木材无损检测技术的应用研究综述
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１ 木材无损检测的国内外研究进展
１ １ Ｘ射 线检 测 ．
１２ １ 基 本 原 理 ．．
应力波检 测技术 的基本 原理是 给木材 或木制品施加 一
定的机械应力 ， 被测物体在受应力作用 时就会在 内部产生 相 应 的应力 波传 播 ， 由于木 材内部 的 缺陷或 品质 的变 化 ， 的 波 传播 时间就会 不同 ， 通过一定 的装置 或手段收集波 的传播 时
间及 根据木材 动弹性模 量 、 应力波传 播速度 及木材 的密 度 Ｐ之 间的关 系 Ｅ＝ 俨 就 能对 被 测物 的相 关性质 进行 预 ｐ
测。
１ １１ 基本原理 ．．
ｘ射线的特点 是具有很 强的穿透性 ， 能够 穿透可见 光不 能穿透的物体 ， 而且在穿透物体的 同时将 和被检测 物体发生 复杂的物理 和化学作用 ， 如果被检测物体 的组成不均匀 或存 在缺陷 ， 就会引起透射射线强度的变化 ， 么利用感光胶 片来 那 体现出射线强度的变化 ， 就可以对被测物体性质进行检测 。 １ １２ 国内外研究现状 ．．
的发展趋 势。
关键词 ： 木材 性 质 ； 陷 ； 缺 无损 检 测
中图分类号 ：７ １ ￥８
文献标 志码 ： Ａ
文章编号 ：６４— ３ １ ２ １ ）４— ０ ０— ３ １７ ６４ （ ０ １ ０ ０ ３ ０
木材无损检测技术是指通过 当今先进 的电子 、 光学 和计 算 机等技术结合木材 本身 的特性 对木 材性 质进行 非破坏 性 检 测的技术 。木材无损 检测 技术 最初 于 ２ ０世纪 ６ ０年代后 期 在欧美、 日本等发达 国家兴 起 ， 用于 原木 的分 等及木制 品 的质量评价 ， 现代科学技 术的迅速发展为 木材无损检测技 术 提供了新 的理论 和物质基础 ， 使木材检测技 术得到 了飞速发 展， 运用于木材元损检测 的方法也 由最初 的几种增加 到几十
的传播时间要长， 通过传播时间的不同就可以判断木材内部
是否有缺陷 ， 检测准确率 高达 ９％ 。２０ 年 Ｂａ ａ 采用 ３ ０４ ｒ ｈｗ ｓ 应力波检测技术 和信号 分析方法对干 、 湿两种状态 下板材应 力波传播速度进行研 究 ， 结果 表 明， 力波在 生板材 中的传 应 播速度与板材干燥后的传播速度具有较强 的线性关系。 １９ 年钟建友 等人 研究 了人造孔洞 对应力波传播 速 ９６
早 在上世纪 ６ Ｏ年代 木材检 测技 术 刚刚兴 起 时， 国林 法 业科学 家就利用 ｘ射 线检 测技 术对木材的密度进行 了预测 ， Ｓｈｊ …于 ２０ 年使用 ｘ射线对 木材 的弯 曲强度及 内部 的 ｃａ ｒ ｅ ０１
节子和位置进行 了研 究 ， 究表 明 ， 用 ｘ射线 检测技 术能 研 利 够对内部节 子和位置进行准确定位 ， 同时能够预测木材 的弯 曲强度 ， 相关系数可达０ ８ 日本东 京大 学应用 ｘ射线 检测 ．２； 技术结合 Ｃ Ｔ成像技术研制 出一种便携式检测 木材年 轮的装
材检验。
一
作为试样 ， 研究表 明木 材钻孑后 ， 波传播速度有所 降低 ， Ｌ 应力
但与钻孔位置关系不 明显 。２０ ０ ４年王立海 等人系统地对
２ １ 年 ７月 ０１
第２ ４卷第 ４期
黑龙江生态工程职业学院学报 Ｊｕ ａ ｏ ｅ ｏｇ ａｇＶ ｃｔ ｎｌｎｔｕｅｏ ｃｌｇ ａ Ｅ ｇｎｅｉｇ ｏｒ ｌ ｆ ｉ ｎｊ ｎ ｏａｏａ Ｉｓｔｔ ｆ ｏ ｉ ｎ ｅｒ ｎ Ｈ ｌ ｉ ｉ ｉ Ｅ ｏｃ ｌ ｉ ｎ
Ｊ１ ２ １ ｕ． ０ ｌ
刨花板和纤维 板厚 度方 向的密 度分 布值。吴海军 应 用 ｘ
射线检测技术对细木工板缺 陷进行 研究 ， 并对缺陷进行 了成
像处理 ， 研究表明 ｘ射线成像方法 能够将细木工板胶接处 的
情况清晰呈现 。李永 生 对 ｘ射线检 测木材缺陷成像技 术
