Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Технологические особенности древесины

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

К технологическим особенностям древесины относят: твердость, усушку, коробление, ударную вязкость, износостойкость, способность гнуться и раскалываться, а также удерживать металлические крепления.

Твердость определяет возможности обработки и отделки древесины. По твёрдости породы деревьев делятся на:

− мягкие – сосна, ель, кедр, пихта, тополь, ольха, липа, осина, орех маньчжурский;

− твёрдые – лиственница, берёза, карагач, дуб, клён, ясень, шелковица, бук, яблоня, орех грецкий;

− очень твёрдые – белая акация, груша, самшит, фисташка, граб, берёза железная, тис, железное дерево, хурма.

Усушка – это уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении из неё связанной воды. Удаление свободной воды не вызывает усушки. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.

Коробление – это изменение формы пиломатериалов и заготовок при сушке, а также выпиловке и неправильном хранении. Чаще всего коробление происходит из-за различия усушки по разным структурным направлениям. Различают поперечную и продольную покоробленность. Продольная покоробленность бывает: по кромке, по пласти и крыловатость.

На рисунке 9.2. изображены виды покоробленности.

Рис. 9.2. Виды покоробленности пиломатериалов.

1) Поперечная:

а – желобчатая, б – трапециевидная, в – ромбовидная, г – овальная.

2) Продольная:

д – по кромке, е – по пласти, ж – крыловатость.

Коробление может возникать при механической обработке сухих пиломатериалов, при несимметричном строгании, из-за нарушения равновесия остаточных напряжений.

Способы и средства оперативной диагностики

Древесины и лесоматериалов

Для оперативной диагностики древесины и лесоматериалов используются органолептические и инструментальные (микроскопический, физический) способы. Результатом исследований является определение диагностических признаков древесины, позволяющих распознать ее видовую принадлежность.

Основными органолептическими признаками древесины являются: наличие ядра, ширина заболони и степень резкости перехода от ядра к заболони, степень видимости годичных слоев; наличие и размеры сердцевинных лучей; наличие и характер расположения сосудов.

К дополнительным органолептическим признакам относятся: цвет, блеск текстура, плотность и твердость.

При проведении диагностики, сначала необходимо установить к какой группе древесных пород относится данный образец:

− хвойным;

− лиственным кольцесосудистым;

− лиственным рассеянно-сосудистым.

У хвойных пород хорошо проявляются годичные слои, вследствие чего, поздняя древесина темнее ранней. У них нет сосудов, сердцевинные лучи очень узкие и невооруженным глазом не видны. Некоторые хвойные породы имеют смоляные ходы.

Диагностические признаки некоторых хвойных пород представлены в таблице 9.2.

К лиственным относятся породы, у которых годичные слои видны плохо; сосуды, видимые на поперечном разрезе, не образуют сплошного кольца, а разбросаны равномерно по всей ширине годичного слоя. У некоторых пород видны сердцевинные лучи.

При диагностике по коре учитывается ее толщина, цвет, запах, характер трещиноватости и слоистости, наличие наплывов и сучковатости.

Таблица 9.2

Диагностические признаки хвойных пород

Порода	Вид сбоку	Поперечный распил	Продольный распил
1	2	3	4

Ель

Ядро: порода безъядровая, спелодревесная.

Заболонь: по цвету неразличима. Отличается повышенным содержанием влаги.

Цвет древесины: белый, со слабым желтоватым оттенком, однородный.

Поздняя древесина имеет вид узкой светло-бурой полосы, переходит в раннюю постепенно.

Годичные слои: различаются на всех разрезах.

Смоляные ходы: немногочисленные, хорошо различимые через лупу.

Запах: слабый скипидарный.

Кора: бурая или сероокрашеная, в трещинах, довольно тонкая, чешуйчатая.

