储存；

S4：数据分析：经过一定时间的原竹监测，将力学性能试验数据与监测的颜色参数和环境参数进行整理分析，得出在一定环境条件下，药剂对某地区竹材性能的变化规律。

在步骤S3中，中央处理单元8将原竹发生颜色改变时的颜色参数、环境参数与力学性能数据进行汇总，并将一定范围内的颜色参数的环境参数与力学性能数据进行统计，推测出原竹的颜色参数在不同环境参数影响下与该原竹力学性能的关系。

工作人员可以根据原竹的颜色推测出该原竹的力学性能数据，从而判断该原竹结构或者原竹建筑的稳定性。

在本实施例中，竹材性能的变化规律是样本竹材的力学性能和霉变机理。

在本实施例中，药剂采用公开(公告)号为CN112045813A中的药剂。

本方法也可用于原竹综合防护处理药剂处理效果的检验。

以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。