进行 了研究 ， 运用模糊 分析 对 图像 进行 去噪处 理 ， 处理后 的 图像 清晰度 明显增加 ， 对木材 内部缺 陷的检测效果 明显。
度的影响 ， 实验 中选用 花旗 松 、 国西 部铁杉 、 美 中密度纤维板
置， 利用该装置可以快速 、 准确地检 测木材 的密度 、 年轮数及
年轮宽度。 许文 台 于 １７ ９ ９年应用 ｘ射 线 检测技 术对 落叶 松、 杉 木 、 曲柳等树种的密度进行 了研究 ， 水 同时研 究 了木材 密度 、 晚材率 与年轮宽度之 间的联 系。冯 星球等 利用 ｘ射线检 测技术研制 出一套木制 品在线检 测装置 ， 利用该装 置可测量 收稿 日期 ：０ １ ５—１ ２ １ 一Ｏ ８ 作者简 介 ： 王凤 清 （９ ８一） 女 ， １５ ， 工程 师。研 究方 向 ： 木
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ４ １２ ．
木 材 无 损 检 测技 术 的应 用研 究 综 述
王凤 清 徐 利 龙
（ 绥阳林业 局 ， 黑龙江 绥阳 １７ １ ） ５ ２ ２ 摘 要 ： 绍 了木材无损检 测 中的几种常用方法 ， 出了当下木材检 测 中存在 的主要 问题及 未来木材检测技 术 介 指
１２ ２ 国内外研究 现状 ．．
Ｒ ｓ 等于 １６ ｏｓ ９ ２年最早利用应 力波检 测技术对红橡 树 立木腐朽 部位进行 检测 。１９ ９４年 ｗｒ¨等 人用应力波技 术 ａ ｄ 对厚度为 ３ｍｍ、 ０ 长度为 １０～ ３ ｍ ５ ２ ０ ｍ的板材进 行检测 ， 结果
表明应力波在 有缺陷 的板材 中 的传 播 时间 比在 正常板材 中
１ ２ 应 力 波检 测 ．
种， 而且可检测范围也 涵盖 了原木 、 制 品及 活立 木的物 理 木 力学性 质、 化学性质 、 内部缺陷 和生 长特性等 ， 在众 多的木材 检 测方法 中 ， 发展最成熟 ， 应用最广 泛的方法 主要有 ： ｘ射线
检测、 应力波检测 、 超声检测等 。
１ １ Ｘ射 线检 测 ．
１２ １ 基 本 原 理 ．．
应力波检 测技术 的基本 原理是 给木材 或木制品施加 一
定的机械应力 ， 被测物体在受应力作用 时就会在 内部产生 相 应 的应力 波传 播 ， 由于木 材内部 的 缺陷或 品质 的变 化 ， 的 波 传播 时间就会 不同 ， 通过一定 的装置 或手段收集波 的传播 时
间及 根据木材 动弹性模 量 、 应力波传 播速度 及木材 的密 度 Ｐ之 间的关 系 Ｅ＝ 俨 就 能对 被 测物 的相 关性质 进行 预 ｐ
测。
１ １１ 基本原理 ．．
ｘ射线的特点 是具有很 强的穿透性 ， 能够 穿透可见 光不 能穿透的物体 ， 而且在穿透物体的 同时将 和被检测 物体发生 复杂的物理 和化学作用 ， 如果被检测物体 的组成不均匀 或存 在缺陷 ， 就会引起透射射线强度的变化 ， 么利用感光胶 片来 那 体现出射线强度的变化 ， 就可以对被测物体性质进行检测 。 １ １２ 国内外研究现状 ．．
的发展趋 势。
关键词 ： 木材 性 质 ； 陷 ； 缺 无损 检 测
中图分类号 ：７ １ ￥８
文献标 志码 ： Ａ
文章编号 ：６４— ３ １ ２ １ ）４— ０ ０— ３ １７ ６４ （ ０ １ ０ ０ ３ ０
木材无损检测技术是指通过 当今先进 的电子 、 光学 和计 算 机等技术结合木材 本身 的特性 对木 材性 质进行 非破坏 性 检 测的技术 。木材无损 检测 技术 最初 于 ２ ０世纪 ６ ０年代后 期 在欧美、 日本等发达 国家兴 起 ， 用于 原木 的分 等及木制 品 的质量评价 ， 现代科学技 术的迅速发展为 木材无损检测技 术 提供了新 的理论 和物质基础 ， 使木材检测技 术得到 了飞速发 展， 运用于木材元损检测 的方法也 由最初 的几种增加 到几十
