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树木微钻仪钻针阻力表达方法研究 被引量：4
1
作者 姚建峰 赵燕东 +3 位作者 张会儒 宋新宇 雷相东 唐守正 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期271-277,286,共8页
树木微钻仪钻针阻力不能直接测量,但能通过直流电机的电流、电压、功率、转速等参数间接表达。为了提高钻针阻力测量精度,进一步研究了钻针阻力表达方法。阐述了树木微钻仪的工作原理,分析了钻针阻力与直流电机电流、电压、功率、转速... 树木微钻仪钻针阻力不能直接测量,但能通过直流电机的电流、电压、功率、转速等参数间接表达。为了提高钻针阻力测量精度,进一步研究了钻针阻力表达方法。阐述了树木微钻仪的工作原理,分析了钻针阻力与直流电机电流、电压、功率、转速之间的关系,提出了6种钻针阻力表达方法。使用自主研制的树木微钻仪和德国Resistograph 650-S型微钻仪对4个树种的木材密度进行测试,分别建立自主研制微钻仪每种钻针阻力表达方法各自的平均值、Resistograph 650-S型钻针阻力平均值与木材绝干密度之间的线性模型。测试结果表明:自主研制的树木微钻仪直流电机电流、电压和功率与木材绝干密度之间的线性相关系数均大于0.9,因此可使用直流电机的电流、电压或者功率来间接表达钻针阻力;转速修正后的直流电机电压与木材绝干密度的相关性最高,因此使用转速修正后的直流电机电压表达钻针阻力更为适宜;自制微钻仪转速修正后的直流电机电压与木材绝干密度之间的线性相关系数比德国Resistograph 650-S型微钻仪高0.0053,说明自制树木微钻仪的设计方案和钻针阻力表达方法合理。 展开更多
关键词 树木微钻仪 微损测量 钻针阻力 线性模型
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含水率对微钻阻力仪钻针阻力的影响
2
作者 姚建峰 雷相东 +5 位作者 王雪峰 符利勇 郑一力 郭旭展 段光爽 宋新宇 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期137-147,共11页
【目的】微钻阻力仪钻针阻力与木材密度正相关,与木材含水率的关系尚不明确。为了科学、合理地解释微钻阻力仪的钻针阻力,本研究进一步研究含水率与钻针阻力之间的关系。【方法】使用Resistograph 650-S微钻阻力仪测量包含针叶树、软阔... 【目的】微钻阻力仪钻针阻力与木材密度正相关,与木材含水率的关系尚不明确。为了科学、合理地解释微钻阻力仪的钻针阻力,本研究进一步研究含水率与钻针阻力之间的关系。【方法】使用Resistograph 650-S微钻阻力仪测量包含针叶树、软阔叶树、硬阔叶树9个树种的木材在湿木状态和绝干状态下的钻针阻力,首先初步判断木材含水率与钻针阻力之间的关系;然后建立各树种木材含水率、木材绝干密度双因子与钻针阻力之间的广义相加模型以及木材绝干密度单因子与钻针阻力之间的广义相加模型,分析两个模型的拟合结果,分析木材含水率对微钻阻力的影响程度;最后建立每个树种木材含水率与湿木状态与绝干状态下钻针阻力差值之间的广义相加模型,分析木材含水率对钻针阻力的影响规律。【结果】1)麻梨、李、桃和樱桃这4个树种湿木状态与绝干状态下钻针阻力平均值差值的平均值小于0,毛白杨、泡桐、马尾松、杉木、麻栎这5个树种的平均值大于0。2)各树种双因子模型R^(2)的平均值比单因子模型高0.231,相比提高了52.620个百分点;各树种双因子模型方差解释率的平均值比单因子模型高22.475%,相比提高了48.892个百分点;各树种双因子模型AIC的平均值比单因子模型低60.39,相比降低了5.489个百分点。3)各树种湿木含水率与湿木状态与绝干状态下阻力差值的GAM模型的自由度在1~6.062之间,P值在0~0.619之间,F值在0.25~23.45,R^(2)在0~0.644之间,方差解释率在0.579%~66.7%之间。【结论】1)含水率对钻针阻力有显著有影响,增加含水率因子能显著提高钻针阻力的方差解释率。2)不同树种之间含水率对钻针阻力的影响程度和影响规律存在较大差异。 展开更多
关键词 微钻阻力仪 含水率 钻针阻力 广义相加模型 微损测量
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基于微钻阻力的树木年轮测量方法研究 被引量：2
3
作者 姚建峰 赵燕东 +3 位作者 符利勇 宋新宇 卢军 黎沙沙 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期52-59,共8页
针对前期研制的微钻阻力仪存在钻针钻入树木方向偏离直线方向、无法准确获取树木年轮宽度等问题,对微钻阻力仪的机械结构和软件算法进行了改进,提出了改进钻针形状和增加钻针支撑挡片的改进措施,给出了年轮宽度的计算方法。分别使用自... 针对前期研制的微钻阻力仪存在钻针钻入树木方向偏离直线方向、无法准确获取树木年轮宽度等问题,对微钻阻力仪的机械结构和软件算法进行了改进,提出了改进钻针形状和增加钻针支撑挡片的改进措施,给出了年轮宽度的计算方法。分别使用自制微钻阻力仪、Resistograph 650-s型微钻阻力仪、Lintab 6型高精度树木年轮分析仪测量9个马尾松圆盘的年轮信息,以Lintab 6型树木年轮分析仪测试结果作为真值,分别计算自制微钻阻力仪和Resistograph 650-s型微钻阻力仪的年轮识别错误率和年轮宽度测量精度。结果表明:2个微钻阻力仪的平均年轮宽度的测量精度达85%左右,说明使用微钻阻力法测量树木年轮宽度可行;自制微钻阻力仪的年轮识别错误率比Resistograph 650-s型微钻阻力仪低12.7个百分点,年轮宽度测量精度比Resistograph 650-s型微钻阻力仪高1.47个百分点,说明自制微钻阻力仪机械结构设计合理,年轮识别方法可行。 展开更多
关键词 微钻阻力仪 树木年轮 钻针阻力 峰谷算法
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