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 是法國一家農業和生態研究公司,他們使用了無損檢測的方法來測量木材的機械性能。除了開發了一套自動化系統給鋸下來的木塊分級,還有一套故障診斷系統專門針對飛機上的木制部件,以及一套檢查電話線樁子的木質結構的系統,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、水泥和復合材料等。
BING如何工作
“梁理論”是Euler和Bernoulli 在1750 年發明的,當時是作為一種計算房梁的負載和缺陷的方法來使用。在20世紀初期,Stephen Timoshenko 改進了原先的理論,并創建了他自己的一套Timoshenko Beam Theory. 這些理論建立了振動頻率和機械性能之間的關聯。 BING就是使用這組關系來測量并區分木材的機械性能的。
簡單來說,木材中的聲速可以用來計算它的硬度和強度,聲速越高,硬度和強度就越大。
BING工作時,被測的木材放在兩個彈性支撐腿上,這樣振動的傳播可以進行不受約束。接著從一端注入一個激發脈沖,在另一頭用一個傳聲器(或者其他運動傳感器) 記錄振動信號,經過一個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,從而計算木頭的機械性能。
幾次點擊,BING軟件就自動完成了一次復雜而耗時的測量任務。