8905022
®
Karin Brodin
Kvalitetsmätning på rundvirke
av furu
En litteraturstudie
Trätek
K a r i n Brodin KVALITH rSMÄTNINC En l i t t e r a t u r s t u d i e P A R U N D V I K K E A V r U H U TräteknikCentrum, Rapport P 890^022 Nyckelord cross cutting feeding log grading "pine quality control X ray measurement Stockholm maj 1989
I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G Sid F Ö R O R D 3 1. S A M M A N F A T T N I N G 4 2. B A K G R U N D O C H S Y F T E 4 3. I N L E D N I N G 3 4. V M F - S O R T E R I N G 8 5. V A R D E K L A S S - S Y S T E M E T 10 6. E L M E S T I M M E R M Ä T A R E 15 7. O P T I L O G T I M M E R M Ä T A R E 15 8. R E M A - R A M E N 9 0 0 0 - 3 e r i e n 17 9. T I N A I I 19 i n . D I S K U S S I O N 27 11. L I T T E R A T U R F Ö R T E C K N I N G 30
KÖKORD
Denna r a p p o r t ingår i p r o j e k t e t "Krav på en kvalitetsmätning på r u n d v i r k e av f u r u " och är en kartläggning av s t a t u s hos kvalitetsmätning på r u n d v i r k e i d a g , baserad på l i t t e r a t u r s t u d i e r .
De t e k n i s k a problemen v i d kvalitetsmätning av r u n d v i r k e härrör från den mycket s t o r a mängd i n f o r m a t i o n som måste d e t e k t e r a s och behandlas. Mot denna bakgrund a r d e t nödvändigt a t t s k a f f a p r e c i s a kunskaper om v i l k a huvudegenskaper hos rundvarans y t t r e geometri och i n r e s t r u k t u r ( k v i s t ) som s t y r k v a l i t e t , d v s v i l k e n i n f o r m a t i o n som minst måste d e t e k t e r a s . Det föreslagna p r o j e k t e t avser a t t d e l s fastställa en t o t a l ekonomisk p o t e n t i a l v i d en t e o r e t i s k t p e r f e k t k v a l i t e t s k a r a k t e r i s e r i n g , d e l s undersöka i vad mån värdet av mätningen s j u n k e r i f a l l den detekterade i n f o r m a t i o n e n mins-kas. Både "genomlysande" och h e l t exteriör ( t ex o p t i s k ) mätning s t u d e r a s . P r o j e k t e t innehåller d e l s en t e o r e t i s k d e l , d e l s en större försöksserie. P r o j e k t e t s y f t a r t i l l a t t t a fram underlag för k o n s t r u k t i o n av k v a l i t e t s -mätare för bättre a p t e r i n g , p o s t n i n g och inläggning i sågar men underlag för bättre manuella och halvmanuella metoder beräknas också komma fram. P r o j e k t e t f i n a n s i e r a s av Skogsstyrelsen och Träteks ramprogram. E t t spe-c i e l l t taspe-ck r i k t a s t i l l Lars Göte Johansson som har b i d r a g i t med idéer ospe-ch kommit med k r i t i k .
.J-J. SAMMANFATTNING
För a t t k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r a r u n d v i r k e kan i d a g u r s k i l j a s t r e t y p e r av mätmetoder, nämligen manuella, o p t i s k a och genomlysande mätmetoder.
Ingen av dessa metoder e r b j u d e r idag den p e r f e k t a lösningen, men de t r e metoderna kan e n s k i l t e l l e r samverkande i en f r a m t i d ge en bättre lösning på kvalitetsmätningsförfarandet. Detta framstår t y d l i g t e f t e r g j o r d a l i t t e -r a t u -r s t u d i e -r .
2. BAKGRUND OCH SYFTE
Kvalitetsmätning och - k l a s s i f i c e r i n g av r u n d v i r k e kan ha två u p p g i f t e r : 1. A t t utgöra bas för v e d e r l a g från köpare (sågverk) t i l l säljare
(skogs-ägare) .
2. A t t s t y r a den efterföljande behandlingen av r u n d v i r k e . Detta kan om-f a t t a p o s t n i n g s v a l , t o r k n i n g e l l e r annan b e h a n d l i n g , baserad på mark-nadens efterfrågan.
I d e a l t borde den vederlagsgrundade k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r i n g e n också vara d i r e k t kopplad t i l l den efterföljande behandlingen och färdig produkts kva-l i t e t . De två ovanstående u p p g i f t e r n a borde akva-lkva-ltså sammanfakva-lkva-la. Skäkva-let är a t t v e d e r l a g e t borde vara anpassat t i l l köparens (sågverkets) b e t a l n i n g s -förmåga, v i l k e n i s i n t u r n a t u r l i g t är kopplad t i l l stockarnas sönderdel-n i sönderdel-n g och asönderdel-nväsönderdel-ndsönderdel-nisönderdel-ng.
E t t l e d i a r b e t e t mot d e t t a mål är a t t söka kartlägga vad som g j o r t s och görs idag vad gäller förmågan a t t k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r a r u n d v i r k e för a t t s t y r a efterföljande behandling, alltså u p p g i f t 2 ovan.
I r a p p o r t e n redovisas r e s u l t a t e t av en k o r t l i t t e r a t u r s t u d i e inom området kvalitetsmätning och k l a s s i f i c e r i n g av r u n d v i r k e . Dels p r e s e n t e r a s de me-toder som för närvarande är a k t u e l l a v i d kvalitetsmätning, d e l s r e s u l t a t från undersökningar m m av dessa metoders k a p a c i t e t e r . Dessutom presenteras en litteraturförteckning över c i t e r a d e arbeten och arbeten med nära anknyt-ning t i l l området.
>. INLEDNING
Vad är d e t e g e n t l i g e n som avses med kvalitetsmätning och - k l a s s i f i c e r i n g av r u n d v i r k e ?
3o, a t t p r o g n o s t i s e r a e l l e r förutse k v a l i t e t s u t f a l l e t v i d t ex en v i s s given p o s t n i n g . Styrningen av en o p e r a t i o n , exempelvis p o s t n i n g i första såg, kan göras o p t i m a l om prognosen på u t f a l l e t kan göras b r a . Observera a t t k v a l i t e t e n hos den färdiga varan är beroende både av postningen och inläggningen och av k v a l i t e t e n hos stocken.
För a t t k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r a r u n d v i r k e kan idag u r s k i l j a s t r e t y p e r av mätmetoder:
1. Manuella mätmetoder, ex v i s VMF-sortering och värdeklassystemet. 2. Optiska mätmetoder ( k l a s s i f i c e r i n g med avseende på b u l i g h e t ,
avsmal-n i avsmal-n g , k r o k i g h e t m m ) , ex v i s ELMES, OPTILOG, REMA. 3. Genomlysande mätmetoder, ex v i s TINA.
Manuella mätmetoder
A t t k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r a r u n d v i r k e v i s u e l l t är en svår u p p g i f t . Kunskap och e r f a r e n h e t är två v i k t i g a parametrar för a t t nå e t t b r a r e s u l t a t . Från a t t ha v a r i t e t t r e n t m a n u e l l t och tidsödande a r b e t e , där VMF-mannen själv mätte v a r j e stocks längd, d i a m e t r a r m m, och därmed också kom nära v a r j e s t o c k , är d e t idag e t t " h a l v m a n u e l l t " a r b e t e . VMF-mannen s i t t e r s t i l l a och s e r stocken passera på avstånd (och ser dessutom endast en d e l av s t o c k e n ) , a l l t medan en mätram ger honom data rörande diameter och längd. N a t u r l i g t är då a t t k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r i n g e n av stocken försvåras. A t t idag enbart använda s i g av okulär b e s i k t n i n g v i d k v a l i t e t s k l a s s i f l e e -r i n g ä-r mind-re b-ra med hänsyn t i l l a t t en v i s s p -r o d u k t i o n s t a k t måste upp-rätthållas. A t t h e l t göra s i g f r i från den okulära b e s i k t n i n g e n är i n t e h e l l e r b r a . Det f i n n s idag saker som den m a s k i n e l l a k v a l i t e t s k l a s s i f i c e -r i n g e n i n t e k l a -r a -r av. E t t samspel mellan manuell och m a s k i n e l l s o -r t e -r i n g där de båda metoderna har stöd av varandra är t r o l i g t v i s en b r a lösning på kvalitetsmätningsproblemet.
