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木材和水分关系的研究一直以来都是木材学研究领域的基础课题。木材中水分含量变化会使木材产生干缩湿胀，进而影响其尺寸稳定性，这关系到木材的实际应用。一般认为，木材产生变形的根本原因是木材化学组分中多糖类物质所含羟基与水分形成氢键作用的结果。近红外光谱对有机材料含氢基团具有高度的敏感性，利用这一特点，为了能够实现对木材尺寸变化的在线快速检测。本研究选用杨木试材，应用近红外光谱(near infrared，NIR)技术探讨了木材含水率与其尺寸稳定性之间的相互关系并建立了预测木材含水率和尺寸变化的NIR模型。分析了在不同含水率下杨木试材的近红外谱图的差异、脱化学成分木材对近红外谱图的影响以及木材尺寸变化与近红外谱图的相关性。并得出以下结论: (1)10×10×10mm和20×20×20mm两种试材含水率及尺寸变化率模型的决定系数R2都在0.99左右，RMSEC和RMSEP的值在0.2左右，RPD值均大于3，模型的预测效果很好。并且，通过对比两种尺寸建立的含水率及尺寸变化率的预测模型，尺寸大小对模型预测效果基本没有影响。通过对比横切面、径切面、弦切面三个切面的模型参数可以发现横切面建立含水率的模型效果最好，这是因为横切面所包含的木材光谱信息更为全面，建立的近红外光谱模型具有较好的适用性。 (2)含水率不同的木材表现在近红外光谱上有一定的差异，聚类模型可以仅仅通过识别光谱的差异对不同含水率的试件进行分类。研究得出，通过欧氏距离法建立的聚类分析预测模型能很准确地对不同含水率的木材进行分类预测。 (3)脱化学成分后，木材在近红外光谱上表现出含水率不同，在羟基的吸收峰处吸光度不同。相同含水率条件下，脱木素在5200cm-1处的羟基吸收峰最高，未处理材次之，脱半纤维素木材最低。 (4)基于木材干缩湿胀的近红外光谱分析表明:近红外光谱谱图在5200cm-1吸收峰的吸光度会随含水率的变化而发生变化，对5200cm-1处的吸收峰进行分峰:自由水分子(S0)，一个-OH形成的氢键(S1)，和两个-OH组成的氢键(S2)，结果表明S0、S1、S2三个吸收峰的强度与木材的水分含量以及尺寸变化率呈正相关。