Đo đạc âm học trên cây và gỗ: một bài tổng quan và phân tích

Wood Science and Technology - Tập 47 - Trang 965-975 - 2013
Xiping Wang1
1USDA Forest Products Laboratory, Madison, USA

Tóm tắt

Công nghệ âm học đã được xác lập như là công cụ đánh giá vật liệu trong vài thập kỷ qua, và việc áp dụng chúng đã trở nên phổ biến trong ngành công nghiệp sản phẩm gỗ để kiểm soát chất lượng trực tuyến và phân loại sản phẩm. Những phát triển nghiên cứu gần đây về công nghệ cảm biến âm học cung cấp thêm cơ hội để đánh giá cây đứng và gỗ khối cho chất lượng gỗ tổng thể và các tính chất nội tại của gỗ. Mặc dù khái niệm sử dụng vận tốc âm thanh như một phương pháp hiệu quả để đo độ cứng áp dụng cho cả cây đứng và gỗ đã bị cắt, nhưng phương pháp thường được sử dụng để đo vận tốc âm thanh trong cây khác với phương pháp được dùng trong gỗ. Hệ quả là có sự khác biệt đáng kể trong các giá trị vận tốc đo được giữa cây và gỗ. Các yếu tố khác ảnh hưởng đến mối quan hệ vận tốc giữa cây và gỗ bao gồm đường kính cây, độ tuổi của rừng, nhiệt độ hoạt động và độ ẩm của gỗ. Bài báo này trình bày các nguyên tắc cơ bản về sự lan truyền sóng âm trong cây và gỗ, và thảo luận về hai cơ chế khác nhau để đo vận tốc âm thanh: thời gian bay cho cây đứng và độ cộng hưởng cho gỗ. Dữ liệu thực nghiệm từ các nghiên cứu trước đây được xem xét và phân tích để kiểm tra sức mạnh của mối quan hệ vận tốc giữa cây và gỗ, và thảo luận về các yếu tố ảnh hưởng đến độ lệch vận tốc của cây.

Từ khóa

#công nghệ âm học #đánh giá vật liệu #sản phẩm gỗ #vận tốc âm thanh #tính chất gỗ

Tài liệu tham khảo

Andrews MK (2003) Which acoustic speed? In: Proceedings, 13th international symposium on nondestructive testing of wood, 19–21 Aug 2002, Berkeley, CA. pp 159–165 Bodig J, Goodman JR (1973) Prediction of elastic parameters for wood. Wood Sci 5(4):249–264 Bodig J, Jayne BA (1982) Mechanics of wood and wood composites. Van Nostrand Reinhold Company Inc., New York Carter P, Briggs D, Ross RJ, Wang X (2005) Acoustic testing to enhance western forest values and meet customer wood quality needs. PNW-GTR-642. In: Harrington CA, Schoenholtz SH (eds) Productivity of western forests: A forest products focus. USDA Forest Service, Pacific Northwest Research Station, Portland, pp 121–129 Chauhan SS, Walker JCF (2006) Variation in acoustic velocity and density with age, and their interrelationships in radiata pine. Forest Ecol Manag 229:388–394 Grabianowski M, Manley B, Walker JCF (2006) Acoustic measurements on standing trees, logs and green lumber. Wood Sci Technol 40:205–216 Harris PD, Andrews MK (1999) Tools and acoustic techniques for measuring wood stiffness. In: Proceedings of the 3rd wood quality symposium: emerging technologies for evaluating wood quality for processing, Forest Industry Engineering Association, Rotorua, New Zealand Harris P, Petherick R, Andrews M (2002) Acoustic resonance tools. In: Proceedings, 13th international symposium on nondestructive testing of wood, 19–21 Aug 2002, Berkeley, CA. pp 195–201 Lasserre JP, Mason EG, Watt MS (2007) Assessing corewood acoustic velocity and modulus of elasticity with two impact based instruments in 11-year-old trees from a clonal-spacing experiment of Pinus radiata D. Don. Forest Ecol Manag 239:217–221 Mahon JM Jr, Jordan L, Schmileck LR, Clark A III, Daniels RF (2009) A comparison of sampling methods for a standing tree acoustic device. South J Appl For 33(2):62–68 Meyers MA (1994) Dynamic behavior of materials. Wiley, New York Mora CR, Schimleck LR, Isik F, Mahon JM, Clark A III, Daniels RF (2009) Relationship between acoustic variables and different measures of stiffness in standing Pinus taeda trees. Can J For Res 39:1421–1429 Raymond CA, Joe B, Anderson DW, Watt DJ (2008) Effect of thinning on relationships between three measures of wood stiffness in Pinus radiata: standing trees vs. logs vs. short clear specimens. Can J For Res 38:2870–2879 Wang X (1999) Stress wave-based nondestructive evaluation (NDE) methods for wood quality of standing trees. Dissertation, Michigan Technological University, Houghton Wang X, Ross RJ, McClellan M, Barbour RJ, Erickson JR, Forsman JW, McGinnis GD (2001) Nondestructive evaluation of standing trees with stress wave method. Wood Fiber Sci 33(4):522–533 Wang X, Ross RJ, Brashaw BK, Punches J, Erickson JR, Forsman JW, Pellerin RF (2004) Diameter effect on stress-wave evaluation of modulus of elasticity of small-diameter logs. Wood Fiber Sci 36(3):368–377 Wang X, Ross RJ, Carter P (2007) Acoustic evaluation of wood quality in standing trees. Part 1. Acoustic wave behavior in standing trees. Wood Fiber Sci 39(1):28–38