【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于木材加工和利用领域，具体涉及木材平衡含水率的预测技术，尤其涉及木材emc(平衡含水率)预测函数构建方法、预测方法及计算机存储介质。
技术介绍
1、对特定木材，建立其在多种温度和相对湿度条件下的emc数据库非常必要。只有对特定木材在各种环境条件下的emc进行了正确预测，科学指导木材各种生产实践过程，才能有效控制木材质量。否则目标指导偏离或不当，木材使用易出现变形、开裂等问题，严重影响木制品的使用性能和使用寿命。
2、目前，多种温度和相对湿度条件下木材emc的确定主要有查询法和实测法。
3、查询法，原理是根据一定图(表)，通过温度和相对湿度(或干湿球温差)查询获得emc。该方法简单、便捷，目前在行业普遍采用。然而现有的图(表)只依赖待查温度和相对湿度参数，故而预测结果为定值，不随木材材质变化而变化。
4、实测法，原理是通过将木材置于一定设备形成的特定温度和相对湿度环境里，等待重量平衡，最后根据木材的平衡重量和绝干重量计算emc。该方法简单、易操作，但建立多种条件下的emc数据库，耗时长(平衡周期长)、耗费人力大、并对温度和相对湿度环境构建设备的技术条件要求高(需满足温度和相对湿度条件宽泛且能有效控制)，在实际应用中较少被广泛采用。
5、因此，准确确定特定材质木材在多种温度和相对湿度条件下的emc，如采用上述查询法，基于固定数据集进行统一预测，如对于一些树种木材、改性木材或木基材料，误差有时会很大；如采用实测法，需要对特定木材进行各种条件下的实际测量，工作量大；均不能满足灵
6、基于以上原因，服务于木材生产实践，如何快速、准确获取特定木材在多种温度和相对湿度条件下的emc还缺乏简单、有效、且实用的方法。开发一种快速、准确预测特定木材在多种温度和相对湿度条件下的emc方法，对于实际生产具有重要现实意义
技术实现思路
1、本专利技术鉴于以上现状开发，目的是提供一种木材emc预测方法，能够实现快速、准确地进行特定木材在多种温度和相对湿度条件下emc的预测。本专利技术方法，相对于传统查询法，预测精度、适用性、灵活性均大大提高；相对于传统实测法，测试周期大为缩短，可节省大量人力、物力。
2、提供一种木材平衡含水率的预测函数构建方法，该预测函数用于预测特定木材在目标温度下不同相对湿度时的平衡含水率，该构建方法包括步骤：(1)由特定木材的初始温度和该初始温度下的不同相对湿度构建自变量，以该初始温度下不同相对湿度时的查询或实测平衡含水率作为因变量，进行自变量-因变量拟合，获得反映该特定木材在初始温度下不同相对湿度时平衡含水率的拟合函数；(2)由该拟合函数中拟合所得全部或部分权值、目标温度、该目标温度下中间点相对湿度及该目标温度下中间点相对湿度时的查询或实测平衡含水率、以及目标温度下待测相对湿度构建反映该特定木材在目标温度下不同相对湿度时平衡含水率的预测函数。
3、作为一具体方案，步骤(1)包括：由特定木材的初始温度经第1组权值修饰后的线性式与该初始温度下不同相对湿度经第2组权值修饰后的第1非线性式之积构建自变量函数，由该自变量经第3组权值修饰后的第2非线性式经第4组权值修饰构建因变量函数，进行自变量-因变量拟合，获得待拟合权值确定的所述拟合函数，其中第1～4组权值中至少存在两组待拟合权值，第1非线性式和第2非线性式互为反函数。步骤(2)包括：将目标温度和该目标温度下待测相对湿度代入所述线性式后经第3组权值以与修饰自变量相同的方式修饰，将目标温度和该目标温度下中间点相对湿度代入所述线性式后经第3组权值以与修饰自变量相同的方式修饰，将前者与后者的减法式代入第2非线性式并与目标温度下中间点相对湿度时的查询或实测平衡含水率相乘构建所述预测函数。
4、在上述方法或其具体方案的基础上，进一步地，所述第1非线性式为自然对数函数，所述第2非线性式为自然指数函数。
5、所述拟合函数为：
6、
7、
8、该式中，y为初始温度下不同相对湿度时的木材平衡含水率；x为构建自变量；m为初始温度；h为初始温度下不同相对湿度；a、b、c为待拟合常数项。
9、所述预测函数为：
10、
11、该式中，emc(h,n)为目标温度下待测相对湿度时的木材平衡含水率；ni为目标温度下中间点相对湿度时的木材平衡含水率；n为目标温度；h为目标温度下待测相对湿度；i为目标温度下中间点相对湿度；a、b为所述拟合函数中拟合所得常数项。
12、还提供一种木材平衡含水率的预测函数构建方法，该预测函数用于预测特定木材在目标温度下不同相对湿度时的平衡含水率，该构建方法包括步骤：