Optiska mätmetoder
Mätramarnas s t y r k a s i t t e r i deras förmåga a t t mäta och r e g i s t r e r a geomet-r i s k a f a k t o geomet-r e geomet-r av betydelse fögeomet-r kvalitetsbedömning av fägeomet-rdigsågad vageomet-ra på r u n d v i r k e . De o l i k a mätramarnas mättekniker t y c k s i n t e spela så s t o r r o l l för det geometriska mätresultatet. D e t t a förutsatt a t t man använder s i g a mer än en mätriktning och kan säkerställa en s t a b i l t r a n s p o r t genom u t -r u s t n i n g e n . Det sena-re ä-r nödvändigt fö-r a t t d e t e k t e -r a k -r o k . V i k t i g a -r e ä-r de beräkningsprogram ( s i g n a l b e h a n d l i n g ) som behandlar mätdata.
v
A t t använda s i g av mätram v i d k v a l i t e t s s o r t e r i n g är möjligt förutsatt a t t man l y c k a s t a fram b r a s k q o d h e t s t a l . Detta g o d h e t s t a l s k u l l e då baseras
på o l i k a mätdata såsom exempelvis b u l i g h e t , toppdiameter, stock och r u t a v -smalning, k r o k i g h e t och o v a l i t e t . Dessa parametrar v i k t a s på o l i k a sätt så a t t de sammantaget bäst b e s k r i v e r en stocks k v a l i t e t . Häri l i g g e r e t t s t o r t a r b e t e , men redan nu v e t man i grova drag hur dessa parametrar kan samman-vägas. A t t h e l t göra s i g beroende av en mätrams bedömning är t r o l i g t v i s i n t e önskvärt. Den manuella s o r t e r i n g e n behövs s a n n o l i k t som stöd.
Ingen av de i d e t följade omnämnda o p t i s k a mätramarna k v a l i t e t s k l a s s i f i c e -r a -r -r u n d v i -r k e i d a g . Dock f i n n s d e t möjlighete-r a t t gö-ra det. I e t t a-rbete / B l o m q v i s t , N y l i n d e r , 1988/ har man med en mätram och beräknincjsprogram g j o r t försök a t t k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r a r u n d v i r k e med avseende på färdig centrumvaras u t b y t e .
Kostnaden för en mätram med mer än en mätriktning och tiUnörande k r i n g -u t r -u s t n i n g l i g g e r r -u n t 400.000 k r och -uppåt (1989).
Genomlysande mätmetoder
A t t med hjälp av genomlysning ( t ex röntgen e l l e r gammastrålning) k v a l i -t e -t s k l a s s i f i c e r a r u n d v i r k e är den me-tod som idag kan användas och bäs-t borde kunna närma s i g slutmålet (se punkterna 1 och 2 i k a p i t e l 1) v i l k e t l i g g e r i sakens n a t u r . Förutom de exteriöra parametrarna, som man får i mätram får man d e l a r av de interiöra. Även här gäller det a t t u t v e c k l a någon t y p av g o d h e t s t a l för a t t k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r a r u n d v i r k e .
A t t k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r a v a r j e stock som s k a l l sågas med hjälp av genom-l y s n i n g är kanske i n t e m e n i n g s f u genom-l genom-l t . I den i n d u s t r i e genom-l genom-l a processen har de många stockarna sinsemellan s t o r a k v a l i t e t s v a r i a t i o n e r . T r o t s a l l den t e k -n i k som idag f i -n -n s tillgä-nglig är d e t problem med a t t hi-n-na kartlägga a l l a dessa s t o c k a r s k v a l i t e t / B i r k e l a n d , 1985/. En av huvudorsakerna t i l l d e t t a är a t t metoderna är a t t b e t r a k t a som "mekaniska", dvs de bedömer v a r j e d e t a l j på v a r j e stock och utför a l l a beräkningar, o a v s e t t om stocken är av högsta e l l e r lägsta k v a l i t e t . Det är r i m l i g t a t t t r o a t t en s t o r d e l av stockarna kan k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r a s endast genom a t t bedöma y t a n . Endast de mer lovande stockarna s k u l l e då s o r t e r a s u t och genomgå en g r u n d l i g k v a l i t e t s a n a l y s .
Kostnaden för den i d e t följande beskrivna u t r u s t n i n g e n (TINA) med t i l l -hörande k r i n g u t r u s t n i n g l i g g e r r u n t 2,5 m i l j o n e r k r och uppåt (1989). Mätmetodernas e f f e k t i v i t e t
De t r e ovan b e s k r i v n a mätmetodernas e f f e k t i v i t e t , d v s deras förmåga a t t k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r a r u n d v i r k e kan d e f i n i e r a s som graden av användbarhet v i d s t y r n i n g av efterföljande o p e r a t i o n e r (framför a l l t sönderdelning) och v i d bestämning av v i r k e t s slutanvändning.
Det f i n n s f l e r a o l i k a sätt a t t b e s k r i v a en metods e f f e k t i v i t e t . Utgående från en s o r t e r i n g s m a t r i s kan t r e mått på e f f e k t i v i t e t e n skönjas:
1. Graden av uppdelning i r u n d v i r k e s k l a s s e r
2. S p r i d n i n g i h o r i s o n t a l l e d i matrisen (färdigvaruklasser) 3. S p r i d n i n g i v e r t i k a l l e d i matrisen ( r u n d v i r k e s k l a s s e r )
S o r t e r i n g s m a t r i s e n kan b e s k r i v a s och de t r e måtten kan d e f i n i e r a s mer exakt e n l i g t följande:
I en s o r t e r i n g s m a t r i s sätts r u n d v i r k e t s k v a l i t e t s k l a s s e r som rader och färdigvaruvirkets k l a s s e r som kolumner. Man måste ha k l a r g j o r t v i l k e n d e l av postningen som ska vara sorteringsbestämmande. Ska d e t t ex enbart vara c e n t r u m v i r k e t e l l e r ska sidobrädorna t a s med, men exempelvis v i k t a s ned i p r o p o r t i o n t i l l deras volym? E l l e r ska d e t i stället vara stockvärdet som är sorteringsbestämmande? Nedan v i s a s e t t exempel på en s o r t e r i n g s m a t r i s för TINA där enbart c e n t r u m v i r k e t s k v a l i t e t är styrande för färdigvarukva-l i t e t e n /Johansson, 1982/. S i f f r o r n a anger den p r o c e n t u e färdigvarukva-l färdigvarukva-l a fördefärdigvarukva-lningen av de färdigvaruklassificerade centrumutbytena från de s o r t e r a d e r u n d v i r k e s -k l a s s e r n a . Varuklass I I I I I I IV V VI V I I T o t a l t V i r k e s k l a s s A 0,0 1,2 1,6 6,9 16,7 1,6 0,0 28,0 B 0,0 0,0 0,3 1,3 33,6 21,0 0,3 58,5 C 0,0 0,0 0,0 0,0 1,7 11,8 0,0 13,5 T o t a l t 0,0 1,2 1,9 8,2 54,0 34,4 0,3 100,0 %
Den i d e a l a s o r t e r i n g s m a t r i s e n har l i k a många rader som kolumner och den har enbart värden i s i n d i a g o n a l (diagonalsumman ska b l i 100 % och d e t f i n n s ingen s p r i d n i n g i vare s i g h o r i s o n t a l l e d e l l e r v e r t i k a l l e d ) .
1. E t t mått på s o r t e r i n g e n s e f f e k t i v i t e t är graden av uppdelning i rund-v i r k e s k l a s s e r , drund-vs a n t a l e t m e n i n g s f u l l a k l a s s e r r e l a t i rund-v t färdigrund-varu- färdigvaru-k l a s s e r n a . Det är g i v e t v i s bättre a t t färdigvaru-kunna dela upp i 5-6 färdigvaru-k l a s s e r i stället för i 2-3.
2. E t t annat mått på s o r t e r i n g e n s e f f e k t i v i t e t är s p r i d n i n g e n i h o r i s o n t a l l e d ( i m a t r i s e n ) . En s t o r s p r i d n i n g innebär a t t r u n d v i r k e s klasserna är "orena", sorteringsmetoden separerar i n t e a l l a k v a l i t e t s -egenskaper i r u n d v i r k e t - underseparerad s o r t e r i n g .
3. E t t t r e d j e mått är s p r i d n i n g e n i v e r t i k a l l e d . En s t o r s p r i d n i n g i n n e -bär a t t s o r t e r i n g e n ger en s e p a r e r i n g av r u n d v i r k e t som i n t e har någon motsvarighet i färdigvarans k v a l i t e t - Överseparerad s o r t e r i n g .
Observera a t t d e t f i n n s en k o p p l i n g mellan s p r i d n i n g a r n a i h o r i s o n t a l - och v e r t i k a l l e d ! Kom också ihåg a t t s o r t e r i n g s m a t r i s e n är bestämd förutom av sorteringsmetoden för r u n d v i r k e också av postningen och v a l e t av färdij-v a r u k l a s s e r .
