木材声-超声检测技术国内外研究现状

利用声-超声技术对木材进行无损检测可以极大地提高木材的利用率,这对于世界木材工业特别是像我国这样缺林国家的木材工业的发展具有重要的意义。本文介绍了声-超声技术在木材解剖、物理、力学等性质及节子探测等国内外研究现状,以期对我国木材无损检测的研究和发展提供一定的参考。

不同方向落叶松木材声-超声参数特征及其与密度关系研究

为探索利用声超声技术预测落叶松木材密度的可行性,本研究测试了无疵落叶松木材立方体的密度及轴向(L)、径向(R)、弦向(T)三个方向的五个AU参数:波速(V)、峰值电压(A)、均方根电压(RMS)、上升时间(RT)、频率形心(FC)等,研究了AU参数与气干密度(ρ)的相关性。结果表明:上升时间RT在L方向最小,A、RMS、V等3个参数在L方向最大,FC在3个方向的差异不显著,除FC之外其余4个AU参数轴向和径向、轴向和弦向的差异性在0.01水平都显著;AU参数与ρ的相关性在不同方向也存在差异,在轴向和径向V与ρ的相关性均最高,其决定系数R^2分别为0.86和0.84;在弦向,RMS与ρ的相关性最高,R^2=0.46。

节子对落叶松木材声-超声参数和抗弯性质的影响

为了研究落叶松规格材中节子对等五个声-超声(AU)参数和抗弯性质的影响,本研究测试了有节材和无节材的五个声-超声(AU)参数,包括波速(V)、峰值电压(A)、均方根电压(RMS)、上升时间(RT)、频率形心(FC)以及落叶松木材的抗弯弹性模量和抗弯强度,分析有节材和无节材声-超声参数、抗弯性质以及利用声-超声参数预测抗弯性质模型的差异,结果表明:节子对不同声-超声参数的影响不同;对MOE预测模型,有节材、无节材的显著性较高(R2≥0.80);对MOR预测模型,有节材的显著性较低(R2≤0.32),无节材的显著性较高(R2≥0.79)。

声-超声参数与木材解剖特征的关系研究

为探索利用声-超声(AU)技术预测落叶松木材解剖性质的可行性,测量了落叶松无疵小试样的波速(V)、峰值电压(A)、均方根电压(RMS)、上升时间(RT)、频率形心(FC)等五个声-超声参数和年轮宽度(RW)、晚材率(LR)、微纤丝角(MFA)、管胞长度(TL)和管胞宽度(TW)等5个解剖特征。分别利用一元线性回归分析方法和多元线性回归分析方法研究了声-超声参数与解剖特征之间的相关性。结果表明:1)不同解剖特征和单个声-超声参数之间的相关性存在差异。其中,管胞长度与波速呈显著正相关,其相关性决定系数较高(R^2=0.31),与其它4个声-超声参数的相关性较低(R^2≤0.16);微纤丝角与波速呈显著负相关,其R^2=0.46,与其它4个声-超声参数的相关性较低(R^2≤0.14);年轮宽度、晚材率、管胞宽度与5个声-超声参数相关性都较差(R^2≤0.11)。2)利用多元回归分析方法建立的微纤丝角线性预测模型的效果高于仅以波速为自变量建立的微纤丝角线性预测模型的效果,决定系数从0.46提高到0.63。