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红木家具与工艺品木材无损检测方法研究

2015-12-15 作者:李敏华,刘红清,李桂兰,韦苇,徐峰 浏览:3624 来源:《艺术家具》杂志

摘要

本文基于对红木家具与工艺品表面不被破坏,保证其完整性,而探索出一种对红木家具与工艺品表面无损的检测方法。通过现场检测应用实例证明,手持式数码显微镜完全适用于木材无损检测,并解决了传统木材识别中存在的取样破坏性和木样特征局限性问题。

红木家具与工艺品色泽温润、造型典雅、结实耐用等特点受到了广大消费者的喜爱,同时又因为材质珍贵、资源稀缺而成为收藏界的投资新宠。决定红木家具与工艺品价值的高低除了款式、工艺、艺术性外,材质是一个很重要的因素,不同红木树种制作的家具与工艺品价格相差甚远[1]。许多消费者、收藏单位或收藏爱好者都想确定其购买或收藏的红木家具与工艺品是何种木材制成而要求进行木材树种识别。然而,传统的木材识别方法需要对物品进行取样,必将给红木家具与工艺品造成一定的破坏,影响其完整性和美观性[2~3]。同时,由于一套红木家具或一件工艺品价值几十万甚至到几百万,拥有者异常的珍稀和爱护,部分无法接受目前国内家具材质识别时需对家具进行取样造成破坏的检测方法。通过研究与反复实践,我们探索出一种新的木材识别方法,即红木家具与工艺品木材无损检测法,为鉴定红木家具与工艺品甚至其它木质家具无损检测提供了一种有效的方法。

 

1 传统木材识别及其存在的问题

1.1 传统木材识别方法

       基于具有丰富的木材构造特征方面专业知识和经验的识别专家,将宏观特征和微观特征相结合,通过观察、比较和分析,可以识别出木材树种[3]。其过程首先要在被检测物品上截取一定尺寸大小的木样,然后采用徒手切片或切片机切片从木样上切出横切面、弦切面和径切面的薄片,制成临时切片或经过染色、脱水、透明后制成永久切片,再置于光学显微镜下观察其内部构造特征;鉴定专家结合宏观和微观构造特征,参考有关的木材识别书籍描述进行核对,初步判断出结果;然后与标本馆内的木样标本和切片进行比对;最后定出结果[4~5]


1.2 传统木材鉴定中存在的问题

1.2.1 取样破坏性

由于传统木材鉴定过程中截取的木样要满足徒手切片或切片机切片的要求,木样长、宽及高度的尺寸至少为10 mm×5 mm×5 mm,长度纹理方向与树干方向平行,宽度和高度纹理方向与树干方向垂直,即使对家具或木工艺品减小了木样大小,但同样对家具或木工艺品产生一定的破坏性,特别会对具有巨大升值潜力和收藏价值的红木家具和工艺品完整性和美观性造成破坏[6]

1.2.2 木样特征局限性

由于树木受立地条件的影响,木材构造有变异,即使是同一树株,不同的树高和树径部位,也会出现较大差异,甚至有时在10 cm距离范围内会出现很大差异的微观构造[8~10]。然而木材鉴定机构通常对非常珍贵的红木家具或红木工艺品一般截取横切面宽为5 mm的木样,通常这样大小的横切面并没有包含一个完整的生长轮,在观察其横切面微观构造特征时存在一定的局限性。同时,由于不可能在每一个家具构件上进行取样,所以在一件家具取1个木样就很难代表整套家具的木材树种。

2 木材无损检测方法及手持式数码显微镜

2.1 木材无损检测方法的依据

根据我们平时实验室使用的体视显微镜的工作方式和成像原理[11],来寻找一种设备能够拍摄木材表面构造特征达到木材识别的要求,又根据木材识别主要取决于在显微镜下观察到的木材组织和细胞排列和形态的主要微观特征[12~14],市场上正好有一种手持式数码显微镜与之相符,能够达到无损检测的要求。该显微镜可直接对需要检测的整件家具的不同构件和构件不同部位的进行拍摄微观图片,然后观察对比后再筛选出具有代表性的横切面、弦切面和径切面图片,进行微观特征观察,其余检测步骤同传统的木材识别方法。该方法解决了传统木材识别中存在的取样破坏性和木样特征局限性的问题,同时也解决了一件家具中不同构件从感观上无法区分的难题。

2.2 手持式数码显微镜

2.2.1 手持式数码显微镜的工作原理

       通过光学镜头将被鉴定的家具部位生成光学图像投射到图像传感器表面上,然后转为电信号,经过A/D转换后变为数字图像信号,再送到数字信号处理芯片中加工处理,再通过USB接口传输到电脑中处理,通过显示器直接显示木材微观图像[15]

