[发明专利]基于木材微观形态特征评估木材力学性质的系统及方法

权利要求书

1.一种基于木材微观形态特征评估木材力学性质的系统的基于木材微观形态特征评估木材力学性质的方法，其特征在于，所述基于木材微观形态特征评估木材力学性质的方法包括：

步骤一，通过木材试样处理模块利用木材试样处理程序对采集的木材试样进行初步处理，使用采集的木材试样进行木浆的制备，得到木浆；通过纤维长度测量模块利用光学显微镜对木浆中的纤维长度进行测量；

所述木材试样的高度为15～20mm、宽为10mm，长为从髓心到树皮的半径长；

步骤二，通过切片制作模块利用切片制作程序在木材纤维的横切面上进行薄片的切取，并通过切取的木材纤维薄片制作图像采集用切片；通过图形采集和处理模块利用CCD相机对制备的图像采集用切片的高清图像进行采集，并对采集的高清图像进行图像处理；

通过图形采集和处理模块利用CCD相机对制备的图像采集用切片的高清图像进行采集，包括：将木材横切面图像成像到CCD相机的摄像头上，经过对成像的图像的放大成帧、预处理，将图像离散数字化后输入计算机；通过计算机屏幕对显微构造图像进行实时观察，进行拍摄与保存，得到图像采集用切片的高清图像；

步骤三，通过形态特征提取模块利用形态特征提取程序对处理后的图像中的纤维细胞进行识别，并对纤维细胞的形态特征进行识别，并依据识别结果进行纤维细胞规格的计算；

所述依据识别结果进行纤维细胞规格的计算，包括：进行木纤维双壁厚与胞腔直径的获取，根据木纤维双壁厚与胞腔直径，通过计算求出木纤维宽度；以及，进行木纤维长度与宽度的获取，根据木纤维长度与宽度，通过计算求出木纤维长宽比；

步骤四，通过中央处理和控制模块利用主控机对各个模块的采集信息进行处理分析，并根据处理结果和预设参数对各个受控模块的运行进行协调控制；通过力学特征测定模块利用力学特征测定程序依据识别纤维细胞的形态特征以及纤维细胞规格计算结果对木材的力学特征进行测定；

步骤五，通过力学性质评估模块利用力学性质评估程序依据测定的力学特征对力学性质的参数进行评估；通过等级划分模块利用等级划分程序对力学性质参数的评估结果与服务器中预存的参数等级对木材的力学性质进行等级划分；

步骤六，通过服务器模块利用服务器对各个模块采集的信息和不同等级的力学性质对应的参数数值进行存储；通过人机交互模块利用人机交互界面对预设的木材的各项参数进行输入，并对预设参数、木材等级以及木材切片信息进行显示。

2.如权利要求1所述的基于木材微观形态特征评估木材力学性质的方法，其特征在于，步骤一中，所述通过纤维长度测量模块利用光学显微镜对木浆中的纤维长度进行测量，包括：

(1)将木材试样按每个生长轮切成片状，放入试管中，加入30％硝酸至浸没木材为止，放在试管架上，然后放入烘箱中加热，在80℃温度下烘8～10h；

(2)将试管取出，倒出硝酸，用水冲洗试管中的试样数次，封堵试管口，用力振荡，使木材变为木浆；

(3)取少量木浆于载玻片上，加一滴水，加上盖玻片置于配备测微尺的显微投影仪下测量；

(4)每个试样测量个20木纤维长度，求出平均值，即为此生长轮的平均木纤维长度。

3.如权利要求2所述的基于木材微观形态特征评估木材力学性质的方法，其特征在于，步骤二中，所述切片的厚度为15～20μm。

4.如权利要求2所述的基于木材微观形态特征评估木材力学性质的方法，其特征在于，步骤二中，所述通过切片制作模块利用切片制作程序在木材纤维的横切面上进行薄片的切取，包括：

在横切面上切取切片，每一圆盘同一部位切3～5片，放在处理盘中加水；

经番红染色、酒精脱水、无水乙醇、无水乙醇与二甲苯混合液、二甲苯顺序处理；

然后放在载玻片上，用光学树脂胶固定，盖上盖玻片，置于干燥处，待固定好后再进行测定。