Погрешности измерений сопротивления сверлению древесины сосны и ели устройством резистограф

Для оценки качества стволовой древесины растущих деревьев применяют устройство Резистограф, принцип работы которого заключается в измерении сопротивления древесины сверлению. На результаты работы устройства оказывает влияние комплекс факторов, в первую очередь глубина сверления и степень затупленности режущих кромок бурового сверла. Цель исследования – оценка систематической погрешности измерений сопротивления сверлению древесины сосны и ели устройством Резистограф. Исследования проведены в Архангельском лесничестве. Сверление проводили последовательно по очереди от первого дерева к последующему в направлении север-юг и затем снова возвращались к первому дереву, отступая от предыдущего засверливания вверх 1 см. Начинали сверление на высоте 80 см от корневой шейки. Всего проанализировано по 140 резистограмм для каждой древесной породы. Резистограммы сглаживались методом стандартизированной оценки (z-score). Погрешности оценивали путем расчёта положительных разностей между значениями сопротивления сверлению соответственных участков древесины или между последовательными сверлениями за один и тот же промежуток сверления у каждого дерева. Регрессионный анализ сопротивлений сверлению древесины ели позволил получить следующие уравнения по оценке погрешностей: при износе  режущих кромок R´ = 0,17х´ –13,62, где х´ – это совокупная протяженность сверлений, см; при увеличении глубины сверления R´´ = 0,27х´´ + 8,56, где х´´ – глубина засверливания, см. Согласно анализу резистограмм древесины сосны погрешности: при износе режущих кромок R´ = 0,15х´ + 23,67; при увеличении глубины сверления  R´´ = 0,92х´´+7,59. Следовательно, для оценки истинного значения сопротивления древесины сверлению прибором Резистограф необходимо от полученного значения вычесть погрешности R´ и R´´.

1. Королев А. С., Шарапов Е. С., Попов В. А. Оценка внутреннего состояния древесины в балках перекрытий методом измерения сопротивления сверлению // Вестник гражданских инженеров, 2023. № 5(100). С. 21–30. DOI 10.23968/1999-5571-2023-20-5-21-30.

2. Кутинов Ю. Г., Чистова З. Б., Неверов Н. А. Новые данные о влиянии тектонических узлов на состояние окружающей среды на севере Русской плиты // Вестник Московского университета. Серия 5: География, 2020. № 5. С. 12–24.

3. Лавров М. Ф. Совершенствование метода оценки качества древесины лиственницы, произрастающей в климатических условиях Якутии : автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.21.05. Якутск, 2022. 16 с.

4. Позняк С. С., Хох А. Н. Диагностика внутреннего состояния деревьев на наличие скрытых гнилей с использованием показателей сопротивления при сверлении древесины // Сахаровские чтения 2020 года: экологические проблемы XXI века : материалы 20-й Международной научной конференции : в 2 частях. Минск, 2020. С. 280–284. DOI: 10.46646/SAKH-2020-1-280-284.

5. Сиволапов В. А., Кулаков Е. Е., Сиволапов А. И. Диагностика жизнеспособности регенерантов сорта тополя сереющего Хоперский 1 и экотипов лиственницы с помощью прибора RESISTOGRAPH // Цифровые технологии в лесной отрасли : материалы Всероссийской научно-практической конференции. Воронеж, 2022. С. 86–91. DOI: 10.34220/DTFI2022_86-91.

6. Особенности интерпретации результатов резистограмм при оценке качества стволовой древесины сосны / О. Н. Тюкавина, Н. А. Неверов, В. И. Мелехов и др. // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 2. С. 18–26. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-2-18-26.

7. Федорков А. Л. Оценка качественных признаков древесины в селекционных программах (краткий обзор современной литературы) // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2023. Т. 27. № 4. С. 30–35. DOI: 10.18698/2542-1468-2023-4-30-35.

8. Хох А. Н., Авраменко А. А. Использование современных инструментальных методов при проведении судебно-ботанических экспертиз // Судебная экспертиза Беларусии. 2021. № 1 (12). С. 73–78.

9. Чернов В. Ю. Повышение точности метода измерения сопротивления сверлению древесины : дис. … канд. техн. наук: 05.21.05: защищена 21.04.2015. Йошкар-Ола, 2014. 168 с.

10. Шарапов Е. С., Чернов В. Ю., Смирнова Е. В. Исследование кинематики процесса сверления древесины тонкими буровыми сверлами // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. 2016. Т. 20, № 4. С. 52–59.

11. Шарапов Е. С. Совершенствование методов и средств квазинеразрушающего контроля физикомеханических свойств древесины и древесных материалов : дис. … д-ра техн. наук: 05.21.05. Архангельск, 2019. 340 с.

12. Design and test of a microdestructive tree-ring measurement system / X. Hu, Y. Zheng, H. Liang et al. // Sensors. 2020. No. 20. P. 3253. DOI: 10.3390/s20113253.

13. Research on tree ring micro-destructive detection technology based on digital micro-drilling resistance method / X. Hu, Y. Zheng, D. Xing et al. // Forests. 2022. No. 13. P. 1139. DOI: 10.3390/f13071139.

14. Oh J., Seo J., Kim B. Determinate the number of growth rings using resistograph with tree-ring chronology to investigate ages of big old trees // J. Korean Wood Sci. Technol. 2019. No. 47. P. 700–708. DOI: 10.5658/WOOD.2019.47.6.700.

15. Rinn F., Schweingruber F. H., Schar E. Resistograph and X-ray density charts of wood comparative evaluation of drill resistance profiles and X-ray density charts of different wood species // Holzforschung. 1996. Vol. 50(4). P. 303–311.

16. Effects of white rot and brown rot decay on the drilling resistance measurements in wood / E. Sharapov, E. Smirnova, C. Brischke et al. // Holzforschung. 2018. Vol. 72. No. 10. P. 905–913. DOI 10.1515/hf-2017-0204.

17. Age estimation of different tree species using a special kind of an electrically recording resistance drill / G. Szewczyk, R. Wasik, K. Leszczy´nski et al. // Urban For. Urban Green. 2018. No. 34. P. 249–253. DOI: 10.1016/j.ufug.2018.07.010.

18. Design of a tree micro drill instrument to improve the accuracy of wood density estimation / J. Yao, Z. Wu, Y. Zheng et al. // Forests. 2023. No. 14. P. 2071. DOI: 10.3390/f14102071.