淺析木材及人造板物理力學性能無損檢測技術

羅玉芬　馮沁雄

【摘要】：無損從字面上來理解就是沒有損壞，那么無損檢測的意義也就顯而易見的，就是在不損壞需要進行檢測的物品，讓其在接受檢查后還能夠正常的使用的前提之下，對物品的性質進行檢查測算，這就是我們常說的無損檢測，在工業生產和計量工作中有許多應用無損檢測的實例，無損檢測為許多行業的工作帶來了便利，本文就立足于理論研究和多年的工作經驗，對目前常用的無損檢測的方法和手段進行了分析，希望能夠為同行業的從業者提供一些借鑒，從而推動我國無損檢測的工作水平。

【關鍵詞】：木材；人造板；無損檢測

【引言】：我們之所以要發展無損檢測這種先進的檢測手段，是經濟社會不斷發展的要求，是科學技術持續提升的結果，更是工業生產復雜化的體現。在木材行業中，有許多成品進行檢測的時候無法依照傳統的檢測手段進行取樣檢測或者消耗檢測，所以無損檢測的重要性就極其明顯。現在我國木材以及人造板的力學性能的無損檢測已經取得了一些進展，它不是獨立存在的一種手段，而是依托于科技發展之下的許多高新技術成果而形成的，這種無損檢測對于木材檢測工作來說無異于一次革命，它的廣泛應用，使我國木材及人造板的檢測工作水平提升了一個新的臺階。

1無損檢測的主要方法及基本原理

1.1超聲波檢測

超聲波是指頻率高于 20 kHz，人耳所不能聽聞的機械波，我們在初中階段就已經接觸過超聲波這種獨特的聲音波段，它不是一個固定頻率的聲音，而是一個范圍，所有單位時間內振幅超過20000次的，都可以稱為超聲波，它的其中一個顯著的特點就是聲音非常之尖銳但是人耳無法收集到它。超聲波的利用目前已經非常的廣泛和普遍，在醫療方面就有著很可觀的成就。而在木材及人造板的力學物理性能的檢測工作中應用的時間還不是很長，這種無損檢測手段的根本原理我們可以簡單的闡述如下，因為木材和人造板是固體的，所以它的波長基本上可以忽略不計，在這種情況下，我們可以測算出超聲波從木材或人造板一端到另一段所用的時間，然后我們就可以根據有關的公式，計算出我們想要的數據。也就是說，我們可以依照超聲波通過固定長度所用的時間計算出超聲波在這塊木材中傳播的速度，接下來我們就可以利用可以計算出來的木材密度以及測算出來的超聲波傳播速度，來確定出待測木材的彈性模量，整個過程中對于木材沒有造成損害，并且這種方法較以前的舊式檢測手段更為快捷方便，縮短了檢測時間，提升了工作效率。

1.2微波檢測

微波即頻率為 300 M Hz～ 300 GHz的電磁波，在日常生活中我們經常能夠聽到微波這個詞匯，那么什么是微波呢，簡單一點來說，微波的本質就是一種電磁波，和超聲波一樣它也是一個人為規定的波段，物理學上規定凡是頻率處在300 MHz～ 300 GHz范圍內的，都可以稱之為微波。和超聲波測算彈性模量不同，我們能夠應用到微波的時候一般就是需要測定木材以及人造板的含水量，極少情況下會用于密度的檢測。這種全新的檢測手段的原理可以這樣進行理解，物理學上有一條定律是這樣說的，傳播所用的介質能夠吸收的微波含量和該種材料的介電常數是有著固定的比例的，而如果木材或者人造板中有水，那么水和木材對微波的吸收量是不同的，我們就可以通過這種情況，利用微波測算出木材以及人造板中的含水量。

1.3射線檢測

顧名思義，射線檢測就是利用一些具有高穿透性的射線與木材以及人造板相接觸并且測算出待測物質的密度。這種檢測手段有著其自身的一些優點，所以現在我們常常能在木材廠或是流水線上看到這種技術的使用，多年來的探索和經驗積累已經為射線檢測工作的發展打下了很好的基礎。

1.4振動檢測

想要利用振動檢測這種手段，我們需要在檢測之前測量出待檢測木材或者人造板的橫截面積以及兩個支撐插頭之間的長度，而后我們通過信息化的技術向震蕩機器輸入所需數據。而后由震蕩設備對物體施加一個水平快速移動的力，再將這個階段中產生的數據妥善的收集，歸納以及整理。這樣就可以通過計算機程序計算出木材或者人造板的彈性模量。

1.5沖擊應力波檢測

稍微有一點物理常識的人都聽說過力的作用是相互的，這種沖擊應力波檢測法在某種程度上來說就是利用了這一點，任何材質的物體在受到一個外來的力量之后，都會產生一個相應的從內部出現并傳播的力量波段，這種波動我們就可以稱之為應力波。和振動檢測差不多，這種檢測方法是依托于撞擊之后產生的應力波在已知長度的待測木板中傳播所用的時間，根據密度和長度對物體的彈性模量進行測算。

2木材及人造板無損檢測技術研究展望和發展歷程

1987年 ，用超聲脈沖首波等幅法測試了紅松、紫椴 2種無疵氣干材的順紋和橫紋超聲速度及超聲彈性模量 ，用一元和二元回歸分析了這 2種超聲參數的關聯。1988年，利用Timoshenko撓性振動理論、 FFT分析技術和微機技術開發了木材抗彎彈性模量和剪切彈性模量的快速測定方法。

我們在對以上這些木材或者人造板物理性能的無損檢測技術進行探討的同時，不難發現無損檢測技術的水平正在持續的提升之中，并且它是依托于計算機技術、機械制造業、信息化技術以及許多物理學知識而存在的，它絕不是片面化的、也不是單獨存在的一個復合性學科。無損檢測技術已經在許多行業取得了喜人的成效，在木材研究和測算上也做出了卓越的貢獻，特別要提到的就是，我們對于木材的檢測已經可以從舊式的抽樣檢測提升到了無需破壞物體就能夠得到想要的數據，這不但是木材行業的一種進步，更是我國物理學、計量學共同發展共同革新的一個里程碑式的標志。天然的林木資源想要成批量生產幾乎是不可能的，想要利用它們來滿足日益提升的各種板材需求更是不現實的，人造板材的發展和市場占有率必將在未來的一段時間內得到有效的提升，所以我們必須要及時的對這種人造板材的測量技術進行研究，從而在不久的將來，能夠對大規模應用的人造板材進行無損檢測。

結語

綜上所述，現在我國的木材及人造板力學檢測水平已經有所提升，但是還存在著許多不足，我們在發展現有技術的前提下，也要不斷的努力創新，開拓進取，研發出更多更有效果，更加便捷的檢測技術，從而推動我國木材行業的全面高速發展。

【參考文獻】：

[1]張厚江，管成，文劍. 木質材料無損檢測的應用與研究進展[J/OL]. 林業工程學報，2016，1（06）：1-9.

[2]劉妍，張厚江. 木質材料力學性能無損檢測方法的研究現狀與趨勢[J]. 森林工程，2010，26（04）：46-49.

[3]孟令聯，趙鐘聲，劉一星. 木材無損檢測技術及其應用與展望[J]. 林業機械與木工設備，2001，（09）：4-6.