SK282825B6 - Spôsob kvalitatívneho alebo kvantitatívneho zisťovania parametrov panelov na báze dreva - Google Patents
Spôsob kvalitatívneho alebo kvantitatívneho zisťovania parametrov panelov na báze dreva Download PDFInfo
- Publication number
- SK282825B6 SK282825B6 SK40-98A SK4098A SK282825B6 SK 282825 B6 SK282825 B6 SK 282825B6 SK 4098 A SK4098 A SK 4098A SK 282825 B6 SK282825 B6 SK 282825B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- wood
- spectral data
- raw
- comparative
- panels
- Prior art date
Links
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 title claims description 33
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 148
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 102
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 74
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 56
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000000491 multivariate analysis Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 51
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 44
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 claims description 42
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 18
- 238000010238 partial least squares regression Methods 0.000 claims description 16
- 239000007771 core particle Substances 0.000 claims description 15
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 7
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 7
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 claims description 5
- 238000004847 absorption spectroscopy Methods 0.000 claims description 2
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 claims description 2
- 238000001055 reflectance spectroscopy Methods 0.000 claims description 2
- 238000002235 transmission spectroscopy Methods 0.000 claims description 2
- 239000012925 reference material Substances 0.000 abstract 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 30
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004497 NIR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 4
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical group OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 4
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 3
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 3
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 3
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 3
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 3
- JZLWSRCQCPAUDP-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine;urea Chemical compound NC(N)=O.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JZLWSRCQCPAUDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000012569 chemometric method Methods 0.000 description 2
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010931 ester hydrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 1
- 239000006101 laboratory sample Substances 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 238000007620 mathematical function Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- -1 scale formation Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000013179 statistical model Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N1/00—Pretreatment of moulding material
- B27N1/02—Mixing the material with binding agent
- B27N1/029—Feeding; Proportioning; Controlling
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Spôsob zisťovania parametrov drevených panelov, ktorý zahrnuje analýzu surového drevného materiálu či panelu, s obsahom vlhkosti menším ako 10 %, spektrometricky, a porovnanie spektrálnych údajov s porovnávacími údajmi z porovnávacieho materiálu či panelu, kalibrovanými do známych parametrov panelov, vyrobených z uvedeného porovnávacieho panelu, mnohozmenovou analýzou. Kontrola spracovania premenných, ovplyvňujúcich parametre panelov, zahrnuje analýzu materiálu či panelu, prepojenie spektrálnych údajov do kombinácie s požadovanými parametrami a porovnanie uvedenej kombinácie s porovnávacími kombináciami, pozostávajúcimi z porovnávacích údajov z porovnávacieho materiálu alebo panelu, prepojených so známymi parametrami uvedeného porovnávacieho materiálu alebo panelu, pričom porovnávacie kombinácie sú kalibrované do známych premenných mnohozmenovou analýzou.ŕ
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu kvalitatívneho a kvantitatívneho zisťovania rôznych parametrov, týkajúcich sa vlastností drevotrieskových dosák a iných panelov na báze dreva, najmä potom spektroskopickej metódy v kombinácii s mnohozmenovou kalibráciou, uskutočňovanej na surovom drevnom materiáli, dodávanom do spracovateľského závodu, vyrábajúceho panely na báze dreva, najmä na báze suchých povrchových a jadrových častíc, na okamžitú a kontinuálnu analýzu rozličných parametrov, odrážajúcich kvalitu panelov na báze dreva, a na voliteľné stanovenie spracovania premenných na základe získaných znalostí.
Vynález sa týka najmä použitia techniky blízkej infračervenému žiareniu v kombinácii s mnohozmenovou kalibráciou ako nástroja na predpovedanie vlastnosti drevotrieskových dosák a iných panelov na báze dreva.
Vynález sa tiež týka spôsobu zisťovania parametrov panelov na báze dreva uskutočňovaním analýzy samotných panelov na báze dreva prostredníctvom spektroskopickej metódy v kombinácii s mnohozmenovou analýzou.
Doterajší stav techniky
Drevotriesková doska môže byť vyrábaná zo suchých a drobných drevených častíc, ktoré sa premiešajú so sspojivom a vytvarujú do trieskového koberca, ktorý je ďalej zlisovaný za vysokej teploty a pod vysokým tlakom do zhustenej dosky.
Pritom môže byť použitý surový drevný materiál takmer všetkých druhov a typov. Avšak vlastnosti hotovej výslednej dosky, ako napríklad jej hustota, lepivosť atď, sú závislé na pôvodných vlastnostiach použitého dreva.
Ako surový drevný materiál sú používané piliny, hobliny, triesky či odrezky z guľatého dreva (guľatiny), ktoré sú v tomto opise, ako aj v patentových nárokoch označované ako „častice“. Lúpanie guľatiny je uskutočňované v bubnových lúpacich zariadeniach, zatiaľ čo triesky sú vyrábané v nožových lúpacich zariadeniach.
Po rozdrobení je všetok drevný materiál vysušený až na 2 až 4 % vlhkosti v sušiacich zariadeniach s vysokou kapacitou. Následne po vysúšacom procese sú častice drevnej hmoty preosiate na požadovanú veľkosť. Zostávajúci nepreosiaty materiál prechádza kladivovými mlynmi, a potom je späť privádzaný do preosievacieho systému.
Ako tvar triesok alebo pilín, tak ich rozdeľovanie podľa veľkosti, má veľký význam na vlastnosti dosky.
Najbežnejšie používaným spojivom pre drevotrieskové dosky a pre drevovláknité dosky so strednou hustotou je močovinoformaldehydová živica, avšak do určitej miery sa používa aj melamínmočovinová živica, fenolová živica a izokyanátová živica, a to najmä na výrobu dosák, odolných proti poveternostným vplyvom.
Živica, voda, tvrdiaca prísada a vosková emulzia sú automaticky dávkované na hmotnostnom základe. Dávkovanie chemikálií je prepočítané na suchú substanciu v percentách suchého drevného materiálu, Množstvo pridávaného spojiva kolíše a je závislé na type živice a na požadovanej kvalite dosky.
Dávkovanie močovinoformaldehydovej živice býva bežne medzi 7 až 10 %, melamínmočovinovej živice medzi 11 až 13 %, fenolovej živice medzi 6 až 8 % a izokyanátovej živice medzi 2 až 5 %. Pomerne nízke dávkovanie fenolovej živice a izokyanátovej živice ukazuje na výborné spojivové schopnosti týchto živíc.
Bežná drevotriesková doska obsahuje 6 % vlhkosti, 9 % spojivového prostriedku a ďalších chemikálii a 85 % drevnej hmoty. Nehľadiac na skutočnosť, že úplne dominujúcou zložkou je tu drevná hmota, bolo výskumné a vývojové úsilie v oblasti drevotrieskového priemyslu zamerané až do polovice osemdesiatych rokov výlučne na zachádzanie so spojivami, zatiaľ čo úloha vlastného dreva bola opomenutá.
V priemysle výroby papiera a celulózy je veľmi dobre známe, že drevo musí byť pred výrobou celulózy na určitú dobu uskladnené, a to preto, aby sa predišlo problémom s jeho kvalitou a spracovateľnosťou. Počas uskladnenia dochádza v dreve na významné zmeny, najmä v jeho chemickom zložení. Niektoré prchavé zložky napríklad vyprchajú, zvýši sa množstvo voľných a viazaných kyselín, nesaturované väzby zoxidujú, dochádza na hydrolýzu esterov atď.
V priemysle výroby drevotrieskových dosák však nebola týmto skutočnostiam venovaná patričná pozornosť, lebo tu vládlo presvedčenie, že výrobné a kvalitatívne problémy pramenia skôr z kolísania kvality spojiva.
Až doposiaľ nebolo možné stanoviť platné vzájomné vzťahy medzi výsledkami analýzy drevného materiálu a vlastnosťami vyrobenej dosky, pretože sú úplne zrejmé určité súvislosti medzi obsahom kyselín a spracovateľnosťou dreva.
Jedným predmetom tohto vynálezu je dosiahnuť online, in-line a at-line meranie surového drevného materiálu, prichádzajúceho do spracovateľského závodu, a to s tým cieľom, aby bola získaná možnosť vytriediť nevhodný materiál ešte predtým, ako vstúpi do výrobného procesu.
Výskum surových drevných častíc pomocou analytickej techniky podľa tohto vynálezu teraz prekvapivo ukázal veľmi úzky vzájomný vzťah medzi nameranými analytickými hodnotami dreva a vlastnosťami drevotrieskovej dosky , napríklad s obsahom voľných formaldehydov v doske, čo je dnes mimoriadne významné s ohľadom na veľmi naliehavé požiadavky ochrany životného prostredia, ako aj s pevnosťou dosky a s jej odolnosťou proti vlhkosti.
Informácie o drevotrieskových doskách a o spôsoboch ich výroby sú dostupné v publikácii Modem Particleboard and dry-process fibreboard manufacturing, s roku 1933, ktorej autorom je Thomas M. Maloney (najmä kapitoly 4 a 5)·
Zásady novej infračervenej spektroskopie sú opísané v publikácii New-Infrared Technology in the Agriculture and Food Industries. AACC, St. Paul/Min., z roku 1987, autorov P. Williams a K. Norris, a v publikácii Near Infrared Analyses (NIRA) A Technology for Quantitative and QualitativeAnalyses. (Applied SpectroscopyRevues22:4), z roku 1986, ktorej autormi sú E. Sterk a K. Luchter.
Použitie mnohozmenovej analýzy údajov na charakteristiku viaczložkových systémov je v súčasnej dobe predmetom výskumu a vývoja. Pri všeobecnom uplatňovaní v oblasti chémie sú tieto štatistické metódy tiež niekedy nazývané chemometrické metódy. Chemometrické postupy sú bližšie vysvetlené v publikácii Chemometrics, Anál, Chem. 68, 84R-I01R, z roku 1990, ktorej autorom je S. D. Brown.
Výraz doska zahŕňa v tomto opise a patentových nárokoch nasledujúce doskové typy: drevotriesková doska, drevovláknitá doska strednej hustoty, triesková doska, orientovaná vláknitá doska, lisovaná drevovláknitá doska a dýha.
