全 文 ：第 ww卷 第 x期
u s s {年 x 月
林 业 科 学
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弹性波层析成像技术检测活立木腐朽 3
梁善庆t 王喜平u 蔡智勇u • ²¥¨µ·q•²¶¶u • q…µ∏¦¨ „¯ ¬¯¶²±v 傅 峰t
kt1 中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 tsss|t ~u1 美国农业部林务局林产品实验室 麦迪逊 xvzuy p uv|{ ~
v1美国威斯康星州艾里森树木保护中心 维罗纳 xvx|vl
摘 要 } 介绍弹性波层析成像技术应用于活立木内部缺陷检测的研究现状 o阐述弹性波的产生 !传播途径和成像
原理 o总结该技术在应用中出现的问题 ∀并使用弹性波层析成像技术对美国林务局纳西比特营地脂松活立木进行
检测 ∀结果表明 }弹性波层析成像技术能够模拟出不规则树干形状并以二维图像方式直观地显示立木腐朽部位 !
程度 !大小及形状等情况 ∀基于此方法发展的设备 o具有检测方便 !有效 !实用性强等特点 ∀
关键词 } 弹性波层析成像技术 ~无损检测 ~活立木 ~腐朽
中图分类号 }≥z{t1x ~×°v|t1wt 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{lsx p sts| p sy
收稿日期 }ussz p sz p tz ∀
基金项目 }引进国际先进林业科学技术创新项目k/ |w{0创新项目 oussy p w p ≤svl/生物质基高分子新材料技术引进与创新0中/木材无机质修
复材料0的研究内容和国家科技支撑计划/高强度结构材加工利用技术0课题kussy…„⁄t{…szl中/结构用规格材性能无损评价技术0专题资助 ∀
3 傅 峰为通讯作者 ∀
Ελαστιχ Ωαϖε Τοµογραπηψιν Στανδινγ Τρεε ∆εχαψ ∆ετεχτιον
¬¤±ª≥«¤±´ ¬±ªt • ¤±ª÷¬³¬±ªu ≤¤¬«¬¼²±ªu •²¥¨µ·q•²¶¶u • q…µ∏¦¨ „¯ ¬¯¶²±v ƒ∏ƒ ±¨ªt
kt1 Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Ωοοδ ΙνδυστρψoΧΑΦ Βειϕινγ tsss|t ~
u1 ΥΣ∆Α Φορεστ Προδυχτσ Λαβορατορψ Μαδισον xvzuy p uv|{ ~ v1 Αλλισον Τρεε Χαρε Ινχ ΩΙ ςερονα xvx|vl
Αβστραχτ} ׫¬¶³¤³¨µ¬±·µ²§∏¦¨¶·«¨ ¦∏µµ¨±·µ¨¶¨¤µ¦«¤±§ §¨√¨ ²¯³°¨ ±·²± ¨¯¤¶·¬¦º¤√¨ ·²°²ªµ¤³«¼ ·¨¦«±¬´∏¨ ©²µ§¨·¨¦·¬±ª
¬±·¨µ±¤¯ §¨©¨¦·¶¬±¶·¤±§¬±ª·µ¨ ¶¨q≥²°¨ ®¨ ¼¬¶¶∏¨¶¬± ¨¯¤¶·¬¦º¤√¨ ·²°²ªµ¤³«¼o¶∏¦«¤¶¨¯¤¶·¬¦º¤√¨ ª¨ ±¨ µ¤·¬²±oº¤√¨ ³µ²³¤ª¤·¬²±
³¤·«o¤±§·«¨ ¤¯ª²µ¬·«°¶©²µ¦µ²¶¶2¶¨¦·¬²± ¬°¤ª¬±ª º¨ µ¨ ¥µ¬¨©¯¼ µ¨√¬¨º¨ §q „¶¤ §¨ °²±¶·µ¤·¬²±o·«¨ ¤∏·«²µ¶ √¨¤¯∏¤·¨§ • §¨ °¬±¨
