基于近紅外光譜技術(shù)預(yù)測(cè)粗皮桉木材主要物理力學(xué)性質(zhì)的研究.pdf

1、本論文基于近紅外光譜分析技術(shù)，以人工林粗皮桉木材為研究對(duì)象，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法》測(cè)試了粗皮桉木材氣干密度、抗彎彈性模量、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度，并結(jié)合 SilviScan-3（澳大利亞木材材性快速測(cè)定儀）測(cè)得粗皮桉木材生長(zhǎng)錐和中心條的氣干密度和縱向彈性模量，進(jìn)行了粗皮桉木材氣干密度和力學(xué)性質(zhì)近紅外光譜預(yù)測(cè)研究，同時(shí)考察了試樣厚度、含水率、表面粗糙度和氣干密度測(cè)定方法對(duì)近紅外光譜預(yù)測(cè)木材性質(zhì)效果的影響，得出以下主要結(jié)論

2、：
　?。?）利用近紅外光譜技術(shù)預(yù)測(cè)粗皮桉木材氣干密度時(shí)，通過(guò)對(duì)不同波譜區(qū)間、不同光譜預(yù)處理及不同切面建立的模型分析后，選取全波段三個(gè)切面平均光譜、二階導(dǎo)數(shù)預(yù)處理?xiàng)l件，利用偏最小二乘法建立粗皮桉木材氣干密度校正模型并進(jìn)行驗(yàn)證，其實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值之間的相關(guān)系數(shù)R為0.87，預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差（SEP）為0.041，相對(duì)分析誤差（RPD）為2.00，表明利用近紅外光譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)粗皮桉木材氣干密度的快速準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
　?。?）用近紅外光

3、譜對(duì)粗皮桉木材無(wú)疵小試樣力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，選取全波段徑切面和弦切面平均光譜、二階導(dǎo)數(shù)預(yù)處理方法，利用偏最小二乘法對(duì)校正模型進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明近近紅外光譜預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值之間有很好的相關(guān)性，抗彎彈性模量預(yù)測(cè)模型的相關(guān)系數(shù)是0.89，SEP為1.505，RPD為2.12，抗彎強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型的相關(guān)系數(shù)是0.92，SEP為8.621，RPD為2.63，順紋抗壓強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型的相關(guān)系數(shù)是0.90，SEP為3.469，RPD為2.40，利用近紅外光譜技術(shù)

4、建立粗皮桉木材力學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)模型效果很好，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)粗皮桉木材力學(xué)性質(zhì)快速準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
　?。?）采用近紅外光譜技術(shù)預(yù)測(cè)粗皮桉木材氣干密度時(shí)，試樣厚度、試樣含水率、試樣表面粗糙度和試樣氣干密度測(cè)定方法對(duì)近紅外光譜建模效果產(chǎn)生一定的影響，2mm厚和5mm厚的試樣建立粗皮桉木材氣干密度校正模型的效果比10mm和20mm厚試樣建立的模型效果好，從RPD來(lái)看，四個(gè)模型的RPD均大于2.40，表明利用近紅外光譜技術(shù)可以很好的預(yù)測(cè)粗皮桉木材的氣干

5、密度值，但是試樣厚度影響其預(yù)測(cè)結(jié)果；試樣不同粗糙度建立的模型效果也存在一定的差異，建模時(shí)應(yīng)盡量保持試樣表面粗糙度一致；木材水分是一個(gè)不可忽略的影響因素，其中含水率為12％時(shí)粗皮桉木材氣干密度分析模型的效果最好，在某一種含水率狀態(tài)下采集近紅外光譜，建立分析模型，預(yù)測(cè)相同含水率條件下的木材試樣氣干密度的預(yù)測(cè)效果最好；利用X射線(xiàn)密度儀、SilviScan材性快速測(cè)定儀結(jié)合近紅外光譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)粗皮桉木材中心條氣干密度快速準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，其中X射線(xiàn)

6、密度儀測(cè)定值和近紅外光譜預(yù)測(cè)值之間相的關(guān)系數(shù)為0.95，SilviScan測(cè)定值和近紅外光譜預(yù)測(cè)值之間的相關(guān)系數(shù)為0.93。
　　（4）基于SilviScan-3測(cè)定粗皮桉生長(zhǎng)錐和中心條氣干密度和縱向彈性模量值，結(jié)合近紅外光譜技術(shù)建立校正模型和預(yù)測(cè)模型，分析認(rèn)為，近紅外光譜預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值之間具有很好的相關(guān)性，表明利用近紅外光譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)粗皮桉生長(zhǎng)錐試樣和中心條的氣干密度和縱向彈性模量進(jìn)行快速準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。同時(shí)對(duì)生長(zhǎng)錐和中心條氣干密