一种基于应力波的桉树活立木内部缺陷检测方法与流程

本发明涉及木材缺陷检测，具体涉及一种基于应力波的桉树活立木内部缺陷检测方法。

背景技术：

1、活立木是一种生物体，它在刮伤、擦伤等外部条件刺激和内部机能降低的情况下，容易产生腐朽。活立木腐朽危害很大，影响林木健康，导致森林质量下降，及早发现腐朽能减少木材大量的损失，且对单一活立木来说，它还造成活立木材积损失。有研究表明，美国木材因腐朽产生的损失大约相当于当年木材生产量的15％，腐朽产生的损失相当于其他病害产生损失总和的2倍。若能及早发现活立木腐朽，并以此进行精准治疗，可有效降低木材因腐朽而造成的损失。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于应力波的桉树活立木内部缺陷检测方法。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种基于应力波的桉树活立木内部缺陷检测方法，包括以下步骤：

4、s1、设置多个标准样地，选取标准样地中多棵健康桉树作为活立木样本；

5、s2、基于应力波测量法计算每棵活立木样本在树径方向上的应力波波速；

6、s3、计算活立木样本的临界波速，具体计算公式为：

7、

8、其中，vm为活立木样本的临界波速，为全部活立木样本的实测波速均值，σ为标准差，μ为数学期望；

9、s4、基于应力波测量法计算待测桉树活立木在树径方向上的应力波波速，若测得的应力波波速小于临界波速，则视为该桉树活立木内部存在缺陷；若测得的应力波波速大于或等于临界波速，则视为该桉树活立木内部健康。

10、优选地，步骤s1中所述标准样地的设置个数至少3个，标准样地的规格为20m×20m。

11、优选地，步骤s1中健康桉树的选取方法为：通过人员实地观测，用小锤子敲击、目视综合鉴别树干内部健康情况，选取实地观测健康的桉树作为活立木样本。

12、优选地，步骤s2和步骤s4中所述应力波测量法具体为：

13、a1：将桉树活立木两个预设高度的横截面分别作为检测位置，利用卷尺对要测量的桉树活立木横截面进行12等分，并用记号笔做好标记；

14、a2：采用haglof测径仪测量标号1与标号1′、标号2与标号2′、标号3与标号3′、标号4与标号4′、标号5与标号5′、标号6与标号6′的距离并记录，其中每组标号分别位于桉树活立木相对的两侧；

15、a3：将fakopp应力波微秒计的发射端探针插入标号为1的位置处，接收端探针插入标号为1′的位置处，至传感器与木质部连接稳固；再通过敲击位置1处的发射端探针，测得应力波在两个测量位置之间的传播时间并在应力波微秒计上显示出来，重复敲击三次记录平均值；

16、a4：分别在标号2与标号2′，标号3与标号3′，标号4与标号4′，标号5与标号5′，标号6与标号6′之间重复步骤a3，每个横截面测量得到6组数据，共12组数据；

17、a5：分别计算12组数据的应力波波速，具体计算公式为：

18、

19、其中，v为应力波波速；d为传感器发射端与接收端间直线距离，即树径；t为各组标号的两点间应力波传播时间；

20、a6：计算12组数据的应力波波速的平均值，并将平均值作为该棵桉树活立木的应力波波速。

21、优选地，步骤a1中将桉树活立木胸高处作为检测位置1，将桉树活立木伐根处的作为检测位置2；所述检测位置1距离地面1.3m，检测位置2距离地面0-10cm。

22、优选地，步骤s3中数学期望取临界波速右侧概率为p＝95％，即μ＝1.645。

23、采用上述技术方案后，本发明具有如下有益效果：本发明首先选取一些健康桉树作为活立木样本，再基于应力波测量法计算每棵活立木样本在树径方向上的应力波波速，进而得到活立木样本的临界波速，并可以此临界波速作为评价标准，今后只需实地检测计算待测桉树活立木在树径方向上的应力波波速，即可快速判断出该待检测桉树活立木是否存在内部缺陷，检测速度快，准确率高，几乎不对桉树活立木造成损伤，可为桉树活立木的保护和监测提供数据支撑。

技术特征：

1.一种基于应力波的桉树活立木内部缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于应力波的桉树活立木内部缺陷检测方法，其特征在于：步骤s1中所述标准样地的设置个数至少3个，标准样地的规格为20m×20m。

3.如权利要求1所述的一种基于应力波的桉树活立木内部缺陷检测方法，其特征在于，步骤s1中健康桉树的选取方法为：通过人员实地观测，用小锤子敲击、目视综合鉴别树干内部健康情况，选取实地观测健康的桉树作为活立木样本。

4.如权利要求1所述的一种基于应力波的桉树活立木内部缺陷检测方法，其特征在于，步骤s2和步骤s4中所述应力波测量法具体为：

5.如权利要求4所述的一种基于应力波的桉树活立木内部缺陷检测方法，其特征在于，步骤a1中将桉树活立木胸高处作为检测位置1，将桉树活立木伐根处的作为检测位置2；所述检测位置1距离地面1.3m，检测位置2距离地面0-10cm。

6.如权利要求1所述的一种基于应力波的桉树活立木内部缺陷检测方法，其特征在于，步骤s3中数学期望取临界波速右侧概率为p＝95％，即μ＝1.645。

技术总结
本发明公开了一种基于应力波的桉树活立木内部缺陷检测方法，包括以下步骤：S1、设置多个标准样地，选取标准样地中多棵健康桉树作为活立木样本；S2、基于应力波测量法计算每棵活立木样本在树径方向上的应力波波速；S3、计算活立木样本的临界波速；S4、基于应力波测量法计算待测桉树活立木在树径方向上的应力波波速，若测得的应力波波速小于临界波速，则视为该桉树活立木内部存在缺陷；若测得的应力波波速大于或等于临界波速，则视为该桉树活立木内部健康；本发明以临界波速作为评价标准，检测速度快，准确率高，几乎不对桉树活立木造成损伤，可为桉树活立木的保护和监测提供数据支撑。

技术研发人员：卢翠香,刘媛,邓紫宇,任世奇,郭东强,唐庆兰,李昌荣,陈健波,陈升侃,伍琪,韦振道
受保护的技术使用者：广西壮族自治区林业科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13