FI116240B - Method and apparatus for measuring the density of wood materials using a laser optical sensor - Google Patents

Method and apparatus for measuring the density of wood materials using a laser optical sensor Download PDF

Info

Publication number
FI116240B
FI116240B FI982697A FI982697A FI116240B FI 116240 B FI116240 B FI 116240B FI 982697 A FI982697 A FI 982697A FI 982697 A FI982697 A FI 982697A FI 116240 B FI116240 B FI 116240B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
density
wood
laser
measuring
optical sensor
Prior art date
Application number
FI982697A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI982697A (en
FI982697A0 (en
Inventor
Raimo Veli Johann Silvennoinen
Seppo Lauri Pellerv Kellomaeki
Original Assignee
Raimo Veli Johann Silvennoinen
Seppo Lauri Pellerv Kellomaeki
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raimo Veli Johann Silvennoinen, Seppo Lauri Pellerv Kellomaeki filed Critical Raimo Veli Johann Silvennoinen
Priority to FI982697A priority Critical patent/FI116240B/en
Publication of FI982697A0 publication Critical patent/FI982697A0/en
Publication of FI982697A publication Critical patent/FI982697A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI116240B publication Critical patent/FI116240B/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

-1- 116240-1-116240

Menetelmä ja laite puun tiheyden määrittämiseksi laser-optisella anturillaMethod and apparatus for determining the density of wood by a laser optical sensor

Esillä olevan keksinnön kohteena on laser-optiseen anturiin perustuva puuntiheyden määrityslaite ja menetelmä.The present invention relates to a device and method for determining the density of a tree based on a laser optical sensor.

55

Aikaisempia puun tiheyden määritysmenetelmiä tunnetaan useita. Perinteisin menetelmä puun tiheyden määräämiseksi on näytekappaleen punnitseminen ja sen tilavuuden määrääminen. Kappaleen tiheys voidaan laskea kappaleen painon ja tilavuuden suhteesta.There are several prior art methods for determining wood density. The most traditional method of determining the density of wood is to weigh the sample and determine its volume. The density of a piece can be calculated from the ratio of the weight of the piece to the volume.

Tällä määritysmenetelmällä saadaan puuaineksen keskimääräinen tiheys, mutta ei 10 esimerkiksi vuosirenkaisiin liittyvää yksityiskohtaista tiheystietoa. Samoin on laita hiukkassäteilyn käyttöön perustuvissa menetelmissä. Tänä päivänä röntgenläpivalaisuun perustuvien menetelmien ja laitteiden käyttö puun tiheyden määrityksessä on yleistynyt merkittävästi, ja tarkoitukseen sopivia laitteita on kaupallisesti saatavilla.This assay yields an average density of wood but does not provide detailed density information, for example, on annual rings. The same is true for methods based on the use of particulate radiation. Nowadays, the use of X-ray based methods and devices for determining the density of wood has become more widespread, and suitable devices are commercially available.

15 Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen kehittämiseen on antanut aiheen se, että röntgen-säteilyn käyttö mittauslaitteissa asettaa laitteille ja niiden toteutustavoille rajoituksia, mikä monimutkaistaa rakenteita. Lisäksi laitteen käyttöön tarvitaan asianmukainen säteilykoulutus. Tämän johdosta yleisenä pyrkimyksenä olikin kehittää laser-optinen puuntiheyden määritysmenetelmä ja laite, joka ei vaadi erityistä säteilyasiain .. 20 koulutusta. Lisäksi yleisenä vaatimuksena oli se, että menetelmällä saavutetaan samaa • · 1 luokkaa oleva puunäytteen rakenteiden erotuskyky kuin tunnetuilla röntgenläpi- • 1 » valaisulaitteilla.The development of the method and apparatus according to the invention has been motivated by the fact that the use of X-rays in measuring instruments imposes limitations on the devices and their implementation, which complicates the structures. In addition, proper radiation training is required to operate the device. As a result, the general aim was to develop a laser optical method for measuring the density of the wood and a device that does not require any special radiation. In addition, it was a general requirement that the method achieve a resolution of • · 1 class of wood sample structures as with known X-ray illumination devices.

* 1 1* 1 1

« 4 I«4 I

! Edellä mainitun lisäksi tunnetaan seuraavat patenttijulkaisut: 1) WO 97/04299 (G01N! In addition to the above, the following patents are known: 1) WO 97/04299 (G01N

i t i !.! 25 21/17), jonka sisällön perusteella on katsottava tunnetuksi puusta valmistetun levyn tiheyden tai tiheysprofiilin mittaus käyttäen mm. transmissionspektrometrimenetelmää.i t i!.! 25 21/17), the content of which is to be considered as known for measuring the density or density profile of a wood-based board using e.g. transmissionspektrometrimenetelmää.

. , Spektrin muodostaminen tässä tarkoittaa valon jakamista aallonpituuskomponentteihin prismalla tai hilalla. 2) DE 19543134 (B07C 5/342), jossa käytetään hilaa tai prismaa.. , Spectrum formation here refers to the division of light into wavelength components by a prism or lattice. 2) DE 19543134 (B07C 5/342) using a lattice or prism.

