摘 要:木材具有非常廣泛的用途,不同種類的木材用途有所區(qū)別。為此,對木材進行準確識別顯得尤為必要。基于此點,文章從木材的結構及性質分析入手,對木材的識別方法進行論述。期望通過本文的研究能夠對促進木材識別水平的提升有所幫助。
關鍵詞:木材;識別方法;檢索
木材是喬灌木等植物的木質化組織,它在人類社會的發(fā)展中具有不可或缺的重要作用,不同性質的木材,用途也不相同。為對木材進行合理使用,應當對不同種類的木材進行識別。在識別木材的過程中,需要使用到相應的識別方法,借此下面就木材的識別方法展開分析探討。
一、木材的結構及性質
(一)木材的結構
木材由以下幾個部分組成:樹皮、形成層、木質部、髓心。其中樹皮處于木材的最外面,可以將之視作為表層,它以包裹的形式附著于木材的表面;形成層在樹皮與木質部之間,其具備分生的功能,它的存在使木材直徑能夠變得更加粗壯;木質部處于形成層與髓心之間,由形成層分裂生長而來;髓心通常都在木材的中間位置,被木質部包裹,其生命周期相對比較短。
(二)木材的性質
1.物理性質。密度。這是木材物理性質中最為重要的指標之一,由木材的密度能夠估計出它的質量,進而推斷出木材的其他性質,如強度、硬度等。含水率。木材當中水分的質量占烘干處理后木材重量的百分比,即木材的含水率。木材本身是一種植物,因此可以將它的水分細分為兩個部分,即吸附水和自由水,前者存在于木材的細胞壁內,后者存在于細胞腔與細胞間隙之間。木材的含水率受環(huán)境因素的影響比較大。脹縮性。當木材吸收一定的水分之后,它的體積會出現(xiàn)膨脹,若是木材現(xiàn)有的水分大量散失,則會出現(xiàn)明顯的收縮現(xiàn)象。木材開裂、翹曲等問題的出現(xiàn),都與脹縮性有關。
2.力學性質。木材具有非常好的力學性質,但由于木材本身是有機各向異性材料,從而使得它的順紋與橫紋方向上的力學性質差異較大。其中順紋方向的抗拉和抗壓強度都相對較高,而橫紋方向則略低一些。
二、木材的識別方法
(一)觀察識別法
1.眼睛觀察。這是木材識別最為傳統(tǒng)的方法之一,該方法的優(yōu)點是簡單、快捷,缺點是準確率不高。應用這種方法對木材進行識別,必須有一定的專業(yè)能力,而且還要有豐富的經(jīng)驗。具體做法如下:先用專門的工具對木材樣品的表面進行清理,達到光滑狀態(tài)后,用潔凈的水進行浸潤,然后通過眼睛,對心邊材、生長輪、薄壁細胞等進行觀察,并結合木材的顏色、紋理、結構、氣味、硬度等指標,進行綜合判斷。這種識別方法,在生產(chǎn)現(xiàn)場中的應用較為廣泛,可以達到快速識別木材種類的效果。
2.顯微鏡觀察。這是在眼睛觀察法的基礎上發(fā)展出來的一種識別方法,它以眼睛觀察作為基礎,在實際觀察的過程中,借助光學或是電子顯微鏡,對木材的微觀結構特征進行觀察,從而提高識別結果的準確性。雖然使用顯微鏡可以使識別結果更加準確,但由于儀器的加入,使得該方法無法在生產(chǎn)現(xiàn)場使用,一般都是在眼睛觀察無法識別的情況下,才會應用該方法進行識別。顯微鏡識別法的操作要點如下:先制作木材切片,由于切片的質量對識別結果具有較大的影響,所以必須對切片的制作過程進行有效控制。要選擇耐久度比較高的工具對木材切片進行制作,不同種類的木材硬度有所區(qū)別,故此在制作切片時,應當根據(jù)質地,選取處理方法,如浸泡、加熱等,以此來達到切片的制作要求。對木材進行切片時,要切成以下幾種類型的切面:橫切、徑切以及弦切,從而給顯微鏡觀察識別提供有利條件。當木材切片制作完畢后,便可使用光學或是電子顯微鏡對木材的微觀特征進行觀察,如木射線比量、木纖維比量等等。
