苏梦菲
宁夏计量质量检验检测研究院 宁夏银川市 750002
摘要：目前，我国在木材加工生产过程中，木材缺陷检测主要是依靠人工目测进行，由于人工检测标准不一，导致缺陷误判增加从而影响产品质量。另外，由于人工作业强度大、时间长，容易造成视觉疲劳，影响最终检测精度，而且人工检测效率还很低下。21世纪，木材加工生产已向柔性化及智能化发展，自动化木材加工生产系统发展越发迅速，数控木工机械技术水平越来越高。在光电技术阶段，现代工业技术迅速发展，涌现了如超声波检测、X射线检测、红外检测等许多光电检测技术。这些新兴的检测技术使木材缺陷检测进入了一个崭新的研究阶段，也使得木材缺陷检测的自动化程度迅速提高。在信息化发展阶段，随着计算机技术的迅猛发展，计算机视觉技术、人工智能、信息化概念已深入人心，数字信号与图像处理技术被运用到木材缺陷检测上来，使木材缺陷检测技术有了更高的发展平台。
关键词：木材缺陷检测；技术概况；发展趋势
1导言
木材的查验被融汇于多样的流程，包含初始生产、运输以及销售。林木市场不可缺失创设的竞争氛围，竞争应当优良。借助检验的多样手段来辨识缺陷，缩减砍伐的误差。初始制备木材、后续的运送以及售卖，多重环节都不可缺失必备的查验。由此可见，测定木材缺陷、消除木材的弊病，这一流程应被融汇于多重的领域。妥善去检测木材，关乎可获取的查验成效，也关联着经济收益。从现状看，木材检验依托的多样流程仍没能完善，缺失了成熟性。未来检验之中，还要归结珍贵的检验经验，接纳新颖的检验技术。鉴于此，文章重点针对木材缺陷检测技术研究概况与发展趋势进行了分析，以供参考。
2木材常见的弊病及缺陷
2.1虫蛀带来腐蚀
林木被缓慢腐蚀，这种倾向涵盖着病菌入侵，例如腐朽菌类。菌类侵蚀了木材，伤害它的本体，这种侵蚀可分成褐色的、白色的腐蚀。侵蚀进来的菌种有着多样性，腐蚀区段的色泽也显现了差异。详细而言，褐色腐蚀毁损了本体的细胞，外在凸显了偏深的褐色；白色腐蚀添加了表层的潜在斑点，附带着纤维类的细微印痕。木材成长之中，很易遇有缓慢态势下的病虫腐蚀，留下表层凸显的空洞及虫眼。
2.2外在伤害及裂痕
木材附带着径向的、轮状这样的裂痕，干裂也可添加本体的痕迹。常规状态下，林木成长若遇有偏恶劣的天气，将会毁损它的整体，缩减了总强度。恶劣气候缩减了后续的产出概率，降低了产出成效。若没能慎重去加工，也会添加额外的裂痕，例如竖向的裂痕。倾斜裂纹伤害到了抗冲击这样的木材韧性，降低了抗弯这样的特性。此外，遇有机械损伤、突发的林火烧毁、野兽的伤害等，都会影响到质量。
2.3节子带来的破坏
木材缺陷之中，最为常见节子这样的损伤。这是由于，节子毁损了原本很匀称的本体，破坏了完整木材。死节及活节都涵盖在内，活节紧密衔接着周边成长的木材，有着偏硬的质地。林木枯死以后，还会生出枝条之中的死节，它脱离了本体的林木，板材暗藏着空洞。严重的情形下，板材还会滑脱。如果内含节子，木材很难吻合预设的硬度及强度，干扰后续运用。节子布设的方位、尺度以及原材也关联着它的运用。顺向纹路密切关联着抗拉的状态，也关系到林木的抗弯。
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3木材缺陷检测技术研究概况
3.1红外热像检测法
红外热像检测法是根据红外辐射的相关基本原理（当被检测对象表面存在缺陷或内部结构不连续时会引起热量传递的差别，从而导致检测对象温度场发生变化），使用红外热像检测仪，采用红外辐射分析法，通过待测对象的能量变化情况对缺陷进行最直观的检测。近红外光（nearinfrared，NIR）是介于可见光和中红外光之间的一种电磁波，近红外光谱主要是由分子的非谐振性振动使分子运动从基态向高能级跃迁产生的。传统的依靠建立工作曲线法来对其进行定量分析难度很大，因此我们可以通过建立木材NIR光谱法以及采用待测参数和性能的相关数学分析模型，通过对数学模型的校正与预测，进而对木材腐朽、节子等缺陷和木材机械性能进行无损、高效、环保检测。
3.2射线法检测技术