的传播时间要长， 通过传播时间的不同就可以判断木材内部
是否有缺陷 ， 检测准确率 高达 ９％ 。２０ 年 Ｂａ ａ 采用 ３ ０４ ｒ ｈｗ ｓ 应力波检测技术 和信号 分析方法对干 、 湿两种状态 下板材应 力波传播速度进行研 究 ， 结果 表 明， 力波在 生板材 中的传 应 播速度与板材干燥后的传播速度具有较强 的线性关系。 １９ 年钟建友 等人 研究 了人造孔洞 对应力波传播 速 ９６
早 在上世纪 ６ Ｏ年代 木材检 测技 术 刚刚兴 起 时， 国林 法 业科学 家就利用 ｘ射 线检 测技 术对木材的密度进行 了预测 ， Ｓｈｊ …于 ２０ 年使用 ｘ射线对 木材 的弯 曲强度及 内部 的 ｃａ ｒ ｅ ０１
节子和位置进行 了研 究 ， 究表 明 ， 用 ｘ射线 检测技 术能 研 利 够对内部节 子和位置进行准确定位 ， 同时能够预测木材 的弯 曲强度 ， 相关系数可达０ ８ 日本东 京大 学应用 ｘ射线 检测 ．２； 技术结合 Ｃ Ｔ成像技术研制 出一种便携式检测 木材年 轮的装
材检验。
一
作为试样 ， 研究表 明木 材钻孑后 ， 波传播速度有所 降低 ， Ｌ 应力
但与钻孔位置关系不 明显 。２０ ０ ４年王立海 等人系统地对
２ １ 年 ７月 ０１
第２ ４卷第 ４期
黑龙江生态工程职业学院学报 Ｊｕ ａ ｏ ｅ ｏｇ ａｇＶ ｃｔ ｎｌｎｔｕｅｏ ｃｌｇ ａ Ｅ ｇｎｅｉｇ ｏｒ ｌ ｆ ｉ ｎｊ ｎ ｏａｏａ Ｉｓｔｔ ｆ ｏ ｉ ｎ ｅｒ ｎ Ｈ ｌ ｉ ｉ ｉ Ｅ ｏｃ ｌ ｉ ｎ
Ｊ１ ２ １ ｕ． ０ ｌ
刨花板和纤维 板厚 度方 向的密 度分 布值。吴海军 应 用 ｘ
射线检测技术对细木工板缺 陷进行 研究 ， 并对缺陷进行 了成
像处理 ， 研究表明 ｘ射线成像方法 能够将细木工板胶接处 的
情况清晰呈现 。李永 生 对 ｘ射线检 测木材缺陷成像技 术
进行 了研究 ， 运用模糊 分析 对 图像 进行 去噪处 理 ， 处理后 的 图像 清晰度 明显增加 ， 对木材 内部缺 陷的检测效果 明显。
度的影响 ， 实验 中选用 花旗 松 、 国西 部铁杉 、 美 中密度纤维板
置， 利用该装置可以快速 、 准确地检 测木材 的密度 、 年轮数及
年轮宽度。 许文 台 于 １７ ９ ９年应用 ｘ射 线 检测技 术对 落叶 松、 杉 木 、 曲柳等树种的密度进行 了研究 ， 水 同时研 究 了木材 密度 、 晚材率 与年轮宽度之 间的联 系。冯 星球等 利用 ｘ射线检 测技术研制 出一套木制 品在线检 测装置 ， 利用该装 置可测量 收稿 日期 ：０ １ ５—１ ２ １ 一Ｏ ８ 作者简 介 ： 王凤 清 （９ ８一） 女 ， １５ ， 工程 师。研 究方 向 ： 木
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ４ １２ ．
木 材 无 损 检 测技 术 的应 用研 究 综 述
王凤 清 徐 利 龙
（ 绥阳林业 局 ， 黑龙江 绥阳 １７ １ ） ５ ２ ２ 摘 要 ： 绍 了木材无损检 测 中的几种常用方法 ， 出了当下木材检 测 中存在 的主要 问题及 未来木材检测技 术 介 指
１２ ２ 国内外研究 现状 ．．
Ｒ ｓ 等于 １６ ｏｓ ９ ２年最早利用应 力波检 测技术对红橡 树 立木腐朽 部位进行 检测 。１９ ９４年 ｗｒ¨等 人用应力波技 术 ａ ｄ 对厚度为 ３ｍｍ、 ０ 长度为 １０～ ３ ｍ ５ ２ ０ ｍ的板材进 行检测 ， 结果
表明应力波在 有缺陷 的板材 中 的传 播 时间 比在 正常板材 中
１ ２ 应 力 波检 测 ．
种， 而且可检测范围也 涵盖 了原木 、 制 品及 活立 木的物 理 木 力学性 质、 化学性质 、 内部缺陷 和生 长特性等 ， 在众 多的木材 检 测方法 中 ， 发展最成熟 ， 应用最广 泛的方法 主要有 ： ｘ射线
检测、 应力波检测 、 超声检测等 。