木頭是一種最為廣泛采用的材料,從家具到建筑,無處不在。和許多人造材料不同,木材的機(jī)械性能可能千差萬別,所以就需要一種方法來測量它們并分級。
Cirad 是法國一家農(nóng)業(yè)和生態(tài)研究公司,他們使用了無損檢測的方法來測量木材的機(jī)械性能。除了開發(fā)了一套自動化系統(tǒng)給鋸下來的木塊分級,還有一套故障診斷系統(tǒng)專門針對飛機(jī)上的木制部件,以及一套檢查電話線樁子的木質(zhì)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng),給法國電信用。
BING (全稱Beam Identification by Nondestructive Grading), 使用Pico便攜示波器,測量木材的彈性和非彈性特性,還支持其他的剛性材料比如鋼鐵、水泥和復(fù)合材料等。
BING如何工作
“梁理論”是Euler和Bernoulli 在1750 年發(fā)明的,當(dāng)時(shí)是作為一種計(jì)算房梁的負(fù)載和缺陷的方法來使用。在20世紀(jì)初期,Stephen Timoshenko 改進(jìn)了原先的理論,并創(chuàng)建了他自己的一套Timoshenko Beam Theory. 這些理論建立了振動頻率和機(jī)械性能之間的關(guān)聯(lián)。 BING就是使用這組關(guān)系來測量并區(qū)分木材的機(jī)械性能的。
簡單來說,木材中的聲速可以用來計(jì)算它的硬度和強(qiáng)度,聲速越高,硬度和強(qiáng)度就越大。
BING工作時(shí),被測的木材放在兩個(gè)彈性支撐腿上,這樣振動的傳播可以進(jìn)行不受約束。接著從一端注入一個(gè)激發(fā)脈沖,在另一頭用一個(gè)傳聲器(或者其他運(yùn)動傳感器) 記錄振動信號,經(jīng)過一個(gè)抗混疊低通濾波器之后輸入Pico便攜示波器3224. BING使用PicoScope的頻譜分析模式來解析信號的頻域分量,從而計(jì)算木頭的機(jī)械性能。
幾次點(diǎn)擊,BING軟件就自動完成了一次復(fù)雜而耗時(shí)的測量任務(wù)。