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JP5220481B2 - Method for measuring wood density by laser-induced plasma emission analysis - Google Patents
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JP5220481B2 - Method for measuring wood density by laser-induced plasma emission analysis - Google Patents

Method for measuring wood density by laser-induced plasma emission analysis Download PDF

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Description

本発明は、木材の非破壊的な密度の測定方法に関し、より詳しくは、レーザ誘起プラズマ発光分析を木材の密度測定に活用し、木材の含水率に拘わらずその木材の気乾密度(含水率15%時の密度をいう。以下単に「木材密度」という。)を非破壊的に測定する方法に関する。   The present invention relates to a method for measuring non-destructive density of wood, and more particularly, uses laser-induced plasma emission analysis for wood density measurement, and the air-dry density (water content) of wood regardless of the water content of wood. This refers to a density at 15% (hereinafter simply referred to as “wood density”).

樹木の切断面に現れる年輪は、木材の密度の差が視覚的に濃淡として現れているものであり、この密度分布を調べることにより、樹木の成長量や過去の生育環境等が明らかになる。一方、木材の密度の値が、木材の強度、音の伝播、周波数、熱伝導等のあらゆる物性値と深く関係を持っているので、密度の値はこれらの諸処の特性を把握する上で極めて重要である。   The annual rings appearing on the cut surface of the tree are the ones in which the difference in the density of the timber appears visually as shades. By examining this density distribution, the growth amount of the tree, the past growth environment, and the like become clear. On the other hand, the density value of wood is closely related to all the physical properties such as strength, sound propagation, frequency, heat conduction, etc., so the density value is extremely important in understanding the characteristics of these various places. is important.

そして、密度は単位体積(cm3)当たりの質量(g)であるから、一般に木材の密度の測定は、試料の形状が正しい直方体と見なせる場合は、寸法測定によって体積を求める。また全乾(含水率0%)測定対象物等、収縮により変形したものは、浮力を応用した水銀浸漬法によって体積を求め、試料の質量をその求めた体積で割ればよい。 Since the density is a mass (g) per unit volume (cm 3 ), generally, the measurement of the density of wood is to obtain the volume by dimension measurement when the shape of the sample can be regarded as a correct rectangular parallelepiped. Moreover, what was deform | transformed by shrinkage | contraction, such as a completely dry (water content 0%) measurement object, calculates | requires a volume by the mercury immersion method which applied buoyancy, and should just divide the mass of the sample by the calculated | required volume.

また、γ線やX線などの放射線の透過率を用いて、非破壊的に密度を測定する手法も用いられており、下記特許文献1にはマイクロフォーカスX線CT装置を用いた木材の密度測定の一例が示されている。
特開2006−78251号公報
In addition, a technique for nondestructively measuring the density using the transmittance of radiation such as γ-rays and X-rays is also used. Patent Document 1 listed below discloses the density of wood using a microfocus X-ray CT apparatus. An example of a measurement is shown.
JP 2006-78251 A

しかしながら、木材の密度測定の試験方法であるJIS Z2101によると、密度の測定は試料の含水率を15%で行うことが規定されているため、粗木取りの後、恒温恒湿室に1ヶ月から3ヵ月間投入する必要があるため、木材の密度測定には長期間を要するという問題があった。   However, according to JIS Z2101, which is a test method for measuring the density of wood, it is stipulated that the moisture content of the sample should be 15%. There is a problem that it takes a long time to measure the density of wood because it is necessary to input for three months.

また、γ線やX線などの放射線の透過率を用いて非破壊的に密度を測定するには、これらの放射線は常に水の影響を受けるために多量の水を含んだ木材の密度は測定不可能であり、所定の含水率になるように乾燥させる必要があり、短時間で密度を測定することができないという問題がある。さらにこれらの従来の密度の測定方法では、測定対象物から試料を採取する必要があるため、測定対象物を破壊しなければ測定できないという問題がある。   In addition, in order to measure the density non-destructively using the transmittance of radiation such as γ rays and X rays, these radiations are always affected by water, so the density of wood containing a large amount of water is measured. There is a problem that it is impossible and needs to be dried so as to have a predetermined moisture content, and the density cannot be measured in a short time. Furthermore, in these conventional density measuring methods, since it is necessary to collect a sample from the measurement object, there is a problem that measurement cannot be performed unless the measurement object is destroyed.

本発明は、木材の密度が木材の物理的性質を求める上で、極めて重要な値であるにも拘わらず、含水率調整に長時間を要し、測定対象物を破壊しなければならないという問題点に鑑みて、鋭意研究・検討の結果なされたものであり、簡単にして、精度の高い木材の密度を非破壊的に測定する方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has a problem that it takes a long time to adjust the moisture content and destroys the object to be measured, even though the density of the wood is a very important value in obtaining the physical properties of the wood. In view of the above, the present invention has been made as a result of earnest research and examination, and an object thereof is to provide a simple and non-destructive method for measuring the density of wood with high accuracy.

上記目的を達成するための第1の発明は、レーザ誘起プラズマ発光分析によって木材の表面から得られる炭素の蛍光強度と、質量と体積の比として求められる木材の気乾密度との検量線を作成し、該検量線を使用して、木材の含水率に無関係に、かつ非破壊的に測定する木材密度の測定方法である。   The first invention for achieving the above object is to create a calibration curve between the fluorescence intensity of carbon obtained from the surface of wood by laser-induced plasma emission analysis and the air-dry density of wood obtained as a ratio of mass to volume. In this method, the calibration curve is used to measure the wood density regardless of the moisture content of the wood and nondestructively.

検量線を作成するときの測定対象物の含水率はJISZ2101で規定されている15%とするが、作成された検量線を使用するときの測定対象物の含水率は、15%に限定されることなく任意でよく、得られる木材の密度は常に含水率15%時の値が得られる。   The moisture content of the measurement object when creating a calibration curve is 15% defined in JISZ2101, but the moisture content of the measurement object when using the created calibration curve is limited to 15%. The density of wood obtained is always a value at a moisture content of 15%.

第2の発明は、第1の発明において前記検量線の作成時の測定対象物は、樹木の平滑な切断面において、年輪の中心と樹木の一外側または両外側を中央かつ一直線上に含む薄厚、小幅の角板(以下、単に「角板」ともいう。)とし、前記検量線の作成時おける前記木材の表面から得られる炭素の蛍光強度が、前記中央かつ一直線上を一外側から年輪中心まで、または年輪中心を通り更に他の外側までの複数点の測定値の平均値であることを特徴とする木材密度の測定方法である。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the object to be measured at the time of creating the calibration curve is a thin object that includes the center of the annual ring and one outer side or both outer sides of the tree in a central and straight line on a smooth cut surface of the tree. A small square plate (hereinafter, also simply referred to as “square plate”), and the fluorescence intensity of carbon obtained from the surface of the wood when the calibration curve is created is centered on the annual ring from the outside in the center and in a straight line. Or a wood density measuring method characterized in that it is an average value of a plurality of measured values from the center of the annual ring to the other outside.