Man kan tänka s i g e t t fjärde mått på s o r t e r i n g e n s e f f e k t i v i t e t , nämligen s o r t e r i n g e n s r e p e t e r b a r h e t . Detta mått är i n t e beroende av v a l d s o r t e r i n g s -m a t r i s . O-m en stock s o r t e r a s f l e r a gånger -med v a r i e r a n d e r e s u l t a t får -man en s t o r s p r i d n i n g i s o r t e r i n g s m a t r i s e n .
4. VMF-SORTERING
Virkesmätningsrådet: Lennart Forsberg, sekr., Tingvallavägen 9 M, 195 31 Märsta.
Det f i n n s s j u virkesmätningsföreningar (VMF) i Sverige idag. Dessa är a u k t o r i s e r a d e av Virkesmätningsrådet (VMR). VMR u t a r b e t a r föreningarnas mätinstruktioner. En virkesmätares u p p g i f t är a t t o p a r t i s k t bedöma s t o c k a r s värde.
I en undersökning av t a l l s t o c k a r /Blomqvist, N y l i n d e r , 1988/ har man jäm-fört stockens och den sågade varans k v a l i t e t . Virkesmätare har bedömt rund-v i r k e s k rund-v a l i t e t e n e n l i g t VMF-regler och därefter har den sågade rund-varans cen-t r u m u cen-t b y cen-t e s k v a l i cen-t e cen-t k l a s s i f i c e r a cen-t s e n l i g cen-t Gröna Boken. Nedan följer en sammanställning av i undersökningen framkomna r e s u l t a t , i volymprocent, %.
Stocktyp K v a l i t e t e n l i g t VMF A n t a l stock I-IV Centrumutbytenas kvalitetsfördelning V VI Rot S p e c i a l 2 100,0 0,0 0,0 o/s - o/s 44 75,3 16,6 7,9 o/s - v 61 80,8 14,8 4,4 V - V 230 59,9 23,5 16,6 V - VI 9 69,9 14,7 15,4 VI - V I 2 74,7 25,3 0,0 H v r i g t o/s - o/s 30 17,4 42,9 39,7 o/s - v 26 23,3 46,3 30,5 V - V 398 24,9 48,5 26,6 V - V I 22 13,5 22,5 64,0 VI - VI 5 0,0 8,7 91,3 Rot S p e c i a l 2 100,0 0,0 0,0 + o/s - o/s 74 50,5 27,9 21,6 övrigt o/s - V 87 62,5 24,8 12,7 V - V 628 38,9 38,5 22,6 V - VI 31 32,7 19,8 47,5 VI - VI 7 28,8 15,1 56,1
Den av virkesmätningsföreningen bedömda s t o c k k v a l i t e t e n avser centrumut-b y t e t e f t e r a v k o r t n i n g e l l e r nedsättning. Bedömningen avser v i d a r e en v i s s p o s t n i n g och e t t v i s s t sågningsläge /VMRs Kompendium 1987/.
Anledningen t i l l a t t bedömningen av c e n t r u m u t b y t e t s k v a l i t e t i v e r k l i g h e t e n i n t e överensstämmer med stockens k v a l i t e t kan således b l a bero på avvikan-de p o s t n i n g och sågningsläge. Vidare har VMF höjt k v a l i t e t e n på några en-staka s t o c k a r genom a v k o r t n i n g e l l e r diameternedsättning. Det medför a t t den sågade varans k v a l i t e t kan b l i något sämre än den som r e g i s t r e r a t s för stocken.
Rotstockar som av VMF k l a s s i f i c e r a t s lågt v i s a r s i g ge en god
centrum-u t b y t e s k v a l i t e t . Övriga s t o c k a r som av VMF k l a s s i f i c e r a t s högt v i s a r s i g ge centrumutbyte av sämre k v a l i t e t . K l a s s i f i c e r i n g e n av övriga s t o c k a r är dock b e t y d l i g t närmare " f a c i t " än k l a s s i f i c e r i n g e n av r o t s t o c k a r .
Vid denna s o r t e r i n g har man fått nivåfel. Med d e t t a avses här a t t man för en g i v e n r u n d v i r k e s k l a s s får en i m e d e l t a l f e l a k t i g färdigvaruklassför-s k j u t n i n g . Se t ex på r o t färdigvaruklassför-s t o c k a r n a , färdigvaruklassför-särfärdigvaruklassför-skilt de färdigvaruklassför-som av VMF k l a färdigvaruklassför-s färdigvaruklassför-s i f i c e r a t färdigvaruklassför-s som lägre k v a l i t e t . Det f i n n s f l e r a r e s u l t a t som pekar på d e t t a nivåfel v i d VMF-sorteringen, ex v i s om man jämför r e s u l t a t i /VMFs Årsredovisningar/, /Söderström, 1984/ och /Karlsson, Palm, 1988/. Nivåfelet är dock i n t e så a l l v a r l i g t om man utgår från a t t V M F - k l a s s i f i c e r i n g e n s k a l l utgöra underlag för fastställande av p r i s på en v i r k e s l e v e r a n s - vederlagsmätning.
Om k l a s s i f i c e r i n g e n däremot s k a l l fungera som en kvalitetsmätning och s o r -t e r i n g av e n s k i l d s-tock för v i d a r e b e a r b e -t n i n g kan man i n -t e -t o l e r e r a sådana nivåfel. Metoden är i n t e tillräckligt b r a , i n t e i nuvarande s k i c k i a l l a f a l l .
Man har kunnat fastslå a t t d e t är s t o r s p r i d n i n g i k v a l i t e t mellan s t o c k a r s h a l v o r och a t t dessa d e l v i s kan bedömas v i s u e l l t på mantelytan /Blomqvist, Orke, 1986/. Det h a r v i d a r e framkommit a t t den t e o r e t i s k a värdeskillnaden mellan centrumutbytena frän en s t o c k s o l i k a h a l v o r i m e d e l t a l är IQ % {1 %
för r o t s t o c k a r och 13 % f o r övriga s t o c k a r ) . Hänsyn t i l l dessa s k i l l n a d e r v i d försågning ger 15 % högre o/s-andel. Det motsvarar 3 % högre värde på centrumutbytena. A t t man i n t e har fått den t e o r e t i s k a s k i l l n a d e n (10 % ) beror på svårigheten a t t k o r r e k t bedöma bästa/sämsta såghalva v i d själva inläggningen.
Det f i n n s dock en undersökning /Blomqvist, Orke, 1987/ som v i s a r a t t en e r f a r e n virkesmätare har goda förutsättningar a t t bedöma v i l k e n s t o c k h a l v a som kommer a t t ge d e t bästa sågade u t b y t e t , även om stocken han bedömt v a r i t av h e l k v a l i t e t . För 95 % av de bedömda stockarna i undersökningen v a r den s t o c k h a l v a som bedömdes vara bäst också av minst l i k a god k v a l i t e t som den andra e f t e r försågning.
VMFs mätningsinstruktioner saknar idag en v i s s förankring i v e r k l i g h e t e n vad gäller v a l av p o s t n i n g . I i n s t r u k t i o n e r n a s k a l l bedömningen avse s t o c -kens centrumutbyten v i d p o s t n i n g av b l a t j o c k l e k a r n a 63 och 75 mm (beroen-de på t o p p d i a m e t e r ) . Idag väljs a l l t som o f t a s t t j o c k l e k e n 50 mm istället /Karlsson, Palm, 1988/. Detta ger n a t u r l i g t v i s u t s l a g i bedömningen av stockarnas "klasstillhörighet". K v i s t m m b l i r större orsak t i l l n e d k l a s s i -f i c e r i n g .
Även om man t e o r e t i s k t s k u l l e kunna få en nära nog exakt kongruens mellan inmätt c e n t r u m u t b y t e s k v a i i t e t och färdig varas k v a l i t e t , så s k a l l man i n t e glömma a t t inläggning, skador v i d sågning, t o r k n i n g och l a g r i n g s p e l a r en s t o r r o l l för k v a l i t e t s u t f a l l e t ! Detta gäller för övrigt oberoende av v i l -ken kvalitetsmätningsmetod man använder.