Кедр

Ядро: от светло-розового до желтовато-красного

Заболонь: желтовато-белая; широкая (до 40 годичных слоев)

Цвет древесины: розоватый оттенок. Поздняя древесина желтовато- розового цвета, слабо развита, переходит в раннюю постепенно, растушевано

Годичные слои: различаются на всех разрезах

Смоляные ходы: многочисленные, самые крупные по сравнению с другими породами

Запах: характерный для кедровых орехов

Кора: коричнево-серая, с красноватым оттенком, шелушащаяся

Продолжение таблицы 9.2

1	2	3	4
Лиственница
Ядро: красновато-бурое. Заболонь: буровато-белая, узкая (до 20 годичных слоев). Цвет древесины: бурый оттенок. Поздняя древесина темно-бурого цвета, развита сильно, резко отличается от ранней древесины светло-бурого цвета. Годичные слои: различаются на всех разрезах. Смоляные ходы: мелкие, немногочисленные. Запах: скипидарный. Кора: толстая, буро-ржавого цвета, с большим количеством трещин.
Пихта
Ядро: порода безъядровая спелодревесная. Заболонь: трудноразличима по цвету. Отличается повышенным содержанием влаги. Цвет древесины: белый, со слабым желтоватым или буроватым оттенком Чем выше влажность, тем темнее. Цветовой оттенок поздней древесины переходит в раннюю постепенно. Имеет однородный цвет. Годичные слои: различаются на всех разрезах. Смоляные ходы: отсутствуют. Запах: сильный, приятный запах коры. Древесина запаха не имеет. Кора: тонкая, гладкая, серого цвета, содержащая смолу.
Сосна
Ядро: от розового до буровато-красного. Заболонь: желтовато-белая, разной ширины (от 20 до 80 годичных слоев). Цвет древесины: красноватый или с желтоватым оттенком. Поздняя древесина красновато-бурого цвета, хорошо развита, резко отличается от ранней светлой древесины. Годичные слои: различаются на всех разрезах. Смоляные ходы: многочисленные, диаметром от 0,06 до 0,13 мм; через лупу хорошо видны на всех разрезах. Запах: резкий скипидарный. Кора: внизу толстая, с трещинами, темно-бурая; вверху тонкая, гладкая, золотистая.

Инструментальный таможенный контроль лесопродукции долгое время не проводился из-за отсутствия соответствующих технических средств. Осуществлялась только измерение влажности древесины с применением влагомеров.

В последние годы на вооружение таможенных органов поступили новые ТСТК, позволяющие проводить оперативную диагностику вывозимой древесины и определять качество изготовленной из неё продукции.

Например, портативные приборы идентификации лесо- и пиломатериалов лиственных и хвойных пород древесины (ППИ).

«Кедр» и «Кедр-М» предназначены для таможенного контроля древесины, перевозимой автомобильным, железнодорожным, морским и речным транспортом. При этом досматриваемое транспортное средство или объект (автоприцеп, железнодорожная платформа, складированный или штабелированный груз) могут находится на площадке досмотра или на неподготовленном рабочем месте, в условиях различной освещенности, в любое время года, при различных погодных условиях и т.д.

ППИ «Кедр» и «Кедр-М» обеспечивают:

1. Оперативную диагностику различных пород древесины (лесо- и пиломатериалы) методом прямого определения или методом исключения (не сосна, не ясень и т.п.) за время не более 30 секунд с вероятностью не менее 0,95.

2. Измерение влажности древесины и фотодокументирование грузов (с применением влагомера ВИМС-2.11 и веб-камеры, входящих в комплект поставки, при этом их программные средства интегрированы в программное обеспечение ППИ).

3. Автоматизированное формирование актов таможенного досмотра (осмотра) товаров и транспортных средств.

4. Оперативный доступ к информации по законодательной базе Российской Федерации, распоряжениям и приказам ФТС России, документам Госстандарта (основным ГОСТам) и другой справочной информации в части лесопромышленного производства.

5. Разграничение доступа к информации, включая эталонную информацию и результаты измерений и фиксирования условий проведения таможенного контроля (дата, время и место проведения досмотра, ФИО проводившего таможенный контроль).

6. Ведение журналов с результатами таможенного контроля для 60 пользователей за предшествующий период до 6 месяцев с возможностью их оперативного просмотра и переноса на другие вычислительные средства.

Принцип действия прибора основан на измерении и последующей математической обработке спектров отраженного от поверхности древесины видимого и инфракрасного светового потока.

