一种实木家具超声检测方法及系统

本发明涉及实木家具质量检测，尤其是涉及一种实木家具超声检测方法及系统。

背景技术：

1、改革开放以来，随着市场经济的不断完善，我国家具行业得到了快速发展，特别是高档实木家具的市场需求稳中有升。实木家具以其清新自然的材质得到了众多消费者的认可，其中以紫檀木、花梨木、胡桃木和橡木等为主的高档树种，在家具市场上占有举足轻重的地位。不同材质的实木家具的价格存在较大差异，不良商家为了获取巨额利润，以次充好，造成了实木家具市场的混乱局面。许多市场上销售的实木家具不“实”，商家有意无意地把“实木框架”简称为“实木”，进而将仿实木、实木贴面家具以实木家具出售，损害了消费者利益。目前，对于实木家具的质量检测往往由质检中心或者其他一些社会性质的质检机构完成，而相应的检测方法大多数是破坏性的，造成了资源浪费。对于普通消费者而言，这种由权威部门执行的破坏性的检测方法耗费时间、精力和财力，且极其不方便，因而探索非破坏性的便携式的实木家具的检测方法具有重要的现实意义。

2、无损检测技术(ndt)利用声、光、电和磁等媒介，在不影响或不损坏被检对象的前提下，对材料的多种物理参数进行检测，是非破坏性检测技术。超声波检测的检测效果较好，具有便携性好、灵敏度高和穿透能力强等特点。超声无损评价是超声检测发展的趋势，能够给出材质的定量评价，包括对材料和缺陷的物理和力学性能的检测及其评价。基于超声波自身的优点及其在木材检测方面的适用性，对实木家具进行超声无损检测，辨识贴皮实木家具的材质，实现一种方便、快捷、非破坏性的实木家具检测方法，对于打击不良家具生产商，保护消费者利益，具有重要的意义。

技术实现思路

1、为实现上述目的,本发明提出了一种实木家具超声检测系统一种实木家具超声检测方法及系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、作为本发明的第一方面，提供一种实木家具超声检测系统的检测方法，所述方法包括以下步骤：

4、采集目标家具的超声检测数据；

5、对采集数据进行特征参数提取；

6、根据提取的特征参数，分析超声波形变化规律，判断目标家具板材类型。

7、进一步的，所述提取的特征参数包括声速、回波信号首波的最大幅值以及发生声时、回波信号次波的最大幅值以及发生声时、回波信号第三波的最大幅值以及发生声时和底面回波信号的最大幅值以及发生声时。

8、进一步的，所述判断目标家具板材类型包括单层板、贴皮板或夹层板；

9、当超声波形只存在首波波形和底面回波波形，判断家具板材为单层板；

10、当超声波形在首波波形和底面回波波形之间，还存在界面的反射回波时，判断家具板材为贴皮板或夹层板。

11、进一步的，当超声波形在首波波形和底面回波波形之间只有一个回波信号时，判断家具板材为贴皮板；

12、当超声波形在首波波形和底面回波波形之间具有两个及两个以上回波信号时，判断家具板材为夹层板。

13、进一步的，当所述目标家具板材为单层板时，基于板材的相关参数，通过模糊判别判断板材的种类，所述模糊判别的输入变量为回波信号的特征参数，输出变量为家具板材的种类。

14、进一步的，所述家具板材的相关参数包括板材的密度、声阻抗、弹性模量、屈服强度、阻尼、泊松比以及超声波在板材中的传播速度。

15、进一步的，所述采集目标家具的超声检测数据采用多点采样方式进行复测。

16、作为本发明的第二方面，提供一种采用如上所述的实木家具超声检测方法的检测系统，所述检测系统包括：

17、超声检测模块，包括超声探头、超声信号发射与接收装置以及用于超声信号的采集与发送的数据采集卡；

18、家具板材数据库，存储有家具板材的相关参数；

19、虚拟仪器模块，包括用于控制超声检测模块采集超声数据，通过对超声数据回波信号进行分析，并对比家具板材数据库中板材的相关参数，判定所用家具板材的种类以及是否为贴皮实木的软件部分和计算机。

20、进一步的，所述超声探头设置于家具表面，所示超声探头与家具表面之间涂抹有超声耦合剂。

21、进一步的，所述虚拟仪器包括：

22、主界面，接收采集参数和操作设置，显示采集波形、特征参数以及检测结果；

23、数据采集单元，基于采集参数和操作设置进行数据采集；

24、滤波单元，对采集数据进行采集信号进行滤波处理；

25、信号特征提取单元，对数据采集进行信号的特征参数提取；

26、模糊判别单元，基于信号的特征参数以及家具板材数据库中板材的相关参数，判定所用家具板材的种类。

27、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

28、本发明所采用方案利用超声基于脉冲反射法进行家具板材种类的检测。该方法将超声探头作用于家具表面，超声探头首先发射持续时间非常短的脉冲声波，并接收来自试件反射回来的超声波，将该反射回波信号输入到计算机中进行分析、处理、判别、储存并结果显示。通过信号的传播时间和波形幅度等来判断材料的内部情况。利用超声检测家具板材实现无损检测具有采集速度快、测量结果实时显示、便携性好、灵敏度高和穿透能力强等优点。

技术特征：

1.一种实木家具超声检测系统的检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种实木家具超声检测系统的检测方法，其特征在于，所述提取的特征参数包括声速、回波信号首波的最大幅值以及发生声时、回波信号次波的最大幅值以及发生声时、回波信号第三波的最大幅值以及发生声时和底面回波信号的最大幅值以及发生声时。

3.根据权利要求1所述的一种实木家具超声检测系统的检测方法，其特征在于，所述判断目标家具板材类型包括单层板、贴皮板或夹层板；

4.根据权利要求3所述的一种实木家具超声检测系统的检测方法，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的一种实木家具超声检测系统的检测方法，其特征在于，当所述目标家具板材为单层板时，基于板材的相关参数，通过模糊判别判断板材的种类，所述模糊判别的输入变量为回波信号的特征参数，输出变量为家具板材的种类。

6.根据权利要求5所述的一种实木家具超声检测系统的检测方法，其特征在于，所述家具板材的相关参数包括板材的密度、声阻抗、弹性模量、屈服强度、阻尼、泊松比以及超声波在板材中的传播速度。

7.根据权利要求1所述的一种实木家具超声检测系统的检测方法，其特征在于，所述采集目标家具的超声检测数据采用多点采样方式进行复测。

8.一种采用如权利要求1-7任一所述的实木家具超声检测方法的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：

9.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述超声探头设置于家具表面，所示超声探头与家具表面之间涂抹有超声耦合剂。

10.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述虚拟仪器包括：

技术总结
本发明涉及一种实木家具超声检测系统的检测方法及系统，所述方法包括以下步骤：通过超声检测系统采集家具的超声数据；对采集数据进行分析、处理、储存和显示。基于超声波在不同材料中的传播速度不同，以及超声波在不同材料界面处传播时发生的透射和反射现象，通过对回波信号进行分析，并对比家具板材数据库中不同板材的参数判定所用家具板材是否为贴皮实木以及板材的材质。与现有技术相比，本发明利用超声无损检测家具板材，具有采集速度快、波形实时显示、便携性好、灵敏度高和穿透能力强等特点。

技术研发人员：冯永慧,苏海岚,李莉,程志鑫,秦凌涛,郑炜骏,陆科文
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13