[發(fā)明專利]松木質地檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310441525.4
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN104089592A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 惠國華
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02;G01B17/00;G01N29/06
• 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(fā)明涉及一種木材質量檢測方法，尤其是涉及一種能夠精確檢測松木中的孔洞的位置及大小的松木質地檢測方法。

背景技術

無損檢測技術是近年來發(fā)展迅速的木材質地檢測方法，可在不破壞木材本身形狀、結構、位置的前提下，快速測定木材物理力學性能。應力波木材無損檢測技術可在不破壞木材使用性能的前提下，快速地檢測出木材的尺寸、規(guī)格和基本物理性質等，基于此優(yōu)點，應力波無損檢測技術近幾年越來越受到重視。

應力波可以用于檢測直徑粗的木材或大樹的質地，但是，應力波存在一些缺點，如該方法無法準確判斷孔洞的大小及在樹干內的相對位置，很多木料或者是活樹，由于蟲蛀等原因形成內部中空結構。如果這樣的木料應用在建筑中，那么隨著時間的延長，內部孔洞會逐漸腐爛導致建筑應力結構發(fā)生變化，導致建筑倒塌事故，給人們的人身安全帶來威脅。

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(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和木材內部腐朽斷層成像軟件，所述傳感器、所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)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(fā)明存在無法準確確定孔洞的位置及孔洞的大小的不足。

發(fā)明內容

本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)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松木中的孔洞的位置及大小的松木質地檢測方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種松木質地檢測方法，一種用于松木質地檢測的松木檢測裝置包括聲表面波裝置、測距傳感器和若干個應力波傳感器；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(shù)據(jù)接口；其特征是，所述聲表面波裝置包括計數(shù)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(shù)器與振蕩回路電連接，計數(shù)器上設有用于與計算機電連接的數(shù)據(jù)接口，聲表面波諧振器上設有兩個電極，測距傳感器設于一個電極上；所述檢測方法包括如下步驟：

(1-1)預先在計算機中設定隨機共振系統(tǒng)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，是孔洞所在位置的松木直徑；

(1-2)將松木的兩端分別設為起始端和末端，將脈沖錘和各個應力波傳感器沿松木的圓周方向固定在起始端的外周面上；

(1-3)脈沖錘敲擊松木外周面，松木內部產(chǎn)生應力波，將各個應力波傳感器檢測的應力波信號輸入到計算機中，計算機計算各個應力波信號的平均值，得到應力波平均信號；

(1-4)在應力波平均信號中，提取1個完整的應力波脈沖信號，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(tǒng)模型中，使隨機共振系統(tǒng)模型發(fā)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(shù)據(jù)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(xiàn)的現(xiàn)象。隨機共振具有三要素：非線性系統(tǒng)、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(jié)噪聲的強度或者系統(tǒng)其它參數(shù)，使系統(tǒng)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(tǒng)、噪聲的協(xié)同狀態(tài)。

一般情況下，雙穩(wěn)態(tài)模型中輸入外力可以認為是理想電子鼻系統(tǒng)的信號，噪聲是檢測過程中引入的信道噪聲，而雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的輸入(信號加噪聲)作為電子鼻系統(tǒng)實際的檢測信號。在激勵噪聲的激勵下，系統(tǒng)產(chǎn)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(tǒng)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(wěn)態(tài)系統(tǒng)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(tǒng)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。

隨機共振輸出信噪比特征信息反映的是被測樣品的本質信息，該特征信息不隨檢測方法或者重復次數(shù)的限制而改變，只與樣品的性質有關，有利于樣品性質的標定，提高檢測精度。

隨機共振分析方法重現(xiàn)性好，重復100次計算，輸出的結果誤差比率不超過0.1％。而單純的應力波檢測的頻率信號誤差率比隨機共振信噪比分析后的誤差比率高出數(shù)倍。