[發明專利]樹木缺陷檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201710048435.7
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106885846B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 馮海林;張春曉;方益明;李劍;李光輝
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/07
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;閻忠華

1.一種樹木缺陷檢測裝置的檢測方法，樹木缺陷檢測裝置包括m個應力波傳感器(1)、應力波檢測儀(2)、存儲器(3)和計算機(4)；應力波檢測儀分別與每個應力波傳感器、存儲器和計算機電連接，m＝2n，n為自然數；其特征是，包括如下步驟：

(1-1)選取活的樹木，測量樹木高度為H處的周長和直徑d；在計算機中畫出樹木的橫截面，選取均過橫截面邊緣點o的n條縱截面線，使第1條縱截面線過橫截面的直徑，以第1條縱截面線為基準，第2條縱截面線至第n條縱截面線依次相對于前一條縱截面線逆時針旋轉90/n度；

(1-2)將第1個應力波傳感器至第n個應力波傳感器自上至下安裝到與第k條縱截面線相對應的樹木的第k縱截面的左側，將第n+1個應力波傳感器至第m個應力波傳感器自下至上安裝到第k縱截面右側；第k縱截面兩側的各個傳感器一一對稱分布，同側的傳感器間距為h1；k的初始值為1；

(1-3)用脈沖錘敲擊第1個應力波傳感器，計算機利用第n個應力波傳感器和第m個應力波傳感器接收應力波信號，計算應力波縱向傳播速度V_l和橫向傳播速度V_r；將任意兩個應力波傳感器的連線與水平面的夾角設為θ；

(1-4)設定每個應力波傳感器的位置地址為(α，θ)，任意兩個應力波傳感器之間構成1條應力波傳播路徑，α為每個應力波傳感器所在的縱截面與第1縱截面之間的夾角；

利用公式計算每條應力波傳播路徑的應力波傳播速度理論值v′；

(1-5)使用脈沖錘按照第1應力波傳感器至第m應力波傳感器的順序進行敲擊，記錄被敲擊的應力波傳感器之外的其它應力波傳感器收到應力波的時刻，計算得到每條應力波傳播路徑的傳播速度實驗值v；

利用公式計算第k縱截面中的每條應力波傳播路徑的傳播速度誤差e；

將滿足e≥W的每條應力波傳播路徑設為異常路徑，將異常路徑保存到計算機中，W為誤差閾值；

(1-6)當k＜n，則使k增加1；

將第1至第n個應力波傳感器自上至下安裝到與第k條縱截面線相對應的樹木的第k縱截面的左側，將第n+1至第m個應力波傳感器自下至上安裝到與第k縱截面右側，第k縱截面兩側的各個傳感器一一對稱分布，同側的傳感器間距為h1；轉入步驟(1-5)；

(1-7)計算機將異常路徑集中的區域設為缺陷區域，在計算機中畫出缺陷區域。

2.根據權利要求1所述的樹木缺陷檢測裝置的檢測方法，其特征是，應力波檢測儀通過藍牙模塊(5)與計算機無線連接。

3.根據權利要求1所述的樹木缺陷檢測裝置的檢測方法，其特征是，應力波縱向傳播速度V_l和橫向傳播速度V_r的計算方法如下：

計算機記錄脈沖錘敲擊第1個應力波傳感器的時刻T1，第n個應力波傳感器收到應力波信號的時刻T2，第m個應力波傳感器接收應力波信號的時刻T3；

利用公式計算V_l，利用公式計算V_r。

4.根據權利要求1所述的樹木缺陷檢測裝置的檢測方法，其特征是，計算機根據樹木的周長、直徑、各個應力波傳感器的間距h1和n條縱截面線畫出樹木的立體模型圖，計算出在每個縱截面中被敲擊的應力波傳感器和其它應力波傳感器之間的距離D，

計算機記錄脈沖錘敲擊應力波傳感器的時刻T4，其它應力波傳感器收到應力波信號的時刻T5；

用公式計算v。

5.根據權利要求1所述的樹木缺陷檢測裝置的檢測方法，其特征是，H為距離地面0.5米至1.2米。

6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的樹木缺陷檢測裝置的檢測方法，其特征是，W為13％至17％。