' i' Säteily havaitaan rividetektorilla, jolloin valokomponentit jakautuvat detektorielementtien 30 mukaisiin ryhmiin. 3) US 5530551 (G01B 11/00), jossa valoa ohjaavana elementtinä on • 1 * · ·. 1 valokuitukimppu ja ilmaisimena CCD -matriisia, jolle laservalokimput voidaan ohjata : ; : omiksi ryhmikseen kuitukimpun kuituja vastaavasti. 4) DE 19609045 (G01N 21/25) ja 5) -2- 116240 WO 98/49545 (GOIN 21/89), joissa puusta sironnut säteily ohjataan peileillä ryhmiksi, ja kameran rividetektorien kuvasignaalia käytetään puun tiheysmittauksessa. 6) DE 4410596 (GO 1N 21 /84) ja 7) US 3566121 (GO 1T 1 /16), joissa puun tiheysjakautuma voidaan mitata läpivalaisevalla optisella säteilyllä käyttäen kameran linssiä valokomponenttien 5 taittamiseksi CCD-kameran valoherkälle ilmaisimelle.The radiation is detected by a row detector, whereby the light components are divided into groups according to the detector elements 30. 3) US 5530551 (G01B 11/00), wherein the light guiding element is • 1 * · ·. 1 bundle of optical fibers and as detector a CCD array to which the laser beams can be directed:; : into their own groups of fiber bundle fibers, respectively. 4) DE 19609045 (G01N 21/25) and 5) -2-1166240 WO 98/49545 (GOIN 21/89), in which the scattered radiation is directed into groups by mirrors, and the image signal of the camera row detectors is used for measuring the density of the wood. 6) DE 4410596 (GO 1N 21/84) and 7) US 3566121 (GO 1T 1/16), in which the density distribution of wood can be measured by transmitted optical radiation using a camera lens to refract the light components 5 onto the photosensitive detector of the CCD camera.

Edellä esitettyjen menetelmien ja laitteiden puutteiden korjaamiseksi ja jotta päästäisiin nopeammin ja yksinkertaisemmin suoritettavaan puun tiheyden analysointiin, on kehitetty laser-tekniikkaan perustuva menetelmä ja laite, jolle tunnusmerkilliset seikat käyvät ilmi 10 oheisista patenttivaatimuksista.In order to overcome the shortcomings of the above methods and devices and to achieve a faster and simpler analysis of the density of wood, a laser-based method and device have been developed, the features of which are disclosed in the appended claims.

Keksintöä kuvataan seuraavassa tarkemmin viitaten oheisen kuvan kuvioihin. Menetelmässä laserista 1 linssillä 2 kohdennettu lasersäde ohjataan näytteeseen 3. Puunäytteen läpi sironneet laservalokomponentit suunnataan ohjaimella 4, joka on tavallisesti peili, 15 tietokoneella tuotettuun valoa taivuttavaan elementtiin 5, jonka toiminta poikkeaa patenttijulkaisuissa (1-7) käytetyistä prismasta, hilasta, kuitukimpusta, linssistä ja peilistä. Elementti ohjaa puuaineksen tiheyteen jajärjestykseen verrannolliset laser-valokomponentit omiksi ryhmikseen elektro-optisen kameran valoherkälle ilmaisimelle 6. Valokomponenttien määrän mittaus ja analysointi suoritetaan ilmaisimeen liitetyn tietokoneen 7 avulla.The invention will now be described in more detail with reference to the figures in the accompanying figure. In the method, the laser beam directed from the laser 1 at the lens 2 is directed to the sample 3. The laser light components scattered through the wood sample are directed to a computer-generated light-bending element 5 by a guide 4, typically a mirror 15, whose function differs from the prism in the mirror. The element divides the laser light components proportional to the density and order of the wood into their respective groups for the photosensitive detector 6 of the electro-optical camera. Measurement and analysis of the number of light components is performed by means of a computer 7 connected to the detector.

: ·.. 20 Menetelmä poikkeaa normaaleista ekstinktio -määrityksistä siinä, että anturi sisältää osana tietokoneella tuotetun valoa taivuttavan elementin 5, joka erottelee menetelmälle ominaisella : : ’: tavalla puuaineksen rakenteen tiheyteen ja järjestykseen verrannolliset valokomponentit : ’ \ i omiksi ryhmikseen. Laitteella ja menetelmällä saatavat puun tiheysarvot ovat verrattavissa : _: : röntgenläpivalaisuun perustuvilla menetelmillä ja laitteilla saataviin tiheysarvoihin. Lisäksi : 25 menetelmällä ja laitteella saadaan tietoa puuaineksen rakenteiden järjestäytymisestä (anisotropia). 1 » > <The method differs from the normal extinction assays in that the sensor includes, as part of a computer-generated light-bending element 5, that separates the light components proportional to the density and order of the structure of the wood into individual groups. The density values of the wood obtained by the apparatus and method are comparable to the density values obtained by methods and apparatuses based on X-ray scanning. In addition: 25 methods and devices provide information on the organization of woody structures (anisotropy). 1 »> <

