〖关键词〗 无损检测 
　 （一）木材无损检测的基本原理和主要方法
　　木材无损检测技术是一门新兴的、综合性的木材非破坏性检测技术，从20世纪50年代开始发展起来，近十几年才得到迅速发展。传统的木材物理、力学性质检测大都是采用检测仪器或力学试验机对规定尺寸、规格、表面形状或所能承受的最大载荷。这种方法检测时间长、条件苛刻、稳定性和重现性差，且不适于非破坏、在线生快速检测。无损检测木材或木质材料的物理力学性质，可在不破坏木材及木质材料的本身形状、原有结构和原有动力状态的前提下，利用当今的物理方法和手段快速测量出木材及木质材料的尺寸、规格、表面形状和基本物理力学性。
　　木材无损检测的主要方法有：1、X射线摄影检测法：主要原理是利用射线穿透不同木材部位时的吸收和衰减效应的不同，并根据感光底片上的不同记录来分析和判断木材的某些性质。
　　2、微波检测法：利用微波在不同介质中的传播速度和衰减速度的不同，研究木材不同方向和不同部位的差异，常用透射、反射、定波和散射类仪器来检测。
　　3、红外线检测法：利用木材中的极性基团或木材中的水分子对红外光能量的吸收强弱来判断该物质的数量多少或疏密。
　　4、超声波检测法：利用超声波在物质中传播会发生衰减的现象，且其纵波波速与介质的密度、超声弹性模量的相关关系，在测量出超声波速度和后，推算出木材的弹性模量，并根据弹性模量与力学性质的正相关性，估算出被测木材的机械强度。
　　5、机械应力检测法：是采用机械方法施加恒定变形（或力）被测试材上，测得相应的载荷（或变形），由计算机系统计算出试材的弹性模量和抗弯强度，并可用于成材的在线应力分析。
　　6、振动检测法：根据木材度件的振动特性与弹性模量之间的相关关系，对试件加横向振动的减幅率及质量，经计算机数据处理后显示出试材的弹性模量。
　　7、冲击应力波检测法：利用撞击在木材或木质构件内部产生的机械波的传播，并根据木质构件的弹性模量E与应力波速度u和木质材料密度D之间存在着如下关系：E=u2D/g，而通过测量应力波传播速度来确定木质材料的弹性模量，最终估算出木质材料的力学强度。
　　8、声发射（AE）检测法：木质材料受外力或内力作用产生变形或断裂时，会以弹性波的形式释放出应变能，利用电子仪器应变能反反映的声发射信号并由此判断木质材料内部的裂纹、缺陷、结构变化、破坏先兆等材料的内部动态信息。
　　9、核磁共振法：利用木质材料内部的极性分子或水分子对核磁共振光谱的吸收性质形成核磁共振谱图，或形成核磁共振光谱图象，从而非破坏地观察木质材料内部的结构、缺陷或有价值的信息。
　 （二）无损检测技术在当今木材科学研究中的应用
　　近十几年，国外学者利用上述检测原理对木质试件进行非破坏测试研究，得到如下一些主要研究成果。
　　通过研究纵波声速确定不同种类木材的物理、形态学及力学性质之间的相互关系。研究确定木材超声脉冲传播速度与木材强度之间的相关关系，最终非破坏地确定木材超声脉冲传播速度与木材物理、力学性质的关系。
　　利用应力波检测成材强度的原理是，冲击成材端部并利用在工件内部所形成的应力波来按比例参数自动计算和记录成材硬度和强度，并对其进行分等。采用频谱分析器通过木材纵向振动测定木材的弹性模量。
　　利用有限分析法研究两种应力分等装置在估测木材弹生模量进的精度及影响因素，指出支撑条件和木材端部性能对测试结果影响较大。
　　利用测定打击间的频率计算木材的动弹生模量。其原理是，在一端打击木材端面，从使其产生纵向振动，在另一端用传声捕捉器---声检偏振器测定其基本振频。
