為解決這一難題，浙江農(nóng)林大學(xué)王麗霞等8位同學(xué)，在馮海林、李光輝等老師的指導(dǎo)下，歷經(jīng)多年成功開發(fā)出木材應(yīng)力波斷層成像儀，可以像給人做心電圖一樣，在不破壞木材的前提下了解木材內(nèi)部狀況。

    近日，“木材應(yīng)力波斷層成像儀”在第十三屆“挑戰(zhàn)杯”交通銀行全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽決賽中，榮獲“挑戰(zhàn)杯”二等獎(jiǎng)和“交叉創(chuàng)新獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)。

    不用砍樹就知道樹木好壞

    一棵生長的大樹，樹干里有沒有空，有經(jīng)驗(yàn)的師傅用手敲敲聽聽聲音，或許能夠鑒別出來。但還是會(huì)存在失策的情況。就像林場砍樹下來做材料，就時(shí)常碰到砍下來的樹空洞無用，白砍了。

    負(fù)責(zé)研發(fā)木材應(yīng)力波斷層成像儀的李光輝教授介紹說，該儀器主要利用脈沖錘撞擊樹木，使其內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波的傳播，在此期間，與脈沖錘聯(lián)結(jié)在一起的木材應(yīng)力波斷層成像儀中，會(huì)自動(dòng)利用傳感器輸出信號(hào)，經(jīng)過模擬電路處理后輸出至數(shù)字處理電路，然后數(shù)字處理電路對(duì)前級(jí)輸出的信號(hào)進(jìn)行處理，得到應(yīng)力波傳播時(shí)間的波形圖，并通過木材應(yīng)力波斷層成像儀的顯示器顯示。使用者可以通過測量應(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)，通過比正常的同類樹種相關(guān)數(shù)據(jù)，來判斷木材內(nèi)部有無缺陷。

    “用我們的儀器，砍樹前測一測就知道了?！闭憬r(nóng)林大學(xué)信息工程學(xué)院學(xué)生王麗霞說，只需要在樹上釘一些釘子支撐傳感器，就可能通過敲擊后產(chǎn)生的應(yīng)力波，洞悉樹木里的情況?！案鶕?jù)傳感器傳回來的速度，電腦上能夠顯示圖像。傳回來的速度越慢，電腦上顯示紅色、黃色的可能性就越大，因?yàn)檫@兩種顏色是代表樹木都有問題，其中紅色表示問題最嚴(yán)重，如果顯示綠色就表明樹木內(nèi)部是好的?！?

    一代儀器曾在故宮使用過

    “我們的儀器，不僅可以用在還在生長的樹木身上，還能夠用在古建筑的木材檢測中。兩三年前的一代儀器，還在北京故宮檢測過立柱，幫助管理單位發(fā)現(xiàn)問題，提前保養(yǎng)?！闭f起自己參與研發(fā)的儀器，王麗霞一臉自豪。

    這份自豪不是沒有理由的?！霸诖酥?，木材研究領(lǐng)域雖然也有紅外線檢測法、超聲波檢測法、核磁共振檢測法等，但是因?yàn)樵O(shè)備昂貴、復(fù)雜而難以推廣，我們開發(fā)的產(chǎn)品最大特點(diǎn)是既不破壞材料的原有特性，又能在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)獲得檢測結(jié)果。此外，我們的儀器還有在傳感器與被測木材之間不需任何的耦合劑；使用方便，不受木材尺寸和形狀的影響；不對(duì)人體造成危害等優(yōu)點(diǎn)，和國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比成本低得多?！?

    新一代的木材應(yīng)力波斷層成像儀，技術(shù)上面已經(jīng)與國際接軌了，都是采用二維顯像，能讓人一眼看到木材內(nèi)部的圖像。但是，價(jià)格卻是國外產(chǎn)品的零頭?！暗聡a(chǎn)的儀器售價(jià)20多萬，匈牙利的儀器售價(jià)達(dá)到30萬，我們的價(jià)格才3萬左右，功效都差不多?！爆F(xiàn)在，浙江省林業(yè)廳已經(jīng)使用浙農(nóng)林大學(xué)研發(fā)的木材應(yīng)力波斷層成像儀。