Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
УЛЬТРАЗВУК ВДОЛЬ ЧУРОК РАЗНОЙ ДЛИНЫ (А.А. Ефимов, П.М. Мазуркин)
Эксперименты были проведены летом 2005 г. в Люльпанском лесничестве. Высота пихты - 14 м, диаметр в комле на высоте 1,3 м - 20 см. Бессучковая зона составляет по длине 3 м, а зона мертвых сучков - 2,5 м, живая крона высотой 8,5 м.
Таблица 1
Параметры образцов и ультразвука|
№ п/п |
Длина образца L, см |
Азимут φ, град |
Время t, мкс |
Скорость v, м/с |
|
1 |
100 |
0 |
17.2 |
5208.3 |
|
2 |
200 |
0 |
38.2 |
5681.8 |
|
3 |
300 |
0 |
57.6 |
5208.3 |
|
4 |
400 |
0 |
77.8 |
5141.4 |
|
5 |
500 |
0 |
97.8 |
5112.5 |
|
6 |
600 |
0 |
117.4 |
5110.7 |
|
7 |
700 |
0 |
138.0 |
5072.5 |
|
... |
... |
... |
... |
... |
|
76 |
600 |
315 |
116.1 |
5167.9 |
|
77 |
700 |
315 |
134.1 |
5220.0 |
|
78 |
800 |
315 |
156.0 |
5128.2 |
|
79 |
900 |
315 |
174.6 |
5154.6 |
|
80 |
1000 |
315 |
193.2 |
5175.9 |
Для измерений ультразвуком был выпилен чурак на высоте от 1,62 м от корневой шейки 1030 мм (диаметр на вершине - 180 мм). В данной статье привеедны результаты измерений времени t (мкс) прохождения ультразвука чурака длиной 1000 мм при озвучивании откомля к вершине дерева. Состояние древесины - воздушно-сухое. Для изучения влияния длины L (мм) чурак распиливали от вершины к комлю через каждые 100 мм. Отрезки выбрасывали и озвуичвали только оотаки после отпиливания отрезков от исходного чурака.
Точки измерений отмечали через каждые 45 градуса азимута φ, поэтому по окружности периферийной зоны чурок [1, 2] выполянли 8 замеров по 10 повторений. В итоге полулисиь 800 замеров, а в программную среду CurveExpert-1.38 помещали 80 средних арифметических значений, которые приведены в таблице 1.
Пространственные графики двухфакторного влияния показаны на рис. 1. Скорость ультразвука оказалась более чутким показателем по сравнению со свремени прохождения.
Рис. 1. Пространственные графики влияния длины и азимута точек измерений
На графике рис. 1б четко видна выпуклость на северной стороне дерева пихты. Поэтому с технической точки зрения, как было доказано ранее исследованиями других авторов [1], на северной стороне ствола следует оценивать качество технической древесины, а на южной проводить экологическую оценку территории местообитания дерева свойствами древесины заболонной зоны ствола.
Время прохождения узльтразвука вдоль чурок разной длины (рис. 2) определяется законом показательного роста
. (1)
С увеличением длины озвучивания разброс измерерных 10 значений возрастает. В первом приближении можно принять тарировочный график по формуле (1) как линейную зависимость типа 
.
Рис. 2. График времени УЗВ в зависмоти отдлины озвучивания чурок пихты
Скорость ультразвука (рис. 3), как производная от времени УЗВ и длины пути озвучивания физическая величина, в зависимоти от длины озвучивания и азимута изменяется по формуле общей конструкции, но с разными значениями параметров модели:
, (2)
,
;
, (3)
,
.
Коэффициенты корреляции 0,612 (длина чурки) и 0,525 (азимут) показывают наличие средней связи между факторами. Поэтому желательно искать закономерности по частям данных таблицы 1.
Рис. 3. Изменение скорости ультравзука
Из графиков на рисунке 3 видно, что маскимальная скорость озвучивани янаходиться винтервале длин образцов от нуля до 200 мм, после на длинах 200-500 мм скорость снижается, а при чурках длиной более 500 мм скортсь ультразвука примерно на 8 % меньше по сравнению с короткими образцами древесины.
Азимут дает маскимум скорости ультразвука в интервале 225-270 градусов. Таким образом, стороны света существенно влияют на кформирование 4качественной древесины.
Литература
- Мазуркин, П.М. Экологический мониторинг (Способы испытания деревьев) / П.М. Мазуркин: Учеб. пос. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004. - 224 с.
- Пат. 2284032 Российская Федерация, МПК G 01 N 33/06, A 01 G 23/00 (2006.01). Способ ультразвукового испытания древесины круглых лесоматериалов / Мазуркин П.М., Ефимов А.А. (РФ); ); заяв. и патентообл. Марийск. гос. тех. ун-т. - №2005102960/12; заявл. 07.02.05; опубл. 20.09.06, Бюл. № 26.