Aplicação de uma câmara hiperespectral para medir o teor de umidade da madeira

O teor de umidade da madeira é um atributo importante da qualidade da madeira, que tem um impacto importante no processamento, utilização e armazenagem da madeira.Embora os métodos tradicionais de medição do teor de umidade da madeira, tais como o método de pesagem e o método de resistência, tenham uma certa precisão, apresentam algumas desvantagens, tais como uma operação complicada, um longo tempo de medição e danos à madeira.Método não destrutivo e eficiente de medição do teor de umidade da madeira.

一、Princípio de ensaio com câmara hiperespectral
As câmaras hiperespectrais podem obter informações espectral da superfície da madeira, que incluem a refletividade ou transmissão da madeira em diferentes comprimentos de onda.Uma vez que o teor de umidade da madeira afetará as suas características espectrais, o teor de umidade pode ser deduzido através da análise da informação espectral da madeira.e o modelo de previsão entre o teor de umidade da madeira e a informação espectral pode ser estabelecido por pré-processamento, caracterizar a extracção e modelagem, de modo a realizar o teste rápido do teor de umidade da madeira.

二、Exemplos de aplicação
Instrumento: Espectrométrico de cores FS-17 com varredura de pressão embutida
Equipamento auxiliar: Fonte de luz espectral constante - para modelagem interior
Fonte luminosa: fonte luminosa linear halogênica

Materiais experimentais: São utilizados como materiais experimentais uma série de amostras de madeira com um teor de humidade diferente,e estes blocos de madeira são secados cíclicamente para obter diferentes estados de teor de umidade.

Aquisição de dados: A aquisição de imagens espectral de amostras de madeira foi efectuada utilizando um sistema de imagem hiperespectral.É necessário assegurar que as condições de iluminação sejam estáveis para evitar o impacto das alterações de luz nas informações espectrais.Ao mesmo tempo, para obter resultados mais precisos, a aquisição de imagens espectrais pode ser realizada em vários locais da amostra de madeira,e o valor médio é tomado como dados espectrais finais.

Processamento de dados: pré-processamento dos dados espectrais recolhidos, como eliminação de ruído, correção do espectro, etc.Em seguida, o algoritmo de seleção de características é usado para extrair o comprimento de onda característico relacionado ao teor de umidade da madeira para simplificar o modelo e melhorar a precisão da previsão.

Construção de modelos: Com base no comprimento de onda característico extraído, foi estabelecido o modelo de previsão entre o teor de umidade da madeira e as informações espectrais.Métodos de modelagem comuns incluem regressão de processo gaussiano (GPR)Estes modelos podem prever rapidamente o teor de umidade da madeira com base nas suas informações espectral.

Validação do modelo: o modelo estabelecido é validado utilizando um conjunto de validação independente para avaliar o seu desempenho e precisão preditivos.Os índices de avaliação comuns incluem o coeficiente de correlação (R2) e a raiz média do erro quadrado (RMSE).

三、Vantagens de aplicação
Teste rápido: A câmara hiperespectral pode obter as informações espectral da superfície da madeira em curto prazo, de modo a realizar o teste rápido do teor de umidade da madeira.

Ensaios não destrutivos: em comparação com os métodos de ensaio tradicionais, a tecnologia de imagem hiperespectral não causa danos à madeira,por isso é mais adequado para testar madeira valiosa ou madeira que precisa ser mantida em integridade.

Alta precisão: através do estabelecimento de um modelo de previsão preciso, as câmaras hiperspectral podem realizar testes de alta precisão do teor de umidade da madeira,satisfazer os rigorosos requisitos de controlo de qualidade da indústria da transformação da madeira.

四、Prospectivas de aplicação
Com o desenvolvimento e a melhoria contínuos da tecnologia de imagem hiperespectral, as suas perspectivas de aplicação no ensaio do teor de umidade da madeira serão mais amplas.Podemos esperar o surgimento de câmaras hiperspectral com maior precisão, uma velocidade mais rápida e uma operação mais fácil para satisfazer as necessidades da indústria de transformação da madeira em matéria de controlo de qualidade e produção inteligente.combinado com tecnologias avançadas como aprendizagem de máquina e aprendizagem profunda, a precisão e o nível de inteligência dos ensaios do teor de umidade da madeira podem ser melhorados.

Em resumo, as câmaras hiperspectrais apresentam vantagens significativas no controlo do teor de umidade da madeira, proporcionando um método de inspecção eficiente, preciso e não destrutivo para a indústria de transformação da madeira.