測定対象物は、上記角板のみならず、伐採した樹木を軸直角にスライスし、さらに木軸の方向に年輪を中心に平行切断して年輪中心部を含む薄厚、小幅の角板相当品としてもよい。   The object to be measured is not only the above-mentioned square plate, but also sliced felled trees at right angles to the axis, and cut in parallel to the direction of the tree axis around the annual ring as a thin and narrow square plate equivalent. Also good.

第3の発明は、第1または第2の発明において、前記検量線の使用時おける前記木材の表面から得られる炭素の蛍光強度の測定方向が、樹木の平滑な切断面において、年輪に直交する方向であり、かつ木材の単位面積当たりの測定点数が均等または均等になるように重み付けがなされていることを特徴とする木材密度の測定方法である。   According to a third invention, in the first or second invention, the measurement direction of the fluorescence intensity of carbon obtained from the surface of the wood when the calibration curve is used is perpendicular to the annual ring on a smooth cut surface of the tree. The wood density measuring method is characterized in that weighting is performed so that the number of measurement points per unit area of the wood is equal or equal.

検量線使用時の測定対象物の炭素の蛍光強度の測定は、年輪の中心を含まないものであっても、測定方向が年輪に直交していればよい。   The measurement of the carbon fluorescence intensity of the measurement object when using the calibration curve may be performed so long as the measurement direction is orthogonal to the annual ring, even if it does not include the center of the annual ring.

第4の発明は、第1乃至第3のいずれか1の発明において、前記木材密度の測定対象が含水率不明の木材であって、該含水率不明の木材の密度から前記測定した木材密度を差引き、前記含水率不明の木材の単位体積当たり15%以上或いは15%未満の含水量を算出して、該含水率不明の木材の乾燥コントロールに使用することを特徴とする木材密度の測定方法である。   4th invention is 1st thru | or 3rd invention, WHEREIN: The measurement object of the said wood density is timber with an unknown moisture content, Comprising: The said measured wood density from the density of the timber with an unknown moisture content is used. Subtracting, calculating a moisture content of 15% or more or less than 15% per unit volume of wood with unknown moisture content, and using it for drying control of wood with unknown moisture content, It is.

第5の発明は、第1乃至第3いずれか1の発明において、前記木材の密度の測定対象が含水率不明の木材であって、該含水率不明の木材の密度から前記測定した木材密度を差引き、前記含水率不明の木材の単位体積当たり15%以上或いは15%未満の含水量を算出して、該含水率不明の木材の用途選別に使用することを特徴とする木材密度の測定方法である。   5th invention is 1st thru | or 3rd invention, WHEREIN: The measurement object of the density of the said wood is wood with an unknown moisture content, Comprising: The said wood density measured from the density of the wood with this unknown moisture content is used. Subtracting, calculating a moisture content of 15% or more or less than 15% per unit volume of wood with unknown moisture content, and using it for selecting the use of wood with unknown moisture content, It is.

第1の発明は、レーザ誘起プラズマ発光分析によって木材の表面から得られる炭素の蛍光強度と、質量と体積の比として求められる木材の気乾密度との検量線を作成し、該検量線を使用して、木材の含水率に無関係に、かつ非破壊的に測定することを特徴とする木材密度の測定方法であるから、検量線を作成するときは、含水率が15%の測定対象物を必要とするが、その検量線使用時の測定対象物は、含水率に関係なく炭素の蛍光強度を測定して、その炭素の蛍光強度に対応する木材密度を樹種に関係なくその検量線から読みとることができるので、木材密度を短時間に、非破壊で測定できという効果がある。   The first invention creates a calibration curve between the fluorescence intensity of carbon obtained from the surface of wood by laser-induced plasma emission analysis and the air-dry density of wood obtained as a ratio of mass to volume, and uses the calibration curve In addition, since it is a method for measuring wood density that is characterized by non-destructive measurement regardless of the moisture content of wood, when creating a calibration curve, a measurement object with a moisture content of 15% is selected. Although it is necessary, the measurement object when using the calibration curve measures the fluorescence intensity of carbon regardless of the moisture content, and reads the wood density corresponding to the fluorescence intensity of the carbon from the calibration curve regardless of the tree species. As a result, the wood density can be measured non-destructively in a short time.

第2の発明は、第1の発明において、前記検量線の作成時の測定対象物は、伐採した樹木を製材した角柱体を軸直角方向にスライスし、年輪中心と角部を残し他を除外した薄厚、小幅の角板または伐採した樹木を軸直角にスライスし、さらに木軸の方向に年輪を中心に平行切断して年輪中心部を含む薄厚、小幅の角板相当品とすることができるから、検量線作成時の測定対象物の製作及び体積計算が容易で、また検量線作成時の、炭素の蛍光強度はレーザ誘起プラズマ発光分析による測定値(スポット)の単純平均値を用いることができるので、効率よく精度の高い検量線を作成できるという効果がある。   According to a second invention, in the first invention, the measurement object at the time of preparation of the calibration curve is obtained by slicing a prismatic body made of felled wood in a direction perpendicular to the axis, leaving the center of the annual ring and the corners, and excluding others. A thin, narrow square plate or a felled tree can be sliced perpendicular to the axis, and parallel cut in the direction of the tree axis around the annual ring to make it equivalent to a thin, small square plate including the center of the annual ring. Therefore, it is easy to manufacture the measurement object and calculate the volume when creating a calibration curve, and the fluorescence intensity of carbon used when creating a calibration curve should be a simple average of measured values (spots) measured by laser-induced plasma emission analysis. Therefore, there is an effect that a calibration curve with high accuracy can be created efficiently.

第3の発明は、第1または第2の発明において、前記検量線の使用時おける前記木材の表面から得られる炭素の蛍光強度の測定方向が、樹木の平滑な切断面において、年輪に直交する方向であり、かつ木材の単位面積当たりの測定点数が均等または均等になるように重み付けがなされていることを特徴とする木材密度の測定方法であるから、検量線使用時の測定対象物の炭素の蛍光強度の測定は、測定方向が年輪に直交していればよく、年輪の中心を含んでいない柱材等であっても密度の測定ができるという効果がある。また、測定点を減少させることができるので、短時間で効率的に、検量線を使用して木材密度を算出することができるという効果がある。   According to a third invention, in the first or second invention, the measurement direction of the fluorescence intensity of carbon obtained from the surface of the wood when the calibration curve is used is perpendicular to the annual ring on a smooth cut surface of the tree. This is a method for measuring the density of wood, characterized in that it is weighted so that the number of measurement points per unit area of the wood is equal or even, so the carbon of the measurement object when using a calibration curve The measurement of the fluorescence intensity is effective as long as the measurement direction is orthogonal to the annual ring, and the density can be measured even with a pillar material that does not include the center of the annual ring. In addition, since the number of measurement points can be reduced, the wood density can be calculated efficiently using a calibration curve in a short time.

