FI116240B - Menetelmä ja laite puun tiheyden määrittämiseksi laser-optisella anturilla - Google Patents

Description

-1- 116240

Menetelmä ja laite puun tiheyden määrittämiseksi laser-optisella anturilla

Esillä olevan keksinnön kohteena on laser-optiseen anturiin perustuva puuntiheyden määrityslaite ja menetelmä.

5

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.

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.

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.

* 1 1

« 4 I

! Edellä mainitun lisäksi tunnetaan seuraavat patenttijulkaisut: 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.

. , Spektrin muodostaminen tässä tarkoittaa valon jakamista aallonpituuskomponentteihin prismalla tai hilalla. 2) DE 19543134 (B07C 5/342), jossa käytetään hilaa tai prismaa.

' 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.

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.

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.

: ·.. 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 » > <

Claims (4)

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.

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.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että valoa taivuttavan elementin 5 15 yhteydessä ei käytetä erillisiä linssiobjektiiveja.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että puunäytteen läpi sironneet tai puunäytteestä heijastuneet komponentit ovat tuotettu samasta näytekohdasta. 4 116240