Оптические свойства древесины зависят не только от породы, но и от региона и даже конкретного места её произрастания (лесная или лесисто-равнинная местность, в центре или на окраине лесного массива, в низине или на возвышенности и т.п.), от влажности древесины, возраста дерева и других характеристик. Поэтому в памяти прибора должны быть заложены образцы спектров древесины из различных районов с целью их идентификации.

Основные технические характеристики ППИ «Кедр» приведены в таблице 9.3.

Таблица 9.3

Технические характеристики прибора ППИ «Кедр»

Наименование параметра	Величина параметра
Методы диагностики пород древесины	метод прямого определения и метод исключения
Тип процессора	VIA C7
Быстродействие процессора, ГГц	1,0 (1,5)
Объём оперативной памяти (ОЗУ), Мбайт	512 (1,0)
Объём постоянной памяти (HDD), Гбайт	160
Разрешение монитора, точек	1024х768
Количество записываемых кадров изображения, шт.	2000
Наличие встроенных звуковой, видеокарты и динамиков	имеется
Устройство ввода-вывода больших объёмов информации	флэш-память
Спектральный диапазон измерения, в диапазоне, мкм	0,4 …3,5
Дополнительные виды вводимой информации (ДВИ) - влажность лесо- и пиломатериалов; - видеоинформация (фотоизображение); - возможность ввода графической штрих-кодовой (линейной и/или двумерной) и радиочастотной информации	имеется имеется имеется
Диапазон измерения влажности древесины, %	5…100
Основная абсолютная погрешность измерения влажности, не хуже, %: - в диапазоне влажности 5…12 % - в диапазоне влажности 12…30 % - свыше 30 %	± 1,5 ± 3 не нормируется
Напряжение питания от источника постоянного тока, В	9,6 – 14,4
Количество пользователей (с разграничением доступа к базам данных), человек	60
Накопление и хранение информации о породах древесины за период работы, месяцев	6
Время измерения (проведения идентификации), не более, сек.	30
Время непрерывной автономной работы со штатным комплектом аккумуляторных батарей, не менее, час	4,5
Возможность работы от сети переменного тока	220 (+22/-33)В, 50Гц
Визуальное отображение результатов идентификации лесо- и пиломатериалов в удобном для восприятия оператором виде, включая указание конкретного наименования породы древесины (как это определено в официальных справочниках по лесоведению), тип породы (лиственная, хвойная), измеренной влажности древесины (в %).	буквенно-цифровая, графическая
Выдача диагностической информации о состоянии прибора и результатов идентификации пород древесины голосовыми сообщениями	в виде текстовой и речевой информации
Габаритные размеры, см	35х19х12
Вес переносимого оборудования, кг	3,0

Спектры некоторых пород древесины в видимой части спектрального диапазона показаны на рисунке 9.4.

Рис. 9.4. Оптические спектры некоторых пород древесины.

ППИ Кедр и Кедр-М (рисунки 9.5 – 9.7) выполнены в виде моноблока.

Рис. 9.5. Внешний вид ППИ «Кедр»

Рис. 9.6. Задняя панель ППИ «Кедр»

1 – тумблер включения питания; 2 – кнопка запуска режима измерения;

3 – тумблер автономного (без включения БИС) включения вентиляторов; 4 – USB-разъёмы для подключения внешних устройств; 5 – разъём питания; 6, 7 – COM и VGA порт для подключения влагомера

ВИМС-2.11 и внешнего монитора; 8 – группа из 6 светодиодных индикаторов состояния и режимов работы; 9 – ушки для подвеса;

10 – динамики; 11 – вентилятор.

Рис. 9.7. Общий внешний вид ППИ «Кедр-М»

c включенной оперативной системой.

Обобщенная функциональная схема контрольно-измерительного прибора изображена на рисунке 9.8.

Информация от исследуемого образца поступает на вход спектрофотометра. Спектрофотометр преобразовывает сигнал от исследуемого образца в распределение спектрального коэффициента диффузного отражения от поверхности образца и передаёт информацию в модуль первичной обработки. В данном модуле производится алгоритмическая коррекция погрешностей прибора, связанная с температурной зависимостью чувствительности приёмников, а также с нелинейностью свойств приёмников оптического излучения в зависимости от интенсивности падающего излучения.