第4または第5の発明は、第1乃至第3のいずれか1の発明において、前記木材の密度の測定対象が含水率不明の木材であって、該含水率不明お木材の密度から前記測定した木材密度を差引き、前記含水率不明の木材の単位体積当たり15%以上或いは15%未満の含水量を算出して、該含水率不明の木材の乾燥コントロールまたは木材の用途選別に使用することができるという効果がある。   4th or 5th invention is either 1st thru | or 3rd invention, The measurement object of the density of the said wood is wood with an unknown moisture content, Comprising: The said measurement from the density of this wood with an unknown moisture content Subtracting the density of the wood, calculating a water content of 15% or more or less than 15% per unit volume of the wood with unknown moisture content, and using it for drying control of wood with unknown moisture content or for selecting the use of wood There is an effect that can be.

本発明は、(1)木材の主な構成元素は炭素「C」、水素「H」、酸素「O」であり、その他に極微量Ca、K、Na、Mg、Fe、Mn、Cu、Co、Si等を含有しているが、その重量比率(%)は、C:H:O=50:6:43でほぼ一定であること、(2)木材の密度は単位体積あたりの細胞壁の量に比例すること、(3)また、木材の「C」元素は、「H」と「O」からなる水分(HO)の量に関係なく、同体積では一定の値を示すことから、レーザ誘起プラズマ発光分析よる簡便な方法で「C」元素を定量することにより、含水率を問わず、気乾密度(含水率がJISZ2101に規定の15%)を求めることができることに着眼している。 In the present invention, (1) the main constituent elements of wood are carbon “C”, hydrogen “H”, oxygen “O”, and in addition, trace amounts of Ca, K, Na, Mg, Fe, Mn, Cu, Co , Si, etc., but the weight ratio (%) is substantially constant at C: H: O = 50: 6: 43, and (2) the density of wood is the amount of cell walls per unit volume (3) Since the “C” element of wood shows a constant value in the same volume regardless of the amount of moisture (H 2 O) composed of “H” and “O”, We focus on the ability to determine the air dry density (water content is 15% as defined in JISZ2101) regardless of the water content by quantifying the “C” element by a simple method using laser-induced plasma emission analysis. .

図9は木材の構成元素の重量比率の分析結果を示した表であり、分析結果はC:H:Oの重量比率(%)が、C:H:O=50:6:43であると上述したことと整合しており、また分析結果はこの比率が樹種が異なっても同じであることを示している。   FIG. 9 is a table showing the analysis results of the weight ratio of the constituent elements of the wood. The analysis result shows that the weight ratio (%) of C: H: O is C: H: O = 50: 6: 43. Consistent with the above, the analysis results show that this ratio is the same for different tree species.

最初に本発明の実施の形態に使用する分析装置について、図に基いて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るLIBS(レーザ誘起プラズマ発光分析装置)100を説明するためのブロック図である。   First, an analysis apparatus used in an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining a LIBS (laser-induced plasma emission analyzer) 100 according to an embodiment of the present invention.

図1において、30はレーザ発信器(例えば、YAGレーザ発信器)であり、図示しない制御手段としての主制御装置により所定のタイミングで発生する駆動パルスに基づいて、所定パルス幅のパルスレーザ光Lを出力する。   In FIG. 1, reference numeral 30 denotes a laser transmitter (for example, a YAG laser transmitter), which is a pulse laser beam L having a predetermined pulse width based on a drive pulse generated at a predetermined timing by a main control device (not shown) as control means. Is output.

40はレーザ発信器から出力されたパルスレーザ光を集光する光ファイバ入射系、20はその詳細を後述する光学系ユニット、50はレーザ光伝送用光ファイバであり、その一端が光ファイバ入射系40に接続され、他端が光学系ユニット20に接続されている。10は木材を所定の形状に加工した測定対象物であり、パルスレーザ光Lの焦点が木材の測定面となるように配置されている。   40 is an optical fiber incident system for condensing the pulsed laser light output from the laser transmitter, 20 is an optical system unit whose details will be described later, 50 is an optical fiber for laser light transmission, one end of which is an optical fiber incident system The other end is connected to the optical system unit 20. Reference numeral 10 denotes a measurement object obtained by processing wood into a predetermined shape, and is arranged so that the focal point of the pulsed laser light L is the measurement surface of the wood.

70は測定対象物である木材から放出された蛍光を分光して全ての波長と強度を測定する蛍光測定器70であり、80は蛍光測定器70による測定値から、測定対象物10に含まれている元素とその量を割り出す計算機、90は分析結果などを表示する表示器である。60は、蛍光伝送用光ファイバであり、一端が光学系ユニット20に接続され、他端が蛍光測定器に接続されている。蛍光測定器70と計算機80とは、図示しないタイミング調整機構により各動作タイミングが制御されている。   Reference numeral 70 denotes a fluorescence measuring instrument 70 for measuring all wavelengths and intensities by spectroscopically analyzing fluorescence emitted from wood as a measuring object, and 80 is included in the measuring object 10 from the measurement values obtained by the fluorescence measuring instrument 70. A computer 90 for calculating the elements and their amounts, and a display 90 for displaying analysis results. Reference numeral 60 denotes an optical fiber for fluorescence transmission, one end of which is connected to the optical system unit 20 and the other end is connected to a fluorescence measuring instrument. The operation timing of the fluorescence measuring instrument 70 and the computer 80 is controlled by a timing adjustment mechanism (not shown).

図2は本発明の実施の形態に係る光学系ユニット20の断面図である。図2において、21はパルスレーザ光Lの光軸を軸線とする円筒状の本体筒部、22はこの本体筒部21の側部にはパルスレーザ光Lの光軸に対して直交する方向に設けられた蛍光導光筒部である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical system unit 20 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a cylindrical main body cylinder portion whose axis is the optical axis of the pulse laser light L, and 22 is a side portion of the main body cylinder portion 21 in a direction orthogonal to the optical axis of the pulse laser light L. It is the fluorescent light guide cylinder part provided.