Premennými veličinami, ktoré ovplyvňujú kvalitu dosky, sú napríklad drevný surový materiál, druh dreva, miera jeho uležania, zloženie častíc, rovnako ako ich veľkosť a vlhkosť; výroba častíc, ako napríklad Hombak/Mayerove častice; typ sušičky, vstupné a výstupné teploty, vlhkosť u sušených častíc; preosievacie parametre, ako sú povrchové a jadrové častice, obsah prachu, frakcie , obsah vlhkosti, teplota častíc; údaje na nanášanie lepidla, ako sú povrchové a jadrové častice, tvorenie šupín, teplota častíc, množstvo lepidla, množstvo vosku, obsah vlhkosti, chladiaca voda; údaje o formovacej stanici, ako je objemová hmotnosť, hrúbka atd’.; údaje pred lisovaním, ako je čas lisovania a príslušnej teploty; údaje pre lisovanie za tepla, ako je čas lisovania, tlak, teplota; údaje o chladení, ako je teplota; údaje o pieskovaní, ako je jemnosť alebo zrnitosť povrchu,
Na jednaní 48. Appita výročnej generálnej konferencie, konanej v dňoch 2. až 6. mája 1994 v Melboume v Austrálii, predniesla firma Meder et al článok nazvaný „Predpovedanie vlastností drevných triesok, celulózy a papiera prostredníctvom mnohozmenovej analýzy spektrálnych údajov“ (str. 479 až 484). V súlade so záverečnou časťou tohto článku (str. 484) použila firma Meder et al PCR analýzu FTIR, NIR a NMR spektra vzoriek drevných triesok na predpovedanie chemického zloženia triesok (t. j. v skutočnosti na určenie uvedeného zloženia zo spektra), a pokúsila sa (aj keď, ako je výslovne uvedené v článku, nie veľmi úspešne) predpovedať niektoré fyzikálne vlastnosti celulózy a papiera podľa Krafta a TMP. Článok však bohužiaľ nenavrhuje žiaden spôsob kvalitatívneho a kvantitatívneho určovania parametrov panelov na báze dreva, vyrábaných zo surového drevného materiálu prichádzajúceho do procesu na výrobu panelov na báze dreva, ani žiaden iný spôsob riadenia spracovania premenných v danom procese.
V článku vo vedeckom časopise „Holz als Roh-und Werkstoff 50 (1998), str. 85 až 88“ uvádza firma Niemz et al., že kvalita dosky je ovplyvňovaná obsahom pevnej živice a pomerom tvrdého dreva k mäkkému drevu. Niemz et al, používa NIR spektroskopiu na kvantifikáciu podielu močovinoformaldchydovej živice v trieskach a zmiešavacieho pomeru tvrdého dreva k mäkkému drevu. Cieľom uskutočnených testov je stanoviť, či takýto proces je schopný preukázať, močovinoformaldehyd v lepených pilinách a zistiť zmiešavací pomer tvrdého dreva k mäkkému drevu.
V zmienenom článku je tiež uvedené, že spôsobu NIR môže byť použité v kombinácii s lineárnou viacnásobnou regresiou na on-line a off-line kontrolu vlhkosti dreva a na analýzu chemikálií a poľnohospodárskych výrobkov. Je tu tiež uvedené, že v roku 1968 firma Norris pre kvantitatívnu analýzu potravín a krmív kombinovala spôsob NIR s matematicko-štatistickými metódami (chemometria), ktoré boli neskoršie využité na kvantitatívnu analýzu v oblasti klasickej chémie.
V inom článku v tom istom časopise, ktorého autorom je Kniest, je na strane 73 až 78 charakterizovaná zmes pilín a lepidla prostredníctvom NIR-spektroskopie v kombinácii s lineárnou viacnásobnou regresiou. Avšak je tu na str. 77 v odstavci 3 na druhom riadku uvedené, že meranie nezlepených vzoriek nie je možné z dôvodu požadovaného rozvrhu údajov pre spôsob modelujúci každú dosku (Zur Durchfúhrung o. g. Industrieversuche ist die Messung der zugehongen unbeleimten Próbe aufgrund der fur die Prozessmodellierung notvvendigen Datenzuordnung zur jeweiligen Spanplatte nicht moglich).
Z uvedených odkazov je úplne evidentné, že odborník v danej oblasti techniky nepovažoval za možné predpovedať vlastnosti dosky z nezlepených častíc ani stanoviť tieto vlastnosti nedeštrukčným spôsobom z vyrobenej dosky, takže problém nájdenia efektívnej on-line, in-line alebo atline metódy na začiatku procesu na zaistenie parametrov, charakterizujúcich dosku, zostal nevyriešený.
Relevantné parametre, určujúce vlastnosti dosky, sú napríklad hustota a hustotový profil, vnútorná väzba, hrúbka napúčania, absorpcia, priepustnosť, perforačná hodnota, modul pevnosti v ohybe, parametre týkajúce sa prchavých organických zlúčenín a hodnoty emisnej komory.
Hustota je v tejto súvislosti to isté ako objemová alebo merná hmotnosť a obvykle sa stanovuje vážením pásikov dosky so známym objemom a podelením hmotnosti objemom. Hodnoty sa vyjadrujú v kg/m3.
Vnútorná väzba je vlastnosť danej dosky odolávať napätiu kolmému na rovinu dosky. Výsledok závisí na obsahu živice a na hustote dosky; v oboch prípadoch sa jedná takmer o lineárnu funkciu.
Hĺbka napúčania sa meria tak, že sa vzorka s určitou veľkosťou ponorí do vody o teplote 20 alebo 23 °C na čas od 8 do 84 hod. Hrúbka vzorky sa meria pred a po máčaní. Rozdiel hrúbok sa podelí pôvodnou hrúbkou a vyjadrí sa v percentách. Hrúbka napúčania vyjadruje mieru schopnosti dosky odolať, napríklad neočakávanému dažďu alebo náteru farbami s obsahom vody a podobne.
Absorpčná hodnota je obvykle zisťovaná pomocou rovnakej vzorky, ktorá bola použitá na meranie hrúbky napúčania. Vzorka sa zváži pred namočením do vody a po vybratí z vody. Rozdiel hmotnosti sa podelí pôvodnou hmotnosťou a vyjadrí sa v percentách. Absorpčná hodnota môže byť využitá na predpovedanie chovania dosky za veľmi ťažkých prevádzkových podmienok.
Hodnota priepustnosti sa získava tak, že cez vzorku dosky sa nasáva vzduch (okraje dosky sú pritom utesnené voskom), pričom pokles tlaku priechodom doskou sa meria spoločne s prietokom vzduchu cez vzorku dosky. Priepustnosť na povrchu dosky kolíše v závislosti na kolísaní hustoty dosky, avšak bežne býva dobrý vzájomný vzťah medzi priemernou hustotou dosky a hodnotou vyžarovania formaldehydu z dosky. Hodnota hustoty vyjadruje odolnosť dosky proti úniku formaldehydu z dosky. Hodnoty sa vyjadrujú v centimetroch za minútu.
Perforačná hodnota vyjadruje obsah formaldehydu v doske a určitý obsah vlhkosti (6,5 %). Formaldehyd je získavaný extrakciou dosky v toluéne. Získaný formaldehyd je absorbovaný vo vode a je určovaný fotometrický. Ako sa dalo očakávať, existuje tu spojitosť medzi perforačnou hodnotou a únikom formaldehydu z dosky, takže perforačná metóda je dnes schválenou metódou v mnohých zemiach. Hodnoty sa vyjadrujú v mg HCHO/IOO g v peci vysušenej dosky.
Metóda emisnej komory je dnes uznávaná na celom svete ako najpresnejší spôsob na zisťovanie úniku formaldehydu z panelov na základe dreva alebo iných materiálov. Podmienky v komore sú nastavené tak, aby simulovali bežné podmienky v miestnosti. Veľkosť komory býva v rôznych zemiach rôzna a kolíše od 1 m3 do 40 m3. Teplota kolíše od 23 do 25 °C, náplň kolíše od 0,3 m2/m3 do 1,0 m2/m3, pomerná vlhkosť kolíše od 45 do 50 % a intenzita výmeny vzduchu kolíše od 0,5 do 1,0 /hod. Vzorky dosky sú umiestnené zvisle s určitými rozstupmi na stojanoch v emisnej komore. Vyvetrané vzorky sú vybrané až po dosiahnutí ustáleného stavu, čo obvykle trvá tri až desať dni. Hodnoty sa vyjadrujú v ppm HCHO alebo v mg HCHO/m3.
Hustotový’ profil je miera funkcie formovania trieskového koberca a funkcie tlaku a rovnako geometrie a zmesi drevných častíc. Hustotový profil sa dnes meria s využitím rôntgenového prístroja schopného merať hustotu pre každú jednu desatinu milimetra od povrchu k povrchu. Obvyklý hustotový profil bežnej drevotrieskovej dosky sa pohybuje od povrchovej hustoty 1100 kg/m3 až do 600 kg/m3 vnútri dosky.
Z uvedeného vyplýva že v minulosti bolo vykonané množstvo výskumnej práce, aby sa našlo riešenie rozoberaného problému, avšak v priebehu rokov nebolo dosiahnuté žiadne vhodné riešenie, až do stanovenia spôsobu podľa tohto vynálezu.
Podstata vynálezu
Vynález je zameraný na spôsob kvalitatívneho a kvantitatívneho zisťovania rozličných parametrov týkajúcich sa kvality drevotrieskových dosák a iných panelov na báze dreva, pričom môžu byť stanovené premenné veličiny, týkajúce sa tohto spôsobu a na základe týchto parametrov môže byť uskutočňovaná kontrola. Vynález sa týka najmä spektroskopickej metódy na okamžitú a kontinuálnu analýzu rozličných parametrov, odrážajúcich kvalitu dosák, vyrábaných zo surového drevného materiálu, najmä zo suchých povrchových a jadrových častíc, alebo priamo kvalitu samotných panelov na báze dreva.
