干燥过程中树盘含水率的在线检测

为实现干燥过程中树盘含水率的在线精准检测,分析了环境温度对电阻应变式称质量装置测量精度的影响规律,获得了利用环境温度和电测质量计算精准质量的二元回归方程,并用其将树盘的电测质量校正为精准质量。用树盘绝干质量、干燥过程中在线测算的精准质量计算含水率实际值,对HYD-B型含水率仪进行了实验校正。探讨了纤维饱和点之下探针深度、间距、位置及材温补偿和介质温度补偿对含水率仪测量精度的影响规律,确定适宜的探针深度和间距,得到了适宜探针深度、间距下含水率测值的修正公式。结果显示:称质量装置测量精度的二元回归校正方程的相关系数达0.99;纤维饱和点以下,探针插入木材深度距离上表面为木材厚度的1/2~2/3、间距30 mm时,含水率仪检测精度高;材温补偿和介质温度补偿对检测精度影响不大,可用方便的介质温度补偿代替材温补偿。     

木材含水率分级干燥及其节能分析

木材干燥是木材加工生产中不可缺少的一道重要工序,也是耗能最大的工序。现在能源短缺,燃料价格上涨,节省能源尤其重要。加强对木材干燥过程节能减排降耗的研究,寻求高效环保的节能技术是目前国内外学者广泛关注的课题之一。在分析木材干燥能耗的基础上,从3个方面探讨了木材含水率分级干燥的必要性:1)生材含水率不同导致每一块板材的干燥特性不同;2)与水分移动有关的木材性质（物理力学性质等）的差异;3)木材中各种状态水分的干燥能耗。进而对木材含水率分级干燥过程进行了分析,提出了木材含水率分级干燥的概念,并对分级干燥理论进行了分析。探究了含水率分级干燥对木材干燥质量、干燥效率和干燥过程节能减排的影响,采用含水率分级技术实现木材的精细干燥,可以达到缩短干燥周期,降低能耗,提高干燥质量的目的。最后,提出应根据干燥材的用途要求,在节能经济的基础上,制定合适的含水率分级标准的应用设想。     

活性对电导法测量木材含水率的影响

电导法测量木材含水率是最简便的测定法，但其精度较低。本文采用直流电桥和交流电桥对活性程度不同的木材直流电阻和交流阻抗进行测量。指出了木材细胞的活性程度对其电阻和阻抗有明显的影响，在相同含水率下，活木和死木的电阻和阻抗也有很大差异。并通过植物的电路模型探讨了活性度对木材含水率测量的影响机理，为改进电导式木材含水率测量仪提供了理论依据。     

关于提高称重法木材含水率测算精度的探讨

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.     

基于FLANN数据融合的木材含水率检测方法

针对木材含水率的检测精度受到多种环境因子(温度、平衡含水率、风速等)的影响,提出了一种基于函数联接型神经网络FLANN的数据融合方法以消除环境温度对木材含水率检测精度的扰动。FLANN能利用函数扩展替代多层感知器(MLP)的隐含层,将输入信号空间维度下的线性不可分类的问题,扩展至较高信号空间维度的超平面上,简化了MLP的架构。与MLP相比,FLANN具有结构简单、收敛速度快和计算量小的特点。仿真结果及实验验证表明:基于FLANN的数据融合方法,能有效消除环境因子的扰动,并可实现木材含水率的稳定、实时、高精度检测。     

含水率对木材性能快速检测指标的影响

以落叶松为试验对象,初步分析了含水率对木材阻力检测值及应力波速度检测结果的影响。结果表明:木材阻力检测值与含水率呈负相关性,且含水率对其总样本的影响程度要大于独立样本;应力波速度检测结果随着含水率增加波动幅度不大,且含水率对其总样本的影响程度小于各独立样本;含水率对阻力值检测结果的影响比较明显,对应力波速度检测影响一般。     

