基于光谱仪的木材表面节子的识别文献综述

 2022-08-04 10:08

1、木材表面节子的识别研究意义

木材是一种天然的生物质材料,有许多自身的缺陷,比如节子。一直以来人们寻求各种方法来识别节子,其中比较多的是采用机器视觉来识别木材节子,但是在检测过程中,环境光对是个识别的正确率有影响。本研究采用测量节子在380~1000nm之间光的反射率来试图寻找出最适合识别的节子的波段。为高效准确识别节子奠定基础。

2、木材表面节子的识别检测方法及国内外现状

2.1应力波检测

2.1.1应力波检测的基本原理及特点

应力波检测的基本原理是当木材的一端受到机械左右(敲击)时,木材内部就会产生相应的应力波传播,通过特定的设备和装置测定应力波在木材中传播的时间来判断木材的性质。木材的弹性模量E与应力波的传播速度v以及木材的密度rho;之间存在着如下关系:E=rho;・v2,就能对木材的相关性质进行预测。

与其他无损检测方法相比,应力波检测法具有其独特的优势。应力波的传播距离远,传播的能量大,抗干扰能力强,不受木材尺寸形状等的限制,在传感器与木材之间不需要使用耦合剂,并且携带方便。因此被广泛应用于立木缺陷检测以及原木、方材、大型规格材的力学性能的检测上。

2.1.2国内外研究现状

Ross等于1962年最早利用应力波检测技术对红橡树立木腐朽部位进行检测,并且于1988年就研究得出了木材的弹性模量E与应力波速度v和木质材料的密度rho;有关。1994年Ward等人用应力波技术对厚度为30mm、长度为150-230mm的板材进行检测,结果表明应力波在有缺陷的板材中的传播时间比正常板材中的传播时间要长,通过传播时间的不同就可以判断木材内部是否有缺陷,检测准确率高达93%。Wagner等用应力波技术研究美国花旗松的弹性模量与应力波传播速度关系,用回归分析法得出应力波纵向速度与动弹性模量的相关系数R2=0.466,而应力波横向速度与动弹性模量的相关系数为R2=0.591。王志同等在1995年,用应力波无损检测技术检测中密度纤维板的弹性模量,结果表明:应力波无损检测法测定的中密度纤维板的弯曲弹性模量可以有足够的精确保证。1996年钟建友等人研究了人造空洞对应力波传播速度的影响,实验中选用花旗松、美国西部铁杉、中密度纤维板作为试样,研究结果表明:木材木材钻孔后,应力波速度有所降低,但与钻孔位置关系不明显。2004年王立海等人系统地对应力波在原木中的传播理论进行了初步研究,并对部分原木内部腐朽严重的试件进行了应力波二维图像成像研究。2008年王洋等人研究了应力波在冻结状态白桦活立木中的传播速度,研究表明:冻结状态下的径向传播速度明显高于常温情况,同时含水率对纵向传播速度有较大的影响,二者成负相关。2010年游翔飞对应力波检测木材缺陷中实现的二维图像进行处理及信息提取,最终实现了原木内部腐朽三维结构形状的重现。

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