[发明专利]树木缺陷检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种树木缺陷检测装置及检测方法，本发明通过数学模型得出纵截面上应力波理论传播速度，再通过实验得出样本木材内部应力波传播速度状况，并对比二者之间的关系标记出异常路径，从而找到缺陷位置以及确定缺陷大小。本发明具有检测精度高，实用性强的特点。

技术领域

本发明属于木材无损检测领域，涉及一种检测精确度高，操作简便的树木缺陷检测装置及检测方法。

背景技术

随着计算机技术、传感技术及无损检测技术的发展，树木物理、力学性质和缺陷的检测技术也上升到了新的水平。由于应力波无损检测技术的经济性和方便性，受到林业研究人员和业界的广泛关注。

现有技术的应力波无损检测技术存在如下缺点：以横截面为主对木材内部进行检测，检测不全面，无法准确检测木材内部的缺陷。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的检测方法检测不全面，无法准确检测木材内部缺陷的不足，提供了一种检测精确度高，操作简便的树木缺陷检测装置及检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种树木缺陷检测装置，包括m个应力波传感器、应力波检测仪、存储器和计算机；应力波检测仪分别与每个应力波传感器、存储器和计算机电连接，m＝2n，n为自然数。

作为优选，应力波检测仪通过蓝牙模块与计算机无线连接。

一种树木缺陷检测装置的检测方法，包括如下步骤：

(3-1)选取活的树木，测量树木高度为H处的周长和直径d；在计算机中画出树木的横截面，选取均过横截面边缘点o的n条纵截面线，使第1条纵截面线过横截面的直径，以第1条纵截面线为基准，第2条纵截面线至第n条纵截面线依次相对于前一条纵截面线逆时针旋转90/n度；

(3-2)将第1个应力波传感器至第n个应力波传感器自上至下安装到与第k条纵截面线相对应的树木的第k纵截面的左侧，将第n+1个应力波传感器至第m个应力波传感器自下至上安装到第k纵截面右侧；第k纵截面两侧的各个传感器一一对称分布，同侧的传感器间距为h1；k的初始值为1；

(3-3)用脉冲锤敲击第1个应力波传感器，计算机利用第n个应力波传感器和第m个应力波传感器接收应力波信号，计算应力波纵向传播速度V_l和横向传播速度V_r；将任意两个应力波传感器的连线与水平面的夹角设为θ；

(3-4)设定每个应力波传感器的位置地址为(α，θ)，任意两个应力波传感器之间构成1条应力波传播路径，α为每个应力波传感器所在的纵截面与第1纵截面之间的夹角；

利用公式计算每条应力波传播路径的应力波传播速度理论值v′；

(3-5)使用脉冲锤按照第1应力波传感器至第m应力波传感器的顺序进行敲击，记录被敲击的应力波传感器之外的其它应力波传感器收到应力波的时刻，计算得到每条应力波传播路径的传播速度实验值v；

利用公式计算第k纵截面中的每条应力波传播路径的传播速度误差e；

将满足e≥W的每条应力波传播路径设为异常路径，将异常路径保存到计算机中，W为误差阈值；

(3-6)当k＜n，则使k增加1；

将第1至第n个应力波传感器自上至下安装到与第k条纵截面线相对应的树木的第k纵截面的左侧，将第n+1至第m个应力波传感器自下至上安装到与第k纵截面右侧，第k纵截面两侧的各个传感器一一对称分布，同侧的传感器间距为h1；转入步骤(3-5)；

(3-7)计算机将异常路径集中的区域设为缺陷区域，在计算机中画出缺陷区域。