本体筒部21の一端である基端にはレーザ光伝送用光ファイバ50の端部が接続され、このレーザ光伝送用光ファイバ50の端部であるレーザ光出射面50aを介してパルスレーザ光Lが本体筒部21の内部に出射される。23は平板上の分配反射ミラーであり、本体筒部21内の略中央部に、パルスレーザ光Lの光軸に対して45゜傾斜して設置され、パルスレーザ光Lを本体筒部21の他端である先端へ向けて透過するとともに、分配反射ミラー23の下面には可視光および紫外光を含む蛍光Fを反射する蛍光反射面231が形成されている。   An end of a laser light transmission optical fiber 50 is connected to a base end which is one end of the main body cylinder portion 21, and a pulse laser beam is transmitted through a laser light emission surface 50 a which is an end of the laser light transmission optical fiber 50. L is emitted to the inside of the main body cylinder portion 21. Reference numeral 23 denotes a flat plate-like distribution reflecting mirror, which is installed at a substantially central portion in the main body cylindrical portion 21 so as to be inclined by 45 ° with respect to the optical axis of the pulse laser light L. A fluorescent reflection surface 231 is formed on the lower surface of the distribution reflection mirror 23 and reflects the fluorescence F including visible light and ultraviolet light while being transmitted toward the tip which is the other end.

25は、レーザ光伝送用光ファイバ50で伝送されるパルスレーザ光Lを集光して測定対象物10に照射させるとともに、測定対象物10の表面に含まれている原子から放出される蛍光Fを集光して蛍光伝送用光ファイバ60に導光させるための集光レンズ群である。この集光レンズ群25は、本体筒部21の先端部に配置され、分配反射ミラー23を透過したパルスレーザ光Lを集光させてから測定対象物10へと照射させ、レーザ光入射面が平坦でレーザ光出射面が凸弧面状に突出した第1のレンズ251、レーザ光入射面が凸弧面状に突出しレーザ光出射面が凹弧面状に凹んだ第2のレンズ252、レーザ光入射面およびレーザ光出射面のそれぞれが凸弧面状に突出した第3のレンズ253、およびレーザ光入射面が凸弧面状に突出しレーザ光出射面が平坦な第4のレンズ254で構成されている。   Reference numeral 25 denotes a fluorescence F emitted from atoms contained in the surface of the measurement object 10 while condensing the pulse laser light L transmitted through the optical fiber 50 for laser light transmission to irradiate the measurement object 10. Is a condensing lens group for condensing the light and guiding it to the optical fiber 60 for fluorescence transmission. This condensing lens group 25 is arranged at the tip of the main body cylinder portion 21, condenses the pulsed laser light L transmitted through the distribution reflection mirror 23, and then irradiates the measuring object 10. A first lens 251 that is flat and has a laser beam exit surface projecting into a convex arc surface, a second lens 252 that has a laser beam incident surface projecting into a convex arc surface, and the laser beam exit surface is recessed into a concave arc surface, laser Each of the light incident surface and the laser light emitting surface is constituted by a third lens 253 projecting in a convex arc shape, and the fourth lens 254 having a laser light emitting surface projecting in a convex arc shape and a flat laser light emitting surface. Has been.

そして、集光レンズ群25には、測定対象物10へのパルスレーザ光Lの照射にて放出された蛍光Fが入射され、この蛍光Fは集光された後、分配反射ミラー23の蛍光反射面231に導光され蛍光導光筒部22に反射される。したがって、この集光レンズ群25は、パルスレーザ光Lが照射された測定対象物10の表面に含まれている原子から放出される蛍光Fを集光する蛍光集光手段としての蛍光集光光学系でもある。   Then, the fluorescence F emitted by the irradiation of the pulsed laser light L onto the measurement object 10 is incident on the condenser lens group 25, and the fluorescence F is collected and then reflected by the distribution reflection mirror 23. The light is guided to the surface 231 and reflected by the fluorescent light guide tube portion 22. Therefore, this condensing lens group 25 is a fluorescence condensing optics as a fluorescence condensing means for condensing the fluorescence F emitted from the atoms contained in the surface of the measurement object 10 irradiated with the pulse laser beam L. It is also a system.

24は蛍光集光レンズであり分配反射ミラー23の蛍光反射面231で反射された蛍光Fを集光し、蛍光入射面60aを介し蛍光導光筒部22の先端に接続保持された蛍光伝送用光ファイバ60に導光している。   A fluorescent condensing lens 24 condenses the fluorescent light F reflected by the fluorescent reflecting surface 231 of the distribution reflecting mirror 23, and is connected to and held at the tip of the fluorescent light guide tube portion 22 via the fluorescent incident surface 60a. The light is guided to the optical fiber 60.

図3は、本発明の実施の形態に係る分配反射ミラー23の波長と、透過率および反射率との関係を説明するためのグラフであり、分配反射ミラー23は、波長の短かい方のパルスレーザ光Lは透過し、波長の長い方の蛍光Fは反射する。   FIG. 3 is a graph for explaining the relationship between the wavelength of the distribution reflection mirror 23 according to the embodiment of the present invention, the transmittance, and the reflectance. The distribution reflection mirror 23 is a pulse having a shorter wavelength. The laser beam L is transmitted, and the fluorescence F having a longer wavelength is reflected.

次に、本発明の実施の形態に係る分析装置による測定対象物の元素の分析方法について説明する。   Next, an element analysis method for an object to be measured by the analyzer according to the embodiment of the present invention will be described.

所定の形状に加工した木材である測定対象物10を分析装置から照射されるパルスレーザ光Lの焦点位置にセットした後、レーザ発振器30によりパルスレーザ光Lを出力する。出力したパルスレーザ光Lは、光ファイバ入射系40にて集光されてからレーザ光伝送用光ファイバ50により光学系ユニット20へと伝送され、分配反射ミラー23を透過し、集光レンズ群25で集光されて測定対象物10の表面に照射される。   After setting the measurement object 10, which is wood that has been processed into a predetermined shape, at the focal position of the pulsed laser light L emitted from the analyzer, the laser oscillator 30 outputs the pulsed laser light L. The output pulsed laser light L is condensed by the optical fiber incident system 40 and then transmitted to the optical system unit 20 by the laser light transmission optical fiber 50, passes through the distribution reflection mirror 23, and is collected by the condensing lens group 25. The light is condensed and irradiated on the surface of the measurement object 10.

パルスレーザ光Lの照射により測定対象物10の表面は高温度に瞬時に加熱されてプラズマ化され、測定対象物10の表面からプラズマが発生する。   By irradiation with the pulse laser beam L, the surface of the measurement object 10 is instantaneously heated to a high temperature and turned into plasma, and plasma is generated from the surface of the measurement object 10.

