第31卷，第4期 2011年4月
与光谱分析
光谱学
Spectroscopy and Spectral Analysis
近红外光谱用于杉木木材强度分等的研究
瑶1-2
王晓旭，黄安民2*，杨
患，杨
1.北京林业大学，北京100083
2.中国林业科学研究院本材工业研究所，北京100091
Vol. 31,No. 4,pp975-978
April，2011
摘要利用近红外光谱技术对木材强度分等进行了研究。选择1000～1400nm波段，结合偏最小二乘法，在木材强度和近红外光谱数据间建立了校正模型，校正模型的相关系数（r)为0.89，校正标准误差(SEC)为6.30MPa。利用校正模型对35个未知样品的强度进行预测，根据近红外预测值和实测值分别对木材样品进行分等，A级预测的准确率为75.0%，B级准确率为91.3%，C级准确率为80.0%，总正确率为
88.6%。研究结果表明，近红外光谱技术可以应用在无就小试样的木材快速分等中。关键调近红外光谱；木材；分等
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2011)04-0975-04
加工行业的实际应用提供了重要的参考。 1材料和方法
木材作为一种历史悠久的可再牛材料，其有众多优点，
广泛应用于建筑、家具、造纸等行业。同时，木材作为一种天然形成的非均一材料，具有广泛的变异性，表现在幼龄材和成熟材强度不同、早材和晚材强度不同、不同树木位臀强度不同"，因此，将不同种类、不同强度的术材分成不同的等级，根据用途与要求的不同将其用在不同的场合，可以使得本材的利用更加合理，更加科学。传统的木材分等方法，是根据木材树种、缺陷、额色等(")进行分等，但是，木材用作结构材料，其强度和刚度是木材利用中的重要指标。目前，国内外已经开始尝试机恢分级和数字扫描分级(3.4)，以及采用振动法对本材成力分等的研究，从而将术材的力学性能作为分等的重要内容。但是，由于木材产泛的变异性，其复杂程度超过了其他工业材料，尚没有一种各方面都满足需求的分等技术，世界各国都在研究新的方法和新的技术，
近红外光谱法是一种新的无损检测方法，在众多行业的原料检测、产品质量分等中具有广泛的应用刀。已有的在本材科学方面的研究证明，近红外光谱能够对术材的化学成分8]、密度(9)、力学性质(11]、水分、微纤丝角等进行快速预测。然而，由于种种原因，以上研究在木材的加工利用中并没有得到应用，根据术材加工利用的特点，结合近红外光谱技术在原料分等、产品质量检验等方面的优势，本文提出将近红外光谱应用于术材分等中，为近红外光谱技术在木材
收稿日期：2009-11-06，修订日期：2010-02-08
1.1材料
实验林位于安徽省黄山市国有林场，东经117"58'119 40、北纬29°57～31°19”。地处黄山与犬目山结合带，长江与钱塘江水系分水岭处。
实验材料为人工林杉木（Cunminghamialanceolata），树龄28～39年之间，伐例树20株，其中低海拨（300m)和高海拨（800m）各10株。每株白胸径以上截取2m长的试样各3 段，在中国林科院实验中心气棚内气干到术材平衡含水率，参照国家标准GB1927～1943—91《木材物理力学性质试验方法》，分别在每株数的每个术段上，截取规格为10mm(R)×10mm(T)×160mm(L)的无低小试件3~5个，共制得合格样品285个。
1.2木材近红外反射光谱扫描
近红外光谱仪采用美国ASD公司生产的FicldSpec光谐仪，光谐波长范围在350～2500nm之间，采用光纤探头采集样品表面的近红外光谱，照射光源用DC直流灯，在样品上方与样品成60°夹角，并与样品纵轴保持平行。每个样品在径面和弦面的两端、中间分别扫描3个点，共6个点，每个点打描30次，时间在1s内，平均为一条光谐后被保存。为了充分获得木材样品信息，将6个点扫描的6条光谱平均为一条光谱，再进行建模分析。采谱过程中，实验室内的通
基金项目：北京市自热科学基金项日(6092021)和国际竹酶网络中心基本科研业务费专项基金(163200810)资助
作者简介：王晓旭，1978年生，北京林业大学讲师万方数据
*通讯联系人
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