Tento vynález jasne ukázal, že vlastností dosky možno predpovedať na základe parametrov, určujúcich procesné premenné dosky, stanovené súčasnou aplikáciou NIR spektroskopie a mnohozmenovej kalibrácie na surový drevný materiál, prichádzajúci do spracovateľského závodu, najmä suché povrchové ajadrové častice.
Podľa tohto vynálezu je surový drevný materiál analyzovaný vtedy, ak má obsah vlhkosti menší ako 10 %, a to spektrometrickou metódou, poskytujúcou spektrálne údaje, ktoré sú potom porovnávané so zrovnávacími spektrálnymi údajmi, získanými tou istou spektrometrickou metódou zo zrovnávacieho surového drevného materiálu s obsahom vlhkosti nižším ako 10 %, pričom zrovnávacie spektrálne údaje boli kalibrované na známe parametre panelov na báze dreva, vyrobených zo zrovnávacieho surového drevného materiálu, a to prostredníctvom mnohozmenovej analýzy.
Vlastnosti panelov na báze dreva môžu byť tiež stanovené spôsobom podľa rovnakej vynálezeckej koncepcie, zahrnujúcim uskutočnenie analýzy samotného panelu na báze dreva, ktorý má obsah vlhkosti nižší ako 10 %, a to spektrometrickou metódou, poskytujúcou spektrálne údaje, a porovnaním týchto spektrálnych údajov so zrovnávacími spektrálnymi údajmi, získanými touto spektrometrickou metódou zo zrovnávacích panelov na báze dreva, majúcich obsah vlhkosti nižší ako 10 %, a tieto zrovnávacie spektrálne údaje boli kalibrované na známe parametre týchto zrovnávacích panelov na báze dreva, prostredníctvom mnohozmenovej analýzy.
Podľa jedného výhodného uskutočnenia je surový drevný materiál alebo panel na báze dreva podrobený analýze spektrometrickou metódou, poskytujúcou spektrálne údaje, ktoré sú potom zapojené do kombinácie s jednou alebo viac procesných premenných, a táto kombinácia je porovnávaná so zrovnávacími kombináciami, získanými zapojením zrovnávacích spektrálnych údajov, získaných uvedenou spektrometrickou metódou zo zrovnávacieho surového drevného materiálu alebo zo zrovnávacích panelov na báze dreva, so zrovnávacími procesnými premennými, ktorých zrovnávacie kombinácie boli kalibrované na známe parametre panelov na báze dreva, vyrobených z uvedeného zrovnávacieho surového drevného materiálu, alebo na známe parametre uvedeného zrovnávacieho panelu na báze dreva, a to prostredníctvom mnohozmenovej analýzy.
V danom kontexte výraz „zapojiť do kombinácie“ znamená, že táto kombinácia predstavuje matematickú funkciu spektrálnych údajov ajednej alebo viac procesných premenných, ktoré predstavujú nezávislé premenné vo funkcii; to znamená, že uvedené nezávislé premenné sú obvykle určené na to, aby boli dosadené do určitých matematických výrazov alebo vzorcov, ak má byť závislá premenná, t. j. „kombinácia“, stanovená.
Vynález sa tiež podľa jedného uskutočnenia týka uplatňovania NIR-spektroskopie na suché povrchové alebo jadrové častice dosky, alebo na oboje častice dosky, v kombinácii s mnohozmenovou analýzou získaného spektra na kalibráciu výroby dosák.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Podľa tohto vynálezu bolo preukázané, že je možné priamo a kontinuálne určovať rôzne parametre drevotrieskovej dosky a iných panelov na báze dreva, akými sú najmä hustota, hustotový profil, vnútorná väzba, hrúbka napučania, absorpčná hodnota, priepustnosť, perforačná hodnota a veličina emisnej komory, a to detekovanie spektra surového drevného materiálu panelov, ktorý má obsah vlhkosti nižší ako 10 %, a prevodom tohto spektra na uvedené parametre prostredníctvom mnohozmenovej kalibračnej techniky. Tejto metódy možno využiť na stanovenie, respektíve ovládanie procesných premenných pri postupe výroby dosák. Použitými spektrometrickými metódami môžu byť napríklad absorpcia, odrážavosť, emisná alebo transmisná spektrometria, ktorá je výhodne uplatňovaná v rámci takzvaného rozsahu blízko infračervenej (NIR) vlnovej dĺžky.
Bolo najmä preukázané, že je možné priamo a kontinuálne detekovať absorpčné alebo priepustnostné spektrá suchých povrchových a jadrových drevných častíc, predstavujúcich základ dosky, a s použitím týchto hodnôt v diskrétnych vlnových dĺžkach týchto spektier vypočítať rôzne parametre dosky.
Predmety tohto vynálezu boli získané pomocou analýzy panelov na báze dreva alebo jeho surového drevného materiálu, majúceho obsah vlhkosti menší ako 10 %, najmä potom suchých povrchových alebo jadrových častíc v procese výroby, a to prostredníctvom spektrometrickej metódy, najmä v rozsahu vlnovej dĺžky 180 až 2500 nm, výhodne v rozmedzí 400 až 2500 nm, a najmä od 1000 nm do 2500 nm s využitím chemometrického výpočtu spektra.
Táto metóda umožňuje okamžité a kontinuálne uskutočňovanie analýzy rôznych parametrov, týkajúcich sa kvality drevotrieskovej dosky alebo iných panelov na báze dreva, pričom týmto prostredníctvom možno stanoviť hodnotu premenných, ovplyvňujúcich spracovateľský postup.
Túto metódu je možné výhodne uplatňovať na surový drevný materiál a na panely na báze dreva, vyrobené z takéhoto materiálu, ktoré boli vysušené vo vysúšacom zariadení, výhodne v rámci závodu na výrobu dosák. Panel na báze dreva alebo surový drevný materiál, najmä povrchové alebo jadrové častice, boli výhodne vysušené za podmienok, ktoré sú známe odborníkom v danej oblasti techniky, až na hladinu vlhkosti nižšiu ako 8 %, prednostne však nižšiu ako 4 %.
Tento vynález je výhodný napríklad v tom, že nízky obsah vlhkosti podporuje reprodukovateľné výsledky merania; vlhkosť však má tendenciu blokovať alebo zakrývať spektrometrické informácie.
Je úplne zrejmé, že prchavé zložky prírodného alebo syntetického pôvodu v surovom materiáli alebo v hotovom paneli, ktoré by mohli tiež blokovať alebo zakrývať spektrometrické informácie, sa zo surového materiálu alebo z panelov vyparujú, pokiaľ obsah vlhkosti klesá. Takže pri uskutočňovaní analýzy za skôr nízkeho obsahu vlhkosti možno získať viac spektrometrických informácií a zaistiť presnejšie a reprodukovateľnejšie výsledky merania. Čo sa týka surového drevného materiálu, je tu pochopiteľne tiež veľkou výhodou analyzovať tento materiál v štádiu, ktoré je blízke predpokladanému stavu, kedy sa tento materiál skutočne používa v procese výroby, t. j. kedy je dostatočne suchý.
Panelom na báze dreva je prednostne doska, výhodne potom drevotriesková doska.
Mnohozmenovou analýzou, uskutočňovanou podľa tohto vynálezu, môže byť základná zložková analýza (PCA), čiastočná regresia najmenších štvorcov (PLS), základná zložková regresia (PGR), multilineáma regresná analýza (MLR) alebo diskriminantná analýza, najmä čiastočná regresia najmenších štvorcov.
Spôsob podľa tohto vynálezu môže byť tiež uplatnený pri metóde na kontrolu procesných premenných, ovplyvňujúcich parametre panelov na báze dreva, vyrábaných zo surového drevného materiálu, dodávaného do procesu výroby panelov na báze dreva; v tomto prípade môžu byť metódy podľa tohto vynálezu použité na zisťovanie parametrov dosky, tieto informácie sú potom postupované do systému na riadenie výrobného procesu.
Je tiež možné navrhnúť riadiaci systém, v ktorom sú získané spektrá, pripadne po zredukovaní šumu alebo posunu kmitočtu, uvedené priamo do systému na nastavenie procesných premenných, a to bez prevodu spektra na parametre dosky. Toho môže byť výhodne dosiahnuté nastavením kalibračného modelu, v ktorom sú procesné premenné vyjadrené ako funkcie parametrov panelu a spektrálnych údajov, a potom využitím tohto modelu pri skutočnej výrobe, kedy sú spektrálne údaje získavané zo surového drevného materiálu, t. j. kedy ide o kontrolu dopredu, alebo z vyrobeného panelu, t. j. kedy ide o spätnú kontrolu, a prepojením s požadovanými parametrami panelu získať požadované procesné premenné.
Podľa jedného výhodného uskutočnenia predmetu tohto vynálezu je uskutočňovaná analýza panelu na báze dreva, ktorý má obsah vlhkosti nižší ako 10 %, a to spektrometrickou metódou, poskytujúcou spektrálne údaje, pričom získané spektrálne údaje sú porovnávané so zrovnávacími spektrálnymi údajmi získanými uvedenou spektrometrickou metódou zo zrovnávacích panelov na báze dreva, vyrobených za známych procesných premenných, pričom zrovnávací panel má obsah vlhkosti nižší ako 10 %, parametre týchto zrovnávacích panelov na báze dreva sú známe, pričom zrovnávacie spektrálne údaje boli kalibrované do uvedených známych procesných premenných prostredníctvom mnohozmenovej analýzy.
Podľa iného uskutočnenia je obdobne realizovaná analýza surového drevného materiálu alebo panelu na báze dreva, majúceho obsah vlhkosti nižší ako 10 %, a to spektrometrickou metódou, poskytujúcou spektrálne údaje, ktoré sú porovnávané so zrovnávacími spektrálnymi údajmi, získanými uvedenou spektrometrickou metódou zo zrovnávacieho použitého surového drevného materiálu alebo zo zrovnávacích panelov na báze dreva, vyrobených z uvedeného zrovnávacieho surového drevného materiálu, v zrovnávacom procese výroby panelov na báze dreva, majúcich obsah vlhkosti nižší ako 10 %, pričom zrovnávacie spektrálne údaje boli kalibrované do procesných premenných, uplatnených v uvedenom zrovnávacom procese, a to prostredníctvom mnohozmenovej analýzy.
