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浙江林學(xué)院學(xué)生出木材無(wú)損檢測(cè)儀
人的心臟有問(wèn)題了，可以做個(gè)心電圖檢測(cè)，查清楚心臟的情況，從而對(duì)癥下藥施治。那大樹(shù)要是“肚子”里生蟲(chóng)子或者開(kāi)裂了，除把樹(shù)木鋸開(kāi)檢查外，還有沒(méi)有簡(jiǎn)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(shí)間給大樹(shù)研究了一個(gè)“心電圖”檢測(cè)儀——木材無(wú)損檢測(cè)儀，這幾天已經(jīng)申請(qǐng)。
價(jià)格是國(guó)外同類產(chǎn)品的十分之一
“170微秒，和數(shù)據(jù)對(duì)比看看，好，健康。”
劉凱與合作的同學(xué)一起，動(dòng)作麻利地給一棵直徑14厘米的樟樹(shù)兩邊各插上了一個(gè)傳感器，插好后，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，手里的木材無(wú)損檢測(cè)儀上就顯示出樹(shù)木內(nèi)部應(yīng)力波的傳播速度。從給樹(shù)木“穿衣服”，到數(shù)據(jù)顯示后顯示樹(shù)木正常，這個(gè)過(guò)程一共歷時(shí)3分鐘。
“別看它小，可別小看它。”劉凱稱手里的木材無(wú)損檢測(cè)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(cè)量精度、可靠性和靈敏度比國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的所有同類產(chǎn)品都高。”
“這個(gè)發(fā)明，zui重要的是利用脈沖錘撞擊樹(shù)木，使樹(shù)木內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波的傳播。”李光輝教授介紹說(shuō)，使用者就是通過(guò)測(cè)量應(yīng)力波的傳播時(shí)間和傳播速度的變化，并計(jì)算木材彈性模量等參數(shù)，通過(guò)對(duì)比正常同類樹(shù)種的相關(guān)數(shù)據(jù)，來(lái)判斷木材內(nèi)部有無(wú)缺陷。
在國(guó)外，同類產(chǎn)品*的也賣到3000多歐元，折合人民幣3萬(wàn)多元，而劉凱他們?cè)O(shè)計(jì)的這個(gè)儀器，價(jià)格則不到3000元。
活著的樹(shù)木和古建筑中的木材適用
“有很多樹(shù)木，外面看著是好好的，可里面的‘心’早都空了，這樣的樹(shù)特別容易引起火災(zāi)。”劉凱說(shuō)，以往要給樹(shù)木做檢查，都要先把木材砍掉，再用鋸子鋸開(kāi)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(jiǎn)單的防范，提前知道古建筑中的木材內(nèi)部有沒(méi)有長(zhǎng)蟲(chóng)子或開(kāi)裂。從2007年初開(kāi)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(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)等專業(yè)知識(shí)，開(kāi)始就這一難題進(jìn)行研究，zui終并成功開(kāi)發(fā)出了基于應(yīng)力波原理的木材無(wú)損檢測(cè)儀。
“要想不損傷木材進(jìn)行檢測(cè)，需要很龐大的設(shè)備。”劉凱說(shuō)，在此之前，木材研究領(lǐng)域也有紅外線檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法、核磁共振檢測(cè)法等檢測(cè)方法，但因?yàn)樵O(shè)備實(shí)在太昂貴，操作程序又復(fù)雜而難以推廣。
“這個(gè)木材無(wú)損檢測(cè)儀既不破壞材料的原有特性，又能在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)獲得檢測(cè)結(jié)果。”據(jù)劉凱介紹，檢測(cè)儀與被測(cè)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(huì)對(duì)人體造成危害，“所以，活著的古樹(shù)名木和古建筑中的木材更適合使用。”
對(duì)于學(xué)生的這項(xiàng)發(fā)明，浙江林學(xué)院木材研究專家、木材過(guò)程中心負(fù)責(zé)人馬靈飛教授認(rèn)為，該項(xiàng)儀器能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)、分辨出健康樹(shù)木和有內(nèi)部缺陷的樹(shù)木，而且便于攜帶、使用方便，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，尤其是對(duì)木質(zhì)文物保護(hù)、檢測(cè)古樹(shù)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(chǎng)前景。
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