[发明专利]一种基于生长轮尺度的木材应变量测量方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于生长轮尺度的木材应变量测量方法，包括如下步骤：S1：制备绝干试样。S2：将绝干试样放到动态水分吸附分析仪中，固定的时间间隔下连续记录木材试样的重量变化，直到达到含水率平衡态。S3：保持相同时间间隔，采用视频白光显微镜对木材试样连续拍照，直到达到含水率平衡态。S4：对图像分析处理，得到木材试样各个时间的含水率、径向和弦向湿胀率。S5：木材试样达到含水率平衡态后，降低相对湿度，重复步骤S2‑S3。S6：对步骤S5的图像进行分析处理，得到木材试样各个时间的含水率、径向和弦向干缩率。本发明将动态水分吸附分析仪与视频白光显微镜联用，能够实时、同步获得任意状态下木材试样的含水率及其对应的干缩和湿胀的应变量。

技术领域

本发明属于木材测量技术领域，具体涉及一种基于生长轮尺度的木材应变量测量方法及装置。

背景技术

木材因干燥而缩减其尺寸的现象称为干缩，因吸收水分而增加其尺寸的现象称为湿胀。干缩和湿胀现象发生在木材含水率小于纤维饱和点的情况下，当木材的含水率在纤维饱和点以上，其尺寸和体积几乎不会发生变化。

干缩和湿胀现象对木材的利用有很大影响：干缩会引起木制品尺寸收缩而产生缝隙、翘曲变形和开裂。而湿胀不仅会增大木制品的尺寸发生地板隆起、门窗关不上，还会降低木材的力学性能。

木材的干缩/湿胀包括轴向干缩/湿胀和横向干缩/湿胀，轴向干缩/湿胀沿着垂直于木材树干的方向，其干缩率/湿胀率数值较小，对木材的利用影响不大。横向干缩/湿胀包括径向干缩/湿胀和弦向干缩/湿胀。径向干缩/湿胀在木材横切面上沿直径方向，其数值较大，弦向干缩/湿胀沿着生长轮切线方向，其数值也较大，不可忽视。

木材生长轮内，早材与晚材的构造差异、平衡含水率不同、以及二者之间的连接方式都影响着木材径向、弦向的干缩或者湿胀。因此，在生长轮尺度上开展干缩/湿胀实验，会以早材、晚材和生长轮的木材试样作为研究对象。现有技术中，在木材的生长轮尺度上进行干缩/湿胀应变量测量的方法是：

对不同含水率平衡态的木材试样进行重量称量，计算得到木材试样的含水率，对不同含水率平衡态的木材试样进行拍摄，获取图像进行分析，得到木材试样的干缩/湿胀应变量。该种方法的缺点是：只能测定含水率平衡态下试样的含水率以及干缩/湿胀应变量，无法测定水分吸着以及解吸过程中试样的含水率以及干缩/湿胀应变量。

因此，需要一种既可以测定含水率平衡态下试样的含水率以及干缩和湿胀应变量，又可以测定水分吸着和解吸过程中试样的含水率以及干缩和湿胀应变量的方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术中存在的无法测定水分吸着/解吸过程中试样的含水率以及干缩/湿胀应变量的问题，本发明提供一种基于生长轮尺度的木材应变量测量方法。另外，本发明还提供一种用于上述测量方法的木材应变量的测量装置。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种基于生长轮尺度的木材应变量测量方法，包括如下步骤：

S1：制备木材的绝干试样；

S2：将步骤S1得到的绝干试样放到恒定温度和一定相对湿度的动态水分吸附分析仪中，保持固定的时间间隔，连续记录木材试样的重量变化，直到木材试样达到含水率平衡态；

S3：与步骤S2保持同样的时间间隔，采用视频白光显微镜对木材试样进行连续拍照，直到木材试样达到含水率平衡态；

S4：对步骤S2获得的图像进行分析处理，得到木材试样各个时间的含水率、径向湿胀率以及弦向湿胀率；

S5：步骤S3中，待木材试样达到含水率平衡态后，降低动态水分吸附分析仪内的相对湿度，然后重复步骤S2-S3；