V ešte inom uskutočnení podľa tohto vynálezu sa analyzuje surový drevný materiál alebo panel na báze dreva, a to opäť pri obsahu vlhkosti menším ako 10 %, a to spektrometrickou metódou, poskytujúcou spektrálne údaje, pričom získané spektrálne údaje sa prepojujú do kombinácie s aspoň jedným požadovaným parametrom, a táto kombinácia sa porovnáva so zrovnávacou kombináciou, získanou prepojením zrovnávacích spektrálnych údajov, získaných uvedenou spektrometrickou metódou zo zrovnávacieho surového drevného materiálu alebo zo zrovnávacích panelov na báze dreva s obsahom vlhkosti nižším ako 10 %, so známymi parametrami uvedeného zrovnávacieho surového drevného materiálu alebo uvedených zrovnávacích panelov na báze dreva, a táto zrovnávacia kombinácia bola kalibrovaná do známych procesných premenných a to prostredníctvom mnohozmenovej analýzy.
Technicky môže byť spektrometrická analýza uskutočňovaná formou on-line, in-line alebo at-line, a to sondou na báze optických vlákien, alebo odobratím samostatnej vzorky na separátnu analýzu. V obidvoch prípadoch je spektrum predmetom na ďalšie spracovanie údajov s použitím hodnôt z niekoľkých disktrétnych vlnových dĺžok každého jednotlivého spektra. Je úplne pochopiteľné, že žiarenie, použité pri spektrometrickej metóde, dopadá priamo na surový drevný materiál alebo na panel na báze dreva.
Spektrálne informácie odrážajú celý rad vlastností. V závislosti na príslušnom parametri, ktorý' je predmetom záujmu, je relevantná vybraná informácia uvedená do vzájomného vzťahu s týmto špecifickým parametrom.
Ako príklad takejto techniky možno uviesť použitie zariadenia, kedy je toto zariadenie umiestnené v určitej vzdialenosti od procesu, a kedy obsahuje zdroj svetla, detektor, elektronické súčiastky a ďalšie potrebné súčasti na prenos signálu prostredníctvom optického vlákna k vzorke, kde svetlo prechádza vzorkou, alebo je vzorkou odrážané, alebo je vzorkou odrážané len čiastočne. Výsledné signály sa vracajú do detektora príslušným káblom z optických vlákien a tu sú zaznamenávané.
V spektrometri je svetlo prevádzané na elektrický signál, ktorý· je potom vedený do počítača, kde je porovnávaný so spektrom z napred uloženého porovnávacieho snímania, to znamená, že je odčítaný, na čo je prepočítane vzorkové spektrum a porovnávané opravené spektrum.
Iným príkladom je manuálne alebo automatické odoberanie vzoriek v relevantných časových intervaloch a predkladanie týchto vzoriek na uskutočnenie analýzy v analytickom prístroji, obsahujúcom zdroj svetla, detektor, elektronické súčiastky a ďalšie potrebné súčasti. Absorpcia alebo prenos spektra je potom predmetom ďalšieho spracovania údajov pri použití hodnôt z niekoľkých diskrétnych vlnových dĺžok z každého jednotlivého spektra.
Vo výhodnom uskutočnení má detektor merací interval najviac 10 nm, prednostne 2 nm a najvýhodnejšie potom 1 nm alebo ešte menej. Detekcia je uskutočňovaná vo VISNIR v rozsahu vlnových dĺžok od 180 nm do 8500 nm.
Toho môže byť dosiahnuté využitím snímacieho prístroja diódovej anténnej sústavy, Fourierovho transformačného prístroja alebo akéhosi iného obdobného zariadenia, známeho pre odborníka v danej oblasti techniky.
Vyhodnotenie vlnových dĺžok, ktoré obsahujú absorpciu alebo transmisiu, sa robí pomocou prostriedkov používaných na analýzu. Použitím chemometrických metód na spracovanie získaného spektra je potom možné ignorovať, vlnové dĺžky, ktoré neobsahujú informácie, prispievajúce na chemickú analýzu, aj keď meranie zahrnuje všetky informácie z celého rozsahu vlnových dĺžok.
Stanovovanie a kontrola parametrov panelu s využitím spektrometrického merania zahrnuje dva hlavné kroky, pričom prvým z nich je vyvinutie kalibračného modelu, ktorý zahrnuje ďalej ako podružné kroky vyvinutie študijných súborov, spracovanie údajov, a uskutočnenie analýzy údajov s využitím povrchových a jadrových častíc, majúcich známe hodnoty príslušných parametrov. Druhým hlavným krokom je uskutočnenie spektrometrickej analýzy vzorky, ktorá má neznáme hodnoty parametrov, spracovanie spektrálnych údajov, prípadne nasledujúce za uskutočnením analýzy údajov, a uplatnenie kalibračného modelu, vyvinutého v priebehu prvého hlavného kroku, na takto získané údaje.
Na základe jedného výhodného uskutočnenia podľa tohto vynálezu je uskutočňovaná analýza spektra blízkeho infračervenému v rozmedzí rozsahu vlnovej dĺžky od 400 do 2500 nm, najmä potom od 1000 do 2500 nm suchých povrchových a jadrových častíc, a uskutočnenie chemometrického vyhodnotenia spektra s cieľom výpočtu parametrov, ako sú napríklad hustota, hustotový profil, vnútorná väzba, adsorpcia, priepustnosť, perforačná hodnota a údaje z emisnej komory.
Podľa výhodného uskutočnenia tohto vynálezu zahrnuje predmetný spôsob nasledujúce kroky:
(I) vyvinutie kalibračného modelu (I.a) zaregistrovaním spektrometrickou metódou zrovnávacích spektrálnych hrubých údajov o zrovnávacej vzorke zrovnavacieho surového drevného materiálu alebo zrovnávacieho panelu na báze dreva;
(I.b) spracovaním zrovnávacích spektrálnych hrubých údajov s cieľom zredukovať šum a nastavenie kolísania a rozptylu svetla;
(I.c) kalibrovaním spracovaných zrovnávacích spektrálnych údajov so známymi parametrami zrovnávacích vzoriek, a to uskutočnením analýzy údajov, zahrnujúcej aj mnohozmenovú analýzu;
(II) zaregistrovanie prostredníctvom uvedenej spektrometrickej metódy spektrálnych hrubých údajov o vzorke surového drevného materiálu alebo panelu na báze dreva, majúceho neznáme parametre;
spracovanie takto získaných spektrálnych hrubých údajov s cieľom zredukovať šum a nastavenia kolísania a rozptylu svetla; a uplatnenie vyvinutého kalibračného modelu na spracované spektrálne údaje za účelom stanovenia neznámych parametrov.
Mnohozmenovú analýza v podružnom kroku (I.c) prednostne zahrnuje prevedenie spracovaných zrovnávacích spektrálnych údajov na latentné premenné; v podružnom kroku (II) sú spracované spektrálne údaje prednostne prevedené na latentné premenné ako podľa podružného kroku (I.c), a vyvinutý kalibračný model je aplikovaný na latentné premenné s cieľom stanoviť neznáme parametre. Transformácia na latentné premenné sa robí prostredníctvom základnej zložkovej analýzy (PGA). Toto výhodné uskutočnenie tu bude teraz rozobrané podrobnejšie:
(I) VYVINUTIE KALIBRAČNÉHO MODELU
Parametre dosky sú merané tradičným spôsobom na niekoľkých vzorkách. Zistené hodnoty sú potom využité pri vývoji kalibračného modelu, pričom sú tu uplatnené tri ďalej rozoberané podružné kroky, týkajúce sa registrovanej absorpcie, odrazivosti alebo emisného spektra uvedených vzoriek.
(I.a) Vyvinutie študijných súborov
Modelové študijné súbory pozostávajú z veľkého počtu absorpčných alebo transmisných spektier zo vzoriek so známymi hodnotami, ktoré budú prednostne reprezentatívne pre výrobnú linku. Študijné súbory sú využívané v che mometrických algoritmoch na výpočet výsledných modelových parametrov.
(I.b) Spracovanie údajov
S cieľom odstrániť šum a nastavenia kolísania pre základnú linku musia byť spektrálne hrubé údaje spracované. Pri tomto spracovaní môžu byť tiež odhalené skryté informácie, ako je identita zjavne nepodobných spektier, alebo naopak neidentita zjavne veľmi podobných spektier. A navyše, predpoklady, vedúce k Beerovmu zákonu (ktorý stanovuje, že pre daný absorpčný koeficient a dĺžku optickej cesty v absorpčnom médiu, je celkové množstvo absorbovaného svetla, úmerné molekulárnej koncentrácii vzorky) nie sú vždy splnené v komplexnom systéme, ktorý vzorky predstavujú. Je to z dôvodu celého radu faktorov, ktoré sa často vyskytujú v priemyselných aj laboratórnych vzorkách.
Iným komplikujúcim faktorom je rôzny rozptyl svetla, ktorý je závislý na časticiach vo vzorke. Na prekonanie tohto problému boli vypracované rôzne teórie, z ktorých najpoužívanejšie sú:
- teória transformácie Kubelka-Munk (P. Kubelka, F. Munk, Z. Tech. Physik 12, 593, 1831), ktorá berie do úvahy absorpciu a rozptyl;
- multiplikatívna rozptylová korekcia (P. Geladi, D. MacDougall, H. Martens, Appl. Spect. 39, 491 - 500, 1985), kedy je každé spektrum „korigované“ ako z hľadiska ustálenej odchýlky, tak aj z hľadiska strmosti, a to jeho porovnaním s „ideálnym“ spektrom (priemerným spektrom).
Inou cestou linearizácie spektrálnyh údajov je rovnako využitie derivácii, napríklad až do štvrtej derivácie (A. Savitzky, M. J. E. Golay, Anál. Ghem. 36, 1687 - 1639, 1964). Deriváciou spektra sa získa transformované spektrum, pozostávajúce len z relatívnych zmien medzi susednými vlnovými dĺžkami, pričom bolo dokázané, že špičkové intenzity derivovaného spektra majú tendenciu byť lineárnejšie (T. G. O'Haver, T. Begley, Anál. Ghem. 53, 1876, 1981).