13、(1)通过自变量-因变量拟合构建反映该特定木材在初始温度下不同相对湿度时平衡含水率的拟合函数为：
14、
15、
16、该式中，y为初始温度下不同相对湿度时的木材平衡含水率；x为构建自变量；m为初始温度；h为初始温度下不同相对湿度；a、b、c为待拟合常数项；
17、(2)使用拟合所得常数构建预测函数为：
18、
19、该式中，emc(h,n)为目标温度下待测相对湿度时的木材平衡含水率；ni为目标温度下中间点相对湿度时的木材平衡含水率；n为目标温度；h为目标温度下待测相对湿度；i为目标温度下中间点相对湿度；a、b为所述拟合函数中拟合所得常数。
20、进一步地，所述拟合函数中，所述初始温度下不同相对湿度包含4个以上不同相对湿度值，其中最高值≥70％，更优选为≥80％，进一步优选为≥90％或≥95％。进一步地，所述预测函数中，目标温度下中间点相对湿度≥30％。
21、进一步地，所述预测函数中，拟合所得常数项a、b满足拟合决定系数＞0.9500。
22、进一步地，所述特定木材为同一来源的实体木材、改性木材或木基材料。
23、另外提供一种木材平衡含水率(emc)的预测方法，能够针对特定木材在多种温度和相对湿度条件下的emc值进行快速、准确预测，包括以下步骤：
24、i：获取初始温度m下多个不同相对湿度(i～j)时的木材emc(mi～mj)，即，初始数据集m(m，i～j，mi～mj)；
25、ii：获取目标温度n下一定相对湿度(i)时的木材emc(ni)，即，中间数据点(n，i，ni)；
26、iii：根据初始数据m集，采用数学方程拟合获得建立木材emc确定模型的常数项(a、b)，拟合采用因变量-自变量(y-x)方式进行：
27、
28、
29、式中，y为初始温度和相对湿度条件下的emc，单位为％；m为初始温度，单位为℃；h为初始相对湿度，单位为％；a、b、c为拟合所得的常数项，无量纲量；
30、iv：基于步骤ii中间数据点(n，i，ni)和步骤iii模型常数项(a、b)，建立木材e本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种木材平衡含水率的预测函数构建方法，该预测函数用于预测特定木材在目标温度下不同相对湿度时的平衡含水率，
2.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的构建方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的构建方法，其特征在于，
5.如权利要求4所述的构建方法，其特征在于，
6.如权利要求4所述的构建方法，其特征在于，
7.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储了计算机程序指令，所述计算机程序指令在被计算机运行时执行权利要求1～7任一项所述的木材平衡含水率的预测函数构建方法。
9.一种木材平衡含水率的预测方法，其特征在于，通过计算求解权利要求1～7任一项所述的构建方法构建的预测函数来预测特定木材在目标温度下不同相对湿度时的平衡含水率。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储了计算机程序指令，所述计算机程序指令在被计算机运行时执行权利要求9所述的木材平衡含水率的预测方法。
【技术特征摘要】
1.一种木材平衡含水率的预测函数构建方法，该预测函数用于预测特定木材在目标温度下不同相对湿度时的平衡含水率，
2.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的构建方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的构建方法，其特征在于，
5.如权利要求4所述的构建方法，其特征在于，
6.如权利要求4所述的构建方法，其特征在于，
7.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，
8.一种计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：周凡，周永东，高鑫，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：发明
国别省市：
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