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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
秦瑞霞 徐华东 陈能志 甄宗霖 魏解东
【目的】研究木材含水率与介电常数的关系，构建含水率介电模型，为精准监测活立木的含水率提供基础数据和依据。【方法】以白桦、椴树、冷杉、水曲柳为研究对象，使用宽频介电谱仪测得不同含水率下木材介电谱，分析频率/含水率变化对木材介电常数的影响规律。在1 Hz～10 MHz频段内运用多种回归模型分析含水率与介电常数的关系，优选适合用于木材含水率检测的频段和频率点，在优选频率下利用线性、二次多项式与三次多项式函数构建含水率与介电常数的关系模型，评价并验证模型。研究不同树种含水率预测模型的差异与机理。【结果】在1 Hz～10 MHz频段内，1.3～10 MHz频段为测量木材介电常数的较理想频段，10 MHz是研究木材介电常数与含水率关系的最佳频率点。在最佳频率点上（10 MHz）采用二次多项式数据拟合构建的木材含水率介电模型，拟合优度高。模型验证得到4种木材含水率实测值和拟合值的决定系数R~2均高于0.95，均方根误差RMSE均低于0.14，相对分析误差RPD均高于2.5。不同树种有不同的介电模型，这主要与木材密度有关。【结论】介电谱可直观反映不同频率和含水率下木材的介电特性，在特定频率下，木材介电常数随含水率的增大而增大。木材含水率介电模型具有较高的稳定性和良好的预测能力，在对测量精度要求不高时密度相近的树种可采用相同的含水率介电模型。
关键词：
木材 含水率 介电谱 介电常数 介电模型
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
蒋佳荔 吕建雄
该文研究了不同含水率平衡态下杉木人工林木材的动态粘弹性质.测定的温度范围为-120~40℃,频率范围为0·5~10Hz.结果表明:①随着含水率增加,木材的贮存模量随温度升高而降低的程度增大.②在测定温度范围内观察到两个力学松弛过程,较高温度域的α力学松弛过程是由低分子量的半纤维素发生玻璃化转变引起的;低温域的β力学松弛过程是基于木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动与吸着水分子的回转取向运动两者叠加而成.③力学松弛过程的损耗峰温度随着含水率的增加而降低,随着测量频率的增加而向高温方向移动.④力学松弛过程的表观活化能随着含水率的增加而减小.
[期刊] 林业科学
[作者]
蒋佳荔 吕建雄
采用高温干燥、低温干燥和真空冷冻干燥方法对杉木人工林木材进行干燥处理,测定3种干燥处理材在不同含水率平衡态的动态黏弹性质。测定的温度范围为-120~40℃,频率范围为0.5~10 Hz。结果表明:1)随着含水率增加,木材的贮存模量E′随温度升高而降低的程度增大,其中高温干燥处理材的贮存模量降低程度最小;2)在测定温度范围内观察到2个力学松弛过程,较高温度域的α力学松弛过程是由低分子质量的半纤维素发生玻璃化转变引起的,低温域的β力学松弛过程是基于木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动与吸着水分子的回转取向运动两者叠加而成的;3)力学松弛过程的损耗峰温度随着含水率的增加而降低,随着测量频率的增...
[期刊] 林业科学
[作者]
蔡则谟
海口地区的木材平衡含水率蔡则谟（中国林业科学研究院热带林业研究所广州５１０５２０）关键词木材平衡含水率，海口研究各气候区的木材平衡含水率（Ｗｅ）对木材干燥有重要意义，自５０年代以来，华东、华北、东北、西南、西北及中南等地区的有关单位在这方面做了许多工...
关键词：
木材平衡含水率,海口
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
蔡英春 陈广元 艾沐野 孙怀发
该文以兴安落叶松为研究对象,探讨了试件锯解时因摩擦热造成的水分损失,试件在烘箱中烘干时间过长而产生的热分解,试件带热称重时重量传感器的温度效应等因素对采用称重法检测木材含水率的测量精度的影响;试验获得了相应的修正公式,对多片试件平均含水率的传统计算法进行了修正.研究表明:锯解时木材水分损失对称重法测量精度的影响程度随含水率升高而增大;过长时间在烘箱中的热分解,带热称重时重量传感器的温度效应等对称重法测量精度除极精确的研究外,可以忽略.