kΠινυσρεσινοσαl ·µ¨ ¶¨¬± ˜±¬·¨§≥·¤·¨¶ƒ²µ¨¶·≥¨ µ√¬¦¨ ≤¤°³∏¶¬±ª °¬¦∏¶¶²±¬¦·²°²ªµ¤³«¼·²²¯ q ׫¨ µ¨¶∏¯·¶¬±§¬¦·¨§·«¤··«¨
ª¨²°¨ ·µ¬¦¤¯ ¶«¤³¨ ²©·µ∏±®. ¶¦µ²¶¶¶¨¦·¬²±¦¤± ¥¨ ¶∏¦¦¨¶¶©∏¯¯ ¼ ¶¬°∏¯¤·¨§º¬·«·«¨ ·²°²ªµ¤³«¼·²²¯ q׫¨ ·²°²ªµ¤° ²©·«¨ ·µ∏±®. ¶
¦µ²¶¶¶¨¦·¬²±¶∏¦¦¨¶¶©∏¯¯ ¼ µ¨√¨ ¤¯ §¨·«¨ ª¨ ±¨ µ¤¯ ²¯¦¤·¬²± ¤±§ °¤ª±¬·∏§¨ ²©·«¨ ¬±·¨µ±¤¯ §¨¦¤¼ ²©·«¨ ·µ¨ ¶¨q …¤¶¨ ²± ¨¯¤¶·¬¦º¤√¨
·²°²ªµ¤³«¼¬±¶·µ∏°¨ ±·«¤¶³µ¤¦·¬¦¤¯ ¤³³¯¬¦¤·¬²±¬±¦¬·¼ ¤±§∏µ¥¤±¤µ¨¤¶©²µ¤¦¦∏µ¤·¨¯¼ §¨·¨¦·¬±ª¬±·¨µ±¤¯ §¨¦¤¼ ²©¶·¤±§¬±ª·µ¨ ¶¨q
Κεψ ωορδσ} ¨¯¤¶·¬¦º¤√¨ ·²°²ªµ¤³«¼·¨¦«±¬´∏¨ ~±²±§¨¶·µ∏¦·¬√¨ ·¨¶·~¶·¤±§¬±ª·µ¨¨~§¨¦¤¼
木材是具有形状不规则性 !变异性和各向异性的天然植物材料 o与各向同性材料有着巨大的不同 ∀采用
无损检测方法对木材进行检测与评价已经取得了大量成果 o同时也遇到诸多问题和困难 o特别是对活立木木
材性质评价遇到的困难尤为突出 ∀传统的目测评价法尽管在过去被作为评价活立木的一种重要方法 o但实
践证明此方法无法提供充足和准确的立木内部信息k¤·«¨¦® ετ αλqot||w¤l ∀弹性波层析成像技术k¨¯¤¶·¬¦
º¤√¨ ·²°²ªµ¤³«¼ ·¨¦«±¬´∏¨ l是一种新的无损检测方法 o能够检测木材内部开裂 !腐朽和空洞等缺陷 ∀该技术使
用不同数量的传感器 o当敲击其中一个传感器时 o其他传感器同时收集弹性波在树干断面不同方向的传播时
间 o经传播速度计算后通过矩阵变换和重构最终以图像方式直观地显示木材内部情况k≥·¨©©¨ ±ousss ~ • ¤±ª ετ
αλqousswl ∀弹性波层析成像技术在美国 !德国 !匈牙利等国家已经得到广泛研究和应用k • ¤±ª ετ αλqoussz ~
•¬²∏¬oussw ~⁄¬√²¶ ετ αλqoussul ∀本文介绍了弹性波层析成像技术的原理及研究现状 o并采用弹性波层析成
像技术对脂松k Πινυσρεσινοσαl立木进行了检测与评价 ∀
t 弹性波层析成像技术研究现状
弹性波层析成像技术是一种新的木材无损检测方法 o主要应用于活力木 !原木和大结构材检测与评价 o
能够检测木材内部开裂 !空洞 !腐朽等缺陷 ∀该技术通过测量弹性波在木材内部不同方向的传播速度 o经过
矩阵变换和重构把检测数据转换成图像形式 o提供木材内部断面二维和立体三维彩色图像 ∀
木材属于各向异性生物质材料 o把弹性波层析成像技术应用到活立木研究中对于林业研究者是一个挑
战 ∀ „¬°²±等kt|||l研究和弹性波相似原理的声波在树干断面传播途径 o并应用波与树干模型成像原理来
探讨通过波信号测量来对立木腐朽进行检测与评价 ∀ ≤²°¬±²等kusssl采用弹性波层析成像技术对城市景观
树进行检测 o对立木的危险性及稳定性进行评价 ∀近几年 o研究主要集中在探讨如何提高检测结果的准确性
及其影响因子上 o有研究表明采用不同数量的传感器检测木材内部腐朽结果准确率存在较大差别 o使用 {个
传感器对初期腐朽检测表明在全部检测样木中有 yu h的腐朽被准确诊断 o有 { qx h的健康材被错误诊断为