測定対象物10の表面からプラズマが発生した後、レーザ発振器30からのパルスレーザ光Lの照射を停止し、パルスレーザ光Lの照射停止とともに、測定対象物10の表面で発生したプラズマが再結合を始め、数μ秒ないし数十μ秒の間は測定対象物10中の元素は励起状態のまま原子となり、この励起状態の原子が下準位に遷移するとき、原子は原子数に比例した蛍光Fを放出する。   After the plasma is generated from the surface of the measurement object 10, the irradiation of the pulse laser beam L from the laser oscillator 30 is stopped, and the plasma generated on the surface of the measurement object 10 is recombined with the stop of the irradiation of the pulse laser beam L. During the period of several μs to several tens of μs, the element in the measurement object 10 becomes an atom in an excited state, and when the atom in this excited state transitions to a lower level, the atom is proportional to the number of atoms. Fluorescence F is emitted.

放出された蛍光Fは、集光レンズ群25に入射し、この集光レンズ群25で集光され分配反射ミラー23の蛍光反射面231で反射されて蛍光導光筒部22内へと導光される。蛍光導光筒部22内へと導光された蛍光Fは、蛍光集光レンズ24で集光され蛍光伝送用光ファイバ60の蛍光入射面60aに導光される。   The emitted fluorescent light F enters the condenser lens group 25, is collected by the condenser lens group 25, is reflected by the fluorescent reflecting surface 231 of the distribution reflecting mirror 23, and is guided into the fluorescent light guide tube portion 22. Is done. The fluorescence F guided into the fluorescence light guide tube portion 22 is collected by the fluorescence condenser lens 24 and guided to the fluorescence incident surface 60 a of the fluorescence transmission optical fiber 60.

そして、蛍光伝送用光ファイバ60により導光された蛍光Fは蛍光測定器70内に伝送され、蛍光測定器70で蛍光Fは分光され全ての波長と強度が測定され、計算機80により測定対象物10に含まれている元素とその量が割り出され、分析結果等が表示器90で表示される。   Then, the fluorescence F guided by the fluorescence transmission optical fiber 60 is transmitted into the fluorescence measuring instrument 70, and the fluorescence F is spectrally separated by the fluorescence measuring instrument 70, and all wavelengths and intensities are measured. The elements contained in 10 and their amounts are determined, and the analysis results are displayed on the display 90.

このように、集光レンズ群25により、レーザ光伝送用光ファイバ50で伝送するパルスレーザ光Lが集光され測定対象物10に照射されるとともに、パルスレーザ光Lの照射によって測定対象物10の表面に含まれている原子から放出される蛍光Fが集光され蛍光伝送用光ファイバ60に伝送されるので、測定対象物10の形状の影響による感度低下が少なく、高い分析精度が得られる。   Thus, the condensing lens group 25 condenses the pulse laser light L transmitted through the laser light transmitting optical fiber 50 and irradiates the measurement object 10, and the measurement object 10 is irradiated by the pulse laser light L. Since the fluorescence F emitted from the atoms contained in the surface of the sample is condensed and transmitted to the optical fiber 60 for fluorescence transmission, there is little sensitivity degradation due to the influence of the shape of the measurement object 10, and high analysis accuracy is obtained. .

上述の分析装置、分析方法は本発明を実施するための一例であって、これに限定されるものではなく、これらを変形した分析装置、分析方法が適用できることは特に言及するまでもない。   The above-described analysis apparatus and analysis method are examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to this. Needless to say, an analysis apparatus and an analysis method modified from these can be applied.

次に、検量線の作成方法について説明する。(1)まず、密度の異なる測定対象物を作製する。図4は本発明の実施の形態に係る測定対象物を説明するために例示したものであり、図(A)は伐採した樹木を製材した柱状体を軸直角方向にスライスした正方形板の平滑なスライス面を示している。図(B)は、本実施の形態に係る検量線作成のための測定対象物であり、図(A)の正方形板の年輪中心と角部を残し他を除外した角板を示している。角板は、伐採した樹木を軸直角にスライスし、さらに木軸の方向に年輪を中心に平行切断して年輪中心部を含む薄厚、小幅の角板相当品としてもよいし、上記角板または角板相当品における年輪中心から一側端までの半分としてもよい。   Next, a method for creating a calibration curve will be described. (1) First, measurement objects having different densities are produced. FIG. 4 is an illustration for explaining the measurement object according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 (A) shows a smooth square plate obtained by slicing a columnar body made of felled wood into a direction perpendicular to the axis. The slice plane is shown. FIG. (B) is a measurement object for creating a calibration curve according to the present embodiment, and shows a square plate in which the center of the annual ring and corner portions of the square plate in FIG. The square plate may be obtained by slicing a felled tree at right angles to the axis, and further cutting it in parallel with the tree ring in the direction of the tree axis so that it is equivalent to a thin and narrow square plate including the center of the annual ring. A half from the center of the annual ring to one end of the square plate equivalent may be used.

測定対象は、数種類取り揃える。樹種は密度が異なれば、同種のものでも異種のものでもよい。但し、検量線の作成に当ては、木の密度の測定方法として従来から使用されている軟X線デンシトメトリを活用するため、含水率はJISZ2101で規定されている15%とする必要がある。   There are several types of measurement objects. The tree species may be of the same type or different types as long as they have different densities. However, in preparing the calibration curve, the moisture content needs to be 15% as defined in JISZ2101 in order to utilize soft X-ray densitometry that has been used conventionally as a method for measuring the density of trees.

即ち、木の密度は、含水量によって異なるが、作成される検量線は含水率が15%時の密度を表示するものとなる。   That is, the density of the tree varies depending on the water content, but the created calibration curve displays the density when the water content is 15%.

(2)図5は本発明の実施の形態に係る検量線の作図方法を説明するためのグラフである。図5の左側(第2象限)は、従来木の密度の測定方法として使用されている軟X線デンシトメトリによる木の密度を表示したグラフである。横軸がX線の透過度、縦軸が木の密度であり、直線が検量線Rである。   (2) FIG. 5 is a graph for explaining a method of drawing a calibration curve according to the embodiment of the present invention. The left side (second quadrant) of FIG. 5 is a graph displaying the density of trees by soft X-ray densitometry, which is conventionally used as a method for measuring the density of trees. The horizontal axis is the X-ray transmittance, the vertical axis is the density of the tree, and the straight line is the calibration curve R.

右側(第1象限)は、本実施の形態に係るレーザ誘起プラズマ発光分析による木の密度を表示したグラフである。横軸が炭素の蛍光強度、縦軸が木の密度であり、直線が検量線Sを表示している。検量線Rは従来の軟X線デンシトメトリにより実測した値(グラフ上、×印)より求めたものであり、詳細は省略する。   The right side (first quadrant) is a graph displaying the density of trees by laser-induced plasma emission analysis according to the present embodiment. The horizontal axis represents the fluorescence intensity of carbon, the vertical axis represents the density of the tree, and the straight line represents the calibration curve S. The calibration curve R is obtained from the values actually measured by the conventional soft X-ray densitometry (X on the graph), and the details are omitted.