5. VÄRDEKLASS-SYSTEMET
Allledningen t i l l a t t man försöker införa d e t så k a l l a d e värdeklassystemet är a t t d e t nu använda k l a s s i f i c e r i n g s s y s t e m e t av sågtimmer bygger på
sub-j e k t i v a moment /Weslien, 1983/. "Det nu använda systemet medför o l i k h e t e r i kvalitetsbedömningen mellan o l i k a mätare. V a r i a t i o n e n för en och samma
mätare kan också vara betydande. P r i n c i p e n a t t v i d kvalitetsbestämming utgå från endast c e n t r u m u t b y t e t s k v a l i t e t kan ifrågasättas. V a r i a t i o n e n i kva-litetsbedömning mellan mätare och inom mätare samt den begränsade möjlig-heten t i l l o b j e k t i v k o n t r o l l av mätresultatet innebär a t t d e t är svårt a t t hålla en k o n s t a n t värderingsnivå. K l a s s i f i c e r i n g s s y s t e m baserade på objek-t i v objek-t mäobjek-tbara f a k objek-t o r e r bör ge sobjek-törre möjligheobjek-t objek-t i l l k o n objek-t r o l l av mäobjek-tresulobjek-taobjek-t nch mindre v a r i a t i o n mellan mätare." (Med mätare avses här yrkesmannen och i n t e någon mekanisk mätanordning.)
Utifrån f y r a mätbara värdebeskrivande v a r i a b l e r har man i en undersökning /Weslien, 1983/ kunnat få fram f y r a värdeklasser.
De f y r a v a r i a b l e r n a d e f i n i e r a s i k o r t h e t e n l i g t följarnJe: Toppdiameter.
A n t a l e t årsringar i i n t e r v a l l e t 2-4 cm från märgen, mätt i stockens grovände.
K v i s t t y p e r - f r i s k k v i s t och övrig k v i s t .
K v i s t d i a m e t e r mätt i stockens längdriktning och i mantelytan under bark. V i d bestämning av stockens största k v i s t vägs diameter av f r i s k k v i s t med f a k t o r n 0,5.
Med dessa v a r i a b l e r d e l a r man så i n stockarna i t r e grupper. Oavsett grupp-t lllhörighegrupp-t i n d e l a s sgrupp-tockarna också i grupp-t r e årsringsklasser.
Ärsringsklass A n t a l årsringar 2-4 cm från märg 1 Tätvuxna 16 e l l e r f l e r
2 M e l l a n k l a s s 7 - 1 5 3 Frodvuxna 6 e l l e r färre
Dessutom t i l l k o m m e r en v a r i a b e l K, som är u t t r y c k för bättre s t u o k h a l v a . Stock har bättre halva i följande f a l l :
Den största k v i s t e n är mindre än 3 cm, och den bättre halvan saknar k v i s t e l l e r kvistmärken.
Den största k v i s t e n är 3 cm e l l e r större, och den största k v i s t a n på den bättre halvan är högst 10 mm.
11 Nedan v i s a s en sammanställning av de v a r i a b l e r som används v i d värdeklass-uppdelningen i de t r e grupperna. Grupp V a r i a b l e r 1 Utan k v i s t e l l e r märken 2 Märken o c h / e l l e r k v i s t högst 1 cm Toppdiameter A r s r i n g s k l a s s Toppdiameter A r s r i n g s k l a s s A n t a l s k l a s s 3 K v i s t större än 1 cm Toppdiameter A r s r i n g s k l a s s Största k v i s t V a r i a b e l K
Med hjälp av t a b e l l e r , beräkningsfunktioner och gränsvillkor kan sedan f y r a värdeklasser f o r m u l e r a s . Dessa värdeklasser har följande ungefärliga värde-r e l a t i o n e värde-r t i l l Gvärde-röna Bokens c e n t värde-r u m u t b y t e s k v a l i t e t s k l a s s e värde-r .
Värdeklass K v a l i t e t s k l a s s 1 Bättre o/s ( I - I I I )
2 övrig o/s + o/s/V
3 V
4 V/VI + V I
Hur pass väl värdeklasserna och c e m t r u m u t b y t e s k v a l i t e t s k l a s s e r n a i under-sökningen överensstämmer för o l i k a d i a m e t e r k l a s s e r v i s a s i diagram 1.
12 Kr/m3fub stockvärde värdeklass 1 värdeklass 2 -•^värdeklass 3 värdeklass 4 10-1A5 15-199 20-249 25- cm toppdiameter ub kvalitet enligt värdeklass centrumutbyteskv alltet enligt sortering
Diagram 1 . G e n o m s n i t t l i g t stockvärde för värdeklasser och centrumutbytes-k v a l i t e t e r för o l i centrumutbytes-k a d i a m e t e r centrumutbytes-k l a s s e r .
Källa: Weslien, 1983.
Också själva värdeklassuppdelningen har t e s t a t s . Det har g j o r t s genom s t u -dium av träffsäkerheten. Med träffsäkerhet avses hur väl andelen s t o c k a r som t i l l d e l a t s en k l a s s överensstämmer med k l a s s e n l i g t stockens v e r k l i g a värde. Nedan v i s a s r e s u l t a t e t , i procent av t o t a l a a n t a l e t s t o c k a r .
Värdeklass 1 Klass e n l i g t 2 v e r k l i g t värde 3 4 T o t a l t 1 7,7 4,3 1,4 0,2 13,6 2 4,7 9,1 6,8 0,8 21,4 3 1,0 5,7 23,3 10,0 40,0 4 0,1 0,7 9,7 14,5 25,0 T o t a l t 13,5 19,8 41,2 25,5 100,0 Träffsäkerheten är i m e d e l t a l 55 p r o c e n t . Undersökningsresultatet v i s a r a t t det är svårare a t t s k a t t a värdet j u bättre k v a l i t e t e n är.
13
6. ELMES IIMMERMATARE
Marknadsförs f n e j i Sverige, men s e r v i c e f i n n s e n l i g t Scanoptics a t t tillgå för b e f i n t l i g a anläggningar.
Scanoptics Oy, P.O. Box 2, SF-02631 Espoo, F i n l a n d
A n t a l mätriktningar 1 - 3 Mätområde, mm 600 a l t e r n a t i v t 800 Mätnoggrannhet, diameter, mm 1 Mätfrekvens, mätningar/s 0 - 35, 70 e l l e r 105 Mätupplösning, mm 1 Max transportörhastighet, m/s 1,8 Mätprincip l a s e r
Mätningsförfarandet /VMRs Kompendium i Virkesmätning, 1987/
Timmermätaren består av ram, l a s e r , r o t e r a n d e prisma, s p e g l a r , mätramper och processor. Mätaren f i n n s i t r e o l i k a utföranden med 1 , 2 e l l e r 3 mät-r i k t n i n g a mät-r . Mätamät-rens f u n k t i o n fmät-ramgåmät-r av f i g u mät-r 1. MAtramp Parabolisk spegel F i g u r 1 . Elmes timmermätare. Källa: Scanoptics Oy
Ljuskällan utgörs av en laserkanon, som avger en mycket smal laserstråle mot e t t roterande prisma. Detta prisma f u n g e r a r som en t r e s i d i g spegel. I ' r e f l e k t e r a d e l j u s e t kommer v i d p r i s m a t s r o t a t i o n a t t för v a r j e varv svepa över och belysa den p a r a b o l i s k a spegeln. L j u s e t från p r i s m a t r e f l e k t e r a s
14
p a r a l l e l l t från den p a r a b o l i s k a spegeln mot en mätramp. Vid mätrampen f i n n s e t t 600 mm f i b e r o p t i k r a s t e r med upplösningen en ( 1 ) mm. Laserstrålen, som är smalare än r a s t e r s p a l t e r n a , sveper över r a s t r e t . Skuggan på mätrampens y t a omvandlas v i a en så k a l l a d p i n d i o d t i l l en d i g i t a l s i g n a l , som anger diametern. V i a mätrampen är d e t sedan möjligt a t t få u t a l l a de i f i g u r 1 angivna måtten x, y, och z separat. Dessa mått l i g g e r t i l l grund för beräk-ning av diameter, längd, avsmalberäk-ning, o v a l i t e t , k r o k i g h e t och b u l i g h e t (kvistförekomst).
Miljö
Mätaren är okänslig för l j u s från andra k o n s t g j o r d a ljuskällor utanför ut-r u s t n i n g e n . Reflexeut-r fut-rån t ex snö och i s påveut-rkaut-r i n t e mätut-resultatet. Kvalitetsmätning
Hos Scanoptics är man övertygad om a t t kvalitetsmätning på r u n d v i r k e kan utföras med hjälp av Elmes timmermätare, förutsatt a t t man mäter i t r e r i k t n i n g a r . T i l l stöJ har man två undersökningar /Blomqvist, N y l i n d e r , 1988/ och /Juvonen, Pitkänen, 1983/.
15
/. OPTILOG TIMMERM;^TARE
Marknadsförs av: Oy Decon AB, P.O. Box 27, SF~02280 Espoo, F i n l a n d
A n t a l mätriktningar 1 - 3 Mätområde, mm 680 Mätnoggrannhet, diameter, mm 1 Mätfrekvens, mätningar/s Q - 200 Mätupplösning, mm 1 Max transportörhastighet, m/s 2
Mätprincip lysrör, kamera
Mätninqsförfärandet
Optilogmätaren kan u t r u s t a s med upp t i l l t r e diodvektorkameror, se f i g u r 2.