腐朽材 o尽管准确率偏低 o但对于检测木材初期腐朽特别是用于野外检测此技术具有很大的发展潜力k⁄¬√²¶
ετ αλqoussu ~ • ¤±ª ετ αλqoussxl ∀除了传感器数量的影响外 o传感器与树干部位连接方式 !木材各向异性 !波
衰减及传感器空间分布等都对检测结果产生影响k‘¬¦²¯²·¬ ετ αλqoussvl ∀ ⁄¬√²¶等kussxl通过人工模拟圆盘
空洞大小对弹性波层析成像技术的成像原理及计算方法进行探讨 o结果发现检测结果图像准确度受使用传
感器频率大小和检测数据矩阵变换图像方法的影响 o不同的数据变换方法所得到的图像效果不一样 ∀
Š¯¬¥¨µ·等kusswl应用 °¬¦∏¶ussu年 z月版的软件研究 tv株立木 uz个断面结果显示 o°¬¦∏¶软件测出的腐朽总
数与实际腐朽总数的相关系数达到 s1|w o有腐朽样品的平均百分比准确为 {| h o但发现图像边缘部分质量
显著低于树干内部 o主要原因是边缘部分为曲面形状 o导致边缘部分缺少以直线传播的波的传播数据 ∀
弹性波层析成像技术不仅能够通过传播速度来对立木内部进行检测 o而且能够以图像方式直观表示立
木内部缺陷情况 o为木材内部缺陷的快速检测与评价提供了新方法 o所以该技术的研究和应用在不断地得到
深入和扩大 ∀
u 材料与方法
211 材料
密西根州美国林务局纳西比特营地脂松立木 ts株k编号从 t到 tsl ∀这些脂松用绳索捆绑 o绳索上绑有
汽车轮胎 !木板等用于训练 o为了安全需要对 ts株立木的危险性进行检测与评价 ots株立木胸径分别为
xx1z !xs1t !xt1w !yu1x !xs1s !xt1w !xx1t !wz1y !wz1x和 x{1| ¦°∀
212 方法
首先使用目视观测法和单路径应力波技术kƒ¤®²³³u⁄l对立木进行初步判断 o之后对怀疑有腐朽或开裂
存在的立木使用德国生产的弹性波层析成像技术设备k°¬¦∏¶¶²±¬¦·²°²ªµ¤³«¼l进行检测 ∀弹性波层析成像设
备检测步骤为 }确定检测树干部位后把 tu个传感器沿树干同一平面等距离安装 o使用 °¬¦∏¶角规仪k°¬¦∏¶
≤¤¯ ¬¯³¨µtxsl进行传感器两点间的距离测量 o通过小锤敲击产生弹性波 o当其中一个传感器被敲击时其余传
感器同时接收波在树干断面的传播时间 o依次把传感器敲完之后通过 °¬¦∏¶±z1s软件处理后断面结果图像
被显示出来 o图像中重黑色部分为健康材k如彩色打印为褐色或黑褐色l o轻黑色或白色为腐朽材k如彩色打
印绿色为一定程度腐朽材 o紫色或蓝色为严重腐朽材l ∀
213 弹性波层析成像技术原理
u1v1t 弹性波基础理论 弹性波在木材中传播理论主要以一维均质材料为假设 o即假设有均匀 !连续同一
介质的一维弹性直杆 o当用锤敲击直杆时产生弹性波 o其机械振动在弹性介质中的传播称为弹性波k主要为
纵波或 °波l o一般在黏弹性物质中波的传播运动方程式如下k ¼¨¨ µ¶ot||wl }
π 9
u υ
9τu € Ε¦
9u υ
9τu n Γ
9u υ
9τ9ξu ∀ ktl
式中 }υ为点的位移 ~ π为密度 ~ τ为时间 ~ Γ为黏性系数 ~ Ε¦为纵波传播动态弹性模量 ∀
当位移对时间以正弦关系变化时 o可从式ktl导出 }
9u υ
9ξu €
t
χ3 u
9u υ
9τu ∀ kul
由于式 ktl表示声波在具有黏弹性材料中传播 o当把一维弹性直杆看成纯弹性材料时可以把式ktl中的
Γ 9
u υ
9τ9ξu略去 o考虑定常解时式kul中 χ
3 u € χu € Ε¦π oχ