(3)検量線R上の点(T)に対応する測定対象物(図4(B)参照)と同一対象物について、年輪中心と両端の角部を含む直線上を所定の間隔で炭素の蛍光強度を測定し、その平均値を第1象限の横軸上にとり(点1、単位はa.u.)、検量線R上の点(T)の木の密度(縦軸上、点2)をとる。   (3) For the same object as the measurement object (refer to FIG. 4B) corresponding to the point (T) on the calibration curve R, the carbon of the carbon is measured at a predetermined interval on the straight line including the center of the annual ring and the corners of both ends. The fluorescence intensity is measured, the average value is taken on the horizontal axis of the first quadrant (point 1, unit is au), and the density of the tree on the calibration curve R (T) (on the vertical axis, point 2) ).

(4)横軸上の点1と縦軸上の点2から、第1象限に点(V)を求める。   (4) A point (V) is obtained in the first quadrant from the point 1 on the horizontal axis and the point 2 on the vertical axis.

(5)(2)と同様に、検量線R上の点(U)に対応する測定対象物と同一対象物について、年輪中心と両端の角部を含む直線上を所定の間隔で炭素の蛍光強度を測定し、その平均値を第1象限の横軸上にとり(点3、単位はa.u.)、検量線R上の点(T)の木の密度(縦軸上、点4)をとる。   (5) Similarly to (2), for the same object as the measurement object corresponding to the point (U) on the calibration curve R, the fluorescence of carbon at a predetermined interval on the straight line including the center of the annual ring and the corners of both ends. The intensity is measured, and the average value is taken on the horizontal axis of the first quadrant (point 3, unit is au), and the density of the tree on the calibration curve R (T) (vertical axis, point 4) Take.

(6)横軸上の点3と縦軸上の点4から、第1象限に点(W)を求める。   (6) A point (W) is obtained in the first quadrant from the point 3 on the horizontal axis and the point 4 on the vertical axis.

(7)第1象限にプロットされた点(V)、点(W)を通る直線を引くと、この直線が検量線Sである。   (7) When a straight line passing through the points (V) and (W) plotted in the first quadrant is drawn, this straight line is the calibration curve S.

横軸は、検量線Sが所定の傾斜となるように任意にとればよい。   The horizontal axis may be arbitrarily set so that the calibration curve S has a predetermined inclination.

また、本実施の形態においては、測定対象物を角板または角板相当品としたが、これに限定されるものではない。測定対象物を角板または角板相当品とするのは、検量線作成時において、スポットとして測定した炭素の蛍光強度を単純平均した平均値を横軸にとればよいからであり、密度計算時の体積計算が容易だからでる。   In the present embodiment, the object to be measured is a square plate or a square plate equivalent, but is not limited to this. The measurement object is a square plate or a square plate equivalent because the average value obtained by simply averaging the fluorescence intensities of carbon measured as spots when taking a calibration curve should be taken on the horizontal axis. This is because the volume calculation is easy.

また、炭素の蛍光強度の測定点は、木材の一般的組織を代表するように、木口断面において、年輪に直交する方向に200μm以下の等間隔とするのが好ましい。   In addition, the measurement points of the fluorescence intensity of carbon are preferably set at equal intervals of 200 μm or less in the direction perpendicular to the annual rings in the cross section of the mouth so as to represent a general structure of wood.

次に、作成した検量線を使用して木材密度を算出する方法について説明する。   Next, a method for calculating the wood density using the created calibration curve will be described.

(1)樹木の平滑な切断面について、年輪中心を含む直線上を両外側まで、所定間隔で炭素の蛍光強度(スポット)を測定し、その平均値を求める。   (1) For a smooth cut surface of a tree, the fluorescence intensity (spot) of carbon is measured at predetermined intervals on a straight line including the center of the annual ring to both outer sides, and the average value is obtained.

但し、炭素の蛍光強度の測定点が木材の断面積に対して、均等になるように配分する、または均等になるように、測定点の測定値に対する重み付けをする。   However, the measurement values of the measurement points are weighted so that the measurement points of the fluorescence intensity of carbon are equally distributed or even with respect to the cross-sectional area of the wood.

(2)(1)で求めた炭素の蛍光強度を先に作成した検量線を示すグラフの横軸にとり、検量線Sとの交点より、縦軸の木材の密度を求める。この木材の密度が含水率15%時の木材の密度である。   (2) Taking the fluorescence intensity of carbon obtained in (1) as the horizontal axis of the graph showing the calibration curve created earlier, the density of the wood on the vertical axis is obtained from the intersection with the calibration curve S. This density of wood is the density of wood when the moisture content is 15%.

上述において、検量線Rは、軟X線デンシトメトリ法を活用する場合について説明したが、これを使用しないで、密度の異なる複数の測定対象の木材を用意して、従来の体積と質量から求められる密度とレーザ誘起プラズマ発光分析を使用して、検量線を求めても良い。   In the above description, the calibration curve R has been described for the case where the soft X-ray densitometry method is used. However, without using this, a plurality of measurement target woods having different densities are prepared and obtained from the conventional volume and mass. A calibration curve may be determined using density and laser-induced plasma emission analysis.

上述の通り、本実施の形態に係る方法により、作成した検量線を使用することにより、その測定対象物の含水率15%時の密度を知ることができることから、含水率不明の木材の密度から、本実施の形態に係る測定法で求めた含水率15%時の密度を差し引くことによって、単位体積当たり15%以上或いは15%未満の含水量を求めることができるので、含水率不明の木材の水分管理、乾燥工程の厳密なコントロール、乾燥度に起因する木材の用途選別等が現場において、短時間に非破壊的にできるのでその効用は大きい。   As described above, by using the calibration curve created by the method according to the present embodiment, it is possible to know the density when the moisture content of the measurement object is 15%. By subtracting the density at a moisture content of 15% obtained by the measurement method according to the present embodiment, a moisture content of 15% or more or less than 15% per unit volume can be obtained. Moisture management, strict control of the drying process, selection of wood usage due to dryness, etc. can be done nondestructively in the field in a short time, so its utility is great.

また、本実施の形態に係る炭素の蛍光強度の測定は大気中で測定できるので、製造現場におけるオンライン測定が可能である。   Moreover, since the measurement of the fluorescence intensity of carbon according to the present embodiment can be performed in the atmosphere, online measurement at the manufacturing site is possible.

また、樹木の平滑な切断面の面分布測定が可能であり、レ−ザ照射によるスポット分析であることから、樹木の平滑な切断面の表面を局部破壊して分析できるので、同一部位にレ−ザ照射を繰り返すことで、切断面に付着した異物の影響を除去した炭素の蛍光強度の測定が可能である。さらに光ファイバ伝送により、分析装置本体と測定ヘッドを離して設置する遠隔分析ができるので、製造ラインに組み込んだ分析が可能である。   In addition, it is possible to measure the surface distribution of the smooth cut surface of the tree, and because spot analysis is performed by laser irradiation, the surface of the smooth cut surface of the tree can be analyzed by local destruction. -By repeating the irradiation, it is possible to measure the fluorescence intensity of carbon from which the influence of foreign matter adhering to the cut surface has been removed. Furthermore, remote analysis can be performed by separating the analyzer main body and the measurement head by optical fiber transmission, so analysis incorporated in the production line is possible.