Linearizácie môže byť tiež dosiahnuté použitím Fourierovej transformácie, alebo použitím štandardnej normálnej variantnej transformácie opísanej napríklad v publikácii R.
J. Bames, M. S. Dhanoa a S. J. Lister, Appl. Spectrosc., diel 43, č. 5, str. 772 - 777, 1989.
(I.c) Analýza údajov
Analýza údajov uskutočňovaná s využitím chemometrickej techniky potom umožní vyvinúť kalibračný model. Existuje niekoľko chemometrických techník, ktoré môžu byť použité, ako napríklad základná zložková analýza, (PCA), Čiastočná regresia najmenších štvorcov (PLS), základná zložková regresia (PCR), multilineárna regresná analýza (MLR) a diskriminaritná analýza. Preferovanou chemometrickou technikou podľa tohto vynálezu je metóda čiastočnej regresie najmenších štvorcov (PLS).
(I.c. 1) Základná zložková analýza (PGA)
Metódou základnej zložkovej analýzy je súbor korelovaných premenných zhustený do menšieho súboru nekorelovaných premenných. Táto transformácia pozostáva z otáčania systému koordinát, ktoré vedie na narovnanie informácií na menší počet osí, ako pri pôvodnom usporiadaní. Týmto spôsobom budú premenné, ktoré sú spolu vzájomne vysoko korelované, spracované ako jediná entita.
S použitím základnej zložkovej analýzy tak bude možné získať malý súbor nekorelovaných premenných ešte reprezentujúcich väčšinu informácií, ktoré boli prítomné v pôvodnom súbore premenných, ktorý možno omnoho lepšie použiť ako model. Obecne je možné povedať, že dve až päť základných zložiek bude predstavovať od 85 % do 98 % variant premenných.
(I.c.2) Čiastočná regresia najmenších štvorcov (PLS)
Čiastočná regresia najmenších štvorcov je modelová a výpočtová metóda, s pomocou ktorej možno ustanoviť kvantitatívne vzťahy medzi blokmi premenných, napríklad blok popisných údajov (spektrum), pre sériu vzoriek, a blok zodpovedajúcich údajov, meraných na týchto vzorkách. Na základe kvantitatívneho vzájomného vzťahu medzi blokmi je možno uložiť spektrálne údaje pre novú vzorku do deskriptorového bloku a urobiť predpoveď očakávaných odpovedí.
Jednou z veľkých výhod tejto metódy je skutočnosť, že výsledky môžu byť vyhodnotené graficky, a to rôznymi diagramami. Vo väčšine prípadov je vizuálna interpretácia diagramu postačujúca na to, aby bolo možné dobre porozumieť rôznym vzájomným vzťahom medzi premennými. Táto metóda je založená na projekcii, ktorá je podobná ako pri základnej z lôžkovej analýzy (CPA). Metóda čiastočnej regresie najmenších štvorcov (PLS) je podrobne opísaná v publikáciách R. Carlsson, Design and optimization in organic synthesis, B. G. M. Vandeginste, O. M. Kvalheim, Eds., Data handling in science and technology, Elsevier, 1992, diel 8.
(I.c.3) Základná zložková regresia (PCR)
Základná zložková regresia je vo veľmi úzkom vzťahu k základnej z lôžkovej analýze (PCA) a k čiastočnej regresii najmenších štvorcov (PLS). Rovnako ako pri základnej zložkovej analýzy (PCA) je tu každý objekt v deskriptorovotn bloku premietaný do nižšieho rozmerového priestoru, poskytujúceho skóre a zaťaženie. Skóre sa potom vracia späť proti zodpovedajúcemu bloku v aspoň štvorcovom postupe, vedúcom na regresný model, ktorý môže byť využitý pri predpovedaní neznámych vzoriek. Na overenie modelu môže byť použitý rovnaký· štatistický model ako pri metóde čiastočnej regresie najmenších štvorcov (PLS) alebo základnej zložkovej analýzy (PCA). Na perfektné zoznámenie sa s metódami základnej zložkovej analýzy (PCA), čiastočnej regresie najmenších štvorcov (PLS) a základnej zložkovej regresie (PGR) môže slúžiť publikácia P. Geladi et al. „Partial Least-Squares Regression: A. Tutorial“, Anál. Chim. Acta, 185, 1 -38,1986.
(I.c.4) Multilineáma regresná analýza (MLR)
S pomocou multilineárnej regresnej analýzy (MLR) je určená tá najlepšia možná rovina pre parametre dosky, ako je napríklad funkcia spektra, s použitím techniky najmenších štvorcov na stanovenie každého ohraničenia roviny. Táto rovina je potom využitá na uznanie a potvrdenie predpovedanej hodnoty neznámeho parametra dosky. Táto technika je obecne obmedzená na relatívne „čisté“ systémy, kde nie je významné množstvo matricovej interferencie, a kde je na rozdiel od metódy čiastočnej regresie najmenších štvorcov (PLS) vyžadovaných viac objektov, ako premenných.
(I.c.5) Diskriminantná analýza
Toto je metóda, kde sú s využitím spektrálnych údajov známe hodnoty parametrov dosky zoskupované do rôznych zväzkov, oddelených lineárnym logickým rozhraním. Z tohto spektra môže byť potom vybraná vzorka neznámych hodnôt parametrov dosky do zväzku, a ako hodnota parametra dosky môže byť potvrdená napríklad priemerná hod nota zväzku. Toto je veľmi vhodná metóda z dôvodu kvality snímania, avšak vyžaduje veľmi širokú databázu na získanie štatisticky významných výsledkov.
(II) URGOVANIE POMOCOU APLIKÁCIE KALIBRAČNÉHO MODELU
Akonáhle bol vyvinutý kalibračný model, môže byť uskutočnené určovanie neznámych hodnôt, a to formou registrácie absorpčného alebo transmisného spektra v súlade s odstavcom (I.a). Spracovanie získaných spektrálnych hrubých údajov možno previesť v súlade s odstavcom (I.b). Analýzu údajov spracovaných spektrálnych dát možno previesť v súlade s odstavcom (I.c). Vyvinutý kalibračný model sa potom aplikuje na takto získané údaje.
Vynález bude teraz bližšie objasnený pomocou príkladov jeho uskutočnenia.
V laboratórnych podmienkach bolo pripravených päť skúšobných dosák, majúcich odlišné zloženie častíc, avšak rovnaké zloženie spojiva. Boli použité tri rôzne druhy surových častíc rôzneho veku (staré, tri mesiace, čerstvé). V laboratóriu boli usušené a preosiate na povrchové a jadrové častice. Každý vek predstavoval jednu skúšobnú dosku, zatiaľ čo štvrtá skúšobná doska predstavovala zmes všetkých troch ostatných. Piatou skúšobnou doskou bola zrovnávacia vzorka, majúca povrchové a jadrové častice z bežnej komerčnej výroby.
Zmesi častíc jednotlivých skúšobných dosák sú uvedené v tabuľke I.
Obsah vlhkosti každej vzorky bol zistený štandardnými metódami. Meranie NIR pri každom type častíc bolo urobené v AKZO NOBEL Analyscentre, Nacka, Švédsko. Použitým prístrojom bol FT-NIR inštrument Bomem 160. Častice boli umiestnené do kadičky a vzorky boli snímané šestnásťkrát pri spektre medzi 1000 až 2500 nm.
Okrem meraní, uskutočňovaných známymi postupmi na kompletných doskách, bolo navyše uskutočnené meranie emisií v sušiacom zariadení (viď metóda EXS, ako je uvedené ďalej) a test, kde je doska umiestnená do boxu a cez túto dosku je nasávaný vzduch (viď metóda BOX, ako je uvedené ďalej). Výsledky boli zobrazované na monitore.
Meranie, ktoré predstavuje metódu on-line v spracovateľskom závode, bolo uskutočnené na ochladenej surovej doske, kde mal vzduch vo vrchnáku sušiaceho zariadenia teplotu okolo 30 °C, a mohol tak poskytnúť informácie, či meranie formaldehydu on-line správne zodpovedá izbovej teplote. Výsledky tohto merania sú uvedené v tabuľke II.
Na získanie ďalších informácii z normalizovaného spektra blízkeho infračervenému (NIR) bol použitý program Sírius pre mnohozmenové údaje. Zodpovedajúce modely možno vyjadriť, ako Y-KX + M to znamená, že sa jedná o rovnicu, ktorá v bežnom konvekčnom systéme súradníc X - Y predstavuje priamku, kde Y je predpovedaný parameter, X je práve meraný parameter, K je korelačná konštanta pre zodpovedajúci model (vyjadrujúci sklon priamky), a M vyjadruje úsek, vyťatý priamkou na ose Y, to znamená že predstavuje hodnotu Y v okamžiku, keď X má v modeli hodnotu nula.
V ideálnom prípade K = 1 a M = 0.
Hodnoty veličín K a M na rôzne merania sú uvedené v tabuľke III spoločne s koreláciami modelov s aktuálnymi hodnotami, čo pre ideálny model činí hodnotu jedna, a spolu s priemernými predpovedanými chybami.
Na stanovenie hodnôt parametrov dosky bola ďalej použitá spektroskopia viacero vlnových dĺžok, uskutočňovaná na povrchových a jadrových časticiach, a nasledujúca za linearizáciou spektrálnych údajov a mnohozmenovým hod
SK 282825 Β6 notenim údajov (PLS algoritmus). Zrovnávacie vzorky pozostávali celkom z desiatich vzorov rôzneho pôvodu, ako je uvedené v tabuľkách, takže mali rôzne parametre. Vzorky boli vysušené až na obsah vlhkosti medzi 0,9 až 2,3 % a preosiate na povrchové a jadrové častice.
