基于應力波的木材缺陷二維成像技術研究.pdf

1、腐朽、空洞等木材內(nèi)部缺陷會嚴重影響木材物理力學特性，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)存大量具有重要歷史意義的木結(jié)構(gòu)古建筑，在對其進行維修和保護的過程當中，要求在不破壞原有結(jié)構(gòu)的基礎上，使用無損檢測的技術與設備進行檢測與鑒定。因此，針對木材內(nèi)部缺陷的無損檢測技術引起了人們廣泛的重視。
　　 在現(xiàn)有的木材材性檢測方法中，應力波無損檢測技術因其傳播距離遠、使用方便、可靠、快速等特點，成為了國內(nèi)外研

2、究的焦點。但由于專利保護和技術封鎖，我國尚無成熟的應力波檢測產(chǎn)品，只能依靠價格昂貴的進口設備。因此，急需開發(fā)出國產(chǎn)的木材應力波無損檢測設備，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水平。
　　 本文在綜合分析國內(nèi)外研究人員對應力波檢測木材物理力學特性和內(nèi)部缺陷的基礎上，通過應力波在木材中的傳播時間、距離和速度三項參數(shù)建立點速度模型算法、線速度模型算法和加權修正線速度模型算法，并通過山

3、海關老龍頭海神廟正殿和后殿的大量實際檢測數(shù)據(jù)進行驗證，進而將三種算法模型得出的結(jié)果與FAKOPP的檢測結(jié)果進行對比，其結(jié)果為點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)字信號處理器(DSP)的應力波無損檢測設備，同時編制了控制程序和人機交互界面等軟件系統(tǒng)，并對木質(zhì)圓盤進行實際檢測。通過和FAKOPP進行比較后，發(fā)現(xiàn)自主開發(fā)研發(fā)的應力波無

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