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木材無損檢測技術及其應用與展望 (二)
- 評論:0 瀏覽:2607 發布時間:2006/10/19
- 采用脈沖沖聲波法測量了木材的聲速,并對試蘇進行了力學強度試驗,求得了兩者間的回歸關系。利用國內現有設備開發了木材微密度軟X射線測量法,根據木材構造特點和微密度變化規律,采用了幾種自動叛讀方法,編制了計算機程序,用于不同情況下邊界位置的判別。
利用CJ-2型超聲波檢測儀、示波器及自制的變檢器等組成的木材超聲檢測系統測試了紅松、興安落葉松、水曲柳和紫椴等4種木材的順紋和橫紋的超聲波傳播速度及超聲彈性模量,并分析了超聲檢測值與木材順紋抗壓強度和橫紋抗壓強度的相關性。
研制了X射線立年輪檢測儀,其可用于林區現場立木年輪無損檢測。利用FFT分析技術和微機技術開發了一種關于木材彈性模量E和剛性系數G的快速測量方法。
(三)無損檢測技術在木材加工業的應用
從20世紀50年代開始木材無損檢測技術逐步應用于木材加工中的自動檢測,這極大地提高了木材加工的自動化水平和生產效率。同時,由于檢測水平的提高也極大地提高了木材加工質量的監控水平,使加工質量得到可靠的保證。
木材無損檢測(NDE)技術在木材加工業的主要應用有:結構成材力學分等,成材力學應力分等(MSR),成材力學評估(MEL),超聲波NDE技術在木質復合材生產中的應用,單板層積材(LVL)的分層檢驗,刨花板、中密度纖維板、定向刨花板、膠合板的鼓泡檢驗,激光X射線掃描系統(NDE)缺陷探傷檢測,應力波NDE在木材結構方面的檢驗,聲發射NDE、振動法、應力波的測定。對木材物理力學性質的在線無損檢測飫:木材含水率、密度、力學強度及應力分等;對木材缺陷的在線無損檢測飫:木材紋理、木材節疤、木材腐朽、密度降低斜紋、起毛起皺、表面及內部裂紋、孔洞、涂飾、膠合不良等缺陷;對人造板、結構材的缺陷和力學強度的在線無損檢測等。
可在制材生產線上對成材應力。材質進行無損按應力、材質分等。目前國外在成材無損檢測和分級分等方面主要采用的方法有:機械式連續應力無損檢測(NDE)分級;振動法對成材彈性模量的無損檢測,利用應力波檢測成材強度,聲發射木材無損檢測;超聲波、X射線檢測木材缺陷等對木材按強度分級、分等。通過研究發現,木材聲學振動特性與彎曲彈性模量等力學性能相關。近十幾年,國外采用一些先進的在線成材無損檢測技術,檢測成材物理力學性質和木材七缺陷,實時對成材進行質量監測和按應力、質量分級、分等。成材在線無損檢測技術符合規模化和效益化的要求,是發展的必然。
利用應力分等檢測成材和人造板可提高生產效益數十倍,能可靠控制成材和人造板質量,效益顯著。在線無損檢測具有檢測誤差低、分級速度快、穩定性好、可重復性等特點,能減少成材和人造板的浪費,提高成材利用水平,使材盡其用,提高木材機械加工的自動化水平,并為生產工藝過程的質量自動控制提供了必備的條件。
我國制材和人造板生產有了長足的發展,無論生產規模還是自動化水平都有了很大提高,但是在線質量控制體系還是一個空白,這在某種程度上影響了制材和人造板生產的進上步發展,建立在線木材和木材質材料的無損檢測系統已刻不容緩。
國外學者已對無損檢測技術用于木材力學性的在線自動檢測系統和分級做了大量研究,比較實用和有發展前景的有機械應力分級、應力波檢測、超聲波檢測等。這些檢測方法都 是利用實測木材的物理力學性能指標,并根據木材的物理力學性有指標與木材基本力學性質的相關關系推算出實際成材的力學強度而進行分級和分等。
(四)木材無損檢測技術的發展與展望
隨著科學技術的發展,對木材、木質材料力學性質和材料表面及內部的缺陷進行無損檢測,是木材和木質材料傳統測試技術的一次深刻革命。它建立在多學科的高技術基礎之上,可使成材和人造板等木質材料的質量控制得到跨越性的提高,并為其生產過程的工藝窯和自動化提供必備的條件。
目前。我們主要研究成材和人造板等木質材料的在線無損檢測及應力分等,在幾種檢測方法中探索一個較佳的方案,為我國的成材和人造板等木質材料的在線無損檢測及應力分等開辟一條新路,填補我國在此技術領域的空白。因此,本研究方案具有很強的先進性。
成材和人造析等木質材料的在線無損檢測及應力分等,能改變傳統分等方法的分等效率低、分等誤差大等缺陷,有快速準確地對成材和人造板等木質材按應力或強度水平進行區分、劃等,提高材料的利用水平,同時也避免了因分等不準造成材料的超值使用所帶來的事故隱患。特別是對一些原本必須用破壞的方法才能檢測的材料性質,利用木材無損檢測技術則將更加顯現其優越性。
面對森森資源不足、森林質量也不高的現狀,如何合理利用、保護、發展、增加資源,是緩解我國木材供需矛盾的根本措施。對立木生長特性進行無損檢測系統監控可控制和促進木材量和質的提高,制材前的形狀、規格和缺陷等的無損檢測可提高成材和人造板的質量控制水平,防止木材和人造板的人為浪費,間接節省了木材資源;采用在線無損檢測技術可節約鋸材,即相對增加鋸材使用量,具有顯著的社會效益和經濟效益;木材、木質材料在線無損檢測可提高生產效率,降低生產成本;還可提高分級質量、節省前后工序的備料場地,使整個生產線更加暢通,提高了整個生產線的自動化程度。另外,木材按力學性能分級、分等后進行干燥,干燥時應力性質趨同,有利于干燥過程的控制,可使傳統的含水率和時間控制基準向應力控制基準過渡,進而縮短干燥時間,提高干燥質量,減少成本,提高效益。
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