木材無(wú)損檢測(cè)的主要方法

吳書(shū)功

【摘 要】木材是我們生活中的寶貴資源，屬天然生長(zhǎng)的植物材料，盡管是可再生資源，但生長(zhǎng)周期太長(zhǎng)，實(shí)屬重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象。木材具有形狀不規(guī)則性及變異性和各向異性的特點(diǎn)，因而對(duì)木材及其制品的檢測(cè)一直是需攻克的難題。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，作用顯現(xiàn)，在木材分等、木材水分測(cè)定、干燥控制、溫濕度測(cè)定、強(qiáng)度與彈性模量、木材缺陷的檢測(cè)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，值得推廣與借鑒。

【關(guān)鍵詞】木材檢測(cè)；無(wú)損檢測(cè)；技術(shù)應(yīng)用

木材無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一門新興的、綜合性的木材非破壞性檢測(cè)技術(shù)，傳統(tǒng)的木材物理、力學(xué)性質(zhì)檢測(cè)大都是采用檢測(cè)儀器或力學(xué)試驗(yàn)機(jī)對(duì)規(guī)定尺寸、規(guī)格、表面形狀或所能承受的最大載荷。這種方法檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、條件苛刻、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性差，且不適于非破壞、在線生快速檢測(cè)。無(wú)損檢測(cè)木材或木質(zhì)材料的物理力學(xué)性質(zhì)，可在不破壞木材及木質(zhì)材料的本身形狀、原有結(jié)構(gòu)和原有動(dòng)力狀態(tài)的前提下，利用當(dāng)今的物理方法和手段快速測(cè)量出木材及木質(zhì)材料的尺寸、規(guī)格、表面形狀和基本物理力學(xué)性。

一、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的內(nèi)容

以下就通過(guò)對(duì)無(wú)損木材檢測(cè)技術(shù)中的詳細(xì)運(yùn)作理念進(jìn)行介紹，無(wú)損檢測(cè)這項(xiàng)木材檢測(cè)技術(shù)又被業(yè)界稱之為非破壞性的木材檢測(cè)技術(shù)，細(xì)化來(lái)說(shuō)就在指使用這項(xiàng)技術(shù)在對(duì)木材質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，不會(huì)對(duì)木材自身的內(nèi)部構(gòu)造以及樹(shù)木的外觀造成任何影響，使得樹(shù)木在經(jīng)過(guò)檢測(cè)之后還能夠繼續(xù)的生長(zhǎng)。這種檢測(cè)方式就是在檢測(cè)的過(guò)程中通過(guò)對(duì)各種檢測(cè)對(duì)象的物理學(xué)以及化學(xué)性質(zhì)的反應(yīng)現(xiàn)象與檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，從而得出準(zhǔn)確的結(jié)果。這種檢測(cè)方式尤其適用于檢測(cè)物體中所存在的缺陷。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中最大的優(yōu)勢(shì)就在于對(duì)任何檢測(cè)對(duì)象都不會(huì)造成任何的損傷，而且檢測(cè)的所需的時(shí)間非常短暫測(cè)結(jié)果較為精確、快速實(shí)際操作方法也非常簡(jiǎn)捷，使用無(wú)損檢測(cè)法不僅僅可以更好的方便檢測(cè)人員進(jìn)行檢測(cè)，這樣可以很好的提高檢測(cè)工作人員的工作效率，使得能夠進(jìn)行連續(xù)不斷的進(jìn)行樹(shù)木檢測(cè)，這樣才能夠?qū)Υ竺娣e的樹(shù)木檢測(cè)范圍進(jìn)行檢測(cè)后得出更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，進(jìn)而做好全面的決策。

二、木材的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

木材無(wú)損檢測(cè)方法的使用一定程度上提高了木材的質(zhì)量，但是這方法往往局限在木材的表面，沒(méi)有深入其中。其判斷的標(biāo)準(zhǔn)也僅僅只是我們通過(guò)肉眼分析數(shù)目外在的狀態(tài)所下的結(jié)論。為了更加合理有效的保證木材的質(zhì)量，我們引進(jìn)了科學(xué)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用時(shí)利用現(xiàn)代科技的手段不僅解決了木材內(nèi)部的檢測(cè)問(wèn)題，還為我們無(wú)損檢測(cè)技術(shù)帶來(lái)了新的發(fā)展方向。

1.援射線法檢測(cè)技術(shù)

射線法檢測(cè)技術(shù)包括x射線檢測(cè)、y射線檢測(cè)和中子射線檢測(cè)方法。一是X射線檢測(cè)技術(shù)，是探測(cè)木材腐朽和蟲(chóng)蛀的有效方法之一。它可以在膠片上顯示出木材內(nèi)部缺陷的影像，是人用肉眼無(wú)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(qiáng)，呈現(xiàn)出的影像比其他區(qū)域黑度高，因此通過(guò)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(cè)法。用y射線檢測(cè)方法，可以探測(cè)出木材內(nèi)部的腐朽程度以用腐朽區(qū)域在木材中的分布情況。但這種檢測(cè)方法的不利因素是要用到放射性元素，對(duì)人體有些許危害。三是中子射線檢測(cè)法。中子射線法，是利用不同物質(zhì)對(duì)中子的俘獲能力不同的原理來(lái)檢測(cè)的。目前大多數(shù)中子射線法多用于熱中子進(jìn)行。