1 mätriktning
— diameter
— längd
— volym
— toppkonicitet
— rotkonicitet
2 matriktningar
samma som vid en
mätriktning plus
- pilhöjd
— ovalitet
3 mätriktningar
samma som vid
en och tvä
mätrikt-ninaar plus
— TörtDättrad
ovaJftetsmätning
F i g u r 2. De t r e valmöjligheterna hos O p t i l o g Källa: Oy Decon ABVarje kamera f o t o g r a f e r a r stocken upp t i l l 200 gånger per sekund» L j u s -källan i mätramen består av v a n l i g a lysrör, v a r s l j u s p a r a l l e l l i s e r a t s . De ljusstrålar som i n t e skyms av den förbipasserande stocken fortsätter fram i r i k t n i n g mot kameran, men b r y t s först genom en s p e c i a l o p t i k , se f i g u r 3. Med denna t e k n i k påverkas i n t e mätresultatet av v a r i e r a n d e avstånd mellan stock och kamera.
De s t o r h e t e r som beräknas och utgör s o r t e r i n g s d a t a baserade på s t o c k b i l d e n är följande:
16
Toppdiameter, största diameter, längd, t o p p - och r o t a v s m a l n i n g , k r o k , ova-l i t e t (förhåova-lova-landet meova-lova-lan diametrarna i de o ova-l i k a kamerorna), moduova-löver- modulöver-s k o t t e t modulöver-samt volym. A motljusenhet B => specialoptik C * diodvektorkamera Figur 3. O p t i l o g timmermätare. Källa Qy Decon AB Miljö
U t r u s t n i n g e n är skyddad för a t t k l a r a den krävande miljön. Kameran är mon-t e r a d i e mon-t mon-t dammmon-tämon-tmon-t skåp, som är försemon-tmon-t med värmeväxlare.
Mätramen är s t a b i l och lysrör och skyddsglas är e n k l a a t t b y t a och övriga d e l a r lätta a t t rengöra.
Mätutrustningen bör p l a c e r a s så a t t kamerans o p t i k , motljusenheten och stockens mätställe i n t e utsätts för d i r e k t s o l l j u s e l l e r annan s t a r k belys-n i belys-n g . Dessutom ska ramebelys-n skyddas för regbelys-n och sbelys-nö.
Kvalitetsmätning
Man säger s i g i n t e ha g j o r t några kvalitetmätningsförsök med O p t i l o g hos Decon.
17
8. REMA-RAMEN 9000-serien
Marknadsförs av: RemaControl AB, Box 19036, 720 19 Västerås
A n t a l mätriktningar 1 - 2 Mätområde, mm 700 Mätnoggrannhet, diameter, mm 1 Mätfrekvens, mätningar/s 0 - 140 Mätupplösning, mm 0,7 Max transportörhastighet, m/s 5 Mätprincip I R - l j u s Mätningsförfarandet F i g u r 4. Diametermätare REMA 9002. Källa: RemaControl AB
I de mäthus som s i t t e r på båda s i d o r om den passerande stocken ( v i d två mätriktningar f i n n s f y r a mäthus), f i n n s e t t s t o r t a n t a l tätt placerade l y s d i o d e r och e t t a n t a l dubbla f o t o d i o d e r . En mätdator tänder en l y s d i o d i t a g e t och k o n t r o l l e r a r v i l k a f o t o d i o d e r som " s e r " ljusstrålen från l y s d i o -den. När mätdatorn tänt e r f o r d e r l i g t a n t a l l y s d i o d e r kan den exakt avgöra stockens begränsningsytor i mätriktningen och beräkna den a k t u e l l a d i a -metern.
18
Figur 5 v i s a r hur l j u s e t från en tänd l y s d i o d påverkar t r e f o t o d i o d p a r . I v e r k l i g h e t e n går ljusstrålarna mycket tätare. L j u s e t går o b e h i n d r a t fram t i l l d e t översta paret men "ses" bara av den övre dioden i d e t m e l l e r s t a p a r e t . Det undre f o t o d i o d p a r e t nås i n t e a l l s av ljusstrålarna. Genom a t t datorn tänder och d e t e k t e r a r många l y s d i o d e r (dock en i t a g e t ) i både vänstra och högra mäthuset får man fram e t t exakt värde på stockens d i a -meter .
F i g u r 5. Mätprincipen ger e t t f i n m a s k i g t strålnät. Källa: RemaControl AB
Mätningsfrekvensen är hög. En mätning t a r några t u s e n d e l a r av en sekund, v i l k e t innebär a t t en stock som är f y r a meter lång mäts på ca 400 ställen. Denna s t o r a mängd grundmätdata är en förutsättning för k o r r e k t beräkning av stockens användbara diameter (största och m i n s t a ) , längd, krok (pilhöjd) och dennas läge, o v a l i t e t , avsmalning, s e k t i o n s k u b e r a d volym, toppvolym och mittmätt volym.
Miljö
19 9. TINA I I
Marknadsförs av: RemaControl AB, Box 19036, 720 19 Västerås
A n t a l mätriktningar 2 Mätområde, mm 0 - 450 Mätnoggrannhet, längd, cm 3 Mätnoggrannhet, diameter, mm 1 Mätfrekvens, mätningar/s 100 Max transportörhastighet, m/s 2 Mätprincip Gammastrålning Mätningsförfarandet
/VMRs Kompendium i virkesmätning, 1981/, /Asplund, 1982/, /Nyström, inhansson, 1985/, /Sederholm, 1988/ COMPARTMENT CONTROL SIGNAL COMPUTER TERMINAL m a m RADIATION SOURCES
F i g u r 6. Dimensions- och kvalitetsmätning med hjälp av TINA Källa: Tekniska Röntgencentralen AB.
U t r u s t n i n g e n består av en strålkälla med två i s o t o p e r 192 I r som är p l a c e -rade i v a r s i n k o l l i m a t o r för a t t erhålla gammastrålar i önskade r i k t n i n g a r , se f i g u r 6. Gammastrålarna samlas upp i två d e t e k t o r e r ( s c i n t i l l a t o r e r och f o t o m u l t i p l i k a t o r e r ) där strålarna omvandlas t i l l e l e k t r i s k a s i g n a l e r . Dessa s i g n a l e r är mått på den genomsläppta i n t e n s i t e t e n . S k i l l n a d e r i i n -t e n s i -t e -t e n v i s a r på s k i l l n a d e r i s-tockens d e n s i -t e -t . M a -t e r i a l med hög
den-20
s i t e t dämpar strålningen mer än m a t e r i a l med låg d e n s i t e t . Torr bark har lägre d e n s i t e t än innanförliggande ved. På så sätt kan man med hjälp av
riNA mäta stockdiameter under bark. Diametern kan b e s k r i v a s med hjälp av
f i g u r 7. Avståndet mellan i n t e n s i t e t s m a x i m a anger diameter på bark. Dia-meter under bark återfinns v i d i n f l e k t i o n s p u n k t e r n a , där lägre b a r k d e n s i t e t övergår i högre s p l i n t v e d s d e n s i t e t . Käl la D = d i a m e t e r pb d = d i a m e t e r ub S t o c k D e t e k t o r I n t e n s i t e t 1 0 0 % O \ F i g u r 7. B e s k r i v n i n g av stockdiametern i diagramform. Källa: Sederholm, 1988.
Längdmätningen i Tina kan b e s k r i v a s med f i g u r 8 och följande resonemang. Den i längsled hos stocken v a r i e r a n d e i n t e n s i t e t e n är en sammanställning av v a r j e mätt tvärsnitts summerade täthet. Den beror d e l s på stockens d i a -meter, d e l s på egenskaper i stocken med o l i k a täthet ( d e n s i t e t ) . Lägre i n t e n s i t e t i längsprofilen kan i n d i k e r a t ex k v i s t v a r v , då k v i s t a r har högre d e n s i t e t än omgivade ved och följdaktligen absorberar mer strålning. Förekommer röta s t i g e r i n t e n s i t e t e n eftersom röta har lägre d e n s i t e t än om-givande ved.
Även främmande föremål, såsom s t e n a r och metallföremål, s k u l l e e v e n t u e l l t kunna d e t e k t e r a s . ( D e t t a framgår dock i n t e av f i g u r e n . ) V i k t i g t a t t komma ihåg är a t t träets a b s o r p t i o n av gammastrålar även påverkas av stockens f u k t k v o t och t j o c k l e k . Detta k o m p l i c e r a r i v i s s mån utvärderingen av mät-data.