3 u为波的复数传播速度 oχ是传播速度 o因此在忽略黏性
影响的情况下 o纵波传播弹性模量 !波速及密度有如下关系 }
stt 林 业 科 学 ww卷
Χ € ΕΠπ o kvl
从kvl式可知波速与木材密度和弹性模量存在密切相关关系 ∀
u1v1u 弹性波传播原理及途径 弹性波在木材中传播是一动态过程 o与木材的物理和机械性能有直接关
系 ∀通常弹性波在健康材中的传播速度比在腐朽或存在缺陷的木材中传播速度快 o通过测量立木树干径向
弹性波传播时间能够对健康材和腐朽材进行比较准确地判断 ∀当使用 u个传感器检测时 o在健康材中敲击
产生的弹性波在木材内部以径向k基线l形式向另一接收端传播k图 t„l o如果传播过程中遇到腐朽等缺陷弹
性波将沿缺陷边缘进行传播k图 t…l o此时所需要的传播时间比在健康材中多k • ¤±ª ετ αλqousswl ∀当使用多
个传感器时通过树干断面的传播有 v种路径即径向 !弦向和与年轮成一定角度的方向ksβ ∗ |sβl ov种传播路
径如图 u所示 ∀
图 t 弹性波在健康材k„l和腐朽材k…l的径向传播途径
ƒ¬ªqt ׫¨ ·µ¤±¶°¬¶¶¬²± ³¤·«²©¨¯¤¶·¬¦º¤√¨¬± ¶²∏±§
º²²§k„l ¤±§§¨¦¤¼ º²²§k…l 图 u 树干断面弹性波传播途径
ƒ¬ªqu ׫¨ ·µ¤±¶°¬¶¶¬²± ³¤·«²©¦µ²¶¶2¶¨¦·¬²±¬±·µ∏±®
u1v1v 弹性波层析成像理论 假设木材断面k传播面 o如图 u所示l沿传播方向分割成 κ个体积元kκ € t ou o
v o, oµl o波从激发源产生点 ιkι € t ou ov o, oνl传播到接收点 ϕkϕ€ t ou ov o, oνl o当波从声源点 ι传播到接
收点 ϕ此时传播时间可记为k¤∏µ¨µετ αλqoussxl }
τιϕ € 6ι oϕ€ ν € λιϕκΣκ ∀ kwl
式中 }λιϕ为体积元长度 oΣκ为第 κ个体积元的传播衰减值k波速的倒数l o整体体积元衰减值受各个体积元的
衰减值及传感器发射与接收精度的影响 o即 }
∆τιϕ
∆Σκ € λιϕκ ∀ kxl
当衰减值 λιϕκ以矩阵 Γ形式表示 o式kwl可以写成 }
τ € ΓΣ ∀ kyl
当把初始值 Σ¬±·输入变换公式中 o传播时间 τ¦¤¯¦k计算值l可计算得到 o当改善衰减值 Σκ 模型后 o最小化
计算时间与观测时间之差为 + τ¦¤¯¦ p τ²¥¶ +u o估计值 Σ ¶¨·通过以下公式得出 }
∂ Σ € k ΓΤΓ n ΧptΜlpt Γkτ²¥¶ p τ¦¤¯¦l o kzl
Σ ¶¨· € Σ¬±¬ n ∂ Σ ∀ k{l
式中 }Χp tΜ 为正规化算子 o包括平滑算子和阻尼算子 ∀
根据所得时间数据矩阵转换成波速矩阵 o最后经过成像重构和处理得出二维彩色图像 ∀
v 结果及分析
311 波速及传播规律判断
对 ts株脂松立木进行目视观测和单路径弹性波技术检测后初步判断结果认为 t !z和 {号立木树干可
能存在腐朽 o进一步使用弹性波层析成像技术检测结果发现只有 z号立木存在严重腐朽 ∀表 t和表 u分别
ttt 第 x期 梁善庆等 }弹性波层析成像技术检测活立木腐朽
表示 z号立木树干断面离地面高度为 ts ¦° 和 xs ¦°的波速矩阵结果 o两部位检测结果最大波速分别为
t u{t °#¶pt和 t vsz °#¶pt o最小波速分别为 wsw °#¶pt和 wxs °#¶pt o由于两部位检测出现低的传播速度 o因
此从声速判断该树干断面存在缺陷 o为非健康材 ∀
