1.3  應(yīng)力波

不同的聲波被使用到木材的無損檢測中，聲波范圍為從音頻（接近20kHz）到低超聲頻率（500kHz）。敲擊產(chǎn)生的應(yīng)力波屬于低音頻范圍（1~5 kHz），在木材中具有較好的傳播信號，且開發(fā)的檢測儀器價格低廉、實(shí)用性強(qiáng)，因而得到了廣泛應(yīng)用。

有學(xué)者研究了應(yīng)力波在木材中的傳播行為和波參數(shù)與木材性質(zhì)之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)通過測量木材的應(yīng)力波傳播迅速，能夠有效地預(yù)測木材的強(qiáng)度，并揭示了波速與木材性質(zhì)間的密切相關(guān)關(guān)系。正是這種相關(guān)性，使應(yīng)力波檢測技術(shù)對木材性質(zhì)的預(yù)測與評價得以實(shí)現(xiàn)。

在木材中傳播的應(yīng)力波參數(shù)（波速、衰減）大小，均與木材性質(zhì)有關(guān)，但波速是最容易測量和處理的檢測參數(shù)。根據(jù)波速，可以預(yù)測木材的硬度和強(qiáng)度，從而達(dá)到原木分等的目的。Xiping W等總結(jié)了應(yīng)力波檢測活立木腐朽的方法、原理及現(xiàn)有設(shè)備的檢測性能和準(zhǔn)確性，提出在闊葉樹材中，應(yīng)力波沿木材徑向單位長度（m）的傳播時間為1000us；在針葉樹材中為670 us，并給出了相關(guān)的傳播時間計算公式：

闊葉樹材：T₀=1000D

針葉樹材：T₀=670D

式中：T₀—應(yīng)力波沿徑向傳播的時間，us；D—原木直徑，m。檢測時，日光傳播時間低于相應(yīng)樹種的判定值，可認(rèn)定為健全材，反之為腐朽材或不健全材。

Brashaw等使用4種應(yīng)力波設(shè)備Metriguard 239A，Sylvatest Duo,Fakopp Microsecond Timer和IML Electronic Hammer對木質(zhì)橋梁狀況進(jìn)行評價。發(fā)現(xiàn)4種設(shè)備所檢測出的腐朽值及變異程度有所差別，特別是采用表面之間接觸方式檢測時，Sylvatest Duo和Metriguard 239A的變異性大，無法對腐朽情況做出有效判斷；如果采用鉆孔接觸方式，Sylvatest Duo與Fakopp一樣，也能作出有效判斷。

新的檢測設(shè)備也在不斷地開發(fā)和應(yīng)用，如T300，能夠?qū)α⒛拘再|(zhì)進(jìn)行有效檢測；而應(yīng)力波斷層成像技術(shù)（Stress Wave Tomography）是近年新發(fā)展起來、用于活立木內(nèi)部診斷的無損檢測方法。通過測量木材斷面不同方向應(yīng)力波的傳播速度，再通過矩陣變換重構(gòu)后，可以二維或三維圖像方式，表示木材內(nèi)部的情況。

Gilber等采用此法進(jìn)行立木腐朽檢測，發(fā)現(xiàn)應(yīng)力波斷層成像技術(shù)能夠很好地反應(yīng)木材內(nèi)部腐朽情況，通過圖像，能觀測到腐朽發(fā)生的部位、面積和大小。其缺點(diǎn)是，容易把細(xì)小開裂指示為小面積腐朽；另外，顯示嚴(yán)重腐朽和空洞的顏色區(qū)別不大，還需要借助其它檢測方法來進(jìn)一步確認(rèn)。