浅析木材及人造板物理力学性能无损检测技术

罗玉芬　冯沁雄

【摘要】：无损从字面上来理解就是没有损坏，那么无损检测的意义也就显而易见的，就是在不损坏需要进行检测的物品，让其在接受检查后还能够正常的使用的前提之下，对物品的性质进行检查测算，这就是我们常说的无损检测，在工业生产和计量工作中有许多应用无损检测的实例，无损检测为许多行业的工作带来了便利，本文就立足于理论研究和多年的工作经验，对目前常用的无损检测的方法和手段进行了分析，希望能够为同行业的从业者提供一些借鉴，从而推动我国无损检测的工作水平。

【关键词】：木材；人造板；无损检测

【引言】：我们之所以要发展无损检测这种先进的检测手段，是经济社会不断发展的要求，是科学技术持续提升的结果，更是工业生产复杂化的体现。在木材行业中，有许多成品进行检测的时候无法依照传统的检测手段进行取样检测或者消耗检测，所以无损检测的重要性就极其明显。现在我国木材以及人造板的力学性能的无损检测已经取得了一些进展，它不是独立存在的一种手段，而是依托于科技发展之下的许多高新技术成果而形成的，这种无损检测对于木材检测工作来说无异于一次革命，它的广泛应用，使我国木材及人造板的检测工作水平提升了一个新的台阶。

1无损检测的主要方法及基本原理

1.1超声波检测

超声波是指频率高于 20 kHz，人耳所不能听闻的机械波，我们在初中阶段就已经接触过超声波这种独特的声音波段，它不是一个固定频率的声音，而是一个范围，所有单位时间内振幅超过20000次的，都可以称为超声波，它的其中一个显著的特点就是声音非常之尖锐但是人耳无法收集到它。超声波的利用目前已经非常的广泛和普遍，在医疗方面就有着很可观的成就。而在木材及人造板的力学物理性能的检测工作中应用的时间还不是很长，这种无损检测手段的根本原理我们可以简单的阐述如下，因为木材和人造板是固体的，所以它的波长基本上可以忽略不计，在这种情况下，我们可以测算出超声波从木材或人造板一端到另一段所用的时间，然后我们就可以根据有关的公式，計算出我们想要的数据。也就是说，我们可以依照超声波通过固定长度所用的时间计算出超声波在这块木材中传播的速度，接下来我们就可以利用可以计算出来的木材密度以及测算出来的超声波传播速度，来确定出待测木材的弹性模量，整个过程中对于木材没有造成损害，并且这种方法较以前的旧式检测手段更为快捷方便，缩短了检测时间，提升了工作效率。

1.2微波检测

微波即频率为 300 M Hz～ 300 GHz的电磁波，在日常生活中我们经常能够听到微波这个词汇，那么什么是微波呢，简单一点来说，微波的本质就是一种电磁波，和超声波一样它也是一个人为规定的波段，物理学上规定凡是频率处在300 MHz～ 300 GHz范围内的，都可以称之为微波。和超声波测算弹性模量不同，我们能够应用到微波的时候一般就是需要测定木材以及人造板的含水量，极少情况下会用于密度的检测。这种全新的检测手段的原理可以这样进行理解，物理学上有一条定律是这样说的，传播所用的介质能够吸收的微波含量和该种材料的介电常数是有着固定的比例的，而如果木材或者人造板中有水，那么水和木材对微波的吸收量是不同的，我们就可以通过这种情况，利用微波测算出木材以及人造板中的含水量。

1.3射线检测

顾名思义，射线检测就是利用一些具有高穿透性的射线与木材以及人造板相接触并且测算出待测物质的密度。这种检测手段有着其自身的一些优点，所以现在我们常常能在木材厂或是流水线上看到这种技术的使用，多年来的探索和经验积累已经为射线检测工作的发展打下了很好的基础。

1.4振动检测

想要利用振动检测这种手段，我们需要在检测之前测量出待检测木材或者人造板的横截面积以及两个支撑插头之间的长度，而后我们通过信息化的技术向震荡机器输入所需数据。而后由震荡设备对物体施加一个水平快速移动的力，再将这个阶段中产生的数据妥善的收集，归纳以及整理。这样就可以通过计算机程序计算出木材或者人造板的弹性模量。

1.5冲击应力波检测

稍微有一点物理常识的人都听说过力的作用是相互的，这种冲击应力波检测法在某种程度上来说就是利用了这一点，任何材质的物体在受到一个外来的力量之后，都会产生一个相应的从内部出现并传播的力量波段，这种波动我们就可以称之为应力波。和振动检测差不多，这种检测方法是依托于撞击之后产生的应力波在已知长度的待测木板中传播所用的时间，根据密度和长度对物体的弹性模量进行测算。

2木材及人造板无损检测技术研究展望和发展历程

1987年 ，用超声脉冲首波等幅法测试了红松、紫椴 2种无疵气干材的顺纹和横纹超声速度及超声弹性模量 ，用一元和二元回归分析了这 2种超声参数的关联。1988年，利用Timoshenko挠性振动理论、 FFT分析技术和微机技术开发了木材抗弯弹性模量和剪切弹性模量的快速测定方法。

我们在对以上这些木材或者人造板物理性能的无损检测技术进行探讨的同时，不难发现无损检测技术的水平正在持续的提升之中，并且它是依托于计算机技术、机械制造业、信息化技术以及许多物理学知识而存在的，它绝不是片面化的、也不是单独存在的一个复合性学科。无损检测技术已经在许多行业取得了喜人的成效，在木材研究和测算上也做出了卓越的贡献，特别要提到的就是，我们对于木材的检测已经可以从旧式的抽样检测提升到了无需破坏物体就能够得到想要的数据，这不但是木材行业的一种进步，更是我国物理学、计量学共同发展共同革新的一个里程碑式的标志。天然的林木资源想要成批量生产几乎是不可能的，想要利用它们来满足日益提升的各种板材需求更是不现实的，人造板材的发展和市场占有率必将在未来的一段时间内得到有效的提升，所以我们必须要及时的对这种人造板材的测量技术进行研究，从而在不久的将来，能够对大规模应用的人造板材进行无损检测。

结语

综上所述，现在我国的木材及人造板力学检测水平已经有所提升，但是还存在着许多不足，我们在发展现有技术的前提下，也要不断的努力创新，开拓进取，研发出更多更有效果，更加便捷的检测技术，从而推动我国木材行业的全面高速发展。

【参考文献】：

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