振動(dòng)法在木材無(wú)損檢驗(yàn)中的運(yùn)用

王曉明

目前，對(duì)于木材的檢測(cè)是有極其重要的原因的，尤其是在木材對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要作用的前景下，木材的材質(zhì)、含水量、直徑的大小等對(duì)于木材的使用情況都是有很大的影響的，所以對(duì)于木材的檢測(cè)可以督促林業(yè)資源朝著更加良好的方向發(fā)展，同時(shí)可以確保使用的時(shí)候具備較強(qiáng)的性能。傳統(tǒng)的檢測(cè)方式需要對(duì)于木材進(jìn)行砍鋸，這會(huì)直接損傷木材的表面，如果在選材的時(shí)候就出現(xiàn)這樣的質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)于后期的投入使用勢(shì)必埋下隱患，因此，我們必須在木材投入使用之前適當(dāng)?shù)倪x取無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)，從而確保項(xiàng)目的安全施工和使用。

一、木材無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)的含義

我國(guó)的地勢(shì)比較復(fù)雜，各地區(qū)種植出來(lái)的木材的各項(xiàng)性能也是不同的，因此在投入使用中的效果也是有差別的，所以需要對(duì)這些木材進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)，以便于為各行各業(yè)的使用提供更好的材料。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，木材的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也進(jìn)步的較為明顯，它通過(guò)各種技術(shù)和設(shè)備對(duì)于木材的各項(xiàng)性能進(jìn)行分析，從而做出相應(yīng)的木質(zhì)評(píng)價(jià)。木材無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)又被稱(chēng)為非破壞性的木材檢測(cè)技術(shù)，主要是利用木質(zhì)材料的不同物理力學(xué)以及化學(xué)性質(zhì)在不破壞被檢驗(yàn)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外觀的前提下，對(duì)被檢驗(yàn)?zāi)静牡南嚓P(guān)特性進(jìn)行測(cè)試與檢驗(yàn)，其中包括對(duì)木材形狀的檢驗(yàn)、木材應(yīng)力的檢驗(yàn)、木材的光學(xué)特性以及力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)。木材無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)尤其適用于對(duì)木材的各種缺陷的測(cè)量。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的最大特點(diǎn)就是不破壞木材原料的原有特性，而且能在很短的時(shí)間內(nèi)得到所期望能檢查出來(lái)的結(jié)果，以便提高木材產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。木材無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)的分類(lèi)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種各樣的現(xiàn)代檢驗(yàn)技術(shù)也廣泛的應(yīng)用到木材的檢驗(yàn)中來(lái)。

木材無(wú)損檢驗(yàn)包括利用各種儀器和設(shè)備對(duì)木材進(jìn)行檢驗(yàn)，比較常見(jiàn)的檢驗(yàn)方法包括x射線攝影檢測(cè)法、紅外線檢測(cè)法、振動(dòng)檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法、微波檢測(cè)法、機(jī)械應(yīng)力檢測(cè)法、沖擊應(yīng)力波檢測(cè)法以及核磁共振法等等。

二、振動(dòng)法在木材無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)中的應(yīng)用

1木材無(wú)損檢驗(yàn)技術(shù)中振動(dòng)法的概念

振動(dòng)方法簡(jiǎn)言之就是在已經(jīng)采伐的樹(shù)木一個(gè)端部進(jìn)行敲擊，敲擊產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)儀器得到準(zhǔn)確的記錄，人們通過(guò)對(duì)振動(dòng)結(jié)果數(shù)據(jù)的分析，可以判定木材的水分含量、木材的材質(zhì)、木材的強(qiáng)度和耐用性等。木材檢驗(yàn)的振動(dòng)方法，之所以得到了人們的廣泛利用和普遍認(rèn)可，主要在于該種方式的操作原理比較簡(jiǎn)單，技術(shù)難度系數(shù)不高，同時(shí)測(cè)量的效率高，結(jié)果數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。

2振動(dòng)法的起源及發(fā)展

振動(dòng)法是一項(xiàng)研究歷史比較長(zhǎng)的物理檢測(cè)方法，主要應(yīng)用于物理研究領(lǐng)域。隨著木材檢驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展和木材檢驗(yàn)工作的深入要求，振動(dòng)方法在上個(gè)世紀(jì)的末期率先通過(guò)美國(guó)研究學(xué)者的試驗(yàn)論證，并在逐漸進(jìn)入了使用階段。同時(shí)對(duì)比了各種理論及應(yīng)用方法，闡述了振動(dòng)法測(cè)定彈性模量的可行性。隨著我國(guó)木材市場(chǎng)的要求的逐漸增高，國(guó)內(nèi)的木材企業(yè)也逐漸撇開(kāi)了技術(shù)上的成見(jiàn)，并與國(guó)際接軌，逐漸的將這一技術(shù)應(yīng)用到本國(guó)的木材檢驗(yàn)工作中去。并在大量實(shí)踐的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)其完善起來(lái)，更好的適應(yīng)了國(guó)際的木材檢驗(yàn)要求。