Veľkosť frakcií povrchových častíc : (0,5 - 2 mm)
Veľkosť frakcií jadrových častíc : (2 - 8 mm)
Pre každú zlúčeninu bol urobený jeden test, zahrnujúci trojvrstvové dosky o rozmeroch 2 krát 4, a tiež bol urobený aj test so zmesou troch zlúčením v rovnakom množstve. Bol tiež urobený jeden test s povrchovými a jadrovými zrovnávacimi časticami. Vo všetkých testoch bola použitá močovinoformaldehydová živica UF 1155 od firmy Casco Products AB. Štyri z dosák boli kombinované na izbovú dosku. Meranie emisií prebehlo v sušiacom zariadení, rovnako ako nasávanie vzduchu doskou k v boxe. Celkové testovanie dosky pre každý test bolo uskutočnené až po komorovom teste.
V nasledujúcich tabuľkách sú použité tieto skratky: Dens. Hustota, merná hmotnosť
1B Vnútorná väzba
TSW 24 h Hrúbka napúčania ABS 24 h Absorpcia PB Priepustnosť, cm/min.
PV Perforačná hodnota, mg HCHO/IOO g
REM Rýchla emisná metóda, mg HCIIO/1
Em.kam Emiská komora, mg HCHO/m3
EXS 30 °C Poklop sušičky 0,82 dm2,s pásikovými odstupmi medzi doskami. 3 litre vzduchu sú nasávané doskou za minútu. Nanovo je vylisovaná surová doska. Teplota 30 °C. EXS 23 °C Poklop sušičky 0,82 dm2, s pásikovými odstupmi medzi doskami. 3 litre vzduchu sú nasávané doskou za minútu. Nanovo je vylisovaná surová doska. Teplota 23 °C.
EXS ld Poklop sušičky 0,88 dm2 s pásikovýrai odstupmi medzi doskami. 3 litre vzduchu sú nasávané doskou za minútu. Drsná doska, 1 deň.
BOX 4d Doskou 4,8 dm2 je nasávaný vzduch 5 1/min. Drsná doska, izolované okraje, 4 dni.
BOX 12d Doskou 4,8 dm2 je nasávaný vzduch 5 1/min. Drsná doska, izolované okraje, 13 dní.
BOX 27d Doskou 4,8 dm2 je nasávaný vzduch 5 1/min. Drsná doska, izolované okraje, 27 dní.
BOX k-sk Doskou 4,8 dm2 je nasávaný vzduch 5 1/min. Drsná doska, izolované okraje, meranie dosky testované v komore.
Tabulto I: Zaes častíc na itsonalt
| Kód panelu | Povrchové častice | Vek | Vlhkosť v |
| 50185 | Zrovnávatie častice | Normálne | 2.3 | |
| S0186 | Zloženie 1 | Staré | 4.2 j |
| 50187 | Zloženie 1 | Čerstvé | 3.3 | |
| 50188 | Zloženie J | 3 mesiace | 3,5 |
| 50189 | Zložene1<-2+3 | 2mes | 3.8 1 |
| Kód panelu | jadrové častice | Vek | Vlhkosť 4 | |
| 50185 | Zrovná vaé* častice | Normálne | 2.0 | |
| 50105 | Zloženie 1 | Staré | 2.8 | |
| 50167 | Zloženie! | Čerstvé | 2.9 |
| 50168 | Zloženie 3 | 3 mesiace | 3.2 1 |
| 50189 | Zloženie 1 +2+3 | Zmes | 3-1 |
tebulkt II: freaenné dosky na koreláciu na MIR. meranie TOvrchcvých a Jadrových častíc
| Kód panelu | Dens. | 19 | TSW 24n | ABS 24h | PB | PV | REM | Em.kam | |
| 50185 | 746 | 1.01 | 8.5 | 24.7 | 1.0 | 5.3 | 2.4 | 0.112 | |
| 50186 | 756 | 0.82 | 16.8 | 35.0 | 0.7 | 4.7 | 2.5 | 0.091 | |
| ! 50187 | 751 | o. se | 15.5 | 32.1 | 1.2 | 4.2 | 2.4 | 0.076 | |
| 50188 | 760 | 0.76 | 17.2 | 36.5 | 1.3 | 4.5 | 2.6 | 0.081 | |
| 50189 | 755 | 0.72 | 16.6 | 39.3 | 0.7 | 4.4 | 2.6 | 0. | 383 |
| Kód panelu | EXS 30°C | EXS 23°C | EXS 1 J | PBLbox 4d | PBLbox 12d | PBLbcx 27d | PBL box k-s | ζ | |
| 50105 | 0.140 | 0.055 | 0.08 = | 0.240 | 0.16 | 0.14 | 0.15 | ||
| I 50106 | 0.070 | 0.055 | 0.055 | 0.225 | 0.19 | 0.17 | 0.16 | ||
| 50107 | 0.045 | 0.045 | 0.050 | 0.245 | 0.20 | 0.17 | 0.14 | ||
| 50188 | 0.055 | 0.045 | 0.040 | 0.320 | 0.22 | 0.19 | 0.14 | ||
| i 50189 | 0.045 | 0.040 | 0.045 | 0.330 | 0.22 | 0 20 | 0.15 |
Tabulka III
| Parameter | K | M | Korela'cia | ftiawná predvídaná chyba |
| Vlhkosť | 0.975 | 0.079 | 0.987 | 0.225 |
| Dens. | 0.908 | 69.403 | 0,953 | 2.578 |
| IB | 0.998 | 0.002 | 0.999 | 0.034 |
| TSW 24h | 0.996 | 0.057 | 0.990 | 0.467 |
| ABS 24h | 0.999 | 0.034 | 0.999 | 0.S10 |
| PB | 0.B72 | 0.125 | 0.934 | 0.148 |
| Em.kam | 0.994 | 0.001 | 0.992 | 0.003 |
| REM | 0.991 | 0.021 | 0.996 | 0.013 |
| PV | 0.997 | 0.016 | 0.998 | 0.103 |
| EXS 30°C | 0.996 | 0.000 | 0.998 | 0.008 |
| EXS 23“C | 0.966 | 0.002 | 0.983 | 0.004 |
| EXS ld | 0.97S | 0.001 | 0.987 | 0.034 |
| Box 4d | 0.980 | 0.006 | 0.990 | 0.017 |
| Box 12d | 0.995 | 0.001 | 0.997 | 0.005 |
| Box 27d | 0.997 | 0.000 | 0.999 | 0.005 |
| Box k-sek | Ο.8Θ9 | C. 017 | 0.943 | 0.005 |
Ako je možné poznať z tabuľky 3, sklon K a korelácia sú všetky veľmi blízke ideálnej hodnote 1. Väčšina úseku M je veľmi blízka ideálnej hodnote 0, pričom parameter hustoty je tu výnimkou; v tomto prípade je však treba poznamenať, že skutočné hodnoty meranej dosky sa pohybovali v rozmedzí 745 až 760, z čoho vyplýva, že odchýlka bola v skutočnosti úplne nepatrná vo vzťahu k skutočným hodnotám, čo sa rovnako prejavuje v malej priemernej predvídanej chybe v danom prípade.
Claims (20)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Spôsob kvalitatívneho alebo kvantitatívneho zisťovania parametrov panelov na báze dreva, vyrábaných zo surového drevného materiálu, dodávaného do procesu výroby panelov na báze dreva, vyznačujúci sa tým, že tento spôsob obsahuje:- analyzovanie surového drevného materiálu alebo panelu na báze dreva, majúceho obsah vlhkosti nižší ako 10 %, spektromctrickou metódou poskytujúcou spektrálne údaje, a- porovnanie týchto spektrálnych údajov s porovnávacími spektrálnymi údajmi, získanými uvedenou spektro metrickou metódou z porovnávacieho surového drevného materiálu alebo z porovnávacích panelov na báze dreva, majúcich obsah vlhkosti nižší ako 10 %, pričom porovnávacie spektrálne údaje boli kalibrované do známych parametrov panelov na báze dreva, vyrobených z uvedeného porovnávacieho surového drevného materiálu alebo do známych parametrov uvedeného Porovnávacieho panelu na báze dreva prostredníctvom mnohozmenovej analýzy.
- 2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že tento spôsob obsahuje:- analyzovanie surového drevného materiálu alebo panelu na báze dreva, majúceho obsah vlhkosti nižší ako 10 %, spektrometrickou metódou poskytujúcou spektrálne údaje,- prepojenie uvedených spektrálnych údajov do kombinácie s procesnými premennými, a- porovnanie uvedenej kombinácie so zrovnávacou kombináciou, získanou prepojením zrovnávacích spektrálnych údajov, získaných uvedenou spektrometrickou metódou zo zrovnávacieho surového drevného materiálu alebo zo zrovnávacích panelov na báze dreva, majúcich obsah vlhkosti nižší ako 10 %, so zrovnávacimi procesnými premennými, pričom zrovnávacie kombinácie boli kalibrované do známych parametrov panelov na báze dreva, vyrobených z uvedeného zrovnávacieho surového drevného materiálu, alebo do známych parametrov uvedeného zrovnávacieho panelu na báze dreva prostredníctvom mnohozmenovej analýzy.
- 3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že- surový drevný materiál sa analyzuje, a- spektrálne údaje sa porovnávajú so zrovnávacimi spektrálnymi údajmi, získanými zo zrovnávacieho surového drevného materiálu, pričom zrovnávacie spektrálne údaje boli kalibrované do známych parametrov panelov na báze dreva, vyrobených z uvedeného zrovnávacieho surového drevného materiálu.
- 4. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že- panel na báze dreva sa analyzuje, a- spektrálne údaje sa porovnávajú so zrovnávacimi spektrálnymi údajmi, získanými zo zrovnávacích panelov na báze dreva,, pričom zrovnávacie spektrálne údaje boli kalibrované do známych parametrov uvedených zrovnávacích panelov na báze dreva prostredníctvom mnohozmenovej analýzy.
- 5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov vyznačujúci sa tým, že panelom na báze dreva je doska.
- 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že doskou je drevotriesková doska.