2.2.2 手持式数码显微镜的类型

符合无损检测要求的手持式数码显微镜有两种类型。一种是和普通的数码相机的外型和工作原理一样,充电后就可使用,拍完所需图片后需连接计算机获取图片;我们选择Anyty公司生产的型号为3R-A200,变倍范围在10~200倍。另一种外形是圆柱形,接头是USB的,需与计算机相连接才能工作,最好使用便携式计算机,这样可以随处移动,在计算机上安装一个相匹配的拍照软件后就可进行拍照;根据平时对图片倍数的要求,我们选择了台湾Dino-lite公司生产的型号为AM7013MT,变倍范围在10~200倍之间进行拍摄横切面,选择该公司型号为AM7013MZT4,变倍范围在400~460倍之间进行拍摄弦切面,选择该公司型号为AM413T5,固定倍数为500倍进行拍摄径切面。

2.2.3 手持式数码显微镜的操作方法

第一种类型的手持式数码显微镜上带有显示器和存储功能,并设有倍数调节按钮(10~40)×,数码倍率1~5,可用低倍数来拍摄木材横切面特征,高倍数来拍摄木材弦切面和径切面特征;和使用数码相机一样,对准需要拍的木材,进行焦距调节和亮度调节,再进行倍数调节,调节完后即可进行拍摄。

第二种类型的手持式数码显微镜要与便携式计算机连接,使用这种显微镜拍摄时,先要对准需要的木材结构特征部位,然后进行亮度和倍数调节,直接在计算机上点击拍摄。

2.2.3 手持式数码显微镜的使用要求

       通过实验,我们发现使用符合使用要求的两种类型的手持式数码显微镜要拍摄出符合识别要求的高质量、高清晰度的木材构造宏微观图片,对物体表面平整度和光滑度有较高的要求。一般来说,横切面需要拍摄的面积较大,对平整度和光滑度都有要求;弦切面和径切面需要拍摄的面积很小,所以只对平整度有较高的要求。

2.2.4 手持式数码显微镜的获取清晰图片的方法

对于表面做过不同处理方法的红木家具和工艺品,我们采取不同的处理方法获取清晰图片。

1)表面比较光滑的生坯红木家具和工艺品,通常我们在不进行任何处理的情况下直接在表面寻找能否拍出符合要求的图片。如果在无法获取符合要求图片时,由于生坯家具是打磨后就直接销售的,我们可对其进行小面积精细打磨至光滑,就可以获取到符合要求的清晰图片,同时不会对其造成破坏。

2)红木家具和工艺品表面经过上蜡处理或清漆处理,正常情况下如果无无法获取符合要求图片。经过反复实验,我们发现使用介质涂抹在需要拍摄位置表面能大幅增加图片清楚度。可使用的介质有水、乙醇、丙三醇和油性物质等,其中油性物质效果最佳。因红木家具和工艺品表面经过上蜡处理或清漆处理,拍摄完后直接擦去涂抹的介质,并不会对其造成破坏及污渍。

3)红木家具和工艺品表面经过色漆处理,正常情况下是无法获取符合要求图片。但我们不难发现,一般情况下,红木家具和工艺品底部和与地面接触的地方只上少部分漆,所以如果在被检测方不介意对其背面隐蔽处或与地面接触的地方进行轻微打磨处理或涂抹介质,同样也能获取符合要求的图片。

3 红木家具与工艺品无损检测应用实例

广西壮族自治区产品质量监督检验研究院的红木鉴定实验室已利用木材无损检测方法检测送检的样品,以其中送检的一套红木家具和一个工艺品为例进行木材鉴定。红木家具是皇宫椅,工艺品是酒樽(如图1-1,图1-5)。

首先将要鉴定的家具整体进行观察,发现有无构件颜色、木纹特别者,如果有,应拍摄其木材微观图,便于之后观察其特征是否与其他构件特征相同和对其进行鉴定;然后找到家具构件横切面用10倍放大镜观察其宏观特征;再用(10~200)×可调和固定500×手持式数码显微镜分别拍取各构件正横切面和正弦切面、正径切面图片,在弦切面拍摄之前,在要拍的地方涂上一些油性物质,可提高图片的清晰度;尽可能的要多拍构造图,这样能够提高鉴定结果的准确性。

通过观察和对比分析获取的红木家具和工艺品的微观构造图,发现两者所有构件的微观构造图均相同。其宏微观特征如下所述:

两者宏观特征均为心材黄褐色、深红色、红褐色至深红褐色,具深褐色或黑色条纹。 生长轮略明显。散孔至半环孔材;管孔在肉眼下可见,早材部分管孔较大。轴向薄壁组织丰富,主为翼状、聚翼状及带状。木射线放大镜下明显(图1-2,图1-6)。

两者微观特征均为单管孔及少数2~3个径列复管孔,管孔内多含侵填体和树胶。单穿孔,管间纹孔式互列。木射线均叠生。木射线单列较少;多列射线宽2~3细胞,高5~10细胞及以上;射线细胞小,细胞近圆形;射线组织同形单列及多列(图1-3,图1-4,图1-7,图1-8)。

木材识别专家在综合宏观和微观特征下,经过比较和分析,在核对有关木材识别的书籍后,对两件被检测物件的木材鉴定结果为均是蝶形花科(Fabaceae)黄檀属(Dalbergia)香枝木,拉丁名为Dalbergia sp.