3無(wú)損木材振動(dòng)法的檢驗(yàn)原理及特點(diǎn)：

無(wú)損木材振動(dòng)測(cè)試要通過(guò)傳感器、放大器以及可以顯示、記錄和分析的儀器設(shè)備來(lái)測(cè)量物體在外界激勵(lì)下而產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的方法，振動(dòng)法檢驗(yàn)的目的是了解被檢驗(yàn)?zāi)静牡膭?dòng)態(tài)特性，包括其固有的頻率、振型、阻尼等特性和參數(shù)。振動(dòng)法技術(shù)廣泛的應(yīng)用于人造板、鋸材以及各種集成材制品的力學(xué)性能的檢測(cè)過(guò)程中，該方法在結(jié)合了傳感器、電子學(xué)以及信號(hào)分析等理論以及融合了電子計(jì)算機(jī)技術(shù)之后，形成了適合自身發(fā)展的一套理論與檢驗(yàn)方法。

三、將振動(dòng)法應(yīng)用木材無(wú)損檢驗(yàn)的過(guò)程中需要注意的問(wèn)題

1橫向振動(dòng)法更適用于木材頻率值的檢驗(yàn)

通過(guò)把振動(dòng)法應(yīng)用到木材檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)，得到了以下結(jié)論：發(fā)現(xiàn)橫向振動(dòng)方式可以更加有效地測(cè)得木材的固有頻率值，其測(cè)定的效果好；而縱向振動(dòng)方式無(wú)法準(zhǔn)確的測(cè)得木材的固有頻率值，不適合作為測(cè)量木材彈性的模量的方法。此外，在橫向振動(dòng)測(cè)量方式中，要確定好激振點(diǎn)與拾振點(diǎn)之間的距離，使其位于被檢驗(yàn)?zāi)静膬啥瞬康母浇箖烧唛g的間距應(yīng)盡量遠(yuǎn)。同時(shí)通過(guò)與靜態(tài)測(cè)試的結(jié)果比較，振動(dòng)方式所測(cè)得的木材彈性模量值比靜態(tài)方式測(cè)得數(shù)值要稍大。

2要善于利用現(xiàn)代化的振動(dòng)儀器

當(dāng)今社會(huì)是工業(yè)社會(huì)，機(jī)械設(shè)備的使用是其重要標(biāo)志。振動(dòng)方法雖然可以通過(guò)人工測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是受到操作人員的理論基礎(chǔ)知識(shí)和業(yè)務(wù)能力等主觀因素的影響，其工作結(jié)果經(jīng)常存在一些誤差，不利于木材企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)的有效利用，削弱了木材企業(yè)的管理能力。所以，全面系統(tǒng)的引進(jìn)一批現(xiàn)代設(shè)備和儀器，運(yùn)用儀器執(zhí)行振動(dòng)法，能夠更好的為企業(yè)服務(wù)，體現(xiàn)振動(dòng)法的工作優(yōu)勢(shì)。首先，儀器操作的振動(dòng)法，其振動(dòng)的頻率和振動(dòng)的力度都是均衡的，不會(huì)有偏差；其次，儀器操作下的振動(dòng)法其最終的數(shù)據(jù)結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸入網(wǎng)絡(luò)，改變了傳統(tǒng)人工錄入的方式，也能夠有效的避免記錄錯(cuò)誤情況的發(fā)生；最后，通過(guò)儀器設(shè)備輔助的振動(dòng)技術(shù)，能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)編制程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作和管理，大大提高了木材檢驗(yàn)工作的能力?，F(xiàn)階段振動(dòng)檢測(cè)的手段已經(jīng)朝著儀器化和智能化的方向發(fā)展?？梢圆捎米詣?dòng)振動(dòng)檢測(cè)方式，包括使用非敲擊式應(yīng)力振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)而評(píng)價(jià)建筑木地板的性能，發(fā)展了振動(dòng)檢測(cè)的檢驗(yàn)方式。

綜上所述，在木材的無(wú)損檢驗(yàn)上，振動(dòng)法具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，而且這樣也可以在一定程度上確保施工的質(zhì)量，相較于傳統(tǒng)的檢測(cè)方式，無(wú)損檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)是不言而喻的，振動(dòng)法通過(guò)對(duì)木材一端的敲擊，將震動(dòng)傳到檢測(cè)儀上，通過(guò)檢測(cè)儀接收的數(shù)據(jù)就可判斷木材的質(zhì)量問(wèn)題，這對(duì)于目前的建筑行業(yè)來(lái)是比較省時(shí)省力的方法。同時(shí)，也要加強(qiáng)技術(shù)人員的綜合素質(zhì)和職業(yè)技能，在實(shí)踐中不斷的去總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，對(duì)于現(xiàn)有的檢測(cè)儀器進(jìn)行更為科學(xué)化的改進(jìn)，盡量減少檢測(cè)誤差和操作不當(dāng)引起的質(zhì)量問(wèn)題，為各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。

（作者單位：157125黑龍江省大海林林業(yè)局）endprint