- 7. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že- (1) sa vyvinie kalibračný model (I.a) zaregistrovaním spektrometrickou metódou zrovnávacích spektrálnych hrubých údajov o zrovnávacích vzorkách zrovnávacieho surového drevného materiálu alebo zrovnávacieho panelu na báze dreva;- (l.b) sa spracujú zrovnávacie spektrálne hrubé údaje za účelom zredukovania šumu a nastavenia kolísania a rozptylu svetla;- (I.c.) sa kalibrujú spracované zrovnávacie spektrálne údaje so známymi parametrami zrovnávacích vzoriek urobením analýzy údajov, zahrnujúcej mnohozmenovú analýzu;- (II) sa registrujú prostredníctvom uvedenej spektrometrickej metódy spektrálne hrubé údaje o vzorke surového drevného materiálu alebo panelu na báze dreva, majúceho neznáme parametre;- sa spracovávajú takto získané spektrálne hrubé údaje s cieľom zredukovať šum a nastavenia kolísania a rozptylu svetla;- sa uplatňuje vyvinutý kalibračný model na spracované spektrálne údaje s cieľom stanoviť neznáme parametre.
- 8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že- v (l.c) mnohozmenovú analýza zahrnuje prevod spracovaných zrovnávacích spektrálnych údajov na latentné premenné;- a že v (II) sa spracované spektrálne údaje prevádzajú na latentné premenné ako podľa (I.c), a vyvinutý kalibračný model sa uplatňuje na latentné premenné s cieľom stanoviť neznáme parametre.
- 9. Spôsob podľa nárokov 7 alebo 8, vyznačujúci sa tým, že spektrometrickou metódou j c absorpcia, odrážavosť, emisná alebo transmisná spektrometri cká metóda.
- 10. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že surový drevný materiál alebo panel na báze dreva a zrovnávací surový drevný materiál alebo zrovnávacie panely na báze dreva sa sušia na obsah vlhkosti nižší ako 8 %, prednostne nižší ako 4 %.
- 11. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že surový drevný materiál obsahuje povrchové alebo jadrové častice, alebo oboje.
- 12. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že spektrometrickou metódou je NIR spektrometrická metóda.
- 13. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že zisťované parametre dosky sa vyberajú z hustoty, hustotového profilu, vnútornej väzby, hrúbky napúčania, absorpčnej hodnoty, priepustnosti, perforačnej hodnoty a hodnoty emisnej komory.
- 14. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že mnohozmenovú analýza sa vyberá zo základnej zložkovej analýzy (PCA), čiastočnej regresie najmenších štvorcov (PLS), základnej zložkovej regresie (PCR), multilineárnej regresnej analýzy (MLR) a diskriminantnej analýzy.
- 15. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že použitou mnohozmenovou analýzou je čiastočná regresia najmenších štvorcov (PLS).
- 16. Spôsob kontroly spracovania premenných, ovplyvňujúcich parametre panelu na báze dreva, vyrobeného zo surového drevného materiálu, dodávaného do procesu výroby panelov, na báze dreva, vyznačujúci sa tým, že- sa analyzuje surový drevný materiál alebo panel na báze dreva, majúci obsah vlhkosti nižší ako 10 %, spektrometrickou metódou poskytujúcou spektrálne údaje, a- sa porovnávajú uvedené spektrálne údaje so zrovnávacími spektrálnymi údajmi, získanými uvedenou spektrometrickou metódou zo zrovnávacieho surového drevného materiálu alebo zo zrovnávacích panelov na báze dreva, vyrobených z uvedeného zrovnávacieho surového drevného materiálu v procese výroby panelov na báze dreva, majúcich obsah vlhkosti nižší ako 10 %, pričom zrovnávacie spektrálne údaje boli kalibrované do procesných premenných v danom procese prostredníctvom mnohozmenovej analýzy.
- 17. Spôsob kontroly spracovania premenných podľa nároku 16, vyznačujúci sa tým, že spektrálne údaje sa porovnávajú so zrovnávacimi spektrálnymi údajmi, získanými zo zrovnávacieho surového drevného mate9 riálu alebo zo zrovnávacích panelov na báze dreva, vyrobených z uvedeného zrovnávacieho surového drevného materiálu v zrovnávacom procese výroby panelov na báze dreva, pričom zrovnávacie spektrálne údaje boli kalibrované do procesných premenných, uplatnených v uvedenom zrovnávacom procese.
- 18. Spôsob kontroly spracovania premenných podľa nároku 16, vyznačujúci sa tým, že spektrálne údaje sa prepojujú do kombinácie s požadovaným parametrom a táto kombinácia sa porovnáva so zrovnávacími kombináciami, získanými prepojením zrovnávacích spektrálnych údajov, získaných zo zrovnávacieho surového drevného materiálu alebo zo zrovnávacích panelov na báze dreva, so známymi parametrami uvedeného zrovnávacieho surového drevného materiálu alebo uvedených zrovnávacích panelov na báze dreva, pričom zrovnávacie kombinácie boli kalibrované do známych procesných premenných prostredníctvom mnohozmenovej analýzy.
- 19. Spôsob kontroly spracovania premenných podľa nároku 18,vyznačujúci sa tým, že- surový drevný materiál sa analyzuje, a- kombinácia sa porovnáva so zrovnávacími kombináciami, získanými prepojením zrovnávacích spektrálnych údajov so známymi parametrami uvedeného zrovnávacieho surového drevného materiálu.
- 20. Spôsob kontroly spracovania premenných podľa nároku 18, vyznačujúci sa tým, že- panel na báze dreva sa analyzuje, a- kombinácia sa porovnáva so zrovnávacími kombináciami, získanými prepojením zrovnávacích spektrálnych údajov so známymi parametrami uvedených zrovnávacích panelov na báze dreva.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9502611A SE9502611D0 (sv) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Prediction of the properties of board |
| PCT/SE1996/000892 WO1997004299A1 (en) | 1995-07-14 | 1996-07-02 | Prediction of the properties of board by using a spectroscopic method combined with multivariate calibration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK4098A3 SK4098A3 (en) | 1998-10-07 |
| SK282825B6 true SK282825B6 (sk) | 2002-12-03 |
Family
ID=20399001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK40-98A SK282825B6 (sk) | 1995-07-14 | 1996-07-02 | Spôsob kvalitatívneho alebo kvantitatívneho zisťovania parametrov panelov na báze dreva |
Country Status (33)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5965888A (sk) |
| EP (1) | EP0839317B1 (sk) |
| JP (1) | JP3370681B2 (sk) |
| KR (1) | KR100233948B1 (sk) |
| CN (1) | CN1117271C (sk) |
| AR (1) | AR002823A1 (sk) |
| AT (1) | ATE188033T1 (sk) |
| AU (1) | AU690470B2 (sk) |
| BG (1) | BG62533B1 (sk) |
| BR (1) | BR9609761A (sk) |
| CA (1) | CA2226727C (sk) |
| CZ (1) | CZ296823B6 (sk) |
| DE (1) | DE69605801T2 (sk) |
| DK (1) | DK0839317T3 (sk) |
| EA (1) | EA000988B1 (sk) |
| EE (1) | EE03938B1 (sk) |
| ES (1) | ES2140878T3 (sk) |
| HU (1) | HU221230B1 (sk) |
| IL (1) | IL122437A (sk) |
| MX (1) | MX9800413A (sk) |
| MY (1) | MY118744A (sk) |
| NO (1) | NO325268B1 (sk) |
| NZ (1) | NZ312816A (sk) |
| PL (1) | PL181795B1 (sk) |
| PT (1) | PT839317E (sk) |
| RO (1) | RO117048B1 (sk) |
| SE (1) | SE9502611D0 (sk) |
| SI (1) | SI0839317T1 (sk) |
| SK (1) | SK282825B6 (sk) |
| TR (1) | TR199800033T1 (sk) |
| UA (1) | UA28105C2 (sk) |
| WO (1) | WO1997004299A1 (sk) |
| ZA (1) | ZA965808B (sk) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6414312B1 (en) | 1998-03-05 | 2002-07-02 | Akzo Nobel N.V. | Method for controlling a process for the production of a cellulose fiber containing product |
| DE69937675T2 (de) * | 1998-03-05 | 2008-11-27 | Akzo Nobel N.V. | Verfahren zum Kontrollieren eines Verfahrens zur Herstellung eines Zullulosefasern enthaltenden Produkts |
| DE19927969A1 (de) | 1998-06-22 | 1999-12-23 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Prozeßführung und Prozeßoptimierung bei der Herstellung von Fasermatten und/oder Faserplatten |
| US6207956B1 (en) * | 1998-09-04 | 2001-03-27 | The Toro Company | Method and apparatus for quantitative determination of turfgrass color |
| US6647343B1 (en) * | 1999-04-29 | 2003-11-11 | Agilent Technologies, Inc. | Temporal profile analysis of mass data in a mass sensor system |
| WO2001001113A1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-04 | New Zealand Forest Research Institute Ltd. | Method for identifying properties of wood by infra-red or visible light |
| SE523308E (sv) | 2000-03-02 | 2007-12-27 | Valmet Fibertech Ab | Förfarande för kontinuerlig bestämning av egenskaper hos ett trägiberflöde för träfiberskiveframställning |
| US6525319B2 (en) | 2000-12-15 | 2003-02-25 | Midwest Research Institute | Use of a region of the visible and near infrared spectrum to predict mechanical properties of wet wood and standing trees |
| US6606568B2 (en) | 2000-06-28 | 2003-08-12 | Midwest Research Institute | Method for predicting dry mechanical properties from wet wood and standing trees |
| US6593572B2 (en) | 2000-12-13 | 2003-07-15 | Midwest Research Institute | Method of predicting mechanical properties of decayed wood |
| GB0031522D0 (en) * | 2000-12-22 | 2001-02-07 | Enigma Nv | Use of NIR (near-infra red spectroscopy) in composite production |
| GB0102688D0 (en) * | 2001-02-02 | 2001-03-21 | Enigma Nv | Method for assessing remaining useful life and overall quality of laminating paper |
| US7167773B2 (en) | 2001-03-21 | 2007-01-23 | Signature Control Systems | Process and apparatus for improving and controlling the curing of natural and synthetic moldable compounds |
| US7245985B2 (en) | 2001-03-21 | 2007-07-17 | Signature Control Systems | Process and apparatus for improving and controlling the vulcanization of natural and synthetic rubber compounds |