(1)分析装置(LIBS)
東芝電子管デバイス株式会社LIS−201シリーズ
(2)測定対象物
樹種 スギ
形状 角板
長さ×幅×厚さ:約160mm×25mm×5mm
含水率 15%
測定対象物数
6枚
(3)測定
測定面 測定対象物の平滑な表面
測定範囲・方向 年輪中心を含む測定対象物の中央線上を一端から他端まで年輪に直角に測定対象物の長手方向
測定間隔 500μm
レーザスポット径 360μm
(4)測定結果
図6は、本発明の実施形態に係るレ−ザ誘起プラズマ発光分析による木材の構成元素の波長と蛍光強度を示したグラフである。波長247.9nmの所に炭素による強い蛍光が表れている。
(1) Analyzer (LIBS)
TOSHIBA ELECTRON TUBE DEVICES CORPORATION LIS-201 Series (2) Object to be measured Tree species Cedar Shape Square plate
Length x width x thickness: about 160mm x 25mm x 5mm
Water content 15%
Number of measurement objects 6 (3) Measurement Measurement surface Smooth surface of measurement object Measurement range / direction Longitudinal direction of measurement object on the center line of the measurement object including the center of the annual ring from one end to the other end perpendicular to the annual ring
Measurement interval 500μm
Laser spot diameter 360μm
(4) Measurement Results FIG. 6 is a graph showing the wavelength and fluorescence intensity of the constituent elements of wood by laser induced plasma emission analysis according to the embodiment of the present invention. Strong fluorescence due to carbon appears at a wavelength of 247.9 nm.

図7は、本発明の実施例に係るレ−ザ誘起プラズマ発光分析方法により作成された検量線であり、6測定対象物の内の1測定対象物の左側のデータを示している。測定対象物の年輪中心を含み左端までの左側の測定点毎の炭素の蛍光強度を任意単位(a.u.)で表示し(右側は省略)、切断刃物に付着したオイルが、測定対象物である木口表面に付着した影響と考えられる測定初期のデータのバラツキを除去するため、4回目以降のデータを示している(測定回数毎のバラツキを示すグラフは省略)。晩材部(年輪部)は炭素の蛍光強度が高く、早材部(年輪間)においては、炭素の蛍光強度が低くなっており、木材の組織の差異が炭素の蛍光強度の相違として表示されている。   FIG. 7 is a calibration curve created by the laser-induced plasma emission analysis method according to the embodiment of the present invention, and shows data on the left side of one measurement object among the six measurement objects. Displays the fluorescence intensity of carbon for each measurement point on the left side up to the left end including the center of the annual ring of the measurement object in arbitrary units (a.u. is omitted), and the oil attached to the cutting blade is the measurement object. In order to remove the variation in the initial measurement data, which is considered to be the influence attached to the surface of the mouth, the data after the fourth time are shown (the graph showing the variation for each number of measurements is omitted). The late wood part (annual ring part) has high carbon fluorescence intensity, and the early part (annual ring part) has low carbon fluorescence intensity, and the difference in the wood structure is displayed as the difference in carbon fluorescent intensity. ing.

図8は、本発明の実施例に係るレーザ誘起プラズマ発光分析を活用して作成した検量線である。□点は、軟X線デンシメトリーの実測定点を本検量線上にスライドさせたものであり、●点が、従来法による測定対象物の体積と質量から求めた密度と、本発明に係る炭素の蛍光強度との関係から求められた実測点であるが、従来法による●点の軟X線デンシメトリーを活用した検量線とのずれも小さく、本発明に係る検量線の精度は高く、この検量線を使用して精度の高い木材密度を測定することが可能である。   FIG. 8 is a calibration curve created by utilizing laser-induced plasma emission analysis according to an embodiment of the present invention. The □ points are obtained by sliding the actual measurement points of soft X-ray densitometry onto the calibration curve. ● The points are the density obtained from the volume and mass of the measurement object by the conventional method, and the carbon of the present invention. Although it is an actual measurement point obtained from the relationship with the fluorescence intensity, the deviation from the calibration curve using the soft X-ray densitometry of the point ● by the conventional method is small, and the calibration curve according to the present invention is highly accurate. It is possible to measure the wood density with high accuracy using the wire.

なお、検量線作成時、図7に示す測定対象物の年輪中心からの距離に対する炭素の蛍光強度(横軸)を単純平均した値を使用して図8の●点を表示したが、炭素の蛍光強度(横軸)を距離に関して積分して、その積分値を測定範囲(距離)で割った値を使用すれば、より精度を上げることができる。   At the time of preparing the calibration curve, the point ● in FIG. 8 is displayed using a simple average value of the fluorescence intensity (horizontal axis) of carbon with respect to the distance from the center of the annual ring of the measurement object shown in FIG. If the value obtained by integrating the fluorescence intensity (horizontal axis) with respect to the distance and dividing the integrated value by the measurement range (distance) is used, the accuracy can be further improved.

本発明の実施形態に係るLIBS(レ−ザ誘起プラズマ発光分析装置)を説明するためのブロック図である。1 is a block diagram for explaining a LIBS (laser induced plasma emission analyzer) according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態に係る光学系ユニットの断面図である。It is sectional drawing of the optical system unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る分配反射ミラーの波長と、透過率および反射率との関係を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the relationship of the wavelength of the distribution reflective mirror which concerns on embodiment of this invention, and the transmittance | permeability and reflectance. 本発明の実施形態に係る測定対象物を説明するため例示したものである。It is illustrated in order to explain a measuring object concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る検量線の作図方法を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the drawing method of the calibration curve which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るレ−ザ誘起プラズマ発光分析による木材の構成元素の波長と蛍光強度を示したグラフである。It is the graph which showed the wavelength and fluorescence intensity of the structural element of wood by the laser induction plasma emission analysis which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施例に係る測定対象物の炭素の蛍光強度を示したグラフである。It is the graph which showed the fluorescence intensity of carbon of the measuring object which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るレ−ザ誘起プラズマ発光分析の活用により作成した検量線である。3 is a calibration curve created by utilizing laser induced plasma emission analysis according to an embodiment of the present invention. 木材の構成元素の比率(重量比)を示した一覧表である。It is the table | surface which showed the ratio (weight ratio) of the structural element of wood.