2.援電學(xué)法檢測(cè)技術(shù)

電學(xué)法檢測(cè)技術(shù)是根據(jù)被測(cè)材料的電磁學(xué)特性來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的方法。電學(xué)檢測(cè)是利用木材電阻和木材含水率的相互關(guān)系原理來(lái)進(jìn)行的，通過(guò)無(wú)損檢測(cè)，可以測(cè)定木材的含水率及木材的腐朽程度。與木材缺陷無(wú)損檢測(cè)有關(guān)的電學(xué)法有微波法和電磁檢測(cè)法。微波法無(wú)損檢測(cè)缺陷的基本原理是：微波的反射、透射、散射及其通過(guò)介質(zhì)的傳播速度與衰減均與介質(zhì)的物理特性有關(guān)。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(chǎn)生衰減、相變和極化作用，根據(jù)測(cè)定穿過(guò)被測(cè)材料的電磁波的電學(xué)特性變化可以確定復(fù)雜的介電張量。

3.援光學(xué)法檢測(cè)技術(shù)

光學(xué)法檢測(cè)技術(shù)是自動(dòng)化過(guò)程中的同步技術(shù)，屬于非接觸測(cè)量法，一般適用于在木材生產(chǎn)過(guò)程中檢測(cè)產(chǎn)品。光學(xué)法檢測(cè)主要有測(cè)色掃描法、激光掃描法和熒光掃描法。測(cè)色掃描法是基于顏色科學(xué)而進(jìn)行的測(cè)量技術(shù)。

4.援超聲波法檢測(cè)技術(shù)

超聲波法檢測(cè)技術(shù)，要求超聲波應(yīng)用的頻率超過(guò)20赫茲。超聲波測(cè)定的原理分為穿透應(yīng)力波系統(tǒng)和脈沖一反應(yīng)系統(tǒng)兩種，現(xiàn)有設(shè)備均是按照這兩種原理設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造的。穿透應(yīng)力波系統(tǒng)是指超聲波沿被檢測(cè)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(lái)；而脈沖一反應(yīng)系統(tǒng)是指測(cè)定記錄被傳播到材料內(nèi)部表面的回聲波的特征，可以測(cè)定木材腐朽深度等。

三、在木材保護(hù)中無(wú)損檢測(cè)的主要用途

1.無(wú)損檢測(cè)木材含水率

決定和影響木材使用的重要指標(biāo)是木材含水率，對(duì)古建筑木構(gòu)件，含水率更具有重要意義。一般情況下，含水率過(guò)高的木構(gòu)件，則意味著古建筑木構(gòu)件發(fā)生病蟲(chóng)害的可能性增大，必須引起重視。常用的木材含水率無(wú)損檢測(cè)儀器是根據(jù)微波、高頻電流、紅外線、直流電、介電常數(shù)等原理開(kāi)發(fā)制造的儀器。

2.無(wú)損檢測(cè)對(duì)古樹(shù)名木的應(yīng)用

古樹(shù)名木是重要的文化遺產(chǎn)，是重要的自然景觀和資源，在世界各國(guó)都非常重視與保護(hù)。對(duì)古樹(shù)名木加強(qiáng)保護(hù)，對(duì)古樹(shù)內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，要在不引起新的災(zāi)害和不破壞其生長(zhǎng)的條件下進(jìn)行。目前，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家也采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)城市樹(shù)木進(jìn)行保護(hù)。

3.現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)古建筑木結(jié)構(gòu)部件

采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)古建筑木結(jié)構(gòu)保護(hù)和維修，對(duì)其木結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，不能破壞原有木構(gòu)件，就通過(guò)無(wú)損檢測(cè)提供有力的證據(jù)，從而在維修前進(jìn)行設(shè)計(jì)與更換木構(gòu)件或確定維修等工作。無(wú)損檢測(cè)主要檢測(cè)木構(gòu)件內(nèi)部缺陷和木構(gòu)件的殘余強(qiáng)度，評(píng)價(jià)木結(jié)構(gòu)建筑的使用壽命、安全性和可靠性。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，充分利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，能夠在減少木材破壞的同時(shí)又為人們提供精準(zhǔn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，便于針對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)確定科學(xué)的木材使用計(jì)劃。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的完善和推廣將進(jìn)一步的提升森林資源的保護(hù)力度，是我國(guó)社會(huì)進(jìn)步，精神文明建設(shè)取得成功的一個(gè)重要標(biāo)志。

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