基于超聲波原木內(nèi)部孔洞缺陷定量檢測(cè).pdf

1、隨著全球木材可采蓄積量的減少和人們對(duì)木材需求量的增加，人類越來(lái)越重視對(duì)森林資源的保護(hù)。能及時(shí)發(fā)現(xiàn)森林中立木的缺陷(特別是孔洞缺陷)是森林保護(hù)中的一項(xiàng)重要工作，因?yàn)榭锥词瞧渲凶顕?yán)重的缺陷之一。尋求對(duì)木材孔洞方便實(shí)用的檢測(cè)方法可以有效地保護(hù)森林和提高木材利用率。一發(fā)多收超聲波木材橫紋方向孔洞檢測(cè)，基于其檢測(cè)成本低、速度快、效率高和簡(jiǎn)單實(shí)用等特點(diǎn)，是有價(jià)值的檢測(cè)方法之一。 本文通過(guò)一發(fā)多收超聲波檢測(cè)法，分別對(duì)無(wú)任何缺陷的木材試樣和孔洞

2、直徑大小不同的木材試樣進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果的對(duì)比，找出有利于木材橫紋方向孔洞檢測(cè)的參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)在木材橫紋方向上的孔洞檢測(cè)。本文研究中采用超聲波首波幅值的倒數(shù)和超聲波傳感器主頻率的幅值作為研究和分析參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了一發(fā)多收超聲波木材橫紋方向孔洞的定性和定量的檢測(cè)。 使用一發(fā)多收超聲波木材橫紋方向孔洞檢測(cè)法，對(duì)獲得的超聲波波形圖進(jìn)行對(duì)比，結(jié)論是由于超聲波首波和其波形的初始段的波形變化明顯，可通過(guò)波形變化，定性判定孔洞是否存在。 本文根據(jù)

3、超聲波傳播距離越遠(yuǎn)，超聲波的能量衰減也越大的原理，引出了超聲波首波幅值倒數(shù)這一參數(shù)值，用其代表被測(cè)點(diǎn)接收到的超聲波能量衰減值有可行性；提出用超聲波接收探頭在橫坐標(biāo)上投影點(diǎn)為橫坐標(biāo)，首波幅值的倒數(shù)為縱指標(biāo)，在平面坐標(biāo)系中，分別繪出沒(méi)有任何缺陷木材的封閉曲線，和有大小不同孔洞木材的封閉曲線，通過(guò)兩曲線的比較，可以找出首波幅值倒數(shù)的突變位置，通過(guò)連接發(fā)射傳感器位置點(diǎn)和首波幅值倒數(shù)有突變位置點(diǎn)，可以確定出孔洞所在的扇形區(qū)域。 多種因素都

4、影響超聲波在木材橫紋方向上的傳播，本文研究結(jié)果表明超聲傳感器主頻率幅值和木段的直徑這兩項(xiàng)參數(shù)，與孔洞大小有相關(guān)關(guān)系。在對(duì)楊樹(shù)木段進(jìn)行一發(fā)多收孔洞檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和處理后，用MATLAB軟件對(duì)它們相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了擬和，得出孔洞直徑的大小與楊樹(shù)的直徑和傳感器主頻幅值這兩個(gè)參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系，再通過(guò)擬和出的相關(guān)關(guān)系，計(jì)算得到的木材孔洞直徑值。 由檢測(cè)確定孔洞所在的扇區(qū)位置和計(jì)算得到孔洞直徑的大小，按照固定大小的圓與扇形雙邊相切位置只有