[發(fā)明專利]樹(shù)木缺陷檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710048435.7
• 申請(qǐng)日: 2017-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106885846B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮海林;張春曉;方益明;李劍;李光輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/07
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;閻忠華

1.一種樹(shù)木缺陷檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，樹(shù)木缺陷檢測(cè)裝置包括m個(gè)應(yīng)力波傳感器(1)、應(yīng)力波檢測(cè)儀(2)、存儲(chǔ)器(3)和計(jì)算機(jī)(4)；應(yīng)力波檢測(cè)儀分別與每個(gè)應(yīng)力波傳感器、存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)電連接，m＝2n，n為自然數(shù)；其特征是，包括如下步驟：

(1-1)選取活的樹(shù)木，測(cè)量樹(shù)木高度為H處的周長(zhǎng)和直徑d；在計(jì)算機(jī)中畫(huà)出樹(shù)木的橫截面，選取均過(guò)橫截面邊緣點(diǎn)o的n條縱截面線，使第1條縱截面線過(guò)橫截面的直徑，以第1條縱截面線為基準(zhǔn)，第2條縱截面線至第n條縱截面線依次相對(duì)于前一條縱截面線逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90/n度；

(1-2)將第1個(gè)應(yīng)力波傳感器至第n個(gè)應(yīng)力波傳感器自上至下安裝到與第k條縱截面線相對(duì)應(yīng)的樹(shù)木的第k縱截面的左側(cè)，將第n+1個(gè)應(yīng)力波傳感器至第m個(gè)應(yīng)力波傳感器自下至上安裝到第k縱截面右側(cè)；第k縱截面兩側(cè)的各個(gè)傳感器一一對(duì)稱分布，同側(cè)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(gè)應(yīng)力波傳感器，計(jì)算機(jī)利用第n個(gè)應(yīng)力波傳感器和第m個(gè)應(yīng)力波傳感器接收應(yīng)力波信號(hào)，計(jì)算應(yīng)力波縱向傳播速度V_l和橫向傳播速度V_r；將任意兩個(gè)應(yīng)力波傳感器的連線與水平面的夾角設(shè)為θ；

(1-4)設(shè)定每個(gè)應(yīng)力波傳感器的位置地址為(α，θ)，任意兩個(gè)應(yīng)力波傳感器之間構(gòu)成1條應(yīng)力波傳播路徑，α為每個(gè)應(yīng)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(jì)算每條應(yīng)力波傳播路徑的應(yīng)力波傳播速度理論值v′；

(1-5)使用脈沖錘按照第1應(yīng)力波傳感器至第m應(yīng)力波傳感器的順序進(jìn)行敲擊，記錄被敲擊的應(yīng)力波傳感器之外的其它應(yīng)力波傳感器收到應(yīng)力波的時(shí)刻，計(jì)算得到每條應(yīng)力波傳播路徑的傳播速度實(shí)驗(yàn)值v；

利用公式計(jì)算第k縱截面中的每條應(yīng)力波傳播路徑的傳播速度誤差e；

將滿足e≥W的每條應(yīng)力波傳播路徑設(shè)為異常路徑，將異常路徑保存到計(jì)算機(jī)中，W為誤差閾值；

(1-6)當(dāng)k＜n，則使k增加1；

將第1至第n個(gè)應(yīng)力波傳感器自上至下安裝到與第k條縱截面線相對(duì)應(yīng)的樹(shù)木的第k縱截面的左側(cè)，將第n+1至第m個(gè)應(yīng)力波傳感器自下至上安裝到與第k縱截面右側(cè)，第k縱截面兩側(cè)的各個(gè)傳感器一一對(duì)稱分布，同側(cè)的傳感器間距為h1；轉(zhuǎn)入步驟(1-5)；

(1-7)計(jì)算機(jī)將異常路徑集中的區(qū)域設(shè)為缺陷區(qū)域，在計(jì)算機(jī)中畫(huà)出缺陷區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)木缺陷檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征是，應(yīng)力波檢測(cè)儀通過(guò)藍(lán)牙模塊(5)與計(jì)算機(jī)無(wú)線連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)木缺陷檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征是，應(yīng)力波縱向傳播速度V_l和橫向傳播速度V_r的計(jì)算方法如下：

計(jì)算機(jī)記錄脈沖錘敲擊第1個(gè)應(yīng)力波傳感器的時(shí)刻T1，第n個(gè)應(yīng)力波傳感器收到應(yīng)力波信號(hào)的時(shí)刻T2，第m個(gè)應(yīng)力波傳感器接收應(yīng)力波信號(hào)的時(shí)刻T3；

利用公式計(jì)算V_l，利用公式計(jì)算V_r。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)木缺陷檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征是，計(jì)算機(jī)根據(jù)樹(shù)木的周長(zhǎng)、直徑、各個(gè)應(yīng)力波傳感器的間距h1和n條縱截面線畫(huà)出樹(shù)木的立體模型圖，計(jì)算出在每個(gè)縱截面中被敲擊的應(yīng)力波傳感器和其它應(yīng)力波傳感器之間的距離D，

計(jì)算機(jī)記錄脈沖錘敲擊應(yīng)力波傳感器的時(shí)刻T4，其它應(yīng)力波傳感器收到應(yīng)力波信號(hào)的時(shí)刻T5；

用公式計(jì)算v。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)木缺陷檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征是，H為距離地面0.5米至1.2米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的樹(shù)木缺陷檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征是，W為13％至17％。