木材无损检测技术研究历史、现状和展望

应鑫蕾

摘 要：随着退耕还林政策的实施，我国近年来树木面积不断扩大，但社会消耗量也越来越大，而木材的无损技术也在不断发展，因此要求我们要充分利用木材。本文主要研究木材无损检测技术的研究历史、现状和发展趋势，为以后的进一步研究提供参考依据。

关键词：木材；无损检测；研究；现状

中图分类号：S763 文献标识码：B 收稿日期：2015-11-12

一、目视检测简介

木材无损检测方法中目视检测是使用最早、最简单的方法，该方法主要是通过人眼进行目测，对木材表面各种影响强度或相关性能的缺陷进行评估。目视检测需要操作人员具有丰富的经验；而且，木材内部的结构形态无法通过肉眼进行判断，因此无损检测方法在木材检测方面能发挥很好的作用。

二、国内外研究历史及现状

1.国内外应力波检测的应用研究情况

应力和应变扰动以应力波作为传播形式，在可变形固体介质中机械扰动表现为质点速度的变化和相应的应力、应变状态的变化。应力、应变状态的变化以波的方式传播，称为应力波。应力波的敏感性使其在木材中传播时会受到木材内部缺陷的影响，检测应力波的传播时间变化能判断木材的内部情况。20世纪60年代，国外学者开始利用应力波对木材进行无损检测。

1988年，Ross J.R.等采用应力波检测方法研究木材的弹性模量、应力波速度和木材密度的关系，为木材中的无损检测技术研究提供了理论基础。1994年，Ross J.R.等利用应力波技术，根据应力波在板材间传播时间的差异性辨别木材是否存在缺陷。2003年，Wagner等运用应力波技术，结合回归分析法，对美国花旗松进行研究，得出应力波传播速度和弹性模量之间的关系，并建立起应力波速度与动态弹性模量之间的相关性。2005年国内学者林文树等经分析得出超声波与应力波均受木材密度、孔洞大小及数量等因素影响，由此判断出木材的内缺陷。

2.国内外超声波检测的应用研究情况

20世纪60年代，超声波开始被用来进行无损检测。2000年开始，国内外越来越多的学者对超声波技术进行研究：李华和刘秀英利用超声波检测仪对大钟寺博物馆钟架进行了无损检测，通过测定钟架木材的弹性模量，对钟架木结构力学强度的变化做出评估。

3.国内外X射线检测的应用研究情况

1963年，法国利用X射线首先对木材的密度进行检测。2000年有学者将挪威云杉节子与密度的模型采用X射线和CT成像技术建立，并得到模型与破坏强度和弹性模量之间的相关性。2003年，Kelley等运用先进的近红外光谱技术研究了火炬松在不同高度及不同径向时的化学成分和物理学性质，利用多元统计方法对木材中的成分含量进行预测。冯星球等采用X射线检测人造板材密度，得出平均值和最大值在厚度方向上和密度梯度上。2007年，孙丽萍等提出X射线检测原木的无损检测方法。

4.国内外机械应力检测的研究进展情况

1963年，机械应力分等方法应用于规格材料等分，机械应力分等方法使木材的利用率得到提高。美国最早的分等方法只是用来评价木板材的刚度。随着该研究的不断深入，20 世纪70年代，有学者研究出了木材刚度与强度之间的相互关系。

三、木材无损检测技术的发展趋势

随着无损检测技术、计算机技术、专家系统及人工神经网络技术的不断发展，木材无损检测技术主要朝着小型化、智能化、自动化、联机化方向发展，主要体现在如下三个方面。①用于便携式木材性质检测系统的研制。由于木材结构的特殊性、生产的季节性和分布的地域性，要求木材无损检测系统简单、方便、灵活。②木材无损检测技术与专家系统相结合。对木材性质检测的复杂性及树种的多样性，要求木材无损检测系统与木材性质专家系统相结合，使检测系统能够迅速判断和分析被检测木材的有关性质。③木材无损检测的联机化。目前，由于木材无损检测技术相对较多，而且各种检测技术都存在不同程度的缺陷，这就要求采用多种方法对木材特性进行联合检测。

参考文献：

[1]高子震，王 正，张晓冬.对桉木胶合板液氮处理前后的动态弹性模量测量与分析[J].木工机床，2014，（3）.

[2]单海斌，刘杏娥，杨淑敏，等.计算机断层扫描技术（CT）在木材无损检测中的应用与发展[J].浙江农林大学学报，2013，（1）.