[发明专利]一种活立木边材含水率估测方法

说明书

技术领域

本发明涉及活立木材性评价领域，尤其涉及一种能够快速地、比较准确地对活立木边材含水率进行估测的方法。

背景技术

木材含水率是木材重要的物理性质之一，与木材力学性质和木材利用有着密切的关系。然而，在当前尚没有能够现场准确地测量活立木含水率的方法，对于林业工作者来说，这已经成为一个世界性的难题。长期以来，在测量活立木的边材含水率时，林业工作者常采用的传统方法是取样烘干法：即利用生长锥在活立木胸高位置处取锥芯，然后在实验室再采用烘干法来测量木材的含水率；或者是，结合木材生产，伐倒样本树，并在需取样部位采集木材试样，然后利用烘干法测定活立木含水率。这种方法的优点是测量数值精确，能够比较准确地反映活立木实际含水率。它所存在最大不足是：测试过程繁琐、费时，不能实时地体现活立木的含水率。这一不足给林业研究人员带来极大的不便，对林业野外科研、森林调查活动等造成很大的影响。

林业工作者也曾尝试采用电阻法来测定活立木含水率，即将电阻式(插针式)木材含水率测量仪的探针刺入活立木边材，并测定其含水率。然而，这种方法对含水率低于纤维饱和点的木材测量较准确，对含水率高于纤维饱和点的木材，测量效果则欠佳。而活立木的含水率都要远高于其纤维饱和点，因而这一方法所测结果也不能很好地反映活立木实际含水率。

因此，需要探讨能够快速的、准确的、现场实时的、对活立木损伤比较小的活立木木材含水率的检测方法。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明的具体实施方式是提供一种能够快速地、现场实时地对活立木边材含水率进行预测的方法。该方法克服了长期以来所采用的取样烘干法测定木材含水率所存在的检测过程繁杂、测试费时等缺点，集成了烘干法和电阻法各自所具有的优点，能够在不伐倒活立木的条件下对其边材含水率进行快速地现场估测。

本发明所提供的这种活立木边材含水率快速估测方法的步骤如下：

(1)选取活立木样本若干棵(一般大于30)，对其进行标号；

(2)针对每一棵活立木样本，分别在活立木样本胸高位置处的阳面和阴面选择测试位置，将电阻式(插针式)木材含水率测定仪的探针刺入样本测试部位，并读取电阻式(插针式)木材含水率测定仪的测量数值；

(3)在电阻式(插针式)木材含水率测定仪测试位置附近，采用生长锥采集锥芯，制作标准试样，在实验室利用烘干箱对标准试样进行干燥，并利用天平测量标准试样湿材质量和绝干质量，计算木材标准试样的含水率；

(4)采用最小二乘法对上述步骤(2)中电阻式(插针式)木材含水率测定仪所测得的含水率数值和上述步骤(3)中烘干法所测得的含水率进行回归分析，构建活立木边材含水率预测模型；

(5)依据所构建模型的相关系数、标准差、变异系数等指标，采用数学方法，对上述所构建的活立木边材含水率预测模型进行校正和优化；

(6)利用上述优化后的模型，不需要对活立木进行取样并进行烘干处理，只需要采用电阻式(插针式)木材含水率测定仪对活立木进行测试，即可预测到未知活立木的边材含水率。

所述步骤(1)中活立木样本包括阔叶树和针叶树样本。

所述步骤(2)中电阻式(插针式)木材含水率测定仪的探针在测试过程中需穿透树皮，接触到边材木质部。

所述步骤(4)中参与回归分析的电阻式(插针式)木材含水率测定仪所测得的含水率数值为所述步骤(2)中所测得的活立木阴面边材含水率和阳面边材含水率的平均值。

附图说明

图1为本发明所提供方法建立的活立木边材含水率预测模型图。

具体实施方式

本发明的典型实施例测量活立木边材含水率快速估测方法的步骤如下：

(1)活立木样本选取。选取样本活立木若干棵(一般大于30)，对其进行标号；

(2)活立木样本测试。针对每一棵活立木样本，分别在活立木样本胸高位置处的阳面和阴面选择测试位置，将电阻式(插针式)木材含水率测定仪的探针刺入样本测试部位，并读取电阻式(插针式)木材含水率测定仪的测量数值；

(3)木材标准试样采集及含水率测定。在电阻式(插针式)木材含水率测定仪测试位置附近，采用生长锥采集锥芯，制作标准试样，在实验室利用烘干箱对标准试样进行干燥，并利用天平测量标准试样湿材质量和绝干质量，计算木材标准试样的含水率；