| US20030135547A1 (en) * | 2001-07-23 | 2003-07-17 | Kent J. Thomas | Extensible modular communication executive with active message queue and intelligent message pre-validation |
| US7321425B2 (en) * | 2004-12-20 | 2008-01-22 | Honeywell International Inc. | Sensor and methods for measuring select components in sheetmaking systems |
| US7279684B2 (en) * | 2005-12-13 | 2007-10-09 | Huber Engineered Woods Llc | Method using NIR spectroscopy to monitor components of engineered wood products |
| US20070222100A1 (en) * | 2006-03-21 | 2007-09-27 | Huber Engineered Woods L.L.C. | Method and system using NIR spectroscopy for in-line monitoring and controlling content in continuous production of engineered wood products |
| US20090230306A1 (en) * | 2008-03-17 | 2009-09-17 | Andre Nicolas | Spectroscopic Prediction of Formaldehyde Emission and Thickness Swell of Wood Panels |
| US8519337B2 (en) * | 2008-06-28 | 2013-08-27 | The Boeing Company | Thermal effect measurement with near-infrared spectroscopy |
| US8436311B2 (en) * | 2008-08-14 | 2013-05-07 | The Boeing Company | Method of predicting thermal or chemical effect in a coated or painted composite material |
| US8552382B2 (en) * | 2008-08-14 | 2013-10-08 | The Boeing Company | Thermal effect measurement with mid-infrared spectroscopy |
| US7807971B2 (en) * | 2008-11-19 | 2010-10-05 | The Boeing Company | Measurement of moisture in composite materials with near-IR and mid-IR spectroscopy |
| PL2431144T3 (pl) | 2010-09-15 | 2013-02-28 | SWISS KRONO Tec AG | Sposób i urządzenie do nasycania na mokro klejem włókien drzewnych |
| US9182360B2 (en) | 2013-07-22 | 2015-11-10 | Honeywell Asca Inc. | Multi-frequency microwave sensor for temperature independent measurement of moisture |
| CN104865944B (zh) * | 2014-07-17 | 2017-11-28 | 辽宁石油化工大学 | 基于pca‑lssvm的气分装置控制系统性能评估方法 |
| DE102014214363B4 (de) | 2014-07-23 | 2018-03-22 | Türmerleim Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung und Regelung eines Verleimungsprozesses |
| CN104390932B (zh) * | 2014-11-12 | 2017-06-30 | 中南林业科技大学 | 基于红外差谱技术的木材含水率检测方法 |
| PL3078959T3 (pl) * | 2015-04-09 | 2017-10-31 | Flooring Technologies Ltd | Sposób wyznaczania odporności na ścieranie co najmniej jednej warstwy ścieralnej umieszczonej na płycie nośnej |
| CN106442382A (zh) * | 2016-07-15 | 2017-02-22 | 中国林业科学研究院热带林业研究所 | 一种快速预测尾细桉木材基本密度的方法 |
| CN108362702A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-08-03 | 北京木业邦科技有限公司 | 一种基于人工智能的单板缺陷检测方法、系统及设备 |
| RU2730407C1 (ru) * | 2020-02-03 | 2020-08-21 | Фин Скан Ою | Способ оценки качества пиломатериала и устройство для его реализации |
| TWI762271B (zh) | 2020-08-13 | 2022-04-21 | 日商名南製作所股份有限公司 | 板狀木材的缺陷檢測系統、缺陷檢測方法以及缺陷檢測用程式 |
| CN113109290B (zh) * | 2021-04-08 | 2023-03-03 | 晨光生物科技集团股份有限公司 | 一种快速预判天然色素衰减速度的方法 |
| CN113447452A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-28 | 西安交通大学 | 一种用于绝缘纸光谱的水分影响因素校正方法及系统 |
| ES2932150A1 (es) * | 2021-06-29 | 2023-01-13 | Luque Ripoll Luis De | Procedimiento de determinación del origen geográfico y/o la especie botánica en muestras de madera |
| DE102021004704A1 (de) * | 2021-09-17 | 2023-03-23 | Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau | Anlage und Verfahren zur kontinuerlichen Herstellung von Werkstoffplatten sowie eine Testvorrichtung und Testverfahren zur Ermittlung von zumindest einer Werkstoffkenngrösse |
| EP4303567B1 (de) * | 2022-07-04 | 2024-08-21 | Flooring Technologies Ltd. | Verfahren zur bestimmung der menge von mindestens einem pulverförmigen bindemittel in einer mischung mit holzpartikeln |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4606645A (en) * | 1984-10-29 | 1986-08-19 | Weyerhaeuser Company | Method for determining localized fiber angle in a three dimensional fibrous material |
| US4800279A (en) * | 1985-09-13 | 1989-01-24 | Indiana University Foundation | Methods and devices for near-infrared evaluation of physical properties of samples |
| CA2062447C (en) * | 1991-03-07 | 1998-10-13 | Peter Charles Matthews | Reflective grain defect scanning |
| US5252836A (en) * | 1991-03-07 | 1993-10-12 | U.S. Natural Resources, Inc. | Reflective grain defect scanning |
| SE507486C3 (sv) * | 1991-09-12 | 1998-07-13 | Valmet Automation Kajaani Ltd | Foerfarande och anordning foer maetning av fiberegenskaper med naera-infra-roed-spektroskopi |
| US5360972A (en) * | 1993-08-17 | 1994-11-01 | Western Atlas International, Inc. | Method for improving chemometric estimations of properties of materials |
| NZ270892A (en) * | 1994-08-24 | 1997-01-29 | Us Natural Resources | Detecting lumber defects utilizing optical pattern recognition algorithm |
-
1995
- 1995-07-14 SE SE9502611A patent/SE9502611D0/xx unknown
-
1996
- 1996-07-02 IL IL12243796A patent/IL122437A/xx not_active IP Right Cessation
- 1996-07-02 TR TR1998/00033T patent/TR199800033T1/xx unknown
- 1996-07-02 CN CN96195529A patent/CN1117271C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-02 EA EA199800126A patent/EA000988B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1996-07-02 CZ CZ0003198A patent/CZ296823B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1996-07-02 SI SI9630149T patent/SI0839317T1/xx unknown
- 1996-07-02 HU HU9900683A patent/HU221230B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1996-07-02 AU AU64735/96A patent/AU690470B2/en not_active Ceased
- 1996-07-02 US US08/981,590 patent/US5965888A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-02 KR KR1019970709810A patent/KR100233948B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-07-02 AT AT96924218T patent/ATE188033T1/de active
- 1996-07-02 DE DE69605801T patent/DE69605801T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-02 WO PCT/SE1996/000892 patent/WO1997004299A1/en active IP Right Grant
- 1996-07-02 UA UA98020738A patent/UA28105C2/uk unknown
- 1996-07-02 SK SK40-98A patent/SK282825B6/sk not_active IP Right Cessation
- 1996-07-02 RO RO98-00052A patent/RO117048B1/ro unknown
- 1996-07-02 PT PT96924218T patent/PT839317E/pt unknown
- 1996-07-02 EE EE9800029A patent/EE03938B1/xx unknown
- 1996-07-02 JP JP50660197A patent/JP3370681B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-02 PL PL96324493A patent/PL181795B1/pl unknown
- 1996-07-02 BR BR9609761A patent/BR9609761A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-07-02 CA CA002226727A patent/CA2226727C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-02 ES ES96924218T patent/ES2140878T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-02 DK DK96924218T patent/DK0839317T3/da active
- 1996-07-02 EP EP96924218A patent/EP0839317B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-02 NZ NZ312816A patent/NZ312816A/xx not_active IP Right Cessation
- 1996-07-09 ZA ZA965808A patent/ZA965808B/xx unknown
- 1996-07-10 MY MYPI96002843A patent/MY118744A/en unknown
- 1996-07-12 AR ARP960103559A patent/AR002823A1/es unknown
-
1998
- 1998-01-13 NO NO19980135A patent/NO325268B1/no not_active IP Right Cessation
- 1998-01-13 MX MX9800413A patent/MX9800413A/es unknown
- 1998-02-09 BG BG102237A patent/BG62533B1/bg unknown
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SK282825B6 (sk) | Spôsob kvalitatívneho alebo kvantitatívneho zisťovania parametrov panelov na báze dreva | |
| US7279684B2 (en) | Method using NIR spectroscopy to monitor components of engineered wood products | |
| Gherardi Hein et al. | Effects of sample preparation on NIR spectroscopic estimation of chemical properties of Eucalyptus urophylla ST Blake wood | |
| Hein et al. | Robustness of models based on near infrared spectra to predict the basic density in Eucalyptus urophylla wood | |
| US20020107644A1 (en) | Method for predicting dry mechanical properties from wet wood and standing trees | |
| WO1995031710A1 (en) | Spectrophotometric method to measure quality and strength parameters in trees, lumber, timber, chips, saw dust, pulp and paper | |
| CA2322278C (en) | A method for controlling a process for the production of a cellulose fibre containing product | |
| US6414312B1 (en) | Method for controlling a process for the production of a cellulose fiber containing product | |
| Belini et al. | Near infrared spectroscopy for estimating sugarcane bagasse content in medium density fiberboard | |
| US20090230306A1 (en) | Spectroscopic Prediction of Formaldehyde Emission and Thickness Swell of Wood Panels | |
| Noypitak et al. | Application of a portable near-infrared spectrometer for rapid, non-destructive evaluation of moisture content in Para rubber timber | |
| Kothiyal et al. | Klason lignin estimation in Leucaena leucocephala by near infrared spectroscopy for selection of superior material for pulp and paper | |
| AU2002228248B2 (en) | Method for assessing remaining useful life and overall quality of laminating paper | |
| Hein et al. | Beurteilung physikalischer und mechanischer Eigenschaften von agro-basierten Spanplatten mittels Nahinfrarot-Spektroskopie | |
| So et al. | NIR | |
| Diaz | Rapid non-destructive assessment of southern yellow pine lumber properties by near infrared spectroscopy | |
| Kothiyal et al. | Erweiterte Anwendbarkeit der Nah-Infrarot-Spektroskopie zur Bestimmung der Dichte von frischem Eucalyptus tereticornis Schnittholz durch Entwicklung einer kombinierten Kalibrierung mittels radialer und tangentialer Holzoberflächen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20150702 |