木材無損檢測技術研究歷史、現狀和展望

摘 要：隨著退耕還林政策的實施，我國近年來樹木面積不斷擴大，但社會消耗量也越來越大，而木材的無損技術也在不斷發展，因此要求我們要充分利用木材。本文主要研究木材無損檢測技術的研究歷史、現狀和發展趨勢，為以后的進一步研究提供參考依據。

關鍵詞：木材；無損檢測；研究；現狀

中圖分類號：S763 文獻標識碼：B 收稿日期：2015-11-12

一、目視檢測簡介

木材無損檢測方法中目視檢測是使用最早、最簡單的方法，該方法主要是通過人眼進行目測，對木材表面各種影響強度或相關性能的缺陷進行評估。目視檢測需要操作人員具有豐富的經驗；而且，木材內部的結構形態無法通過肉眼進行判斷，因此無損檢測方法在木材檢測方面能發揮很好的作用。

二、國內外研究歷史及現狀

1.國內外應力波檢測的應用研究情況

應力和應變擾動以應力波作為傳播形式，在可變形固體介質中機械擾動表現為質點速度的變化和相應的應力、應變狀態的變化。應力、應變狀態的變化以波的方式傳播，稱為應力波。應力波的敏感性使其在木材中傳播時會受到木材內部缺陷的影響，檢測應力波的傳播時間變化能判斷木材的內部情況。20世紀60年代，國外學者開始利用應力波對木材進行無損檢測。

1988年，Ross J.R.等采用應力波檢測方法研究木材的彈性模量、應力波速度和木材密度的關系，為木材中的無損檢測技術研究提供了理論基礎。1994年，Ross J.R.等利用應力波技術，根據應力波在板材間傳播時間的差異性辨別木材是否存在缺陷。2003年，Wagner等運用應力波技術，結合回歸分析法，對美國花旗松進行研究，得出應力波傳播速度和彈性模量之間的關系，并建立起應力波速度與動態彈性模量之間的相關性。2005年國內學者林文樹等經分析得出超聲波與應力波均受木材密度、孔洞大小及數量等因素影響，由此判斷出木材的內缺陷。

2.國內外超聲波檢測的應用研究情況

20世紀60年代，超聲波開始被用來進行無損檢測。2000年開始，國內外越來越多的學者對超聲波技術進行研究：李華和劉秀英利用超聲波檢測儀對大鐘寺博物館鐘架進行了無損檢測，通過測定鐘架木材的彈性模量，對鐘架木結構力學強度的變化做出評估。

3.國內外X射線檢測的應用研究情況

1963年，法國利用X射線首先對木材的密度進行檢測。2000年有學者將挪威云杉節子與密度的模型采用X射線和CT成像技術建立，并得到模型與破壞強度和彈性模量之間的相關性。2003年，Kelley等運用先進的近紅外光譜技術研究了火炬松在不同高度及不同徑向時的化學成分和物理學性質，利用多元統計方法對木材中的成分含量進行預測。馮星球等采用X射線檢測人造板材密度，得出平均值和最大值在厚度方向上和密度梯度上。2007年，孫麗萍等提出X射線檢測原木的無損檢測方法。

4.國內外機械應力檢測的研究進展情況

1963年，機械應力分等方法應用于規格材料等分，機械應力分等方法使木材的利用率得到提高。美國最早的分等方法只是用來評價木板材的剛度。隨著該研究的不斷深入，20 世紀70年代，有學者研究出了木材剛度與強度之間的相互關系。

三、木材無損檢測技術的發展趨勢

隨著無損檢測技術、計算機技術、專家系統及人工神經網絡技術的不斷發展，木材無損檢測技術主要朝著小型化、智能化、自動化、聯機化方向發展，主要體現在如下三個方面。①用于便攜式木材性質檢測系統的研制。由于木材結構的特殊性、生產的季節性和分布的地域性，要求木材無損檢測系統簡單、方便、靈活。②木材無損檢測技術與專家系統相結合。對木材性質檢測的復雜性及樹種的多樣性，要求木材無損檢測系統與木材性質專家系統相結合，使檢測系統能夠迅速判斷和分析被檢測木材的有關性質。③木材無損檢測的聯機化。目前，由于木材無損檢測技術相對較多，而且各種檢測技術都存在不同程度的缺陷，這就要求采用多種方法對木材特性進行聯合檢測。

參考文獻：

[1]高子震，王 正，張曉冬.對桉木膠合板液氮處理前后的動態彈性模量測量與分析[J].木工機床，2014，（3）.

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