聲發(fā)射技術(shù)在家具質(zhì)量檢測中的運(yùn)用分析

康瀚勻

摘 要 當(dāng)前，隨著綠色生態(tài)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，家具行業(yè)對于使用的材質(zhì)提出了更加嚴(yán)格的要求，通過聲發(fā)射技術(shù)可以達(dá)到無損傷的進(jìn)行家具質(zhì)量檢測。家具是屬于木質(zhì)材質(zhì)使用較多的一個(gè)行業(yè)，同時(shí)在家具當(dāng)中往往會(huì)附加上許多的文化價(jià)值，因此對家具進(jìn)行檢測也是當(dāng)前家具市場中的重要環(huán)節(jié)。因此，本文就聲發(fā)射技術(shù)在家具質(zhì)量的檢測方面展開分析與研究。

關(guān)鍵詞 聲發(fā)射技術(shù)；家具質(zhì)量；檢測

中圖分類號 TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）15-0024-02

聲發(fā)射檢測技術(shù)是一種通過聲波進(jìn)行材料缺陷檢測的方法，具有無損材料、適應(yīng)性廣、檢測準(zhǔn)確等技術(shù)優(yōu)勢。通常可以應(yīng)用于各種材料的內(nèi)部質(zhì)量檢測，尤其是在家具的檢測中，通過對木材內(nèi)部的波形檢測，能夠準(zhǔn)確對材料缺陷進(jìn)行定位，有助于家具生產(chǎn)廠家及時(shí)的進(jìn)行修補(bǔ)。同時(shí)隨著社會(huì)節(jié)能環(huán)保意識的不斷提高，聲發(fā)射檢測技術(shù)能夠在家具生產(chǎn)中，有效保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高木材資源的使用效率。

1 聲發(fā)射技術(shù)的概念

1.1 聲發(fā)射技術(shù)簡介

聲發(fā)射技術(shù)又叫作應(yīng)力波發(fā)射技術(shù)，是一種通過材料發(fā)射聲波的方式來檢測材料是否出現(xiàn)不易被發(fā)覺的內(nèi)部缺陷。如果是材料或者是其他的設(shè)備零件等，在受力情況下出現(xiàn)形變、斷裂以及材料內(nèi)部應(yīng)力超出自身屈服的最大值等現(xiàn)象，就會(huì)進(jìn)入到材料的塑變環(huán)節(jié)，這時(shí)會(huì)以彈性波的形式釋放出能量，這種彈性波會(huì)以聲音的形式出現(xiàn)，而導(dǎo)致材料出現(xiàn)這種彈性波的情況有很多，其中包括了材料斷裂、摩擦等。

1.2 聲發(fā)射現(xiàn)象

聲發(fā)射是一種常見的物理現(xiàn)象。當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)裂痕現(xiàn)象，那么該設(shè)備中的裂紋就會(huì)形成擴(kuò)展成發(fā)聲發(fā)射，導(dǎo)致設(shè)備材料局部地區(qū)的應(yīng)力集中被卸載。如果設(shè)備在運(yùn)行時(shí)釋放應(yīng)變能量較大，就可以聽到生產(chǎn)聲音。但是在實(shí)際上，設(shè)備裂紋處于穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，人們難以用耳朵聽到裂痕的聲音。因此，加強(qiáng)對聲發(fā)射技術(shù)的研究已經(jīng)成為了社會(huì)在發(fā)展過程中所關(guān)注的重要話題之一。

2 聲發(fā)射技術(shù)的工作原理

聲發(fā)射檢測技術(shù)主要是通過安裝在材料表面的傳感設(shè)備將材料中的彈性波轉(zhuǎn)換成電信號的形式，然后再通過相關(guān)的設(shè)備將這一電信號進(jìn)行放大處理，最后在顯示器上給出相應(yīng)的檢測記錄。而通過檢測記錄能夠顯示出材料的聲發(fā)射參數(shù)數(shù)據(jù)，進(jìn)而檢測人員能夠通過數(shù)據(jù)分析出材料內(nèi)部的情況。如果使用多通道的聲發(fā)射檢測技術(shù)，還可以測量出材料缺陷的具體位置[1]。

