[發明專利]大樹孔洞檢測方法

無效

• 申請號: 201310441500.4
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN104090030A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 惠國華
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12;G01B17/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及一種樹木蟲害情況檢測方法，尤其是涉及一種能夠精確檢測大樹中的孔洞的位置及大小的大樹孔洞檢測方法。

背景技術

樹木病蟲害防治方法主要有樹干涂白法、農藥埋施法、樹干涂膠法、樹干療傷法和注藥法。

其中，注藥法是在樹干周圍鉆孔注藥，使全樹體都具有農藥的有效成分，不論害蟲在什么部位取進食，都會中毒死亡。此法操作簡便，省工、省藥、不污染空氣，不傷害天敵，防治效果好。

但是，通常的注藥法不能獲得害蟲所處的具體位置，為了殺死害蟲需要注入較大劑量的藥物，但是藥量大會對樹木的生長造成一定影響。

如果選擇錯誤的位置注入殺蟲劑，既會給樹木造成損傷，同時未遭蟲蛀的部位由于殺蟲劑的誘導容易產生病變，不但不能及時有效的消滅害蟲，反而損傷了樹木。

中國專利授權公開號：CN102706963A，授權公開日2012年10月3日，公開了一種古樹及古建筑木結構內部腐朽應力波無損探測裝置，該裝置包括多個傳感器、傳感器固定裝置、力錘、微損型針式連接器、數據處理系統和木材內部腐朽斷層成像軟件，所述傳感器、所述數據處理系統與安裝有所述成像軟件的計算機通過若干根導線連接。該發明存在無法準確確定孔洞的位置及孔洞的大小的不足。

發明內容

本發明的發明目的是為了克服現有技術中的應力波檢測方法無法準確確定孔洞的位置及孔洞的大小的不足，提供了一種能夠精確檢測大樹中的孔洞的位置及大小的大樹孔洞檢測方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種大樹孔洞檢測方法，一種用于大樹孔洞檢測的孔洞檢測裝置包括聲表面波裝置、測距傳感器和應力波傳感器；應力波傳感器、測距傳感器和聲表面波裝置上分別設有用于與計算機電連接的數據接口；所述聲表面波裝置包括計數器、振蕩器和聲表面波諧振器；振蕩器和聲表面波諧振器構成振蕩回路，計數器與振蕩回路電連接，計數器上設有用于與計算機電連接的數據接口，聲表面波諧振器通過導線與兩個電極電連接，測距傳感器設于一個電極與導線的連接處；所述檢測方法包括如下步驟：

(1-1)預先在計算機中設有隨機共振系統模型和孔洞壁厚預測模型；

在計算機中設定的n個取值范圍與標準信噪比谷值的絕對值A_i的對應關系，i＝1，L，n；設定誤差閾值d，設定聲表面波檢測閾值S；其中，是孔洞的直徑，是孔洞所在位置的大樹樹干直徑；

(1-2)選取大樹樹干的頂部為測量起始端，大樹底部為測量終止端；將應力波傳感器和脈沖錘分別固定在起始端的樹干外周面的相對側上；

脈沖錘敲擊樹干外周面，樹干內部產生應力波，應力波傳感器檢測的應力波信號輸入到計算機中，得到應力波信號一；

(1-3)將應力波傳感器和脈沖錘分別沿樹干的外周面順時針旋轉30至90度并固定；

脈沖錘敲擊樹干外周面，樹干內部產生應力波，應力波傳感器檢測的應力波信號輸入到計算機中，得到應力波信號二；計算機計算應力波信號一和應力波信號二的平均信號，得到平均應力波信號；

(1-4)在平均應力波信號中，提取1個完整的應力波脈沖信號I(t)，將0至100ms內的所述應力波脈沖信號I(t)輸入隨機共振系統模型中，使隨機共振系統模型發生共振；計算機利用信噪比計算公式計算輸出信噪比SNR；

隨機共振技術目前已在檢測數據特征值提取領域嶄露頭角。該理論是由意大利物理學家Benzi于1981年提出的，用以解釋地球遠古氣象冰川期與暖氣候期周期交替出現的現象。隨機共振具有三要素：非線性系統、弱信號和噪聲源。從信號處理角度考慮，隨機共振是在非線性信號傳輸過程中，通過調節噪聲的強度或者系統其它參數，使系統輸出達到最佳值，實際上也可以認為是輸入信號、非線性系統、噪聲的協同狀態。

一般情況下，雙穩態模型中輸入外力可以認為是理想電子鼻系統的信號，噪聲是檢測過程中引入的信道噪聲，而雙穩態系統的輸入(信號加噪聲)作為電子鼻系統實際的檢測信號。在激勵噪聲的激勵下，系統產生隨機共振，此時輸出信號大于輸入信號，因而起到了信號放大的作用。同時，隨機共振將部分檢測信號中的噪聲能量轉換到信號中去，因而有效的抑制了檢測信號中的噪聲量。因此，隨機共振系統相當于提高了提高輸出信號信噪比的作用，信號、激勵噪聲和雙穩態系統可以看做是一個高效信號處理器。在以上技術基礎之上，隨機共振系統輸出信噪比分析技術可以較好的反應被測樣品的本質特征信息。