Claims (4)

116240 -3-116240 -3- 1. Menetelmä laser-optista anturia käyttäen puun tiheyden määrittämiseksi, tunnettu siitä, että puunäytteen 3 läpi sironneet laservalokomponentit ohjataan heijastimen 4 avulla ja 5 puunäytteestä heijastuneet laservalokomponentit heijastimen 8 avulla valoa taivuttavalla elementillä 5 omiksi ryhmikseen elektro-optisen kameran valoherkälle ilmaisimelle 6.A method for determining the density of wood using a laser optical sensor, characterized in that the laser light components scattered through the wood sample 3 are controlled by the reflector 4 and the laser light components reflected by the wood sample 5 by the reflector 8 into groups of the electro-optical camera. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukaista menetelmää toteuttava laite, jonka kautta puunäytteen läpi sironneet ja puunäytteestä heijastuneet laservalokomponentit ohjataan samalla valoa 10 taivuttavalla elementillä 5 omiksi ryhmikseen saman elektro-optisen kameran valoherkälle ilmaisimelle, tunnet tu siitä, että puunäytteen läpi sironneet ja puunäytteestä heijastuneet laser-valokomponentit voidaan mitata samanaikaisesti.Apparatus for implementing the method of claim 1, wherein laser light components scattered through the wood sample and reflected from the wood sample are guided together by the same light-bending element 5 to a photosensitive detector of the same electro-optical camera, characterized in that laser scattered measure simultaneously. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että valoa taivuttavan elementin 5 15 yhteydessä ei käytetä erillisiä linssiobjektiiveja.Device according to Claim 2, characterized in that separate lens lenses are not used in connection with the bending element 5. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että puunäytteen läpi sironneet tai puunäytteestä heijastuneet komponentit ovat tuotettu samasta näytekohdasta. 4 116240Device according to claim 2, characterized in that the components scattered through or reflected from the wood sample are produced from the same sample site. 4, 116240
FI982697A 1998-12-14 1998-12-14 Method and apparatus for measuring the density of wood materials using a laser optical sensor FI116240B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI982697A FI116240B (en) 1998-12-14 1998-12-14 Method and apparatus for measuring the density of wood materials using a laser optical sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI982697A FI116240B (en) 1998-12-14 1998-12-14 Method and apparatus for measuring the density of wood materials using a laser optical sensor
FI982697 1998-12-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI982697A0 FI982697A0 (en) 1998-12-14
FI982697A FI982697A (en) 2000-06-15
FI116240B true FI116240B (en) 2005-10-14

Family

ID=8553103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI982697A FI116240B (en) 1998-12-14 1998-12-14 Method and apparatus for measuring the density of wood materials using a laser optical sensor

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI116240B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105890548A (en) * 2016-05-03 2016-08-24 浙江农林大学 Method for estimating forest parameter based on inter-trunk pores

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105890548A (en) * 2016-05-03 2016-08-24 浙江农林大学 Method for estimating forest parameter based on inter-trunk pores
CN105890548B (en) * 2016-05-03 2018-06-26 浙江农林大学 A kind of method using hole estimation forest parameters between trunk

Also Published As

Publication number Publication date
FI982697A (en) 2000-06-15
FI982697A0 (en) 1998-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6016197A (en) Compact, all-optical spectrum analyzer for chemical and biological fiber optic sensors
US4655589A (en) Apparatus for automatic measurement of stress in a transparent body by means of scattered light
US4678326A (en) Apparatus for the measurement of fluorescence, turbidity, luminescence or absorption
RU94019480A (en) Method of determination of measurands and device for its accomplishment
JPH0333641A (en) Reflection coefficient measuring instrument of scattered light
FI78355B (en) METHOD FOER MAETNING AV GLANS OCH APPARATUR FOER TILLAEMPNING AV METODEN.
JPH038686B2 (en)
EP0595933B1 (en) Probe for surface measurement
FI116240B (en) Method and apparatus for measuring the density of wood materials using a laser optical sensor
JPS6151569A (en) Cell identifying device
US5742382A (en) Refractometer
GB2123139A (en) A device for the fast measurement of the gloss of a surface
EP0448089A2 (en) Optical probe to determine the turbidity of a solution by immersion
JPWO2020039086A5 (en)
CN1077980C (en) Elliptical laser probe for shadow mask
RU2460988C1 (en) Method of measuring particle size distribution in wide range of concentrations and apparatus for realising said method (versions)
JPH03214038A (en) Instrument for measuring aerosol, dust and the like spreaded in the air
FI114119B (en) Method and apparatus for measuring optical quality of paper surface using laser optical sensor
CA2073344C (en) Fluorescence assay apparatus
SU913184A1 (en) Device for measuring diffused radiation angular distribution
SU1485075A1 (en) Method for determining refractive index of solid bodies
CN2141565Y (en) Density sensor using optic fibre bundle
SU819646A1 (en) Device for determination of diffusive media optical characteristics
SU1597537A1 (en) Method and apparatus for measuring roughness of surface of articles
RU2222033C1 (en) Photoread-out facility

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 116240

Country of ref document: FI