Спосіб комплексного випробування дерев

Спосіб комплексного випробування дерев, який полягає в тому, що на зразку дерева виконують введення в деревину досліджувального зонда з плоскою торцевою поверхнею, після впливу виконують вимір збільшення глибини вдавлення зонда, по заглибленню роблять висновки про влас 3 чної осі "північ - південь". За перерахованими з урахуванням поправок на кути нахилу керну до діаметра січення дерева, значенням властивостей деревини з північного боку відрізків керна виконують економічну оцінку технічного використання деревини. З південної частини відрізків керна виконують екологічну оцінку місця зростання досліджуваного дерева, вивченням усього керну проводять еколого-економічну оцінку деревини, причому для дослідження приймають низькоякісні та високоякісні за візуальним визначенням дерева. Недолік - можливість оцінки деревини лише на стовбурах дерев (до 30 -50 років), відсутність даних про вологість та якість деревини на рівні гілок дерев, відсутність урахування параметрів кори дерева. Відомий спосіб випробування деревини [4], заснований на тім, що при випробуванні матеріалу з технічної деревини застосовують конусну голівку. При випробуванні вимірюють імпульси зміни зусилля проникання конусної голівки у деревину в радіальному напрямку, причому розташовують матеріал з технічної деревини щодо вектора переміщення голівки - від периферії до серцевини стовбура дерева. По шпаруватості й ритмічності імпульсів сили судять про якість деревини. Недоліком способу є те, що імпульси сили у стовбурах м'яких порід дерев суттєво згасають, внаслідок чого точність способу знижується. Ще особливо помітно на м'яких (з великим процентом вологості) деревах. Крім того, спосіб не дозволяє одночасно оцінити вологість живого зразку у точці виміру, також відсутнє урахування параметрів кори дерева. Прототипом заявленої корисної моделі є відомий спосіб випробування деревних рослин [5], при якому на молодому дереві, його вегетативних елементах, або молодих гілках і коріннях дерева роблять введення в деревину підпружного стрижня із плоскою торцевою поверхнею при багаторазовому впливі на стрижень з постійною силою. Після кожного впливу у вигляді удару виконують виміри збільшення глибини вдавлення стрижня. По кількості ударів для заглиблення на задану глибину судять про властивості деревної рослини. Випробування виконують у вегетаційний період, а властивості деревної рослини оцінюють по декількох вимірах у ході сезонного росту й розвитку деревної рослини. Недоліком є те, що для кожного виміру стрижень виводять від точки впливу. Відповідно, деревина встигає зміщуватися на певну відстань у зворотному напрямі, що зменшує величину вдавлення та ефективність способу в цілому. Крім того, спосіб не дозволяє одночасно оцінити вологість живого зразку у точці виміру. Задача корисної моделі - забезпечити аналіз стану деревини та її випробування у природних умовах для рослин з різною щільністю деревини та різними властивостями кори, різною вологістю тканин деревини. Задача вирішується способом, при якому деревину випробують на місці зростання рослини, на зразку (стволі або гілці) з корою та/або без кори кондуктометричним способом вимірюють воло 58802 4 гість, у тому ж місці (або місцях) у деревину вдавлюють зонд при постійному підвищенні сили тиску, одночасно реєструють зміну загальної товщини деревини та величну зовнішньої сили, прикладеної на одиницю поверхні деревини, за результатами вимірювань будують графіки зміни величини швидкості проникнення зонду у тканину деревини від сили здавлення, за формою графіків з урахуванням сорту дерева та вологості оцінюють якість деревини, получені дані враховують при створенні умов подальшого зростання рослин та одержання відповідних характеристик їх деревини при їх зростанні. На фіг.1 та фіг.2 приведено зразки графіків зміни глибини проникнення досліджувального зонду у тканини зразка з корою (фіг.1) та без неї (фіг.2). Спосіб, комплексного випробування дерев здійснюється наступним чином. Досліджувані зразки (гілки) вводять у відповідний пристрій та вимірюють рівень вологості зразка та значення величина вдавлення зонду у тканину деревини від