Спосіб неруйнівного контролю напружено-деформівного стану деревини та деревинних листових матеріалів при сушінні

Винахід відноситься до неруйнівних експрес-методів контролю напружено-деформівного стану деревини і деревинних листових матеріалів при сушінні, що базується на оптичних властивостях деревини [5]. Деревина як пружний полімер має в'язкопружні властивості (у нагрітому вологісному стані вона деформується як в'язкопружне тіло, а в сухому стані - як пружне). І.В. Кречетов [1,2] вимірювання пружних деформацій здійснював методом проявлення слідкуючої деформації в поєднанні із розколюванням зразка на тонкі шари. У виробничих умовах використовується метод контролю напружень за допомогою силових секцій, який призначений для періодичного контролю напружень у пиломатеріалах під час сушіння і після його закінчення. Цим методом оцінюється якість сушіння пиломатеріалів і встановлюється необхідна тривалість вологотеплообробки [3]. Всі відмічені вище методи дискретної оцінки напруженого стану пиломатеріалів відносяться до механічних руйнівних способів і пов'язані із безпосереднім вирізанням зразків із контрольних дощок або заготовок. Основними недоліками даних методів є такі: складність багаторазових вимірювань, низька точність оцінки стану матеріалу, велика тривалість визначення (від кількох годин до доби), порушення цілісності матеріалу при випилюванні секцій. В останні роки у Росії широко використовується метод, який базується на вимірюванні перепаду усадки в центральній і поверхневій зонах пиломатеріалів через показник - так звану диференціальну усадку [3, 4]. Крім вищевказаних недоліків, цей метод має ще такі суттєві недоліки: а) коливання температур в камері від 20 до 120°С впливає на точність вимірювання; б) перехід на більш жорсткі ступені режимів сушіння викликає скачкоподібну зміну температури; в) при реверсуванні потоку сушильного агента в штабелі виникають потрясування і вібрації, які безпосередньо впливають на перетворювач сигналу і лінії зв'язку; г) повинен бути завжди постійний контакт чутливого елемента вузла вимірювання із поверхнею матеріалу. Відомий також, оптичний спосіб визначення напружень в розсіяному світлі ([9] - прототип), який полягає у тому, що завантажену модель просвітлюють плоским пучком поляризованого світла, виділяють у моделі площину, паралельну пучку поляризованого світла і розташовану на такій віддалі від нього, при якій квазіголовні напруження і їх орієнтація не змінюються, потім просвітлюють модель обома паралельними пучками одночасно, при кожному Із трьох опромінень виділяють поляризатором в світловій площині проекції вектора на осі, що складають Із напрямом просвітлення кути 90, 135 та 180° і реєструють по три інтерференційні картини в напрямку нормалі до площини пучка і по отриманих даних визначають параметри напруженого стану, Величину квазіголовних напружень і їх орієнтацію визначають по сукупності 18 Інтерференційних картин. Даний метод характеризується рядом недоліків, що впливають на точність оцінки напруженого стану деревини: наявність багаторазового вимірювання й отримання Інтерференційних картин на моделі вимагає значних затрат часу, складність контрольно-вимірювальної апаратури. Мета передбачуваного способу полягає у підвищенні якості сушіння деревини і деревинних листових матеріалів за рахунок підвищення точності миттєвої оцінки їх напружено-деформівного стану. Поставлена мета досягається тим, що спосіб неруйнівного контролю напружено-деформівного стану деревини та деревинних листових матеріалів при сушенні полягає у тому, що деревину опромінюють плоским поляризованим пучком світла, виділяють в об'єкті (моделі) площину, паралельну пучку поляризованого світла 1 розташовану на певній віддалі від джерела світла, при якій квазіголовні напруження і їхня орієнтація не змінюються і по Інтерференційних картинах визначають параметри напруженого стану моделі, а за величиною перпендикулярних і паралельних складових електричного вектора визначають кут Брюстера, а для перетворення лінійно-поляризованого світла у циркулярно-поляризовані пучки променів різної форми і азимутом поляризації використовують поляроїд із чвертьхвильовою пластиною, а для послаблення впливу перешкод (породи, полюс поглинання води, фізики структурної будови деревини) кут падіння світла на об'єкт контролю приймається рівним нуль градусів і довжини хвиль ближньої Інфрачервоної області спектра. Взаємодія електромагнітного поля із таким немагнітним середовищем, як деревина, визначається його електричною складовою Е. Відношення між перпендикулярними S - і паралельними Р-компонентами електричного вектора Е для відбитої Еr і заломленої Ed хвиль до відповідних компонент падаючої хвилі Е 1, визначається за формулами Френеля [5, 7], тобто де qi, qd - відповідно кут падіння і заломлення складової електромагнітної хвилі. S - компонентом позначається складова електричного вектора, яка коливається в площині, перпендикулярній площині падіння випромінювання, а р-компонентом - складова, паралельна площині падіння. Напруження у матеріалі визначається шляхом вимірювання відбитих паралельної Е r,p і перпендикулярної Еr,s розрахунку показника заломлення n - e (e - діалектрична проникливість деревини) і визначення кута Брюстера qбр, n-tg qбр при різних значеннях вологості матеріалів, тісно пов'язаних Із напруженим станом деревини і деревинних листових матеріалів.