图1 皇宫椅和酒樽实物及木材构造



1. 皇宫椅实物图;2. 皇宫椅横切面(50×);3. 皇宫椅弦切面(430×);4. 皇宫椅径切面(500×);

5. 酒樽实物图;6. 酒樽横切面(50×);7. 酒樽弦切面(430×);8. 酒樽径切面(500×)


4 结论与建议

  1)通过现场应用实例证明,手持式数码显微镜能够很好的运用于木材检测中,具有无损,即不破坏木构件的完整性,避免了取样检测,简单便捷,提高了工作效率,同时也保存了价值珍贵的红木家具和工艺品的完整性和美观性。

  2)运用将手持式数码显微镜进行获取微观构造图的方法,解决了传统检测中只取一小块木样,造成观察到的木样微观特征具有一定局限性的问题,同时也解决了同一家具中不同构件从感观上无法区分的难题,并有利于了解单一树种微观特征的变异情况,为今后的木材识别积累经验和提供依据。

  3)综合运用手持式数码显微镜与传统的取样方式相结合,能够提高鉴定结果的准确性。当然运用手持式数码显微镜也存在一定的局限性,当被检家具上有深色油漆时就无法获取图片,仍需使用传统的取样方式,有待进一步研究。

 4)目前,由于市场上无专门针对木材识别而设计的手持式数码显微镜,拍摄的图片相对切片染色拍出来的微观图片清晰度稍差一些,但基本上能满足检测要求。希望今后能推广运用,将先进仪器与专业知识完美的结合,为木材识别工作提供更好的方法。

参考文献

[1]  罗明明.红木家具的鉴别与保养[J].经济学研究,2009,16:94.

[2]  杨忠,江泽慧,吕斌. 红木的近红外光谱分析[J]. 光谱学与光谱分析,2012,32(9): 2405-2408.

[3]  汪杭军,张广群,祁亨年,等.木材识别方法研究综述[J].浙江林学院学报,2009,26(6):896-902.

     WANG H J,ZHANG G Q,QI H N, etal. A review of research on wood recognition technology[J]. Journal of Zhejiang Forestry University, 2009,26(6):896-902.

[4]  任洪娥,高洁,马岩. 我国木材材种识别技术的新进展[J]. 木材加工机械,2007(4):38-42.

    REN H E,GAO J,MA Y. The newly evolvement of wood recognition technology in China[J]. Wood Processing Machinery, 2007(4):38-42.

[5]  陈丰农. 基于显微构造图像木材识别技术研究[D]. 浙江:浙江林学院. 2008,6.

[6]  刘晶,刘镇波. 激光技术在木材无损检测中的应用[J]. 森林工程,2003,19(3):15-16.

[7]  杨家驹,程放,卢鸿俊. 木材(特征图象)的微机识别[J]. 中国木材工业,2001,15(3):31-32.

YANG J J, CHENG F, LU H J.Initiation of microcomputer wood identification[J]. China Wood Industry, 2001,15(3):31-32.

[8]  冯凌青,苏中海,许立更,等. 木材品名的鉴定[J]. 中国检验检疫,2006,(3):15-16.

[9]  雒丹阳,冯德君,穆亚平,等. 宝鸡金台观古建筑木结构树种鉴定[J]. 西北林学院学报,2008,23(1):166-168.

LUO D Y,FENG D J,MU Y P, etal. Wood species identification of woody structure in ancient architecture at Jintaiguan Temple in Baoji[J]. Journal of Northewest Forestry University, 2008,23(1):166-168.

[10] 郭继方.用体视显微镜改制体视摄影器[J]. 光学仪器,1993,15(1):24-26.

[11] 李华,刘秀英,陈允适,等. 古建筑木结构的无损检测新技术[J]. 木材工业,2009,23(2):37-39.

LI H, LIU X Y, CHEN Y S, etal. Effective non-destructive testing techniques for ancient wood building[J]. China Wood Industry, 2009,23(2):37-39.

[12] 姜笑梅. 浅谈如何正确识别木材[J]. 人造板通讯,2002,(1):13-14.

[13] 晓海. 美国木材鉴定的方法[N]. 中国建材报,2011-8-15(003).

[14] 侯雨石,陈永飞,何玉青,等.数码相机原理与系统设计研究[J]. 光学技术,2002, 28(5):452-454.

HOU Y S, CHEN Y F, HE Y Q, etal. Study of digital still camera’s elements and system[J].Optical Technique, 2002, 28(5):452-454.

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