Рис. 9.8. Обобщенная функциональная схема прибора.

Оптическая схема (см. рисунок 9.9.) содержит один силовой оптический элемент - вогнутую дифракционную решетку. Конструктивно прибор выполнен в виде двух спектрофотометров, один из которых работает в видимой области спектра, а второй – в ближней инфракрасной. Световой поток от источников излучения видимого (поз. 4) и инфракрасного (поз. 8) диапазонов, размещённых в одном фотометрическом шаре (поз. 3), падает на торцевую поверхность исследуемого объекта (поз. 1), отражается от неё и через входные щели (поз. 9) попадает на дифракционные решётки (поз. 7 и 11). Там сигнал разлагается в линейный спектр излучения и проецируется на ПЗС - линейки приёмников (поз. 6 и 10). С приемников сигнал поступает на встроенный микроконтроллер, где происходит его первичная обработка и преобразование в цифровой вид. Таким образом, схема лишена механических элементов (за исключением шторки для снятия темнового сигнала, поз. 9), что позволило значительно сократить время получения одного измерения.

Рис. 9.9. Упрощенная оптическая схема прибора «Кедр-М»

1 - объект исследований (образец древесины); 2 - входное окно прибора;

3 - фотометрический шар со встроенными источниками излучения;

4 - источник излучения видимой области спектра; 5 - выходное окно фотометрического шара; 6 - ПЗС - линейка на видимую область спектра;

7- вогнутая стигматическая дифракционная решетка видимой области спектра; 8 - источник излучения инфракрасной области спектра;

9 - входные щели с электромеханической шторкой;

10 - фотогальванический приемник ИК - излучения; 11- вогнутая стигматическая дифракционная решетка ИК - области спектра.

Считывание спектров отраженного светового потока от торцевой поверхности проверяемой древесины производится через входное окно диаметром 26 мм. Поэтому точность прикладывания оптического окна анализатора ППИ «Кедр-М к древесине и качество поверхности анализируемой породы оказывают существенное, а в ряде случаев – определяющее влияние на полученный результат.

Диагностика породы производится двумя методами:

- методом исключения (когда порода древесины заранее известна и её наименование выбирается оператором из перечня пород в соответствующем окне пользовательского интерфейса прибора);

- методом прямой диагностики (когда порода неизвестна и прибор выбирает породу древесины из хранящейся в его памяти эталонной базы данных).

Способ применения прибора показан на рисунке 9.10:

Рис. 9.10. Измерение анализатором спектра породы лесоматериалов.

Прибор работает следующим образом. После нажатия кнопки прибор выдаёт звуковой сигнал «гонг» и производит считывание спектра. В это время прибор нужно продолжать плотно прижимать к древесине и отнять его можно только после второго звукового сигнала «гонг». Считывание спектра происходит за время не более 10 секунд. Если прибор отнять от древесины раньше времени, то произойдёт ошибка в считывании спектра и порода определится неправильно. Возможны три варианта ответа прибора после считывания спектра:

а) порода не определена (необходимы повторные считывания);

б) вероятное название породы (необходимы повторные считывания);

в) точное название породы (повторное считывание не является необходимым условием, но остается достаточным, и рекомендуется повторить процедуру).

Результаты измерений записываются в пользовательскую базу данных должностного лица, проводившего таможенный контроль, и могут быть просмотрены на экране МЦМ или перенесена на другие ПК по запросу должностного лица таможенного органа, имеющего доступ к информации согласно регламенту, определённому системой разграничения доступа.

Определитель пород древесины (ППИ) может работать совместно с измерителем влажности ВИМС-2.11.

На основном этапе сначала проводится стадия отбора образцов в виде поперечных срезов лесоматериала. Количество образцов и способы их получения (места выпиливания, способ выпиливания, форма и количество образцов) подробно описано в стандарте. ГОСТ 17231-78 «Лесоматериалы круглые и колотые. Методы определения влажности».

Затем осуществляется стадия диагностики.