符号の説明Explanation of symbols

100・・・LIBS(レーザ誘起プラズマ発光分析装置)
10・・・測定対象物(角板)
20・・・光学系ユニット
21・・・本体筒部
22・・・蛍光導光筒部
23・・・分配反射ミラー
231・・・蛍光反射面
24・・・蛍光集光レンズ
25・・・集光レンズ群
251・・・第1レンズ
252・・・第2レンズ
253・・・第3レンズ
254・・・第4レンズ
30・・・レーザ発信器
40・・・光ファイバ入射系
50・・・光ファイバ(レーザ光伝送用)
50a・・・レーザ光出射面
60・・・光ファイバ(蛍光伝送用)
60a・・・蛍光入射面
70・・・蛍光測定器
80・・・計算機
90・・・表示器
L・・・パルスレーザ光
F・・・蛍光
100 ... LIBS (Laser Induced Plasma Emission Spectrometer)
10 ... Measurement object (square plate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Optical system unit 21 ... Main body cylinder part 22 ... Fluorescence light guide cylinder part 23 ... Distributive reflection mirror 231 ... Fluorescence reflection surface 24 ... Fluorescence condensing lens 25 ... Collection Optical lens group 251 ... 1st lens 252 ... 2nd lens 253 ... 3rd lens 254 ... 4th lens 30 ... Laser transmitter 40 ... Optical fiber incident system 50 ... Optical fiber (for laser light transmission)
50a ... Laser light emitting surface 60 ... Optical fiber (for fluorescence transmission)
60a ... Fluorescence incident surface 70 ... Fluorescence measuring instrument 80 ... Calculator 90 ... Indicator L ... Pulse laser beam F ... Fluorescence

Claims (5)

レーザ誘起プラズマ発光分析によって木材の表面から得られる炭素の蛍光強度と、質量と体積の比として求められる木材の気乾密度(含水率15%時の密度をいう。以下単に「木材密度」という。)との検量線を作成し、該検量線を使用して、木材の含水率に無関係に、かつ非破壊的に測定することを特徴とする木材密度の測定方法。   The fluorescence intensity of carbon obtained from the surface of wood by laser-induced plasma emission analysis and the air-dry density of wood obtained as a ratio of mass to volume (the density at a moisture content of 15%; hereinafter simply referred to as “wood density”). ) And a non-destructive measurement method using the calibration curve regardless of the moisture content of the wood. 前記検量線の作成時の測定対象物は、樹木の平滑な切断面において、年輪の中心と樹木の一外側または両外側を中央かつ一直線上に含む薄厚、小幅の角板(以下「角板」という。)とし、前記検量線の作成時における前記木材の表面から得られる炭素の蛍光強度が、前記中央かつ一直線上を一外側から年輪中心まで、または年輪中心を通り更に他の外側までの複数点の測定値の平均値であることを特徴とする請求項1に記載の木材密度の測定方法。   The measurement object at the time of preparing the calibration curve is a thin, small square plate (hereinafter referred to as “square plate”) that includes the center of the annual ring and one outer side or both outer sides of the tree in a central and straight line on a smooth cut surface of the tree. And the fluorescence intensity of carbon obtained from the surface of the wood at the time of preparation of the calibration curve is a plurality from the center and straight line from one outer side to the center of the annual ring or from the center of the annual ring to the other outer side. The wood density measuring method according to claim 1, wherein the measuring value is an average value of the measured values of the points. 前記検量線の使用時おける前記木材の表面から得られる炭素の蛍光強度の測定方向が、樹木の平滑な切断面において、年輪に直交する方向であり、かつ木材の単位面積当たりの測定点数が均等になるように配分または均等になるように重み付けがなされていることを特徴とする請求項1または2に記載の木材密度の測定方法。 Measuring direction of the fluorescence intensity of carbon derived from the surface of the wood definitive when using the calibration curve, the smooth cut surface of the tree, is a direction orthogonal to the annulus, and the number of measurement points per unit area of the timber 3. The method for measuring a wood density according to claim 1, wherein weighting is performed so as to be evenly distributed or evenly distributed . 前記木材密度の測定対象が含水率不明の木材であって、該測定対象である木材の密度から請求項1から3のいずれか1つに記載の木材密度の測定方法により得られた前記木材密度を差引き、前記測定対象である木材の単位体積当たり15%以上或いは15%未満の含水量を算出して、得られた含水量に基づき前記測定対象である木材の乾燥制御を行なうことを特徴とする乾燥制御方法A said tree Zaimitsu of the measured moisture content unknown timber, the obtained by the measuring method of the wood density according to any one of claims 1 to 3 from the density of the wood is the measurement object Subtracting the wood density, calculating a moisture content of 15% or more or less than 15% per unit volume of the wood to be measured, and performing drying control of the wood to be measured based on the obtained moisture content A drying control method characterized by the above . 前記木材密度の測定対象が含水率不明の木材であって、該測定対象である木材の密度から請求項1から3のいずれか1つに記載の木材密度の測定方法により得られた前記木材密度を差引き、前記測定対象である木材の単位体積当たり15%以上或いは15%未満の含水量を算出して、得られた含水量に基づき前記測定対象である木材の用途選別を行うことを特徴とする用途選別方法
A said tree Zaimitsu of the measured moisture content unknown timber, the obtained by the measuring method of the wood density according to any one of claims 1 to 3 from the density of the wood is the measurement object Subtract the wood density, calculate a moisture content of 15% or more per unit volume of the wood to be measured, or less than 15%, and perform application selection of the wood to be measured based on the obtained moisture content A method of selecting applications .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11486022B2 (en) 2015-02-06 2022-11-01 Jfe Steel Corporation Ferrocoke manufacturing method
KR102948832B1 (en) 2023-10-04 2026-04-07 전북대학교산학협력단 Method for calculating moisture content of wood and terminal for executing the method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN121540587B (en) * 2026-01-19 2026-04-03 内蒙古农业大学 A method and system for joint determination of tree ring width and density at multiple sites in a watershed

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69327463T2 (en) * 1993-08-13 2000-07-20 Pirelli Pneumatici S.P.A., Milano Method and device for determining the carbon black content of rubber compounds
JP2000071212A (en) * 1998-08-27 2000-03-07 Sekisui Chem Co Ltd Wood composite materials
JP2001311729A (en) * 2000-04-28 2001-11-09 Ono Sokki Co Ltd Wood moisture determination device and wood moisture determination method
JP3970048B2 (en) * 2002-02-25 2007-09-05 三菱重工業株式会社 Carbide quality control method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11486022B2 (en) 2015-02-06 2022-11-01 Jfe Steel Corporation Ferrocoke manufacturing method
KR102948832B1 (en) 2023-10-04 2026-04-07 전북대학교산학협력단 Method for calculating moisture content of wood and terminal for executing the method

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