[发明专利]木材含水率的在线检测方法及装置

说明书

本发明提供了一种木材含水率的在线检测方法及装置。所述木材含水率的在线检测方法包括以下步骤：将待测样品连接在电化学工作站的探针上，形成闭合回路；利用所述电化学工作站测得所述闭合回路的电流，并获得所述待测样品的电阻；基于所述待测样品的电阻，并依据含水率随木材样品电阻变化的标准曲线，获得所述待测样品的含水率；所述待测样品与所述木材样品的密度大致相同。本发明的木材含水率的在线检测方法可以实现干燥过程中木材各个含水率阶段的在线检测，且检测精度高。

技术领域

本发明属于木材加工技术领域，涉及一种木材含水率的在线检测方法及装置，特别涉及一种木材干燥过程中含水率的在线检测方法及装置。

背景技术

木材含水率是干燥过程中需要快速准确测量的最重要参数之一，因为干燥环境条件的控制和调节都很大程度上取决于木材含水率。木材含水率的检测在木材加工利用中具有重要意义，木制品中75％的质量问题是由于木材加工时对所用原材料的含水率掌握不准造成的。木材的含水率严重影响着木材的物理力学性质及机械加工性能。

纤维饱和点(fiber saturation point,FSP)是木材仅细胞壁中的吸附水达饱和，而细胞腔和细胞间隙中无自由水存在时的含水率。木材含水率大于纤维饱和点时，表示木材的含水率除吸附水达到饱和外，还有一定数量的自由水。此时，木材如受到干燥或受潮，只是自由水改变，故不会引起干缩湿胀。木材含水率小于纤维饱和点时，表示木材的吸附水不饱和，无自由水存在。此时，木材如受到干燥或受潮，能引起木材的干缩湿胀，对木材的强度和体积有影响。

传统的木材含水率检测主要采用称重法和电阻法。称重法是木材含水率最准确的方法之一，其具有较高的精度，但测试速度慢，无法进行连续的在线测试。电阻法能够实现木材含水率的在线检测，但检测精度受温度、树种、探针插入木材的深度、探针位置、探针间距的影响较大，因此，纤维饱和点之下(例如水分含量低于30％)具有一定检测精度，而对纤维饱和点之上高含水率阶段的检测存在局限。

另外，随着测量方法的发展，一些非破坏性方法，例如X射线光密度法，X射线显微术，计算机断层扫描和核磁共振法等方法被用于测定木材的水分含量。尽管上述先进的测量方法具有测量速度快，精度高且可成像的特点，但是存在一些限制，例如成本高，操作复杂以及在工业生产中使用环境的限制等。

引用文献1公开了一种基于粒子群优化神经网络模型的木材含水率检测方法。它将粒子群与BP算法相结合完成神经网络训练，以提高网络模型的训练精度；并将该模型应用于木材含水率检测，取得了良好的检测精度。但是引用文献1涉及算法和神经网络，过于复杂，且成本较高。

引用文献2公开了一种采用材芯温度补偿的木材含水率检测方法，所述步骤如下：先在木材干燥窑内选取6个木材含水率检测点，并且每个检测点均配有一个温度传感器和一个木材含水率传感器；然后，每个检测点都通过木材含水率传感器的两个探针检测板材的材芯含水率，并利用温度传感器检测板材的材芯温度；最后，将每个温度传感器检测得到的材芯温度分别用于对应检测点板材含水率的温度补偿。但是，该方法的检测精度受树种、探针插入木材的深度、探针位置、探针间距的影响较大。

引用文献：

引用文献1：CN102072922A

引用文献2：CN103822946A

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种木材含水率的在线检测方法，该方法能够有效解决纤维饱和点之上的高含水率阶段木材含水率检测精度较低等问题。

进一步地，本发明还提供了一种木材含水率的在线检测装置，该设备可以实现木材含水率的在线检测，且检测精度高。

用于解决问题的方案