在材料中聲發(fā)射源就是材料出現(xiàn)缺陷的位置，因此需要在聲發(fā)射檢測過程中對聲發(fā)射源進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，當(dāng)前在聲發(fā)射檢測技術(shù)中主要有區(qū)域定位以及時(shí)差定位兩種方式。區(qū)域定位是對材料的一個(gè)區(qū)域進(jìn)行檢測定位，因此這種檢測具有很大的不穩(wěn)定性，但是區(qū)域檢測的方法使用靈活同時(shí)能夠進(jìn)行大范圍的材料檢測。而時(shí)差定位法是在材料上安裝幾個(gè)定位傳感器，在一定的幾何結(jié)構(gòu)點(diǎn)上固定好，在檢測過程中通過聲發(fā)射源發(fā)出的聲波到達(dá)不同傳感器的時(shí)間差，可以計(jì)算出材料中的聲發(fā)射源位置。

同時(shí)，在聲發(fā)射檢測技術(shù)中還需要對信號進(jìn)行處理。其中主要的處理方法有參數(shù)分析和波形分析兩種。

3 聲發(fā)射技術(shù)在家具檢測中的應(yīng)用

3.1 與其他方法的比較

通過對聲發(fā)射檢測技術(shù)的介紹可以得知，聲發(fā)射檢測技術(shù)是一種檢測材料內(nèi)部是否受損的實(shí)時(shí)無損檢測技術(shù)，因此與其他的檢測技術(shù)相比，有著以下的優(yōu)勢。第一，聲發(fā)射檢測技術(shù)有著極為廣泛的適用性，幾乎全部的材料都可以通過聲發(fā)射檢測技術(shù)來測量其內(nèi)部是否出現(xiàn)形變和斷裂。第二，聲發(fā)射檢測技術(shù)的靈敏度極高，可以通過聲發(fā)射源傳出的聲波獲取到非常豐富的材料缺陷信息。第三，聲發(fā)射檢測技術(shù)能夠通過不同的定位方法對材料缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定位，進(jìn)而可以及時(shí)的開展材料缺陷的修復(fù)工作。第四，聲發(fā)射檢測技術(shù)能夠通過傳感器對材料中的缺陷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，將材料缺陷的出現(xiàn)、擴(kuò)大等情況進(jìn)行在線檢測。同時(shí)檢測設(shè)備還可以根據(jù)材料質(zhì)量等數(shù)據(jù)檢測出材料缺陷的危害等級、材料壽命以及材料結(jié)構(gòu)性能等。第五，對材料表面條件要求不高，可以適用于許多無法用其他檢測方式進(jìn)行檢測的材料。

3.2 對傳統(tǒng)家居的檢測

通過聲發(fā)射檢測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對很多古代流傳的高貴家具進(jìn)行無損的材料檢測，判斷家具的內(nèi)部受損情況和材料的完整性，對破壞源進(jìn)行準(zhǔn)確定位。同時(shí)根據(jù)從材料中傳出的波形狀態(tài)以及相關(guān)參數(shù)對材料的受損程度進(jìn)行量化分級，通常可以表示為無損、輕微損傷、重度損傷。同時(shí)還可以應(yīng)用聲發(fā)射檢測技術(shù)對家具的剩余使用年限進(jìn)行推測，以此更好的對名貴家具進(jìn)行及時(shí)的保護(hù)和維修[2]。

以清代的黃花梨木圓椅進(jìn)行檢測為例，結(jié)合聲發(fā)射檢測技術(shù)的檢測特點(diǎn)，可以在圓椅上設(shè)計(jì)多個(gè)聲波傳感器。通過設(shè)備將傳感器轉(zhuǎn)換出的電信號進(jìn)行分析，就能找到圓椅的內(nèi)部缺陷點(diǎn)。

