基于近紅外光譜技術預測粗皮桉木材主要物理力學性質的研究.pdf

1、本論文基于近紅外光譜分析技術，以人工林粗皮桉木材為研究對象，依據國家標準《木材物理力學性質試驗方法》測試了粗皮桉木材氣干密度、抗彎彈性模量、抗彎強度和順紋抗壓強度，并結合 SilviScan-3（澳大利亞木材材性快速測定儀）測得粗皮桉木材生長錐和中心條的氣干密度和縱向彈性模量，進行了粗皮桉木材氣干密度和力學性質近紅外光譜預測研究，同時考察了試樣厚度、含水率、表面粗糙度和氣干密度測定方法對近紅外光譜預測木材性質效果的影響，得出以下主要結論

2、：
　　（1）利用近紅外光譜技術預測粗皮桉木材氣干密度時，通過對不同波譜區(qū)間、不同光譜預處理及不同切面建立的模型分析后，選取全波段三個切面平均光譜、二階導數預處理條件，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行驗證，其實測值和預測值之間的相關系數R為0.87，預測標準偏差（SEP）為0.041，相對分析誤差（RPD）為2.00，表明利用近紅外光譜技術可以實現(xiàn)對粗皮桉木材氣干密度的快速準確預測。
　?。?）用近紅外光

3、譜對粗皮桉木材無疵小試樣力學性質進行預測，選取全波段徑切面和弦切面平均光譜、二階導數預處理方法，利用偏最小二乘法對校正模型進行驗證。結果表明近近紅外光譜預測值和實測值之間有很好的相關性，抗彎彈性模量預測模型的相關系數是0.89，SEP為1.505，RPD為2.12，抗彎強度預測模型的相關系數是0.92，SEP為8.621，RPD為2.63，順紋抗壓強度預測模型的相關系數是0.90，SEP為3.469，RPD為2.40，利用近紅外光譜技術

4、建立粗皮桉木材力學性質預測模型效果很好，可以實現(xiàn)對粗皮桉木材力學性質快速準確預測。
　?。?）采用近紅外光譜技術預測粗皮桉木材氣干密度時，試樣厚度、試樣含水率、試樣表面粗糙度和試樣氣干密度測定方法對近紅外光譜建模效果產生一定的影響，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來看，四個模型的RPD均大于2.40，表明利用近紅外光譜技術可以很好的預測粗皮桉木材的氣干

5、密度值，但是試樣厚度影響其預測結果；試樣不同粗糙度建立的模型效果也存在一定的差異，建模時應盡量保持試樣表面粗糙度一致；木材水分是一個不可忽略的影響因素，其中含水率為12％時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，預測相同含水率條件下的木材試樣氣干密度的預測效果最好；利用X射線密度儀、SilviScan材性快速測定儀結合近紅外光譜技術可以實現(xiàn)對粗皮桉木材中心條氣干密度快速準確預測，其中X射線

6、密度儀測定值和近紅外光譜預測值之間相的關系數為0.95，SilviScan測定值和近紅外光譜預測值之間的相關系數為0.93。
　?。?）基于SilviScan-3測定粗皮桉生長錐和中心條氣干密度和縱向彈性模量值，結合近紅外光譜技術建立校正模型和預測模型，分析認為，近紅外光譜預測值與實測值之間具有很好的相關性，表明利用近紅外光譜技術可以實現(xiàn)對粗皮桉生長錐試樣和中心條的氣干密度和縱向彈性模量進行快速準確預測。同時對生長錐和中心條氣干密