(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210837580.4 (22)申请日 2022.07.15 (71)申请人 安徽农业大 学 地址 230031 安徽省合肥市长江西路13 0号 (72)发明人 储德淼　姚传鹏　朱泳　刘盛全　 舒祖菊　姚涛　沈晓双　陈鹏飞　 李阳　刘广辉　 (74)专利代理 机构 合肥元律知识产权代理事务 所(普通合伙) 34249 专利代理师 李传成 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/04(2012.01)G06F 119/08(2020.01) G06F 119/18(2020.01) (54)发明名称 一种木材热处理后平衡含水率的预测方法 及预测模型 (57)摘要 本发明属于木材加工技术领域， 具体涉及一 种木材热处理后平衡含水率的预测方法及预测 模型， 预测方法包括如下步骤： 在温度T下对原料 木材进行热处理， 获得热处理木材； 将热处理木 材进行调湿处理； 计算预测弦切加工面的平衡含 水率EMC预测。 本发明提供了木材热处理后平衡含 水率的预测方法及预测模型， 根据建立的平衡含 水率预测模型， 不需要破坏热处理木材， 可以准 确预测160～220℃热处理木材沿厚度方向不同 位置弦切加工面的平衡含水率变化； 并且通过控 制热处理温度， 可以调控热处理木材沿厚度方向 指定位置弦切 加工面的平衡含水率。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 115099057 A 2022.09.23 CN 115099057 A 1.一种木材 热处理后平衡含水率的预测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1、 在温度T下对原料木材进行 热处理， 获得热处理木材； 将热处 理木材进行调湿处 理； S2、 计算预测弦切 加工面的平衡含水率E MC预测； 当L预测≤L中心层时， 根据公式(I)来计算E MC预测： 当L预测>L中心层时， 根据公式(I I)来计算E MC预测： EMC预测＝‑13.58+1.60*(L总 厚‑L预测)+0.20*T+0.16*(L总 厚‑L预测)2‑0.0008*T2‑0.023*(L总 厚‑ L预测)*T‑0.0058*(L总厚‑L预测)3+0.00000052*T3+0.000068*(L总厚‑L预测)*T2‑0.00039*(L总厚‑ L预测)2*T  (II) 式中， L预测为预测弦切加工面与热处理木材表面的距离， 单位为mm； L中心层为中心层弦切 加工面与热处理木材表面的距离， 单位为mm； L总厚为热处理木材的整体厚度， 单位为mm； T为 原料木材的热处 理温度， 单位 为℃； 木材表面指代 径向远离髓心的表面。 2.根据权利要求1所述的木材热处理后平衡含水率的预测方法， 其特征在于： 步骤S1 中， T＝16 0～220℃。 3.根据权利要求1所述的木材热处理后平衡含水率的预测方法， 其特征在于： 步骤S1 中， 调湿处 理后， 木材的含水率 w＝8～12％。 4.根据权利要求2所述的木材热处理后平衡含水率的预测方法， 其特征在于： 步骤S1 中， 原料木材在热处理设备中采用蒸汽保护， 以5～30℃/min的升温速率升温至120～220 ℃， 保温0.5～4h 。 5.根据权利要求1所述的木材热处理后平衡含水率的预测方法， 其特征在于： 步骤S2 中， 公式(I)和公式(II)通过软件拟合不同热处理温度的热处理木材其沿厚度方向不同位 置处的弦切 加工面的E MC实、 T、 S之间的拟合曲面对应的函数 得到。 6.根据权利要求5所述的木材热处理后平衡含水率的预测方法， 其特征在于： 所述弦切 加工面的EMC实测定是以所在面以下一定厚度的木粉为原料， 依据相关的测定标准 实验进行 得到的。 7.一种应用权利要求1～6任一项所述的木材热处理后平衡含水率的预测方法得到的 预测模型， 其特征在于： 在温度T 下对原料木材进 行热处理， 获得热 处理木材； 将热 处理木材 进行调湿处 理； 当L预测≤L中心层时， 根据公式(I)来计算EMC预测； 当L预测>L中心层时， 根据公式(II)来计算EMC 预测。 8.根据权利要求7所述的预测模型， 其特征在于： 计算预测弦切加工面的平衡含水率 EMC预测前， 需要对热处 理木材进行调湿处 理， 调节至含水率 w＝8～12％。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115099057 A 2一种木材热处理后平衡含水率的预测方 法及预测模型 技术领域 [0001]本发明属于木材加工技术领域， 具体涉及 一种木材热处理后平衡含水率的预测方 法及预测模型。 背景技术 [0002]木材是民用建筑及装饰中使用较多的材料， 具有天然环 保、 保温、 维持空间湿度平 衡等作用， 深受人们喜 爱。 但木材是一种各向异 性材料， 在 使用过程中会发生变形、 开裂、 腐 朽等缺陷， 人工林木材更加突出。 因此， 近年来， 针对 人工林木材材质软、 密度小、 强度低、 尺 寸稳定性差等问题， 许多林业工作者开展了大量木材改性技术研究， 目的是克服人工林木 材缺陷， 扩大其应用范围。 木材热 处理技术作为一种环保的改性方法， 基本原理主要 是利用 高温条件对木材处理一定时间， 木材细胞壁物质发生热解和分子结构重组， 木材组分发生 永久性化学改变， 使处理木材吸湿性降低、 尺 寸稳定性、 耐候性提高， 从而适用于户外地板、 户外装饰 墙板、 庭院家具、 木栅 栏等。 [0003]木材平衡含水， 即在一定 的湿度和温度条件下， 木材中的水分与空气中的水分不 再进行交换而达到稳定状态时的含水率。 在木材热 处理过程中， 半 纤维素发生热降解， 木材 中羟基等吸湿性基团减少， 引起木材在一定的湿度和温度条件下 的平衡含水率降低。 较低 的平衡含 水率意味着木材吸收水分的量较低， 木材发生开裂、 翘曲等变形程度降低， 以及被 微生物侵 蚀而腐朽的可能性降低； 即木材的尺寸稳定性和生物耐腐性增加。 此外， 木材加工 面的含水率水平也对其胶合、 涂饰具有不可忽视的影响。 研究表明， 热处理木材的含水率比 未处理材低， 热处 理木材表面 不易被润湿， 水接触角明显高于未处 理木材。 [0004]热处理木材在 被加工成木制品之前， 还需要进一步锯解、 刨切或者砂光 处理， 因此 其实际加工面不是热 处理后木材的表 面， 而是如图2所示加工处理后形成的加工面， 且该加 工面一般为木材 的弦切面。 因此， 准确预测和调控热处理木材厚度方向不同位置加工面的 平衡含水率， 对于实际生产和热处 理木材利用具有重要的价 值。 [0005]现有技术中， 未发现预测木材厚度方向平衡含水率变化的文献报道。 有鉴于此， 有 必要提供一种木材热 处理后平衡含水率的预测方法及预测模型， 利于调控和预测热处理木 材的弦切 加工面平衡含水率， 无需破坏性检测， 为木材的实际生产应用提供一定指导 意义。 发明内容 [0006]本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题， 提供一种木材热处理后 平衡 含水率的预测方法及预测模型。 [0007]为实现上述 技术目的， 达 到上述技术效果， 本发明是通过以下技 术方案实现： [0008]本发明提供一种木材 热处理后平衡含水率的预测方法， 包括如下步骤： [0009]S1、 在温度T下对原料木材进行热处理， 获得热处理木材； 将热处理木材进行调湿 处理； [0010]S2、 计算预测弦切 加工面的平衡含水率E MC预测；说　明　书 1/6 页 3 CN 115099057 A 3