关键词：
含水率检测 称重法 测算精度
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
靳志强 王顺喜 韩培
应用网络分析仪和同轴探头技术,研究含水率为13%~22%的玉米在频率10~3 000 MHz,温度25~85℃下的介电性能。结果表明:玉米的介电常数和介电损耗因数随频率升高而降低,随温度和含水率的增加而增大。高温低频条件下,在双对数图中高含水率玉米的介电损耗因数与频率呈现明显的负线性关系,表明离子导电引起介电损耗是主要的加热机理。玉米射频加热时容易引起"热逸散"现象,因此均匀的电磁场分布至关重要。微波、射频在玉米中的能量穿透深度随水分、温度和频率的升高而降低。射频频段的电磁能比微波频段有更深的穿透深度,因此玉米射频加热适合于大容器厚层物料,而微波加热时可采用小容器薄层物料。
关键词：
玉米 介电特性 含水率 温度 频率
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
韩志恒 陶志影 曾育宁 叶鼎承 何金成
为了探究异位发酵床垫料的介电特性,实现垫料含水率的快速检测,本研究以异位发酵床垫料原料(稻谷壳和锯末)为研究对象,利用平行板电容器研究了频率(0.1～100.0 kHz)、温度(25～65℃)、含水率(32.16%～68.61%)和体积密度(101.958 6～459.394 1 kg·m~(-3))对垫料的相对介电常数ε′_r和介质损耗因数ε″_r的影响;在所选频率下,建立了预测含水率的数学模型,并对模型进行了验证.结果表明,在0.1～100.0 kHz频段内,温度的升高、含水率和体积密度的增大都会使垫料的ε′_r和ε″_r呈现递增的趋势,频率的增大会使二者呈现递减的趋势.在所选频率下建立的模型的决定系数皆大于0.98,最大值为0.999 0.含水率的预测值与实测值之间的决定系数为0.993 2,二者之间的绝对误差在±2.33%内,说明基于垫料介电特性预测含水率的方法是可行的.
[期刊] 林业科学
[作者]
郝晓峰 吕建雄 俞昌铭 蒋佳荔 江京辉
针对X射线法计算木材含水率的算法进行理论推导及试验研究。首先,介绍X射线法测量木材密度的基本原理;其次,引入多孔材料容积密度的概念,量化分析木材各相(细胞壁物质与水)在体积变化情况下的容积密度,推导出以纤维饱和点为分界线的含水率计算公式;最后,以杉木为试验材料,利用X射线剖面密度仪测量干燥过程中试样密度的经时变化数据。基于这些密度数据,分别采用Cai计算方法与容积密度计算方法计算木材干燥过程中的含水率分布;同时,以传统切片法测量的含水率分布为对照组,将三者之间得到的含水率分布进行比较。结果表明:在整个含水率范围内,容积密度计算方法计算的含水率与切片法测得的含水率之间无显著性差异;当含水率在纤维...
[期刊] 林业科学
[作者]
吕嘉莉 涂登云 胡传双 王先菊 王清文 周桥芳
【目的】构建木材控制容积干缩模型，采用X射线法测量木材剖面密度，计算含水率分布，为科研和生产测定木材含水率及其分布提供技术支撑。【方法】将绝干前木材沿厚度方向划分控制容积，引入木材全干干缩率参数并依据木材干缩原理计算绝干后木材控制容积厚度，利用木材剖面密度确定控制容积密度，完整构建求解绝干前木材控制容积含水率计算模型。模型中绝干前木材控制容积含水率、绝干后木材控制容积厚度和密度等变量高度耦合，通过开发迭代算法并在Matlab软件中编制计算程序求解以上变量，该算法以绝干后木材实际厚度为约束条件不断修正木材全干干缩率，有效避免因全干干缩率引入值与真实值偏差带来的计算误差。同时，开展毛白杨木材对流干燥试验，利用本研究方法测算不同干燥阶段木材含水率分布，并与木材实际平均含水率（称重法）以及假设木材厚度方向均匀干缩法测算的含水率分布进行对比分析。【结果】本研究方法测算的木材平均含水率与称重法测量的木材平均含水率非常接近，二者相关系数的平方（R2）在0.999 2以上。本研究方法与均匀干缩法相比，在FSP（纤维饱和点）以上时2种方法测算的木材含水率分布一致；在FSP以下时本研究方法测算的木材含水率在试件表层相对较低、芯层相对较高，芯、表层含水率梯度较大。木材分别干燥45、69和134 h时，本研究方法测算的芯、表层木材含水率差分别为22.61%、15.65%和5.58%，均匀干缩法测算的芯、表层含水率差分别为18.06%、11.51%和4.27%,2种方法的绝对偏差分别为4.55%、4.14%和1.34%，差异较明显。相比均匀干缩法，干燥时间为45、69和134 h时，本研究方法测算的木材含水率分布其精度分别提高3.80%、6.00%和4.04%。【结论】本研究构建的控制容积干缩模型充分考虑含水率分布引起的非均匀干缩，可弥补均匀干缩法假设木材均匀干缩的不足，提高木材含水率分布测算精度，为木材含水率分布的动态检测提供一种有效的技术手段。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
邓彪 罗迎社 李贤军 马远荣
以桉树木材为对象,研究其在不同外加荷载、不同含水率以及不同温度条件下在5 h内的短时蠕变,并根据Burger模型对短时蠕变曲线进行拟合。结果表明:(1)在含水率及温度恒定的条件下,桉树木材的蠕变变形随着外加荷载的增大而增大,且在荷载较低的条件下蠕变曲线无显著加速蠕变阶段;(2)保持温度和荷载恒定,增加木材的含水率,其蠕变也随之增大;(3)在含水率及荷载恒定的情况下,温度的增加也能导致桉树木材的蠕变变形显著增加;(4)Burger模型可用来描述桉树木材的短期蠕变行为。
关键词：
桉树 抗弯蠕变 荷载 含水率 温度
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
余乐 吕建雄 李贤军 徐金梅 郝晓峰 蒋佳荔
以杉木Cunninghamia lanceolata为研究对象,采用X射线扫描和称重法测量了恒温恒湿干燥过程中杉木平均含水率的变化规律,探讨了采用X射线法动态检测干燥过程中木材平均含水率的可行性,并进一步研究了纹理方向对X射线扫描法测量木材含水率精度的影响规律。结果表明:采用X射线扫描法测量干燥过程中木材平均含水率是切实可行的,其测量值与用称重法得到的含水率测量值十分接近,两者之间相关的决定系数在0.99以上,绝对偏差在2%以内;沿着木材径向和纵向扫描时,平均含水率的测量精度略高于沿着弦向扫描时的含水率测量精度,但其偏差不大,在实际测量中可以忽略不计;在实际生产中,采用X射线扫描法测量木材内的...