　　根据木材弯曲、扭转复合振动可测定木材的弹性模量和剪切弹性模量。利用纵向应力波法预测锯材和指接层积材的弹性模量和抗拉强度。
　　用有限元模型表示非均质锯材的动态特性，研究在应力分等机上的非均质锯材动态特性，找出速度对测试准确度的影响。
　　利用应力波测定立木性质并对测定方法和应力波的传播途径进行研究，得到如下结果：
　　1、可改进时间差测量的重复性；
　　2、两个测量点之间的木材性质，可用测量的时间差来描述；
　　3、测量的时间差受应力波传播途径的影响；
　　4、可将测定时间差方法用于较大横切面的原木。
　　用几种无损检测技术测定成材弹性模量，并做了对比试验，结果是所测的20块成材试件的弹性模量与静曲MOE比较，都有较强的相关性。
　　对提高应力分级的机械效率问题进行了研究，提出采用三种不同频率区域的方法预测和改善木材应力分级过程，并得到了木材抗弯断裂模量与弹性模量的相关系数。
　　利用纵振法测出的声固有频率和成材产品求出木材的弹性模量，通过近红外线照射，对木材进行无损检测，研究其扩散反射、透过指向特性。
　　利用连续式强度测定仪测定板材的挠度并由该仪器计算出板材的静曲弹性模量（MGE），并在力学试验机上测量弹性模量（MOE），两者的比较结果表明：支撑状态对厚板材有影响，挠度越大支撑的影响越小，MGE与MOE线性相关。
　　我国学者从80年代初开始进行木材无损检测技术的应用研究，采用CJ-2型超声仪对11种木材超声弹性模量与强度性质的关系进行了研究。
　　结果表明：木材顺纹抗压弹性模理和抗弯弹性模量与超声弹性模量的比值分别为25/25和21/25；木材弹性呈现定向异性；木材超声弹性模量与机械法测量的木材弹性模量之间相关紧密。
　　采用脉冲冲声波法测量了木材的声速，并对试苏进行了力学强度试验，求得了两者间的回归关系。利用国内现有设备开发了木材微密度软X射线测量法，根据木材构造特点和微密度变化规律，采用了几种自动叛读方法，编制了计算机程序，用于不同情况下边界位置的判别。
　　利用CJ-2型超声波检测仪、示波器及自制的变检器等组成的木材超声检测系统测试了红松、兴安落叶松、水曲柳和紫椴等4种木材的顺纹和横纹的超声波传播速度及超声弹性模量，并分析了超声检测值与木材顺纹抗压强度和横纹抗压强度的相关性。
　　研制了X射线立年轮检测仪，其可用于林区现场立木年轮无损检测。利用FFT分析技术和微机技术开发了一种关于木材弹性模量E和刚性系数G的快速测量方法。
　 （三）无损检测技术在木材加工业的应用
　　从20世纪50年代开始木材无损检测技术逐步应用于木材加工中的自动检测，这极大地提高了木材加工的自动化水平和生产效率。同时，由于检测水平的提高也极大地提高了木材加工质量的监控水平，使加工质量得到可靠的保证。
　　木材无损检测（NDE）技术在木材加工业的主要应用有：结构成材力学分等，成材力学应力分等（MSR），成材力学评估（MEL），超声波NDE技术在木质复合材生产中的应用，单板层积材（LVL）的分层检验，刨花板、中密度纤维板、定向刨花板、胶合板的鼓泡检验，激光X射线扫描系统（NDE）缺陷探伤检测，应力波NDE在木材结构方面的检验，声发射NDE、振动法、应力波的测定。对木材物理力学性质的在线无损检测饫：木材含水率、密度、力学强度及应力分等；对木材缺陷的在线无损检测饫：木材纹理、木材节疤、木材腐朽、密度降低斜纹、起毛起皱、表面及内部裂纹、孔洞、涂饰、胶合不良等缺陷；对人造板、结构材的缺陷和力学强度的在线无损检测等。