吸湿范围内木材含水率对渗透性影响的研究

本文研究了我国东北四种常见木材在吸湿范围內含水率对渗透性影响的变化规律,得出了变化规律的数学模型,从木材与水分作用关系阐述了含水率对木材渗透性影响的机理。结果表明:①在吸湿范围内,木材渗透性与含水率成二次函数关系;②木材含水率在吸湿范围内,横向渗透性存在极值点;③木材纹孔膜上微孔的数目与半径随含水率的提高而减小。     

橡胶木材干燥速度的相关因素分析及提高措施

通过对橡胶木材加工中干炽速度相关因素的理论分析，提出在保证干燥质量的前提下，提高干燥速度的措施。     

间歇微波干燥过程中木材内含水率动态分布规律

为研究微波干燥过程中木材内部的含水率动态分布规律,以红橡和南方松木材为研究对象,采用无损检测的X射线扫描方法,揭示间歇微波干燥过程中木材内部含水率分布的动态变化规律。结果表明:微波干燥的绝大部分时间内,木材厚度方向存在着整体性内高外低的含水率梯度场;随着干燥过程的进行,木材内部水分更趋均匀,当木材平均含水率在10%以下时,木材内水分分布非常均匀;在整个微波干燥过程中,木材内部虽然发现了部分内层含水率低于外层的情况,但并未出现与常规干燥相反的含水率梯度。     

木材干燥过程中含水率空间分布融合方法的研究

选取杨木作为试材,有效避免了以往木材干燥过程中出现的木材含水率检测点数量有限,不能连续全面地描述木材含水率分布状态的问题,使用选择离散点数据的方法,再应用粒子群算法优化支持向量机算法、支持向量机预测算法、最小二乘法非线性拟合方法以及进行空间数据预测来比较算法预测能力,然后把木材干燥过程中的材堆模型模拟成长方体并建立空间模型,应用PSO优化的SVM算法对X坐标轴建立函数模型进行验证。通过数据分析比较可得:基于PSO优化SVM算法在针对同一试材上空间离散木材含水率采集数据进行空间数据预测仿真出的连续含水率曲线误差最小,仿真曲线逼近真实含水率分布曲线。     

木材干燥全自动控制系统的研制

为了提高干燥质量 ,降低能耗 ,使得干燥过程更加准确可靠 ,在木材干燥的工艺环节中引进智能化的计算机技术已势在必行 .该文介绍了北京林业大学工学院研究开发的新一代木材干燥全自动控制系统 .该系统将计算机自动控制技术应用于木材干燥过程的检测与控制之中 ,实现了干燥参数的在线测量和调节 ,重点解决了木材含水率检测的准确性问题 ,在用含水率梯度控制木材干燥过程的技术上做了尝试 ,开发了智能化的控制系统软件 .     

灰色PID控制在木材干燥控制系统中的应用

利用自回归滑动平均模型方法建立木材干燥过程的数学模型,在此基础上对木材干燥过程的不确定部分建立灰色控制模型,分析灰色PID控制在木材干燥控制系统中的应用。仿真和试验结果表明:与传统PID方法相比,应用灰色PID算法的木材干燥控制系统的超调量更小、响应时间更短、系统更稳定;灰色PID方法提高了木材干燥控制系统的暂态性能和稳态性能,缩短了干燥时间,减小了水、电资源消耗;说明灰色PID控制算法应用于木材干燥过程,可行、有效。     

苹果木材的超微构造及其皱缩

本文在观察苹果木材超微构造的基础上，分析了苹果木材在构造上容易发生皱缩的原因，同时观察了苹果木皱缩材组织结构的变化，验证了皱缩机理；分析了温度和含水率对苹果木材基本皱缩条件的影响。     

含水率和密度对木材应力波传播速度的影响

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增大,其中山毛榉木材的增幅为 17.5% ~20.8%,落叶松木材的增幅为12.7% ~ 14.5%。同一树种内的任意含水率下,基本密度不同时应力波传 播速度之间差异显著,传播速度和基本密度之间存在较好的正相关线性关系。不同树种之间,传播速度和基本密 度之间没有明显关系,这可能与不同树种之间的成分差异有关。      