величини прикладеного тиску (кг/мм2). Далі, на сусідній області зразку роблять з його двох сторін П-подібний надріз та вивертають кору в „не надрізану" сторону. Потім знов проводіть вимірювання по методиці, описаною вище для зразка з корою. Після проведення вимірів кору накладають на своє попереднє місце та обмотують стрічкою для приживлення кори та зменшення травм рослині. За даними випробування оцінюють вологість зразка та будують графік зміни швидкості проникнення досліджувального зонду у тканину дерева від сили безперервного зовнішнього тиску на зонд. За результатами досліджень на різних гілках дерева будують родину характеристик тканини рослин з урахуванням вологості та наявності або відсутності кори. Отримані графіки враховують при створенні умов подальшого зростання рослин та одержання відповідних характеристик деревини рослин у подальшому. Приведемо конкретні приклади функціонування способу при використанні зразків дерева грецького горіху (Júglans régia). Для дослідів вибирали гілки з діаметром 1-1,5 см. Вимірювання у різні пори року та при різній ступені вологості ґрунту дали родину кривих залежності величини вдавлювання робочого кінця досліджувального зонду ( l , мм) від величини тиску Р на площу деревини (у кг/мм2). Декілька приведених усереднених кривих залежності величини вдавлення зонду (Δl, мм) у деревину від тиску (Р) на її поверхню свідчать, що у разі наявності на живому зразку кори (фіг.1), при середній (75,33 %) та навіть при малій (35,33 %) вологості (яку вираховували при використанні кондуктометричних електродів приладу) зростання тиску веде до швидкого входження робочого кінця зонду у тканину деревини. При подальшому навантаженні зразку швидкість вдавлення зменшується, що пов'язано з підходом робочого кінця до щільних тканин деревини під корою. Аналіз такої кривої щільності для того-ж зразку зі знятою корою свідчить (фіг.2), що характер вда 5 58802 влення для різної вологості тканин декілька відрізняється. На графіках можна бачити, що початкове стискування (до 1-15 кг/мм2) декілька стримується тканинами рослини, але подальше підвищення 2 тиску (вище 2 кг/мм ) призводить до відносно рівномірного продавлення деревини, пропорційне зовнішній силі. Тобто, нерівномірність щільності тканини зразку при різній вологості веде до появлення локальних максимумів на такому графіку, вигину, зміни кута його нахилу. Маючи повний набір характеристик стиснення „живої" деревини з корою та без кори при одночасному знанні її вологості під час випробування можна оцінювати якість деревини та рекомендувати проводити ті або інші заходи по зміні якості цієї деревини при подальшому зростанні рослини (наприклад, додавати добрива та відслідковувати зміни характеристик деревини в процесі росту дерев). Таким чином, за рахунок порівняння графіків протистояння тканин „живої" деревини зовнішньому навантаженню з корою та без кори при різних рівнях вологості деревини у різних умовах (чого нема у прототипу), визначення локальних максимумів, вигину, зміни кута нахилу графіків, спосіб комплексного випробування дерев дозволяє оці Комп’ютерна верстка Л. Купенко 6 нювати та прогнозувати зміну параметрів деревини різних видів рослин у процесі їх зростання, враховувати специфіку стану кори у рослин, оцінювати та враховувати процеси поливу та додавання макро- та мікроелементів на щільність та якість деревини та одержання відповідних її характеристик у подальшому. Джерела інформації: 1. Ныркова Л.А., Ныркова О.А., Калинин В.Φ., Глинкин Ε.И. Способ для определения влажности древесины.- Пат. RU 2240545, МПК 7 - G01N27/04, 2004. 2. Иванов Б.К. Способ контроля влажности элементов в древесных изделиях.- Пат. RU 1697503.- МПК 7 - G01D5/22, 2000. 3. Мазуркин П.М., Колесникова А.А. Способ испытания древесины растущих деревьев. Пат. RU 2194385. МПК 7 A01G23/00, G01N33/46,2002. 4. Мазуркин П.М., Пилягин А.В., Скулкин И.С. Способ испытания древесины.- Пат. RU 2247985, МПК G01N33/46, A01G23/00, A01G23/02, 2005. 5. Мазуркин П.М., Пилягин А.В., Скулкин И.С. Способ испытания древесных растений. Пат. RU 2247489, МПК 7 A01G23/00, A01G23/02, 2005. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601