基于信号谱分析的木材内部缺陷检测系统设计开题报告

全文总字数：1556字

1. 研究目的与意义

目前我国森林资源日益减少，而木材的需求量又在日益增多，尤其是对我国这种森林资源相对贫乏的国家，如何合理地利用有效的资源，提高木材加工利用率，最大限度地提高木材的使用率成为我们亟待解决的问题之一。而当前国内木材内部质量缺陷检测还采用的是人工方式，在检验样品量较大时，很难快速准确的得到结果。而从国外引进的木材检测系统存在价格太高，机器配置和操作方式不能很好的适应我国具体生产状况。

本课题通过利用谱分析函数对信号数据进行算法分析，分离出健康木材与缺陷木材信息。研究木材内部缺陷位置，研究建立适用于检测木材缺陷在线无损检测系统，提高缺陷的高准确度检测。

2. 国内外研究现状分析

木材具有多孔性、层次性、各向异性等特性，由于这种特殊的结构，跟其他材料相比，是非常特别的。所以对于木材内部缺陷检测是比较困难的，但是基于实际情况，研究木材内部缺陷检测技术是十分重要的。当前，国内外对基于信号谱分析的木材内部缺陷检测技术已经有了不少研究成果。

在我国，自上世纪80年代以来，中国的研究人员在木材无损检测技术领域开展了较为深入的研究，取得了诸多成果。陈载永等人经过自己的努力思考，使用了三种无损方式检测了静区弹性系数，这三种方式包括打音频谱分析、振动频谱分析以及应力波计时，实验对象为多种木材，包括台湾红桧和花旗松等等，使用这三种方法所得到的结果，能够几乎吻合于破坏性检测的是应力波检测。

国外发达国家如美国、日本、德国等对木材检测技术十分重视，相继投入了大量的人力、物力和财力进行研究，将应力波、超声波、声发射、核磁共振等无损检测技术应用到木材力学性质、物理性质、生长特性及内部缺陷等方面的检测，目前已经取得许多成果，研究出多种新的无损检测技术，在林业生产与研究获得了较为广泛的应用。常见的木材无损检测方法有：冲击应力波检测法、超声波检测法、微波检测法、振动检测法、红外线检测法等。

3. 研究的基本内容与计划

本设计主要是采用信号谱分析对木材无损检测中的应力波信号进行处理，对于含有干扰信号的应力波信号进行滤波，降低散射波、反射波对检测精度的影响，分析应力波信号的信号谱，提取能反映内部腐朽信息的特征，从而实现对木材内部缺陷进行检测。

主要工作集中于以下几方面：

（1）熟悉木材内部缺陷对应力波传播的特点,分别在健康木材样本、有内部腐朽的木材样本上采集真实的应力波信号。

4. 研究创新点

本检测系统采用信号谱分析，对木材内部实现缺陷检测和分析。利用先进的数字信号处理方法提取蕴含在应力波信号中的微弱特征，并通过智能分析确定缺陷的位置和分类，将极大地提高应力波木材无损检测方法的精度和实用价值。