表 1 声波在 7 号立木断面离地面 10 χµ 处传播速度矩阵
Ταβ .1 Τηε µατριξ οφ αχουστιχ ϖελοχιτψιν χροσσ2σεχιον οφ ωοοδ ατ 7 # αβοϖε γρουνδ 10 χµ
检测点
× ¶¨·¬±ª³²¬±·
不同方向传播速度矩阵
׫¨ °¤·µ¬¬²©¤¦²∏¶·¬¦√¨¯²¦¬·¼¬± §¬©©¨µ¨±·²µ¬¨±·¤·¬²±Πk°#¶ptl
t u v w x y z { | ts tt tu
t s {w| t sty t s{| {vu zzz |t{ |xs |zz |yv |uz zy{
u {sv s |ts t s|t {{s zyt {u{ wsw wux zss zxv {|z
v t s|y t st| s |y{ t syu t swu t tyz |{w |y| z{t {ww t syy
w ts{s t ttw |t{ s z|v {vy t sy| t s|{ t tsu |zv {{v ||w
x {{w t txt t swz z|x s {vy t tuy t tww t tyt t svw |t| |sw
y |x{ t sxv t sxu {yu {ys s t sws |{{ ||y |wz {wz {{t
z t tvz t uu| t u{t t tzw t t|w t svw s z|y |wz tswv |su t ut|
{ |zt {zu t swz t tu| t txu |vy zvx s {v{ ||t {xs t uyu
| t sww {xv t sxu t twt t t{s |yt {|w {xs s |sv {sx t s|w
ts t sx{ ||x t u{t t sv| t tst |w{ t svt t s|| |xw s z{x t tx|
tt t szv t szz t stz t stx |{{ {{s |uv t tt{ |vu z|t s t tzs
tu zyz |xu |{y |x| {{z {wv |wu t uuy t tsz t suy t tty s
表 2 声波在 7 号立木断面离地面 50 χµ 处传播速度矩阵
Ταβ .2 Τηε µατριξ οφ αχουστιχ ϖελοχιτψιν χροσσ2σεχιον οφ ωοοδ ατ 7 # αβοϖε γρουνδ 50 χµ
检测点
× ¶¨·¬±ª³²¬±·
不同方向传播速度矩阵
׫¨ °¤·µ¬¬²©¤¦²∏¶·¬¦√¨¯²¦¬·¼¬± §¬©©¨µ¨±·²µ¬¨±·¤·¬²±Πk°#¶ptl
t u v w x y z { | ts tt tu
t s t sss t tz| ||u z|y yy{ x{y zzy zut xyx xs| wxu
u t su| s t ssy t ttz |u| {{x {u| {xw |sx {y{ yxw z|t
v t vsz t tsy s |{t t stu ||s |w| {{y {su |st yxz |uv
w t stz t tsy {|u s {tt |ys |w| |xs ||s |zv w{s wxs
x {ws |xt |yw {vw s {w| ||t t sxv t tsu zyt ysx w|w
y x|{ {{s |uv |{| |sz s z{| |uv t sx{ t sxv zuw z||
z yyz {vt |t| ||| t st| {s| s zzs |yu ||t yy| {vw