21
100 Vo
o %
Intensitet
Longd
I igur 8 : B e s k r i v n i n g i diagramform av stockens längd och d e n s i t e t s v a r i a
-t i o n e r .
Källa: Sederholm, 1988
De mätvärden som erhålls l i g g e r t i l l grund för beräkning av toppdiameter, krok (och dess läge), avsmalning, längd, topp- och t o t a l v o l y m och o v a l i t e t Följande beståndsdelar e l l e r egenskaper s k u l l e dessutom e v e n t u e l l t kunna u r s k i l j a s hos en s t o c k : bark s p l i n t v e d och kärnved k v i s t v e d ( g r o v t mått på kvistförekomst) röta t j u r v e d ( i mån av täthetsavvikelser)
1 en undersökning /Johansson, 1982/ har r u n d v i r k e k v a l i t e t s k l a s s i f i c e r a t s med hjälp av TINA och e t t f r a m t a g e t g o d h e t s t a l , baserat på d e l s täthets-v a r i a t i o n och täthetsnitäthets-vå, d e l s e t t f o r m t a l (här ktäthets-voten mellan r o t - och toppavsmalningar), medelavsmalning och ytjämnhet. E f t e r sågning har cen-t r u m v i r k e cen-t k v a l i cen-t e cen-t s k l a s s i f i c e r a cen-t s manuellcen-t i o r d i n a r i e färdigvaruklasser /Gröna Boken, 1982/. O / s - v i r k e t s o r t e r a d e s i s i n a d e l k l a s s e r , v i l k e t i n t e framgår av nedan följande sammanställning av r e s u l t a t e n .
1 undersökningen k l a s s i f i c e r a d e s r u n d v i r k e t d e l s i två k l a s s e r : A och B, d e l s i t r e k l a s s e r : A, B och C (A är bäst och C är sämst). Nedan v i s a s en s o r t e r i n g s m a t r i s med r e s u l t a t från en mätning med TINA. Kolumnerna utgörs av färdigvarukvalitetsklasser hos c e n t r u m u t b y t e t och raderna utgörs av r u n d v i r k e s k v a l i t e t s k l a s s e r . R e s u l t a t e n är presenterade i procent av k l a s s i f i c e r a d mängd r u n d v i r k e , %.
'I
Diameterklass 150 TINA
Klass O/S V VI V I I Andel av
t o t a l t timmer A 29,8 63,0 6,7 0,4 34,3 B 1,5 49,3 48,9 0,2 65,7 T o t a l t 11,2 54,0 34,4 0,3 100,0 Diameterklass 205 Klass 0/5 TINA VI V I I Andel av t o t a l t timiii':^ A 50,3 40,2 9,6 0,0 51,4 B 2,4 36,3 60,4 0,9 4R,6 T o t a l t 27,0 38,3 34,2 0,4 100,0 Diameterklass 288 TINA
Klass O/S V VI V I I Andel av
t o t a l t timmer
A 40,7 36,4 21,3 1,6 76,0
B 4,9 19,7 71,1 4,2 24,0
T o t a l t 32,1 32,4 33,3 2,2 100,0
Av ovanstående s e r man a t t TINA är bättre på a t t s o r t e r a u t sämre v i r k e ur e t t p a r t i än a t t t a fram d e t goda. D e t t a sammantaget med a t t färdigvaru-klasserna i s t o r t s e t t är t r e stycken ( o / s . V, V I ) gör a t t en uppdelning i t r e r u n d v i r k e s k l a s s e r är av i n t r e s s e a t t studera och e v e n t u e l l t använda. Nedan v i s a s en sammanställning från en mätning med TINA med samma rund-v i r k e s p a r t i som orund-van, men uppdelad i t r e r u n d rund-v i r k e s k l a s s e r (raderna i m a t r i s e n ) . Även här är det c e n t r u m u t b y t e t hos färdigvaruklasserna som står i kolumnerna och r e s u l t a t e n presenterade i procent k l a s s i f i c e r a d mängd r u n d v i r k e .
23
Diameterklass 150 TINA
Klass O/S V VI V I I Andel av
t o t a l t timmer A 34,5 59,8 5,7 0,0 28,0 B 2,7 60,8 36,0 0,5 58,5 C 0,0 12,8 87,2 0,0 13,5 T o t a l t 11,2 54,0 34,4 0,3 100,0 Diameterklass 205 Klass O/S TINA VI V I I Andel av t o t a l t timmer A 54,5 38,0 7,5 0,0 44,5 B 9,1 51,9 38,5 0,5 50,1 C 0,0 22,7 76,1 1,1 25,4 T o t a l t 27,0 38,3 34,2 0,4 100,0 Diameterklass 288 TINA
Klass O/S V VI V I I Andel av
t o t a l t timmer
A 51,0 35,9 12,1 1,0 49,0
B 16,9 34,7 45,9 2,5 40,9
C 1,7 6,7 85,0 6,7 10,1
T o t a l t 32,1 32,4 33,3 2,2 100,0
Av ovanstående r e s u l t a t kan man skönja TINAs s t y r k a och svaghet. TINA är bra på a t t s o r t e r a u t dåligt r u n d v i r k e ur k l e n t r u n d v i r k e , bra på a t t s o r -t e r a u -t m e l l a n g r o v -t r u n d v i r k e och h a l v b r a på samma sak ur g r o v -t r u n d v i r k e . TINA är r e l a t i v t dålig på a t t s o r t e r a g r o v t r u n d v i r k e och på a t t särskilja det goda r u n d v i r k e t i k l e n - och m e l l a n k l a s s e r n a .
24
I e t t a r b e t e /Sederholm, 1988/ har r e p e t e r b a r h e t e n hos TINA v i d STORAs såg-verk Ala undersökts.
Man fann a t t den största n y t t a n med genomlysningstekniken idag är a t t kunna s o r t e r a r u n d v i r k e med mått under bark, medan barken s i t t e r k v a r . V i d för-söken visade d e t s i g a t t mellan 70 och 80 % av stockarna v i d o m s o r t e r i n g kom t i l l b a k a t i l l samma s o r t e r i n g s f a c k . Repeterbarheten v a r bättre för klentimmer än för grovtimmer (toppdiameter 150-160 mm r e s p e k t i v e
205-215 mm). De nedan visade r e s u l t a t e n för de o l i k a dimensionsklasserna utgör medelvärden av h e l a p a r t i e t inom d i a m e t e r k l a s s e n , v i l k e t kan vara v i l s e l e d a n d e när man v i l l s t u d e r a r e p e t e r b a r h e t e n . För e n s k i l d stock är r e s u l t a t e t sämre.
Sorteringaresultat sagt inner Toppdiameter gränser 150 - 160 wn Tina mars 1987 1 1 Inon Inon Utaniör Utaniör Under over 23 50 75 Procent stockar Tredie (ZZ2RY]ra B F b r s t a 100 Sorterinasresultat sagtinner Toppdiaraeter gränser 205 - 215 i Tina mars \%7 Inon Utanför Uhder över I 25 50 75 P r a e n t s t a k a r •Tredie tZZaflndra B F b r s t a 100 Diagram 2. S o r t e r i n g s r e s u l t a t v i d o m s o r t e r i n g av s o r t e r a d välta. S o r t e r a t t r e gånger med TINA.
Källa: Sederholm, 1988
Om r e p e t e r b a r h e t e n v i d diametermätning på samma p a r t i s k u l l e ha undersökts på bark s k u l l e maximalt 60 % av stockarna åter ha d i r i g e r a t s t i l l b a k a t i l l samma f a c k .
25 Repeterbarheten v i d mätning av o v a l i t e t och båghöjd har också undersökts
(se diagram 3 och 4 ) . Repeterbarheten är l i k s o m för diametern i n t e per-f e k t . Detta beror b l a på a t t stockarnas rotationsläge v a r i e r a r v i d mät-jiingarna. Dessutom beror d e t på a t t a n t a l e t använda mätriktningar i n t e är tillräckligt många.
