基于超声衍射法的木材无损检测设计开题报告

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1. 研究目的与意义

木材是我们生活中的宝贵资源，属天然生长的植物材料，尽管是可再生资源，但生长周期太长，实属重点保护对象。木材缺陷主要是指能够对木材的使用价值和商业价值造成负面影响的特征，主要包括其质量上的某种缺陷。木材的缺陷通常情况下会使得木材的强度下降，并且还会使得木材的外观以及加工工序有所影响。木材具有形状不规则性及变异性和各向异性的特点，因而对木材及其制品的检测一直是需攻克的难题。无损检测技术经过40多年的发展，作用显现，在木材分等、木材水分测定、干燥控制、温湿度测定、强度与弹性模量、木材缺陷的检测等方面得到了广泛的应用，值得推广与借鉴。

超声检测作为无损检测技术的一种，具有穿透力强、灵敏度高、快速、易实现自动化检测结果，并且对检测人员人身无害等特点，是目前应用最为普遍的一种检测方法。tofd超声波衍射时差法，不同于利用超声波在缺陷表面产生的反射波进行探测的常规超声探伤法，它以缺陷端部对超声的作用为基础，利用超声波的衍射原理对焊缝进行检验。该方法对焊缝缺陷的检出能力强、定位精度高，而且节省设备的制造时间，安全，检测得到的数据也可以利用数字型式永久保存。

因此，将超声衍射时差法运用在木材的缺陷检测中，可以大大提高木材缺陷的检测率，并能精确定位缺陷的位置，为对木材的修复提供技术支撑，从而提高木材的利用率，节约森林资源，具有很强的环境保护意义。

2. 国内外研究现状分析

随着电子及计算机技术的发展及应用，无损检测技术也取得了显著的进步，它已经摆脱了单一的手工检测，正逐步向数字化、自动化检测方向过渡。在这一过程中出现了很多新的技术，如衍射波技术、人工合成孔径聚焦技术以及相控阵技术等，先进技术的应用，加快了超声无损检测技术自动化的进程。

tofd技术是二十世纪七十年代末由英国harwell实验室发明的。它是一种可以准确测量缺陷尺寸的超声波检测技术，可以准确测量缺陷在壁厚方向的高度，具有快速性和尺寸测量的可靠性，为设备的可用性评估提供了准确的数据，可应用于石油、天然气和石油化工等工业领域。

我国中国特种设备检测研究中心在国家八五科技攻关计划中开展了超声

3. 研究的基本内容与计划

1.研究内容

使用超声波衍射时差法对木材缺陷位置进行精确测量，通过双探头进行精确定位，设计信号调理电路、数据采集电路、功放电路，利用单片机对数据进行分析处理并显示。

（1）构建超声tofd法的理论框架；

4. 研究创新点

超声TOFD法现已广泛应用在焊缝缺陷的检测领域中，在木材缺陷检测应用领域比较少。而木材缺陷的检测常用应力波法。本设计运用TOFD法检测木材缺陷，一方面能够拓展TOFD法的应用领域，另一方面可以试验TOFD法在木材缺陷研究中的可实行性及应用价值。