{ y|w {vs {tx {ut ||u {xs zs{ s t sxw |zz |tt |xv
| yus z{{ zxw |wy t stv |z{ {|u t syx s yyu zs{ {v|
ts yv{ yzz {s{ |zw y{{ t ssw |wy t ssy y{| s y{t |u{
tt z|w t ssu {xs zst z{t |s{ |uy t ty{ {|| zx| s t ssz
tu xu{ {st z|u xwu xvw z{y {yz t t{s |{t |wy {wy s
图 v 弹性波在 t号立木断面
离地面 xs ¦°处传播规律
ƒ¬ªqv ׫¨ ·µ¨±§²©¨¯¤¶·¬¦º¤√¨ ¬±
¦µ²¶¶2¶¨¦·¬²± ²© º²²§¤·tf ¤¥²√¨ªµ²∏±§xs ¦°
•²¶¶等kt|||l研究发现在健康材中当波传播方向与年
轮角度成 wxβ时传播时间最长 o最短的是径向 o其波速比其
他传播方向快大约 vs h o而弦向的波速大约是径向速度的
一半 o因此弹性波在健康树干断面沿逆时针方向k图 vl的波
速规律应为先增加后减小的趋势 ∀图 v是 t号立木树干健
康断面波速的传播规律 o其传播规律表现出了先增加后减
小的明显趋势 o图 w !x表示弹性波在 z号立木树干断面的
传播规律 o从图中可以看出径向途径的传播速度有明显下
降趋势 o此时弹性波在断面的传播并未表现出一定的规律 o
说明波速在径向方向传播时遇到腐朽或开裂 o导致波速下
降无明显传播规律 o因此从弹性波传播规律来判断认为检
测断面存在腐朽或开裂 ∀
312 二维图像腐朽诊断及评价
弹性波层析成像技术不仅能够把圆形或椭圆形树干准
utt 林 业 科 学 ww卷
确模拟出来 ,对于不规则树干也能够较准确地模拟 ,根据表 1 !u波速数据矩阵经过 °¬¦∏¶±z1s 软件计算及图
像投影后所得结果见图 y !z ∀图 y !z中树干形状属于不规则类型 o通过图像与脂松立木树干形状对比发现模
拟准确度较高 o断面二维图像中轻黑色部分k如彩色打印为紫色或蓝色l表示为严重腐朽 o重黑色部分k如彩
色打印为褐色或黑褐色l为健康材 ∀从图中可知所检测的树干存在严重腐朽 o其中 z号立木离地面高度为
ts ¦°和 xs ¦°的腐朽面积分别占总断面面积的 t| h和 vv h ∀如何对腐朽出现后树干截断的危险性进行判
断评价 o¤·«¨¦®等kt||w¥l研究提出 o把木材腐朽断面中剩余健康材径向厚度与树干半径的比值ks1v或
s1vxl作为立木腐朽后危险程度评价参考值 o其表达式为 }τΠΡ  s1v或τΠΡ  s1vx o即树干出现腐朽时 o当剩余
的健康材径向厚度与树干直径比值大于 s1v或 s1vx时 o认为立木树干不容易出现折断 ∀图 y !z中细线内面
积是以 τΠΡ € s1v作为评价指标时允许出现的最大腐朽面积 o图 y中检测出严重腐朽面积区域k黑色虚线内
部分l最大直径约为 vv ¦°o图 z中腐朽面积比图 y大 o认为所检测的 z号脂松立木树干存在严重腐朽 o腐朽
面积虽未达到评价参考值的最大限度 o如腐朽面积继续扩展立木危险性将会增大 ∀
图 w 弹性波在 z号立木断面离地面 ts ¦°处传播规律
ƒ¬ªqw ׫¨ ·µ¨±§²©¨¯¤¶·¬¦º¤√¨ ¬±
¦µ²¶¶2¶¨¦·¬²± ²© º²²§¤·zf ¤¥²√¨ ªµ²∏±§ts ¦°
图 x 弹性波在 z号立木断面离地面 xs ¦°处传播规律
ƒ¬ªqx ׫¨ ·µ¨±§²©¨¯¤¶·¬¦º¤√¨¬±
¦µ²¶¶2¶¨¦·¬²± ²© º²²§¤·zf ¤¥²√¨ªµ²∏±§xs ¦°
