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《东北林业大学》 2006年
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基于超声波原木内部孔洞缺陷定量检测

于文勇  
【摘要】: 随着全球木材可采蓄积量的减少和人们对木材需求量的增加,人类越来越重视对森林资源的保护。能及时发现森林中立木的缺陷(特别是孔洞缺陷)是森林保护中的一项重要工作,因为孔洞是其中最严重的缺陷之一。寻求对木材孔洞方便实用的检测方法可以有效地保护森林和提高木材利用率。一发多收超声波木材横纹方向孔洞检测,基于其检测成本低、速度快、效率高和简单实用等特点,是有价值的检测方法之一。 本文通过一发多收超声波检测法,分别对无任何缺陷的木材试样和孔洞直径大小不同的木材试样进行检测结果的对比,找出有利于木材横纹方向孔洞检测的参数,以实现在木材横纹方向上的孔洞检测。本文研究中采用超声波首波幅值的倒数和超声波传感器主频率的幅值作为研究和分析参数,实现了一发多收超声波木材横纹方向孔洞的定性和定量的检测。 使用一发多收超声波木材横纹方向孔洞检测法,对获得的超声波波形图进行对比,结论是由于超声波首波和其波形的初始段的波形变化明显,可通过波形变化,定性判定孔洞是否存在。 本文根据超声波传播距离越远,超声波的能量衰减也越大的原理,引出了超声波首波幅值倒数这一参数值,用其代表被测点接收到的超声波能量衰减值有可行性;提出用超声波接收探头在横坐标上投影点为横坐标,首波幅值的倒数为纵指标,在平面坐标系中,分别绘出没有任何缺陷木材的封闭曲线,和有大小不同孔洞木材的封闭曲线,通过两曲线的比较,可以找出首波幅值倒数的突变位置,通过连接发射传感器位置点和首波幅值倒数有突变位置点,可以确定出孔洞所在的扇形区域。 多种因素都影响超声波在木材横纹方向上的传播,本文研究结果表明超声传感器主频率幅值和木段的直径这两项参数,与孔洞大小有相关关系。在对杨树木段进行一发多收孔洞检测的实验数据采集和处理后,用MATLAB软件对它们相关关系进行了拟和,得出孔洞直径的大小与杨树的直径和传感器主频幅值这两个参数之间的相关关系,再通过拟和出的相关关系,计算得到的木材孔洞直径值。 由检测确定孔洞所在的扇区位置和计算得到孔洞直径的大小,按照固定大小的圆与扇形双边相切位置只有一个的几何学理论,最后确定孔洞大小和位置。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:S712

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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中国期刊全文数据库 前10条
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