　　可在制材生产线上对成材应力。材质进行无损按应力、材质分等。目前国外在成材无损检测和分级分等方面主要采用的方法有：机械式连续应力无损检测（NDE）分级；振动法对成材弹性模量的无损检测，利用应力波检测成材强度，声发射木材无损检测；超声波、X射线检测木材缺陷等对木材按强度分级、分等。通过研究发现，木材声学振动特性与弯曲弹性模量等力学性能相关。近十几年，国外采用一些先进的在线成材无损检测技术，检测成材物理力学性质和木材七缺陷，实时对成材进行质量监测和按应力、质量分级、分等。成材在线无损检测技术符合规模化和效益化的要求，是发展的必然。
　　利用应力分等检测成材和人造板可提高生产效益数十倍，能可靠控制成材和人造板质量，效益显著。在线无损检测具有检测误差低、分级速度快、稳定性好、可重复性等特点，能减少成材和人造板的浪费，提高成材利用水平，使材尽其用，提高木材机械加工的自动化水平，并为生产工艺过程的质量自动控制提供了必备的条件。
　　我国制材和人造板生产有了长足的发展，无论生产规模还是自动化水平都有了很大提高，但是在线质量控制体系还是一个空白，这在某种程度上影响了制材和人造板生产的进上步发展，建立在线木材和木材质材料的无损检测系统已刻不容缓。
　　国外学者已对无损检测技术用于木材力学性的在线自动检测系统和分级做了大量研究，比较实用和有发展前景的有机械应力分级、应力波检测、超声波检测等。这些检测方法都 是利用实测木材的物理力学性能指标，并根据木材的物理力学性有指标与木材基本力学性质的相关关系推算出实际成材的力学强度而进行分级和分等。
　　（四）木材无损检测技术的发展与展望
　　随着科学技术的发展，对木材、木质材料力学性质和材料表面及内部的缺陷进行无损检测，是木材和木质材料传统测试技术的一次深刻革命。它建立在多学科的高技术基础之上，可使成材和人造板等木质材料的质量控制得到跨越性的提高，并为其生产过程的工艺窑和自动化提供必备的条件。
　　目前。我们主要研究成材和人造板等木质材料的在线无损检测及应力分等，在几种检测方法中探索一个较佳的方案，为我国的成材和人造板等木质材料的在线无损检测及应力分等开辟一条新路，填补我国在此技术领域的空白。因此，本研究方案具有很强的先进性。
　　成材和人造析等木质材料的在线无损检测及应力分等，能改变传统分等方法的分等效率低、分等误差大等缺陷，有快速准确地对成材和人造板等木质材按应力或强度水平进行区分、划等，提高材料的利用水平，同时也避免了因分等不准造成材料的超值使用所带来的事故隐患。特别是对一些原本必须用破坏的方法才能检测的材料性质，利用木材无损检测技术则将更加显现其优越性。
　　面对森森资源不足、森林质量也不高的现状，如何合理利用、保护、发展、增加资源，是缓解我国木材供需矛盾的根本措施。对立木生长特性进行无损检测系统监控可控制和促进木材量和质的提高，制材前的形状、规格和缺陷等的无损检测可提高成材和人造板的质量控制水平，防止木材和人造板的人为浪费，间接节省了木材资源；采用在线无损检测技术可节约锯材，即相对增加锯材使用量，具有显著的社会效益和经济效益；木材、木质材料在线无损检测可提高生产效率，降低生产成本；还可提高分级质量、节省前后工序的备料场地，使整个生产线更加畅通，提高了整个生产线的自动化程度。另外，木材按力学性能分级、分等后进行干燥，干燥时应力性质趋同，有利于干燥过程的控制，可使传统的含水率和时间控制基准向应力控制基准过渡，进而缩短干燥时间，提高干燥质量，减少成本，提高效益。