3.3 對現(xiàn)代家具的檢測

在現(xiàn)代家具中也可以通過聲發(fā)射檢測技術(shù)進(jìn)行家具的缺陷檢測。當(dāng)前我國還有很多的家具生產(chǎn)廠家還是使用人工檢測的方式進(jìn)行檢查，其中主要是通過觀察來判斷家具中是否出現(xiàn)相對明顯的裂縫，檢測家具材料上是否有零件出現(xiàn)松動(dòng)的情況。這些人工檢測的方法主要依據(jù)是檢測人員以往的觀察經(jīng)驗(yàn)，因此由于主觀原因使得檢測結(jié)果會(huì)隨著檢測人員的不同而出現(xiàn)變化，導(dǎo)致在人工檢測中主觀性太強(qiáng)，檢測結(jié)果缺少實(shí)際依據(jù)。但是，聲發(fā)射檢測技術(shù)則不同，通過在其他材料質(zhì)量進(jìn)行檢測的結(jié)果證明，聲發(fā)射檢測技術(shù)可以將檢測材料中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定位，及時(shí)的展開缺陷材料的修補(bǔ)工作，因此非常適用于現(xiàn)代的家具生產(chǎn)檢測環(huán)節(jié)。通過研究發(fā)現(xiàn)，在家具出現(xiàn)裂縫之前就會(huì)有聲發(fā)射，因此，聲發(fā)射檢測技術(shù)能夠及時(shí)獲取材料的動(dòng)態(tài)裂縫出現(xiàn)的起始點(diǎn)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)家具中裂縫的長度不同發(fā)出的聲波信號也就不同，以此來判定出家具的準(zhǔn)確使用年限。

3.4 對家具力學(xué)性能檢測

家具的力學(xué)性能是家具設(shè)計(jì)以及家具結(jié)構(gòu)安全性能的重要參考數(shù)據(jù)，同時(shí)也能有效的測量出材料的剩余使用年限。可以說材料力學(xué)性能的好壞是決定家具質(zhì)量的關(guān)鍵。當(dāng)前聲發(fā)射檢測技術(shù)已經(jīng)開始在家具的力學(xué)性能檢測上進(jìn)行應(yīng)用。

家具材料的干燥程度關(guān)系到家具質(zhì)量好壞，所以應(yīng)當(dāng)將聲發(fā)射檢測技術(shù)設(shè)計(jì)到家具材料干燥檢測的環(huán)節(jié)中，確定傳感器陣列，放置好傳感器位置，從而保證傳感器設(shè)備在運(yùn)行時(shí)起到良好的耦合狀態(tài)。在材料進(jìn)行干燥的過程中，由于材料內(nèi)部的溫度出現(xiàn)變化因此將會(huì)產(chǎn)生局部應(yīng)力的出現(xiàn)，進(jìn)而產(chǎn)生大量的聲發(fā)射信號。通過對聲發(fā)射信號的實(shí)時(shí)分析，能夠判斷出材料當(dāng)前的干燥程度，同時(shí)結(jié)合材料的含水量、形變情況以及材料裂痕等數(shù)據(jù)，在聲發(fā)射檢測技術(shù)中建立參數(shù)模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對家具木材進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控。

4 結(jié)論

總而言之，聲發(fā)射現(xiàn)象是材料內(nèi)部出現(xiàn)缺陷的客觀反映，而應(yīng)用聲發(fā)射檢測技術(shù)能夠有效檢測出不同材料中的內(nèi)部缺陷。尤其是在家具制造行業(yè)中，通過聲發(fā)射檢測技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對檢測材料實(shí)時(shí)、無損的定位缺陷位置。因此，在古代名貴家具以及現(xiàn)代家具的質(zhì)量檢測方面有著關(guān)鍵的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]金中薇.光纖光柵聲發(fā)射檢測信號分析與源定位技術(shù)研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2014.

[2]桑遠(yuǎn).基于聲發(fā)射技術(shù)的風(fēng)電塔筒動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究[D].蘭州：蘭州理工大學(xué)，2014.endprint