图 y 脂松 z号立木断面离地面 ts ¦°处腐朽评价图像
ƒ¬ªqy ײ°²ªµ¤³«¼¬°¤ª¨ ¶«²º¬±ª √¨¤¯∏¤·¬²± ¬¯±¨
¤±§§¨¦¤¼ ²© • §¨°¬±¨ zf ¤¥²√¨ ªµ²∏±§ts ¦°
图 z 脂松 z号立木断面离地面 xs ¦°处腐朽评价图像
ƒ¬ªqz ײ°²ªµ¤³«¼¬°¤ª¨ ¶«²º¬±ª √¨¤¯∏¤·¬²± ¬¯±¨
¤±§§¨¦¤¼ ²© • §¨°¬±¨ zf ¤¥²√¨ ªµ²∏±§xs ¦°
w 结论与建议
应用弹性波层析成像设备对脂松立木检测结果表明 o该方法不仅可以对圆形树干进行模拟 o同时对不规
则树干形状也能进行很好地模拟 o便于对缺陷部位的出现进行判断 ∀根据检测弹性波在 z号立木两断面最
小传播速度为 wsw °#¶pt和 wxs °#¶pt并结合弹性波在断面传播无规律及所得图像结果说明检测立木存在腐
朽 ∀弹性波层析成像技术能直观地把立木断面腐朽情况表示出来 o说明是一种方便 !有效的无损检测方法 o
能够很好地确定立木内部腐朽部位 !大小及形状 o认为此技术应用于立木检测与评价具有很好的发展前景 ∀
vtt 第 x期 梁善庆等 }弹性波层析成像技术检测活立木腐朽
同时由于该技术正处于研究和发展阶段所以还存在缺陷与不足 o为更好地应用此技术提出以下几点建议 }
tl 系统研究弹性波在立木断面的传播途径和规律 o引入更先进的数据矩阵变换方法进一步提高图像清
晰度和准确性 o同时研究各影响因子对弹性波层析成像技术检测结果的影响机制 ~
ul 由于木材弹性波理论一直沿用一维均质材料弹性直杆为假设的传播理论 o把均质理论应用于各向异
性的木材中必然造成计算结果偏差 o因此需要研究三维非均质的传播理论运用到各向异性的木材检测中提
高计算精度 ~
vl 扩大此技术的应用范围 o研究该技术对不同检测对象的准确性k如古树名木 o大径级原木 o结构材
等l o确定不同检测对象的最优检测方式和评价方法 ∀
参 考 文 献
„¬°²± o‹¤±¶¶²±  qt||| q‘²±§¨¶·µ∏¦·¬√¨§¨·¨¦·¬²± ²©§¨¦¤¼¬± ¶³µ∏¦¨¶∏¶¬±ª¤¦²∏¶·¬¦¶¬ª±¤¯¶} √¨¤¯∏¤·¬²± ²©¦¬µ¦∏°©¨µ¨±·¬¤¯ °²§¨¶q≥¬ª±¤¯ °µ²¦¨¶¶¬±ª • ³¨²µ·
≥°• p wx o ¤¼ oyy q
≤²°¬±² ∞ • o¤µ·¬±¬¶Š o≥¤°¥∏¨¯¯¬‘oετ αλqusss q²º ¦∏µµ¨±··²°²ªµ¤³«¼ ©²µ·µ¨¨¶·¤¥¬¯¬·¼ ¤¶¶¨¶¶°¨ ±·Μ…¤¦®«¤∏¶Š ƒ o…¤¯§¨µ‹ oŒ§¦½¤® ∞qŒ±·¨µ±¤·¬²±¤¯
¶¼°³²¶¬∏° ²± ³¯¤±·«¨ ¤¯·«¬± ∏µ¥¤± «²µ·¬¦∏¯·∏µ¨ q…µ¤∏±¶¦«º ¬¨ªoŠ¨ µ°¤±¼ouu p ux o¤¼ usss ouz{ q
⁄¬√²¶ƒ o⁄¬√²¶° qussx q• ¶¨²¯∏·¬²±²©¶·µ¨¶¶º¤√¨ ¥¤¶¨§¤¦²∏¶·¬¦·²°²ªµ¤³«¼q°µ²¦¨ §¨¬±ª¶²©·«¨ tw·«Œ±·¨µ±¤·¬²±¤¯ ≥¼°³²¶¬∏° ²± ‘²±§¨¶·µ∏¦·¬√¨× ¶¨·¬±ª²© • ²²§~
¤¼ u p w o˜±¬√¨ µ¶¬·¼ ²© „³³¯¬¨§≥¦¬¨±¦¨¶o∞¥¨µ¶º¤¯§¨ oŠ¨ µ°¤±¼ovs| p vtw q
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