基于近红外光谱的木材干缩湿胀研究

发布时间：2023-08-25 20:46

　　木材和水分关系的研究一直以来都是木材学研究领域的基础课题。木材中水分含量变化会使木材产生干缩湿胀,进而影响其尺寸稳定性,这关系到木材的实际应用。一般认为,木材产生变形的根本原因是木材化学组分中多糖类物质所含羟基与水分形成氢键作用的结果。近红外光谱对有机材料含氢基团具有高度的敏感性,利用这一特点,为了能够实现对木材尺寸变化的在线快速检测。本研究选用杨木试材,应用近红外光谱(near infrared,NIR)技术探讨了木材含水率与其尺寸稳定性之间的相互关系并建立了预测木材含水率和尺寸变化的NIR模型。分析了在不同含水率下杨木试材的近红外谱图的差异、脱化学成分木材对近红外谱图的影响以及木材尺寸变化与近红外谱图的相关性。并得出以下结论:(1)10×10×10mm和20×20×20mm两种试材含水率及尺寸变化率模型的决定系数R2都在0.99左右,RMSEC和RMSEP的值在0.2左右,RPD值均大于3,模型的预测效果很好。并且,通过对比两种尺寸建立的含水率及尺寸变化率的预测模型,尺寸大小对模型预测效果基本没有影响。通过对比横切面、径切面、弦切面三个切面的模型参数可以发现横切面建立含水率的模型效...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 近红外光谱技术
        1.2.1 光谱学原理
        1.2.2 采集原理
        1.2.3 数据处理
        1.2.4 近红外光谱分析技术特点
        1.2.5 NIR模型建立方法
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 木材含水率检测研究
        1.3.2 NIR在木材科学中的应用研究
    1.4 选题背景
    1.5 研究内容、目的和意义
        1.5.1 内容
        1.5.2 目的与意义
2 木材含水率及尺寸变化的NIR预测模型
    2.1 前言
    2.2 实验材料与仪器
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 主要试剂
        2.2.3 主要设备
    2.3 近红外光谱的采集
    2.4 含水率及尺寸变化测量与分析
    2.5 NIR预测模型的建立
    2.6 结果与分析
    2.7 本章小结
3 木材含水率及尺寸变化的定性预测—聚类模型分析
    3.1 前言
    3.2 实验材料与仪器
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 主要试剂
        3.2.3 主要设备
    3.3 近红外光谱的采集
    3.4 水分及尺寸变化分析与测量
    3.5 聚类模型的建立
    3.6 结果与分析
    3.7 本章小结
4 化学成分对木材水分及尺寸变化的影响
    4.1 前言
    4.2 实验材料与仪器
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 主要试剂
        4.2.3 主要设备
    4.3 脱化学成分及调湿处理
        4.3.1 脱化学成分方法
        4.3.2 试样的水分调节
    4.4 近红外光谱的采集
    4.5 结果与分析
    4.6 本章小结
5 木材含水率—干缩湿胀—近红外光谱图之间的相关性
    5.1 前言
    5.2 实验材料与仪器
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 主要设备
    5.3 近红外光谱的采集
    5.4 含水率及尺寸变化测量与分析
    5.5 结果与分析
        5.5.1 不同含水率下木材近红外光谱特征峰的差异
        5.5.2 化学成分对近红外光谱的影响
    5.6 本章小结
6 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 本论文的创新之处
    6.3 建议
参考文献
个人简介
导师简介
致谢



本文编号：3843281