木材無損檢測的主要方法

吳書功

【摘 要】木材是我們生活中的寶貴資源，屬天然生長的植物材料，盡管是可再生資源，但生長周期太長，實屬重點保護對象。木材具有形狀不規則性及變異性和各向異性的特點，因而對木材及其制品的檢測一直是需攻克的難題。無損檢測技術經過40多年的發展，作用顯現，在木材分等、木材水分測定、干燥控制、溫濕度測定、強度與彈性模量、木材缺陷的檢測等方面得到了廣泛的應用，值得推廣與借鑒。

【關鍵詞】木材檢測；無損檢測；技術應用

木材無損檢測技術是一門新興的、綜合性的木材非破壞性檢測技術，傳統的木材物理、力學性質檢測大都是采用檢測儀器或力學試驗機對規定尺寸、規格、表面形狀或所能承受的最大載荷。這種方法檢測時間長、條件苛刻、穩定性和重現性差，且不適于非破壞、在線生快速檢測。無損檢測木材或木質材料的物理力學性質，可在不破壞木材及木質材料的本身形狀、原有結構和原有動力狀態的前提下，利用當今的物理方法和手段快速測量出木材及木質材料的尺寸、規格、表面形狀和基本物理力學性。

一、無損檢測技術的內容

以下就通過對無損木材檢測技術中的詳細運作理念進行介紹，無損檢測這項木材檢測技術又被業界稱之為非破壞性的木材檢測技術，細化來說就在指使用這項技術在對木材質量進行檢測的時候，不會對木材自身的內部構造以及樹木的外觀造成任何影響，使得樹木在經過檢測之后還能夠繼續的生長。這種檢測方式就是在檢測的過程中通過對各種檢測對象的物理學以及化學性質的反應現象與檢測經驗進行對比，從而得出準確的結果。這種檢測方式尤其適用于檢測物體中所存在的缺陷。無損檢測技術中最大的優勢就在于對任何檢測對象都不會造成任何的損傷，而且檢測的所需的時間非常短暫測結果較為精確、快速實際操作方法也非常簡捷，使用無損檢測法不僅僅可以更好的方便檢測人員進行檢測，這樣可以很好的提高檢測工作人員的工作效率，使得能夠進行連續不斷的進行樹木檢測，這樣才能夠對大面積的樹木檢測范圍進行檢測后得出更加準確的數據，進而做好全面的決策。

二、木材的無損檢測技術

木材無損檢測方法的使用一定程度上提高了木材的質量，但是這方法往往局限在木材的表面，沒有深入其中。其判斷的標準也僅僅只是我們通過肉眼分析數目外在的狀態所下的結論。為了更加合理有效的保證木材的質量，我們引進了科學的無損檢測技術，這種技術的應用時利用現代科技的手段不僅解決了木材內部的檢測問題，還為我們無損檢測技術帶來了新的發展方向。

1.援射線法檢測技術

射線法檢測技術包括x射線檢測、y射線檢測和中子射線檢測方法。一是X射線檢測技術，是探測木材腐朽和蟲蛀的有效方法之一。它可以在膠片上顯示出木材內部缺陷的影像，是人用肉眼無法觀察到的。有缺陷的部位在攝透X射線中的密度降低，所以該缺陷部位在x射線照相膠片上的曝光一般比較強，呈現出的影像比其他區域黑度高，因此通過觀察膠片就可以分析木材的損害部位及其損害程度。二是v射線檢測法。用y射線檢測方法，可以探測出木材內部的腐朽程度以用腐朽區域在木材中的分布情況。但這種檢測方法的不利因素是要用到放射性元素，對人體有些許危害。三是中子射線檢測法。中子射線法，是利用不同物質對中子的俘獲能力不同的原理來檢測的。目前大多數中子射線法多用于熱中子進行。

2.援電學法檢測技術

電學法檢測技術是根據被測材料的電磁學特性來進行檢測的方法。電學檢測是利用木材電阻和木材含水率的相互關系原理來進行的，通過無損檢測，可以測定木材的含水率及木材的腐朽程度。與木材缺陷無損檢測有關的電學法有微波法和電磁檢測法。微波法無損檢測缺陷的基本原理是：微波的反射、透射、散射及其通過介質的傳播速度與衰減均與介質的物理特性有關。線性極化了的電磁波入射到各向異性材料中，由于材料的散射和反射作用而產生衰減、相變和極化作用，根據測定穿過被測材料的電磁波的電學特性變化可以確定復雜的介電張量。

3.援光學法檢測技術

光學法檢測技術是自動化過程中的同步技術，屬于非接觸測量法，一般適用于在木材生產過程中檢測產品。光學法檢測主要有測色掃描法、激光掃描法和熒光掃描法。測色掃描法是基于顏色科學而進行的測量技術。

4.援超聲波法檢測技術

超聲波法檢測技術，要求超聲波應用的頻率超過20赫茲。超聲波測定的原理分為穿透應力波系統和脈沖一反應系統兩種，現有設備均是按照這兩種原理設計生產制造的。穿透應力波系統是指超聲波沿被檢測木材的厚度方向傳播，而被檢鍘的木材的聲波特性就在另一邊被記錄下來；而脈沖一反應系統是指測定記錄被傳播到材料內部表面的回聲波的特征，可以測定木材腐朽深度等。

三、在木材保護中無損檢測的主要用途

1.無損檢測木材含水率

決定和影響木材使用的重要指標是木材含水率，對古建筑木構件，含水率更具有重要意義。一般情況下，含水率過高的木構件，則意味著古建筑木構件發生病蟲害的可能性增大，必須引起重視。常用的木材含水率無損檢測儀器是根據微波、高頻電流、紅外線、直流電、介電常數等原理開發制造的儀器。

2.無損檢測對古樹名木的應用

古樹名木是重要的文化遺產，是重要的自然景觀和資源，在世界各國都非常重視與保護。對古樹名木加強保護，對古樹內部缺陷進行檢測，要在不引起新的災害和不破壞其生長的條件下進行。目前，國外一些發達國家也采用無損檢測技術對城市樹木進行保護。

3.現場檢測古建筑木結構部件

采用無損檢測技術對古建筑木結構保護和維修，對其木結構安全進行評價，不能破壞原有木構件，就通過無損檢測提供有力的證據，從而在維修前進行設計與更換木構件或確定維修等工作。無損檢測主要檢測木構件內部缺陷和木構件的殘余強度，評價木結構建筑的使用壽命、安全性和可靠性。

四、結語

綜上所述，充分利用無損檢測技術，能夠在減少木材破壞的同時又為人們提供精準的檢測數據，便于針對檢測數據確定科學的木材使用計劃。無損檢測技術的完善和推廣將進一步的提升森林資源的保護力度，是我國社會進步，精神文明建設取得成功的一個重要標志。

【參考文獻】

[1]吳永權， 吳昌梅， 泮日強. 關于木材無損檢測技術研究歷史、現狀和展望[J]. 中國林業產業， 2016（4）.

[2]楊繼勝， 吳鳳娟. 無損檢測技術在木材檢測中的應用[J]. 中國林業產業， 2016（10）.

[3]孫光有. 木材檢驗中的無損檢測技術研究[J]. 中國林業產業， 2016（11）.