การประดิษฐ์เครื่องมือวัดความหนาแน่นของไม้โดยวัดค่าความเร็วเสียงที่ผ่านในไม้ที่มีชีวิตด้วยปรากฏการณ์เปียโซอิเล็กทริก

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ภัคธีมา ดุริยะภัสสร, ภิรมณ เพิ่มศิลป์, ณัฐชนน จริยานุรัตน์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ธวัชชัย สุดใจ

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2560

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

อุตสาหกรรมไม้ในปัจจุบันมีบทบาทเป็นอย่างมากต่อเศรษฐกิจของประเทศไทย คุณภาพของไม้จึงเป็นปัจจัยสำคัญต่อการสร้างมูลค่าของชิ้นงาน ความหนาแน่นของไม้จัดเป็นองค์ประกอบหนึ่งที่สามารถนำมาใช้เป็นตัวชี้วัดคุณภาพของไม้ได้ การวัดความหนาแน่นของไม้โดยทั่วไปคือการวัดอัตราส่วนของมวลต่อปริมาตรของชิ้นไม้ที่ตัดมา ซึ่งวิธีการนี้ทำให้เสียเวลาและเสียทรัพยากรไม้จากกระบวนการวัดมวลและปริมาตรของไม้ โครงงานนี้จึงมีวัตถุประสงค์ที่จะสร้างเครื่องมือเพื่อวัดความหนาแน่นของไม้โดยไม่ก่อให้เกิดการสูญเสียทรัพยากรไม้และย่นระยะเวลาในการวัดด้วยวิธีการแบบเดิม โดยใช้การวัดอัตราเร็วของคลื่นความเครียด (stress wave) ที่ผ่านเข้าไปในเนื้อไม้ที่มีชีวิตและใช้วัสดุเปียโซเป็นตัวรับคลื่นความเครียดด้วยปรากฏการณ์เปียโซอิเล็กทริก (Piezoelectric effect) ก่อนทำการทดลองในไม้ที่มีชีวิตจำเป็นต้องมีการวัดความเที่ยงตรงของเครื่องมือโดยการวัดอัตราเร็วคลื่นความเครียดในไม้อัดที่มีความหนาแน่นสม่ำเสมอยาว 210 เซนติเมตร ซึ่งได้ความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างระยะทางกับเวลามีค่าสัมประสิทธิ์ของการตัดสินใจ (R-square) เป็น 0.98 ซึ่งถือว่าเป็นค่าที่ยอมรับได้ทางสถิติ สำหรับการวัดค่าความหนาแน่นของไม้ยูคาลิปตัสจริง 3 ตัวอย่าง ด้วยการวัดค่าอัตราเร็วของคลื่นความเครียดที่เป็นคลื่นตามยาว โดยใช้ค่า MOE ของไม้ยูคาลิปตัสจาก I.LOULIDI นั้น ได้ความหนาแน่นเป็น 1567, 1862 และ 2006 kg/m3 ซึ่งไม่ใกล้เคียงกับความหนาแน่นจริงที่มีค่า 736, 771 และ 842 kg/m3 ตามลำดับ ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม ทั้งสองข้อมูลมีความสัมพันธ์ไปในทางเดียวกัน ผลที่คลาดเคลื่อนจึงน่าจะเกิดจากค่า MOE จากงานวิจัยดังกล่าวไม่สามารถใช้กับไม้ตัวอย่างได้ เครื่องมือนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการวัดอัตราเร็วคลื่นความเครียดในไม้ที่มีชีวิตได้