Medel oval i topp
Tim mars 1987
•Tredje CZZIfVxJra B F ö r s t a 150 -160 m 205 -215 m
Diagram 3. O v a l i t e t - r e p e t e r b a r h e t e n hos TINA. Källa: Sederholm, 1988 Medel baqhoid i im TINfl mars 1987 M T r e d i e EZIftTdra B F ö r s t a 150 -160 im 205 -215 rm
Diagram 4. Båghöjd - r e p e t e r b a r h e t e n hos TINA Källa: Sederholm, 1988
26
Mindre v a r i a t i o n mellan de t r e mätomgångarna, och följaktligen bättre repet e r b a r h e repet , visades då medelvärderepet på avsmalningen, baserad på volym, r e -g i s t r e r a d e s . Se dia-gram 5. 10.0 m/tt Medel avsmalning i m ^ i i Tim mars 1987 150 -160 rm • i Tredje CZZlRndra B F ö r s t a 205 -215 m
Diagram 5. Volymbaserad avsmalning - r e p e t e r b a r h e t e n hos TINA Källa: Sederholm, 1988
27 10. DISKUSSION
1. Jämför de o l i k a kvalitetsmätningsmetoderna med varandra
Ftt försök t i l l a t t jämföra de o l i k a kvalitetsmätningsmetoderna borde kunna utföras e n l i g t följande:
L l l . större p a r t i r u n d v i r k e med samma toppdiameter kvalitetsmäts e t t a n t a l
gånger i en och samma u t r u s t n i n g för a t t utröna dess förmåga t i l l exakt r e p e t e r b a r h e t . V a r j e stocks inmätta data och k l a s s t i l l d e l n i n g (baserad på manuellt t i l l d e l a d k l a s s e l l e r e t t g o d h e t s t a l och gällade c e n t r u m u t b y t e t ) r e g i s t r e r a s för s i g . Därefter jämförs r e s u l t a t e n per stock för de o l i k a u t r u s t n i n g a r n a .
Sedan sönderdelas stockarna med en given p o s t n i n g och hela u t b y t e t k v a l i -t e -t s k l a s s i f i c e r a s e n l i g -t Gröna Boken. Härur kan då m a -t e r i a l för en jäm-förande s t u d i e fås.
2. Hur ska en s o r t e r i n g s m a t r i s dimensioneras?
Att undersöka och se hur pass uppdelad en m a t r i s kan/ska göras kräver
"fältarbete" e l l e r användning av den "stambank" som f i n n s på Trätek /Drake, Johansson, Johansson, L i l j e b l a d , 1988/.
På basis av de i punkt 1 framkomna r e s u l t a t e n bör d e t f i n n a s underlag för att dimensionera en s o r t e r i n g s m a t r i s för v a r j e kvalitetsmätningsutrustning. Man bör sträva e f t e r a t t minimera a n t a l e t rader och kolumner, men i n t e på bekostnad av e f f e k t i v i t e t e n (se k a p i t e l 5 ) . A t t ha för många k l a s s e r skapar problem v i d den efterföljande h a n t e r i n g e n .
3. G o d h e t s t a l e t och r e p e t e r b a r h e t e n
Ett mått som används v i d r u n d v i r k e s s o r t e r i n g bör ha två grundläggande egen-skaper. Dels en särskiljande förmåga, d e l s en mätbar r e p e t e r b a r h e t . Dessa två egenskaper står i e t t motsatsförhållande t i l l varandra. Den särskiljan-de förmågan erhålls genom a t t v i s s a k a r a k t e r i s t i k s ( t ex kvistförekomst) överdrivs varpå r e p e t e r b a r h e t e n äventyras.
Vid undersökningar av r e p e t e r b a r h e t e n hos en metod bör man alltså notera att d e t f i n n s e t t samband mellan dålig r e p e t e r b a r h e t och e t t övervärderat mått på någon v i s s egenskap i g o d h e t s t a l e t , t ex k v i s t förekomst.
4. O p t i m e r i n g s t a l
Det har t a l a t s om g o d h e t s t a l i försöken a t t rätt bedöma en stocks förmodade färdigvarukvalitet. Här h a r o l i k a geometriska parametrar v i k t a t s och för FINA även täthetsvariation och täthetsnivå.
I f r a m t i d e n s k u l l e man kunna tänka s i g a t t förutom a t t t i l l d e l a v a r j e stock ett g o d h e t s t a l även ge den e t t t a l som angav bästa sågningsläge och p o s t -n i -n g , med hä-nsy-n tage-n t i l l sågverkets o r d e r s t o c k e l l e r mark-nad. Detta t a l
sammanvägt med g o d h e t s t a l e t s k u l l e utgöra e t t o p t i m e r i n g s t a l för stocken Kanske är d e t e t t alltför k o m p l i c e r a t förfarande. Vägen d i t är t r o l i g e n törnebeströdd!
'^>. Expertsystem
U t v e c k l i n g e n av kvalitetsmätningssystem har kommit dithän a t t man idag hu-vudsakligen använder s i g av både VMF-mannen och o p t i s k mätramsteknik v i d k l a s s i f i c e r i n g av stocken. Mannen kommer i f r a m t i d e n a t t få a l l t mer i n f o r -mation av mätramens databehandlade u p p g i f t e r , ex v i s b u l i g h e t , k r o k , av-smalning m m, på v i l k a han kan grunda s i n bedömning. Utifrån dessa upp-g i f t e r p l u s d e t r e n t v i s u e l l a i n t r y c k e t borde VMF-mannen kunna upp-göra en bättre och ändamålsanpassad kvalitetsbedömning av stocken. E v e n t u e l l t s k u l l e han också kunna föreslå p o s t n i n g och sågningsläge.
Ånnu l i t e längre fram i t i d e n kan man tänka s i g a t t man ger
mätutrust-ningens d a t o r möjlighet a t t bygga upp en " e r f a r e n h e t " av kvalitetsmätning genom s t a t i s t i s k a metoder. Man får alltså en upplärd d a t o r i kedjan man -g i v a r e - d a t o r , dvs e t t expertsystem.
Även om man en dag u t e s l u t a n d e använder s i g av e t t h e l t a u t o m a t i s k t k v a l i -tetsmätningssystem kommer behovet av en o p a r t i s k bedömare a t t f i n n a s k v a r . 6. Utvecklingsvägar
Det f i n n s två vägar a t t gå v i d u t v e c k l i n g av kvalitetsmätningssystem. En väg pekar mot den exteriöra bedömningen av stocken (expertsystem med man g i v a r e d a t o r ) . Här kan man med hjälp av uppmätta parametrar ange den t r o -l i g a s t o c k k v a -l i t e t e n . Metoden kan b -l i snabb, enke-l och r e -l a t i v t noggrann (bra träffsäkerhet). Detta möjliggör a t t a l l a s t o c k a r bör kunna k l a s s i f i c e -ras.
Den andra vägen är a t t med hjälp av noggrann genomlysningsteknik kartlägga en s t o c k s i n r e k v a l i t e t och k l a s s i f i c e r a den därefter. Metoden kommer a t t b l i mycket exakt, men långsam inom överskådlig t i d . Därför bör endast l o -vande s t o c k a r genomlysas.
Vidare bör man tänka s i g a t t redan i skogen a p t e r a , s o r t e r a och s l u s s a r u n d v i r k e t t i l l rätt " s t a t i o n e r " .
7. Framtida kvalitetsmätningstekniker
Det f i n n s f l e r a möjliga t e k n i k e r , som man s k u l l e kunna använda s i g av v i d k l a s s i f i c e r i n g av r u n d v i r k e , än de som nämnts härovan. Tre av dessa, som syns i n t r e s s a n t a , är:
- Röntgen
- NMR ( n u c l e a r magnetic resonance) - U l t r a l j u d
29
Forskning pågår!
På d a t o r t o m o g r a f i - (och röntgen)-området kan p r o f e s s o r Anders Grönlund svara på frågor. TräteknikCentrum, Skeria 2, 931 87 Skellefteå, t e l 0910/652 00.
E t t problem v i d användning av röntgen är a t t man får f e l s i g n a l e r p g a f u k t a n s a m l i n g a r i stocken. Dessa kan t o l k a s som t ex k v i s t .
I n t r e s s a n t f o r s k n i n g på NMR-området b e d r i v s b l a i Kanada av p r o f e s s o r A.L. MacKay, Physics Dept., U n i v e r s i t y o f B r i t i s h Columbia, Vancouver, V6T 1W5. B.C. och 3.R.T. H a i l e y , Research S c i e n t i s t , Lumber Manufacturing Dept., F o r i n t e k Canada Corp., Western L a b o r a t o r y , 6620 N.W. Marine D r i v e ,
Vancouver, V6T 1X2, B.C.
Det f i n n s e t t s t o r t problem v i d e v e n t u e l l anpassning av NMR t i l l svenska förhållanden: Metoden fungerar i n t e v i d temperaturer under n o l l grader C e l s i u s !
I b l a Norge b e d r i v s f o r s k n i n g på u l t r a l j u d som mätmetod. Professor Rolf B i r k e l a n d , Norsk Trefceknisk I n s t i t u t t , B l i n d e r n , Postboks 337, N-0314 Oslo För a t t kunna använda u l t r a l j u d v i d mätningar krävs e t t överföringsmedium för ljudvågorna som har d i r e k t k o n t a k t mellan ljudkälla och mätobjekt. V i d mätningar av s t o c k a r har man på försök använt s i g av v a t t e n som över-föringsmedium för ljudvågorna.
