浙江林學(xué)院學(xué)生出木材無損檢測儀
人的心臟有問題了，可以做個心電圖檢測，查清楚心臟的情況，從而對癥下藥施治。那大樹要是“肚子”里生蟲子或者開裂了，除把樹木鋸開檢查外，還有沒有簡單點(diǎn)的檢查方法呢？
浙江林學(xué)院電子信息專業(yè)大三學(xué)生劉凱等3名同學(xué)和導(dǎo)師李光輝，花了3年的時間給大樹研究了一個“心電圖”檢測儀——木材無損檢測儀，這幾天已經(jīng)申請。
價格是國外同類產(chǎn)品的十分之一
“170微秒，和數(shù)據(jù)對比看看，好，健康。”
劉凱與合作的同學(xué)一起，動作麻利地給一棵直徑14厘米的樟樹兩邊各插上了一個傳感器，插好后，啟動開關(guān)，手里的木材無損檢測儀上就顯示出樹木內(nèi)部應(yīng)力波的傳播速度。從給樹木“穿衣服”，到數(shù)據(jù)顯示后顯示樹木正常，這個過程一共歷時3分鐘。
“別看它小，可別小看它。”劉凱稱手里的木材無損檢測儀為“手持設(shè)備”，看著比家用的電視遙控器要厚2倍，寬1倍的樣子，“雖然小，但它的測量精度、可靠性和靈敏度比國內(nèi)外市場上的所有同類產(chǎn)品都高。”
“這個發(fā)明，zui重要的是利用脈沖錘撞擊樹木，使樹木內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波的傳播。”李光輝教授介紹說，使用者就是通過測量應(yīng)力波的傳播時間和傳播速度的變化，并計算木材彈性模量等參數(shù)，通過對比正常同類樹種的相關(guān)數(shù)據(jù)，來判斷木材內(nèi)部有無缺陷。
在國外，同類產(chǎn)品*的也賣到3000多歐元，折合人民幣3萬多元，而劉凱他們設(shè)計的這個儀器，價格則不到3000元。
活著的樹木和古建筑中的木材適用
“有很多樹木，外面看著是好好的，可里面的‘心’早都空了，這樣的樹特別容易引起火災(zāi)。”劉凱說，以往要給樹木做檢查，都要先把木材砍掉，再用鋸子鋸開才能了解木材的內(nèi)部情況。如果是古建筑中的木材，所受的損傷則更大。因此，很多文物保護(hù)單位也希望能有簡單的防范，提前知道古建筑中的木材內(nèi)部有沒有長蟲子或開裂。從2007年初開始，劉凱、蔡步森等3名同學(xué)，在李光輝的指導(dǎo)下，利用電子信息、計算機(jī)軟件開發(fā)等專業(yè)知識，開始就這一難題進(jìn)行研究，zui終并成功開發(fā)出了基于應(yīng)力波原理的木材無損檢測儀。
“要想不損傷木材進(jìn)行檢測，需要很龐大的設(shè)備。”劉凱說，在此之前，木材研究領(lǐng)域也有紅外線檢測法、超聲波檢測法、核磁共振檢測法等檢測方法，但因為設(shè)備實在太昂貴，操作程序又復(fù)雜而難以推廣。
“這個木材無損檢測儀既不破壞材料的原有特性，又能在短時間內(nèi)連續(xù)獲得檢測結(jié)果。”據(jù)劉凱介紹，檢測儀與被測木材之間不需任何的耦合劑，也不受木材尺寸和形狀的影響，更不會對人體造成危害，“所以，活著的古樹名木和古建筑中的木材更適合使用。”
對于學(xué)生的這項發(fā)明，浙江林學(xué)院木材研究專家、木材過程中心負(fù)責(zé)人馬靈飛教授認(rèn)為，該項儀器能夠準(zhǔn)確的檢測、分辨出健康樹木和有內(nèi)部缺陷的樹木，而且便于攜帶、使用方便，具有很強(qiáng)的實用價值，尤其是對木質(zhì)文物保護(hù)、檢測古樹名木的健康狀況等具有重要作用，該儀器還可以應(yīng)用在林業(yè)管理、林業(yè)教學(xué)與科研等領(lǐng)域，應(yīng)該具有廣闊的市場前景。