X射线扫描法和切片法测量干燥过程中杉木含水率分布的比较研究

以杉木Cunninghamia lanceolata人工林木材为研究对象,分别采用X射线扫描法和切片法研究了常规干燥过程中木材内含水率分布规律,以期检验X射线扫描法的测量精度,探讨采用X射线法动态检测干燥过程中木材内含水率分布的可行性。结果表明:在各个干燥阶段,X射线扫描法测得的厚度方向各层含水率测量值与用切片法得到的含水率测量值之间无显著差异（P＞0.05）,且两者之间相关的决定系数在0.90以上;在整个干燥阶段,切片法测量的每层含水率值大多低于利用X射线扫描法的测量值,在含水率较高阶段（55%,46%,34%）,两者之间的差值大于含水率较低阶段（26%,20%,12%,8%）。由此可见,采用X射线扫描法测量干燥过程中木材内含水率分布是切实可行的。图1表1参13     

MCS-51单片机木材干燥控制仪软硬件的设计

根据木材干燥过程的原理和工艺要求,结合我国木材干燥生产的实际情况,并参考了国内外有关的研究成果,设计了木材干燥窑微机控制系统,该系统是以MCS-51单片机为控制主机,采用PID算法的闭环实时在线控制系统.设计的硬件系统结构简单,探作方便,造价低廉,功能丰富.控制程序采用模块化结构,便于装配、调试和移植.该系统既可单独用于木材干燥窑的控制,也可作为集散系统的前级控制.     

电场强度与作用时间对马尾松木材含水率梯度的影响

将马尾松Pinus massoniana板材置于不同的电场(相距为20 mm电板间的一定电势差)中,经过不同时间的处理后,测试和分析其在厚度(高度)方向的含水率梯度,并与未经电场处理的板材比较,研究电场强度及其作用时间与马尾松木材含水率梯度的影响.研究结果表明:①电场强度与作用时间对马尾松木材厚度(高度)方向的含水率梯度有影响;②厚度(高度)方向的含水率梯度随电场强度(相距为20 mm电板间的电势差)和作用时间的增加都有不断下移的趋势;③电场方向对马尾松木材厚度(高度)方向的含水率梯度的变化无影响.图5参26     

利用形状因子法计算木材干燥窑壳体的散热损失

指出了木材干燥窑壳体传热量的传统计算方法中的不足,并利用形状因子法来分析计算木材干燥窑壳体的传热量.对比2种计算方法所得的结果表明,传统的干燥窑壳体计算方法较为保守,而根据形状因子法计算结果来配置干燥窑的加热器面积则不会造成干燥窑中散热设备投资的浪费,同时也可以节省干燥窑墙体设计用材的量.     

木材干燥过程控制策略与方法的研究

在微机控制的木材干燥过程中，需要选用合理的控制策略与方法。根据木材干燥的特点，对木材干燥中控制技术的应用与研究作了分析，主要论述了PID控制、自适应控制和人工智能控制等方法在木材干燥中的应用研究。对比分析了各种方法的优点和局限性，并指出PID及其变形控制器是目前木材干燥控制方法的主流，而智能控制是其重要的发展方向。图4参12。     

基于MSP 430的木材干燥窑测控系统

木材是一种复杂的含湿多孔黏弹性生物体,木材中水分的含量随着树种、树龄和砍伐季节各异。为了保证木制品的品质和使用寿命,必须采取适当的措施使木材中的含水率降至规定值。在木材干燥过程中,干燥设备性能、干燥工艺、木材特性等诸多因素,都对干燥后的木材品质有所影响。将高级单片机设术、自动控制技术应用于木材干燥设备的控制系统,并提出了控制系统的软硬件设计,其中硬件部分由传感器组、信号处理电路、MSP 430 F149微控制器、隔离驱动及其他单片机外围电路组成,给出了相关参数。软件部分由主程序,温度、木材含水率数据采集子程序,数据处理子程序,查表子程序,修正子程序,键盘、显示子程序等部分组成,给出了主流程图。图4表1参17