50
11. LITTERATURFÖRTECKNING
Anon: F i r s t I n t e r n a t i o n a l Conference on Scanning Technology i n S a w m i l l i n g . October 10-11 1985, San F r a n c i s c o , C a l i f o r n i a , USA
Anon: Proceedings F i f t h N o n d e s t r u c t i v e Testing o f Wood Symposium. September 9-11 1985, Washington S t a t e U n i v e r s i t y , Pullman, Washington
Anon: Proceedings I n t e r n a l Defect Scanning o f Logs. Seminar arranged by t h e Norwegian I n s t i t u t e o f Wood Technology, Oslo, June 20 and 21 1985
Anon: P r o d u k t b r o s c h y r e r från REMA, Scanoptics och Decon om mätramar Anon: Second I n t e r n a t i o n a l Conference on Scanning Technology i n Saw-m i l l i n g . October 1-2 1987, Oakland/Berkeley H i l l s , C a l i f o r n i a , USA
Anon: S o r t e r i n g av sågat v i r k e av f u r u och gran (Gröna Boken). Föreningen svenska sågverksmän, femte upplagan, 1982
Anon: Virkesmätningsrådet: Årsredovisning och Revisionsberättelse för Sr 1987 och 1983.
Anon: Virkesmätningsrådet: Kompendium i virkesmätning 1981, i n k l u s i v e mät-n i mät-n g s i mät-n s t r u k t i o mät-n e r 1987.
Asplund T., K a r l s s o n L.: Noggrann stockmätning för forskningsändamål. TräteknikRapport n r 42, 1984
Asplund T.: Sammanställning av diametermätares prestanda. STFI-meddelande s e r i e D n r 159, 1982
B i r k e l a n d R.: Some Viewpoints on a Device f o r Scanning t h e I n t e r n a l Q u a l i t y of Logs. Proceedings, I n t e r n a l Defect Scanning o f Logs. Seminar arranged by the Norwegian I n s t i t u t e o f Wood Technology, Oslo, June 20 and 21 1985. Blomqvist H., N y l i n d e r M.: Samband mellan g r a n s t o c k a r s g e o m e t r i , u t b y t e och k v a l i t e t . SLU, I n s t . för virkeslära. Rapport nr 202, 1988
Blomqvist H., N y l i n d e r M.: Samband mellan t a l l s t o c k a r s g e o m e t r i , u t b y t e och k v a l i t e t . SLU, I n s t . för virkeslära. Rapport n r 205, 1988
Blomqvist H., Orke 3.: Apteringens och inläggningens samband med k v a l i t e t e n i den sågade varan hos f u r u . SLU, I n s t . för virkeslära. Rapport n r 175, 1986
Blomqvist H., Orke 3.: K v a l i t e t s s t y r t sågningsläge - f u r u . SLU, I n s t . för virkeslära. Rapport n r 189, 1987
Blomqvist H., Orke 3.: U t n y t t j a t a l l e n s k v a l i t e t bättre. F o r s k n i n g s s t i f t e l -sen Skogsarbeten, R e s u l t a t n r 10, 1986
Drake E.: Apteringens i n v e r k a n på sågutbytet - Några simuleringsförsök. Trätek, I 8811070, 1988
31 Drake E., Johansson J., Johansson L G., L i l j e b l a d A.: Furustammars y t t r e
och i n r e geometri inmätta inom p r o j e k t e t " K v a l i t e t s s i m u l e r i n g av
sågtim-mer". Trätek, I 8811069, 1988
lirönlund A., L i l j e b l a d Ä.: Träforskning i USA, Kanada och Japan. Rese-r a p p o Rese-r t . TRese-rätek, P 8904015, 1989
Hägg A.: Sågverkens c e l l u l o s a - och p a p p e r s i n d u s t r i n s betalningsförmåga för vedförbrukningen. SLU, I n s t . för virkeslära. Rapport nr 184, 1986
Högnäsbacka A.: Kvalitetsbedömning av s t o c k a r med hjälp av genomlysning med gammastrålning i mätram. Examensarbete, I n s t . för f y s i k och mätteknik, LiTH-IFM-EX-379, 1988
Jakobsson S-G.: E t t förslag t i l l k l a s s i f i c e r i n g s s y s t e m för gransågtimmer. Skogshögskolan, I n s t . för virkeslära. Nr R 97, 1976
Inhansson L G.: TINA var står hon idag? pp 20-22, Sågverken 12, 1982 Johansson L G.: TINA - U t v e c k l i n g s p r o j e k t - Godhetstal. S l u t r a p p o r t
1982-09-10, LGJ K o n s u l t , Opublicerad
Johansson L G., Johansson J.: Metodik v i d insamlandet av data i p r o j e k t e t " K v a l i t e t s s i m u l e r i n g av sågtimmer". Trätek, I 8811071, 1988
Johansson L G., L i l j e b l a d Ä.: Några tillämpningsexempel inom p r o j e k t e t " K v a l i t e t s s i m u l e r i n g av sågtimmer". Trätek, I 8806050, 1988
Juvonen R., Pitkänen R.: The S i g n i f i c a n c e o f t h e Number o f Mo/isuring D i r e c -t i o n s Concerning -t h e Diame-ter o f -the Log. Tekniska högskolan i H e l s i n g f o r s , L a b o r a t o r i e t för träets mekaniska t e k n o l o g i . Meddelande n r 6, 1983
Karlsson L., Palm R.: Produktionen av sågade trävaror i Sverige 1976, 1978 och 1983. Trätek, P 8801003, 1988
Labeda A.: Second I n t e r n a t i o n a l Conference on Scanning Technology. October 1-2, 1987, Oakland/Berkeley H i l l s , C a l i f o r n i a , USA. Travel r e p o r t . Trätek, I n t e r n r a p p o r t 1987-10-27
Lycken A., Drake E.: A p t e r i n g . Trätek, I n t e r n r a p p o r t 1987-05-05
Nyström G., Johansson L G.: TINA - A System f o r Measuring Dimensions and Q u a l i t y o f Logs. Proceedings, I n t e r n a l Defect Scanning o f Logs. Seminar arranged by t h e Norwegian I n s t i t u t e o f Wood l e c h n o l o g y , Oslo, June 20 and 21 1985.
Orvér M.: K l a s s i f i c e r i n g av tallsågtimmer med o b j e k t i v t mätbara f a k t o r e r . Skogshögskolan, I n s t . för virkeslära. Nr R 65, 1970
Sederholm J.: S o r t e r i n g av sågtimmer med genomlysningsteknik. Mätningar med mätsystemet TINA våren 1987. Trätek, P 8812080, 1988
Söderström 0.: Barrsågtimrets fördelning på k v a l i t e t diameter och längd i o l i k a r e g i o n e r virkesåret 1982/83. SLU, I n s t . för virkeslära. Uppsats nr 145, 1984
32
Thunell B.: P r i n c i p l e s and Methods t o Determine Lumber Q u a l i t y . KTH Trä-t e k n o l o g i , RapporTrä-t 4, 1980
Weslien H.: Värdeklassificering av sågtimmer med o b j e k t i v t mätbara fakto-r e fakto-r . Del 1 - K l a s s i f i c e fakto-r i n g av t a l l t i m m e fakto-r . SLU, I n s t . föfakto-r vifakto-rkesläfakto-ra, Rapport n r 140, 1983
V/eslien H.: Värdeklassificering av sågtimmer med o b j e k t i v t mätbara fakto-r e fakto-r . Del 2 - K l a s s i f i c e fakto-r i n g av gfakto-ransågtimmefakto-r. SLU, I n s t . föfakto-r vifakto-rkesläfakto-ra. Rapport nr 141, 1983
Detta digitala dokument skapades med anslag från
Stiftelsen Nils och Dorthi
Troédssons forskningsfond
Trätekn i kCentru m
I N S T I T U T E T F O R T R A T E K N I S K F O R S K N I N G
Box 5609,114 86 STOCKHOLM Besöksadress: Drottning Kristinas väg 67 Telefon: 08-14 53 00
Telex: 144 45 tratek s Telefax: 08-11 61 88
Huvudenhet med kansli
Asenvägen 9, 552 58 JÖNKÖPING Telefon: 036-12 60 41
Telefax: 036-16 87 98 ISSN 0283-4634
93187 SKELLEFTEÅ
Besöksadress: Bockholms vägen 18 Telefon: 0910-652 00
Telex: 650 31 expolar s Telefax: 0910-652 65
