基于應(yīng)力波的木材缺陷二維成像技術(shù)研究.pdf

1、腐朽、空洞等木材內(nèi)部缺陷會(huì)嚴(yán)重影響木材物理力學(xué)特性，是降低木材質(zhì)量的重要原因之一，也是木材材性檢測中不可缺少的內(nèi)容。我國現(xiàn)存大量具有重要?dú)v史意義的木結(jié)構(gòu)古建筑，在對其進(jìn)行維修和保護(hù)的過程當(dāng)中，要求在不破壞原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，使用無損檢測的技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行檢測與鑒定。因此，針對木材內(nèi)部缺陷的無損檢測技術(shù)引起了人們廣泛的重視。
　　 在現(xiàn)有的木材材性檢測方法中，應(yīng)力波無損檢測技術(shù)因其傳播距離遠(yuǎn)、使用方便、可靠、快速等特點(diǎn)，成為了國內(nèi)外研

2、究的焦點(diǎn)。但由于專利保護(hù)和技術(shù)封鎖，我國尚無成熟的應(yīng)力波檢測產(chǎn)品，只能依靠價(jià)格昂貴的進(jìn)口設(shè)備。因此，急需開發(fā)出國產(chǎn)的木材應(yīng)力波無損檢測設(shè)備，以降低科研單位、林業(yè)高等院校和生產(chǎn)企業(yè)等單位的研究、生產(chǎn)成本，提高我國木材無損檢測技術(shù)水平。
　　 本文在綜合分析國內(nèi)外研究人員對應(yīng)力波檢測木材物理力學(xué)特性和內(nèi)部缺陷的基礎(chǔ)上，通過應(yīng)力波在木材中的傳播時(shí)間、距離和速度三項(xiàng)參數(shù)建立點(diǎn)速度模型算法、線速度模型算法和加權(quán)修正線速度模型算法，并通過山

3、海關(guān)老龍頭海神廟正殿和后殿的大量實(shí)際檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而將三種算法模型得出的結(jié)果與FAKOPP的檢測結(jié)果進(jìn)行對比，其結(jié)果為點(diǎn)速度模型算法和線速度模型算法基本表征了木材的內(nèi)部缺陷，加權(quán)修正線速度模型算法的結(jié)果與FAKOPP的檢測結(jié)果相同。
　　 本文開發(fā)了基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的應(yīng)力波無損檢測設(shè)備，同時(shí)編制了控制程序和人機(jī)交互界面等軟件系統(tǒng)，并對木質(zhì)圓盤進(jìn)行實(shí)際檢測。通過和FAKOPP進(jìn)行比較后，發(fā)現(xiàn)自主開發(fā)研發(fā)的應(yīng)力波無

4、損檢測設(shè)備不但能夠有效、準(zhǔn)確的檢測木材內(nèi)部應(yīng)力波傳播時(shí)間與速度，而且可以生成木材內(nèi)部缺陷二維圖像，準(zhǔn)確度達(dá)到了FAKOPP的檢測水平，本設(shè)備具有精度高，成本低，易操作等特點(diǎn)，填補(bǔ)了國產(chǎn)木材應(yīng)力波無損檢測設(shè)備的空白。
　　 綜合以上理論研究和設(shè)備開發(fā)，本文建立了基于應(yīng)力波的木材缺陷二維成像技術(shù)，取得了較好的實(shí)際測試效果，開發(fā)了國產(chǎn)木材應(yīng)力波無損檢測設(shè)備，與國外同類產(chǎn)品比較，其性價(jià)比更高，如能達(dá)到批量生產(chǎn)的程度，將獲得良好的社會(huì)效益