基于超聲波活立木內(nèi)部腐朽衰減成像的研究.pdf

1、木材無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是在20世紀(jì)60年代后逐步興起的、對(duì)木材生長(zhǎng)特性、木材及木材構(gòu)件的物理性質(zhì)、木材及木材構(gòu)件的力學(xué)性質(zhì)、木材及木材構(gòu)件的缺陷進(jìn)行的一種非破壞性檢測(cè)技術(shù)。
　　 本文針對(duì)目前活立木質(zhì)量的檢測(cè)方法大多數(shù)仍處于定性或半定量水平,難以給出定量的結(jié)果,檢測(cè)方法本身存在局限性這一特點(diǎn)。將超聲波衰減成像技術(shù),引入到原木質(zhì)量檢測(cè)中,它可以用圖像的方式精確、完整地反映層析面上原木內(nèi)部結(jié)構(gòu),較傳統(tǒng)方法有明顯的優(yōu)點(diǎn)。為了使CT技術(shù)在原木

2、無(wú)損檢測(cè)中有更好的應(yīng)用,本文在射線(xiàn)追蹤、反演算法、速度反演及衰減反演的缺陷判別方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
　　 本文先用Arbotom應(yīng)力波測(cè)試系統(tǒng)對(duì)樣本樹(shù)進(jìn)行橫斷面檢測(cè),觀察應(yīng)力波測(cè)試系統(tǒng)所成二維圖像,找到滿(mǎn)足要求的實(shí)驗(yàn)樣本樹(shù)斷面。然后,把符合要求的樣本樹(shù)斷面近似看作標(biāo)準(zhǔn)圓形,并在圓周上均勻的選取6個(gè)測(cè)試點(diǎn),采用武漢巖土力學(xué)研究所生產(chǎn)的RSM-SYS型智能超聲波檢測(cè)儀進(jìn)行超聲波橫向檢測(cè)。獲得了三十個(gè)超聲波信號(hào)數(shù),由于超聲波檢測(cè)系統(tǒng)自

3、帶軟件自身的數(shù)據(jù)處理能力有限,為了提高對(duì)數(shù)據(jù)判讀的準(zhǔn)確性,采用MATLAB軟件小波分析中wthcoef函數(shù)的對(duì)已轉(zhuǎn)化格式的信號(hào)文件進(jìn)行消噪處理。然后,進(jìn)行衰減成像數(shù)據(jù)提取。
　　 本文主要研究了應(yīng)用超聲CT對(duì)活立木內(nèi)部進(jìn)行層析的算法。針對(duì)超聲在活立木中傳播時(shí)存在折射、繞射等現(xiàn)象,將射線(xiàn)追蹤算法引入到層析算法中,在分析射直線(xiàn)追蹤算法的基礎(chǔ)上,運(yùn)用C計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)程序,求得了超聲波射線(xiàn)的距離陣。并以距離陣為基礎(chǔ),通過(guò)MATLAB的矩

4、陣計(jì)算求出了時(shí)間域方法衰減成像所需要的系數(shù)矩陣c和走時(shí)矩陣t。
　　 針對(duì)活立木超聲檢測(cè)中,獲取的數(shù)據(jù)不完全、干擾因素多、誤差大等特點(diǎn),本文采用SIRT算法進(jìn)行圖像重建,獲得的振幅衰減法,上升衰減法及走時(shí)成像法的成像方程。
　　 最后,本文通過(guò)數(shù)值仿真,獲得了衰減成像以及走時(shí)成像的二維圖像。并與Arbotom應(yīng)力波測(cè)試系統(tǒng)所成二維圖像進(jìn)行比較,其結(jié)果表明:應(yīng)用本文所提出的檢測(cè)方法、重建算法在活立木進(jìn)行超聲波衰減層析成像是