关键词：
X射线扫描 含水率 木材 纹理方向
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘昊 高建民
为了用应力波检测木材含水率,采用ARBOTOM应力波测试仪测量了木材径向不同位置上的试件在不同含水率(0~65%范围内)条件下的应力波纵向传播速度。结果表明:木材中应力波传播速度随含水率的下降而增加;当含水率低于纤维饱和点时,传播速度随含水率下降增加较大,其中山毛榉的增幅为17.4%~19.5%,落叶松的增幅为18.2%~20.8%;当含水率高于纤维饱和点时,传播速度随含水率下降增加较小,其中山毛榉的增幅为6.0%~7.9%,落叶松的增幅为8.0%~10.6%。当含水率相同时,应力波在同一树种木材不同位置上的传播速度不同,这与木材不同位置的基本密度差异有关。应力波传播速度随木材基本密度的增大而...
关键词：
木材含水率 基本密度 应力波传播速度
[期刊] 林业科学
[作者]
张冬妍 刘一星 曹军 孙丽萍
将人工神经网络应用于木材干燥控制研究中,建立可用于木材含水率预测的时延神经网络基准模型,并给出其网络辨识结构。通过3个树种的实际干燥数据对所建立的网络模型进行训练和验证,仿真结果表明预测模型是可行而有效的,具有较好的动态跟踪能力和预报特性,实现了木材干燥基准的数学模型化,对进一步优化木材干燥基准实施与控制具有重要的指导意义和应用价值。
[期刊] 林业科学
[作者]
林伟奇 肖羽柏 陈莉
根据1972-1974年在广州测定的数据,通过电子计算机进行运算,得出 W_6=-2.657557-0.01391679t+0.2315497φ线性回归方程式。并用北京、哈尔滨、十堰、厦门等地的平衡含水率实测值与线式计算值、现行教科书中的曲线回归方程式进行比较。这些材料说明,在表示木材平衡含水率与周围大气温湿度之间变化规律时,线性回归方程优于曲线回归方程。另外,还对木材吸湿和解吸进行具体地论述。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
曹尤淞 肖波
【目的】比较不同水分传感器对风沙土含水率的测定精度,并建立校准模型,为旱区农业水土资源的高效利用提供理论依据。【方法】以METER、Acclima和Truebners三大制造商生产的9种介电类水分传感器为对象,以典型风沙土为供试土壤,通过室内校准试验比较各种传感器对土壤含水率的测定精度,评估其在风沙土上的适用范围、准确度、精密度及其影响因素,并构建不同传感器测定风沙土含水率的校准模型,比较不同校准模型的精度。【结果】(1)默认模型下,与其他传感器相比,MAS-1和EC-5的测定精度较高,其均方根误差(RMSE)分别为0.020和0.027,平均偏差误差(MBE)分别为0.016和0.024,斜率(k值)分别为0.943 3和0.940 3,决定系数(R~2)分别为0.926和0.938。(2)土壤含水率范围影响传感器的测定精度。各传感器在低含水率下的RMSE平均值比中、高含水率分别减小了40.9%和42.6%,MBE平均值减小了61.8%和59.9%,而R~2平均值提高了0.7%和11.3%。其中,低含水率时EC-5和TDR-315H的精度较高,而中、高含水率下MAS-1的精度均较高。对于含水率相同的土壤,各传感器的测定结果差异较大,且含水率越高差异越大。(3)与默认模型相比,校准模型的RMSE和MBE平均减小了48.8%和72.6%,纳什系数(NSE)和R~2提高了70.7%和4.5%。经模型校准后,5TE和TEROS-12测定精度的增幅最大,而TDR-315H的测定精度相对最高。此外,传感器测定的风沙土含水率默认值与校准值具有较高的拟合精度,通过模型转换可实现对默认值的二次校准。【结论】综合评估测定精度、使用寿命和售价,MAS-1、EC-5和TDR-315H可作为风沙土含水率监测的优先传感器备选,且利用风沙土的校准模型对传感器进行标定十分重要。
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