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专利号: 2017100519411
申请人: 浙江农林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种树木缺陷检测方法,其特征是,包括m个应力波传感器(1)、应力波检测仪(2)、存储器(3)和计算机(4);应力波检测仪分别与每个应力波传感器、存储器和计算机电连接,m=2n,n为自然数;包括如下步骤:(1-1)选取活的树木,在高度范围L至H内,测量树木的树干的周长和直径d;在计算机中画出高度范围L至H内的树干立体模型图,在树干立体模型图上选取一条径向边缘线,设定均过径向边缘线的2n-1条纵截面,使第1个纵截面过树干横截面的直径,第1个纵截面、第2个纵截面至第n纵截面依次逆时针排列,第1个纵截面、第n+1个纵截面至第2n-1纵截面依次顺时针排列,相邻纵截面之间的夹角为90/n度;

(1-2)安装应力波传感器;

将第1个应力波传感器至第n个应力波传感器自上至下安装到第k纵截面的左侧,将第n+1个应力波传感器至第m个应力波传感器自下至上安装到第k纵截面右侧;第k纵截面两侧的各个传感器一一对称分布,同侧的传感器间距为h1;

(1-3)检测应力波纵向传播速度Vl和横向传播速度Vr;

用脉冲锤敲击第1个应力波传感器,计算机利用第n个应力波传感器和第m个应力波传感器接收应力波信号,计算应力波纵向传播速度Vl和横向传播速度Vr;计算机根据树干立体模型图计算出任意两个应力波传感器的连线与水平面的夹角θ;

应力波纵向传播速度Vl和横向传播速度Vr的计算方法如下:

计算机记录脉冲锤敲击第1个应力波传感器的时刻T1,第n个应力波传感器收到应力波信号的时刻T2,第m个应力波传感器接收应力波信号的时刻T3;

利用公式 计算Vl,利用公式 计算Vr;

(1-4)计算每条应力波传播路径的应力波传播速度理论值V′;

设定每个应力波传感器的位置地址为(α,θ),任意两个应力波传感器之间构成1条应力波传播路径,α为每个应力波传感器所在的纵截面与第1纵截面之间的夹角;

利用公式 计算每条应力波传播路径的应力波传播速

度理论值V′;

(1-5)使用脉冲锤按照第1应力波传感器至第m应力波传感器的顺序进行敲击,记录被敲击的应力波传感器之外的其它应力波传感器收到应力波的时刻,计算得到每条应力波传播路径的传播速度实验值v;

利用公式 计算第k纵截面中的每条应力波传播路径的传播速度误差e;

将满足e≥W的每条应力波传播路径设为异常路径,将异常路径保存到计算机中,W为误差阈值;

(1-6)当k<2n-1,则使k增加1;

将第1个应力波传感器至第n个应力波传感器自上至下安装到第k纵截面的左侧,将第n+1个应力波传感器至第m个应力波传感器自下至上安装到第k纵截面右侧;第k纵截面两侧的各个传感器一一对称分布,同侧的传感器间距为h1;转入步骤(1-5);

(1-7)计算机将异常路径集中的区域设为缺陷区域,在计算机中画出缺陷区域。

2.根据权利要求1所述的树木缺陷检测方法,其特征是,计算机根据树干立体模型图计算出在每个纵截面中被敲击的应力波传感器和其它应力波传感器之间的距离D,计算机记录脉冲锤敲击应力波传感器的时刻T4,其它应力波传感器收到应力波信号的时刻T5;

用公式 计算v。

3.根据权利要求1或2所述的树木缺陷检测方法,其特征是,在高度范围L至H内,每间隔

1cm至3cm测量一次树干的周长和直径。

4.根据权利要求1或2所述的树木缺陷检测方法,其特征是,W为13%至17%。