射线法检测技术包括x射线检测、y射线检测和中子射线检测方法。一是X射线检测技术，是探测木材腐朽和虫蛀的有效方法之一。它可以在胶片上显示出木材内部缺陷的影像，是人用肉眼无法观察到的。有缺陷的部位在摄透X射线中的密度降低，所以该缺陷部位在x射线照相胶片上的曝光一般比较强，呈现出的影像比其他区域黑度高，因此通过观察胶片就可以分析木材的损害部位及其损害程度。二是v射线检测法。用y射线检测方法，可以探测出木材内部的腐朽程度以用腐朽区域在木材中的分布情况。但这种检测方法的不利因素是要用到放射性元素，對人体有些许危害。三是中子射线检测法。中子射线法，是利用不同物质对中子的俘获能力不同的原理来检测的。目前大多数中子射线法多用于热中子进行。
3.3超声波检测法
超声波检测法在木材检测中应用比较广泛，该检测法的主要原理是超声波在介质中传播时会发生一定的反射、衍射及散射等能量衰减现象，当被检测木材存在缺陷时，传播路径会发生一定的变化，能量衰减特性有所不同，因此通过接收反射出的超声波，并经过相关测试仪器的内部电路处理测出相应的波速、波形等，可以判断缺陷类型、形状、大小和位置。该检测法虽然应用广泛，但由于处理参数本身存在局限性，在缺陷定量和定性方面灵敏度都不是很高，目前主要处于实验室研究阶段。
4发展趋势
4.1领域应用多元化
我国木材缺陷检测技术的研究与国外相比虽较为滞后，但通过大量的理论研究与技术原理的探索，已经能够对相关的木材缺陷检测做出科学合理的评估。同时，对趋于成熟的研究理论与技术原理，可以更进一步地去拓宽木材缺陷检测技术的潜在应用领域，将其他行业和领域不断出现的检测新技术借鉴和引入到木材缺陷检测领域里来，例如，可以尝试联合运用木材缺陷检测技术和生物学、植物育种以及遗传学相关技术来实现对木材缺陷性能与生物育种遗传潜在关系的探索。总之，不断引入新技术、领域多元化的应用理念，是林业科技人员需要一直关注和探索的。
4.2仪器开发智能化
随着计算机技术、电子传感技术等高新技术在木材加工生产中的不断深入，木材检测仪器将不断向便携快速化、数字智能化发展。目前很多的木材缺陷检测方法是在具有一定严格条件下的室内进行探索研究的，真实的室外环境会限制其应用，如当前被广泛应用的水浸超声波检测法，因依赖优良的耦合剂使其对野外木材的缺陷检测受到很大限制，这在一定程度上制约了超声波探测仪的应用和推广。对活立木和古建筑木构件内部缺陷的检测，CT检测精度很高，对木材内部的节子等缺陷信息能够用图像清晰地显示出来，但该方法由于辐射强度等原因，检测人员必须要在具有严格标准和有效防护条件的实验场所内。因此，相关的检测仪器开发，实现从实验室到室外环境检测模式的智能转换，是对仪器设备专家们的一个技术挑战。
5结束语
综上所述，现阶段，对已经有较好应用的木材缺陷检测技术，接下来需要探索研究的是在应用中进一步完善检测系统，从而提高木材缺陷检测的精度和效率；对处于开发和试运行阶段的新型检测技术，今后仍要从基础理论探究到技术实践应用一步步攻克难关。今后，国内外木材缺陷检测技术一个重要的研究目标依然是不断去探索新的技术原理，尝试新的手段方法，使木材缺陷检测技术更具先进性与实用性
参考文献：
[1]王泽润，方益明，冯海林，杜晓晨，夏凯.木材节子缺陷检测与定位方法[J].激光与光电子学进展，2018，55（05）：317-324.
[2]司徒伟明，邹湘军，王成琳，莫宇达，李锦慧，罗少锋.基于OpenCV的木材表面缺陷检测系统[J].现代电子技术，2017，40（12）：148-151.
[3]金仁莲.关于木材缺陷及木材检验技术要点探讨[J].农民致富之友，2016（02）：140.
[4]吴秋霞.木材检验及病虫害防治措施[J].农业科技与信息，2016（08）：41-42.
论文作者:苏梦菲
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第1期
论文发表时间:2019/9/3
标签：木材论文; 缺陷论文; 射线论文; 节子论文; 检测技术论文; 技术论文; 超声波论文; 《建筑细部》2019年第1期论文;