Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 1565-1576 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:019880023090156500

Lumber moisture evaluation by a reflective cavity photothermal technique

P. Cielo, J.C. Krapez et M. Lamontagne

Industrial Materials Research Institute, National Research Council Canada, 75 de Mortagne Blvd., Boucherville, Québec J4B 6Y4, Canada

Abstract
Photothermal methods constitute a convenient approach for the nondestructive quality control of industrial materials because they are rapid and noninvasive. One such application is the monitoring of moisture in unseasoned lumber for drying mill process control. This paper describes a photothermal method for the analysis of moisture in wood by measuring its surface temperature rise under laser radiation. It is shown that this parameter is much more sensitive than thermal diffusivity to moisture content variations. A reflective cavity technique is used to increase both the absorptivity and the emissivity of the inspected surface in order to improve the measurement reliability. Results obtained with an off-center hemispherical cavity on wood samples of different moisture content are presented and discussed.

Résumé
Les méthodes photothermiques constituent une approche pratique pour le contrôle non destructif de la qualité des matériaux industriels car elles sont rapides et non intrusives. Une de ces applications concerne la mesure de l'humidité pour le contrôle du procédé de séchage du bois. Cet article décrit une méthode photothermique pour l'évaluation du degré d'humidité dans le bois humide à partir de l'évolution thermique de la surface sous irradiation laser. On montre ici que l'effusivité thermique est beaucoup plus sensible que la diffusivité thermique aux variations du contenu d'humidité. Une cavité réfléchissante est utilisée afin d'accroître l'absorptivité ainsi que l'émissivité effectives de la surface inspectée de façon à augmenter la fiabilité des mesures. On présente et on discute les résultats obtenus avec une cavité hémisphérique décentrée sur des échantillons en bois à différents contenus d'humidité.

PACS
7320Z - Other nonelectric variables measurement.
3120Z - Other nonelectric variables control.

Key words
moisture measurement -- nondestructive testing -- photothermal effects -- reflective cavity photothermal technique -- nondestructive quality control -- industrial materials -- moisture -- unseasoned lumber -- drying mill process control -- surface temperature rise -- laser radiation