(二)檢索識別法
1.對分檢索表。這是一種根據(jù)對分的方式對木材進行識別的方法,是應用比較廣泛且使用時間比較長的木材識別檢索方式。該方法以明顯且穩(wěn)定的特征作為判斷依據(jù)確定一組,并繼續(xù)在對立的兩組當中進行選定,直至全部檢索完畢為止。應用該方法對木材進行識別時,可依據(jù)預先確定好的順序,在每一對特征當中選取出與被檢特征相符合的,然后在包含該特征的新特征組中進行選擇,最后可得到鑒定結果。這種識別方法的優(yōu)點在于不需要使用任何的儀器設備,檢索表以小冊子的形式存在,便于攜帶,缺點是耗時較長,無法進行隨意檢索。
2.穿孔檢索表。該方法是對分檢索表的升級版,穿孔卡為長方形具有一定硬度的卡片,它的四個邊緣處均有直徑比較小的圓孔,在每個圓孔的下方印制了識別特征的名稱,然后將木材的特征記到卡片上,若是特征不典型,可在圓孔下畫粗黑線。應用這種方法對木材進行檢索時,可以使用鋼絲針穿入到識別木材最顯著特征的孔內,如果有這個特征,則會因為存在開口而落下,此時可用另外的特征卡繼續(xù)檢索,直至剩下最后一張時,便是需要識別的樹種。與對分檢索表相比,穿孔檢索表的結果更加準確,耗時相對較少,便于特征修改及樹種增減。缺點是容易因卡片掉落造成錯檢。
(三)基于圖像處理的識別方法
現(xiàn)階段,隨著科技水平的不斷提升,使得很多技術得到快速發(fā)展,圖像處理技術便是其中之一,可將該技術運用到木材識別領域當中,以此來提升識別準確性?;趫D像處理的木材識別過程如下:先對相關的數(shù)據(jù)進行獲取,為了能夠獲得潔凈的切面,可使用清水對木材表面進行潤濕處理,然后再借助專業(yè)工具進行木材切片,隨后利用生物顯微鏡將木材的切片圖像攝入下來并存入計算機當中,再將圖像轉換為灰度圖像,通過去除噪聲、增強圖像等處理,使原始圖像適合計算機提取特征。當計算機從處理后的木材切片中提取出特征后,便可根據(jù)預先設定好的分類決策,對該識別對象的性質進行判定,進而確定出屬于何種木材。這種識別方法的速度快、誤差低、準確率高,基本上不會受到人為因素的影響。
(四)紋理識別法
每一種木材都有獨特的紋理,通過對木材的紋理進行分類,能夠達到快速識別木材種類的目的。由于木材本身的紋理具有復雜性的特點,所以很難進行描述。故此,要對描述方法進行合理確定。根據(jù)抽取紋理特征的方法,可將紋理識別法細分為以下三種,即統(tǒng)計法、結構分析法、頻譜法。在上述三種方法中,頻譜法的效果最佳,它以傅立葉變換為基礎,能夠對紋理進行準確描述。
三、結束語
綜上所述,木材的識別是一項較為復雜且系統(tǒng)的工作,傳統(tǒng)的識別方法雖然簡單、實用,但結果的準確性不高。因此,建議使用先進的識別方法,對木材進行識別,以此來提高結果的準確性。未來一段時期應當加大對木材識別方法的研究力度,除對現(xiàn)有的方法進行改進和完善之外,還應開發(fā)一些新的識別方法,更好的為木材鑒定服務。
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作者簡介:農立國(1971-10)男,壯族,廣西壯族自治區(qū)崇左市龍州,大專,助理工程師,研究方向:通過目測,木材樹皮,木質紋理來識別木材的種類及原料倉驗收工作,對木材識別進行了多年實踐和研究,有豐富實踐經(jīng)驗和理論知識。