计算机断层扫描技术在木材科学中应用研究进展

计算机断层扫描（CT）技术作为一种高质、高效的无损检测技术,具有重建图像分辨率高、速度快等优点。鉴于该技术在医学领域取得的重大成就,国内外学者基于CT技术对木材做了大量研究,并将其应用于木材科学研究领域,验证了CT技术在木材检测和木材加工领域的可行性,同时取得了良好的使用效果。文中综述了CT技术在木材缺陷检测、木材宏观构造检测和木材切割中应用的研究进展,分析了现有技术存在的问题,展望了CT技术在木材科学领域的应用前景。     

基于应力波与X射线二维CT图像原木内部腐朽无损检测

木材无损检测技术是在20世纪60年代后逐步兴起的对木材性质进行非破坏性检测的技术,如今该技术已多达几十种,产生了多种多样的木材无损检测方法。为了更好地运用这些方法,找出它们的优缺点,有必要对它们检测木材内部缺陷进行试验和评价。同时使用应力波和X射线两种方法对原木内部腐朽进行检测,结果表明：应力波和X射线二维CT图像都能检测出原木内部腐朽,显示出腐朽的区域,而且能利用图像计算出腐朽区域的面积。两种方法计算出的腐朽区域的面积准确度φ都较高,但是应力波二维CT图像在其他许多方面逊于X射线二维CT图像：应力波二维CT图像对腐朽区域形状的显示不够准确,不能根据图像辨别出腐朽的严重程度,利用图像确定腐朽面积效率很低;X射线二维CT图像对腐朽区域形状的显示与实际较吻合,可以根据图像辨别出腐朽的严重程度,利用图像确定腐朽面积效率高。但是X射线仪器笨重不便携,而应力波检测仪轻快便携。     

木材中X射线衰减规律的验证及吸收系数测定

木材X射线无损检测技术的物理基础是X射线的特殊性质,即当X射线穿过木材时,将发生复杂的相互作用,导致X射线强度衰减。弄清X射线在木材中的衰减规律是木材无损检测理论研究的关键,木材X射线吸收系数是其中的重要物理参数之一。本文采用较先进的测试手段验证了X射线在木材中的衰减规律,同时,测得了部分木材线吸收系数和质量吸收系数。一、基本理论严格的说,只有单色、窄束X射线在穿     

基于计算机断层扫描技术的木材密度检测研究

使用计算机断层扫描技术进行原木无损检测,通过对原木树种断层 CT 值的统计,对 CT 设备在检测过程中的窗宽与窗位进行了设定,同时拟合出了木材 CT 值一密度值的线性方程,为原木缺陷的无损检测及木材密度的测定提供一种新方法。     

X射线在原木无损检测中的应用

提出了一种采用X射线为检测手段的原木无损检测方法,分析了X射线用于原木无损检测的可行性、原木木材质量吸收系数μm的变化规律和X射线无损检测的特点.     

基于多维度X-ray CT技术的木材科学研究进展

木材的物理力学性能与其结构组成密切相关,而这种相关性会在时间维度上动态变化。X射线断层扫描技术(X-ray CT)是一种可以无损检测木材内部结构和评价其物理力学性能的重要手段。文中围绕3D和4D CT技术在木材科学研究中的应用现状、发展前景、瓶颈问题展开分析和讨论, 总结X-ray CT在木材三维结构可视化和量化组成物质方面的功能,归纳X-ray CT在树龄分析、木材鉴别、森林生态等方面的应用思路,评价4D X-ray CT在探索木材结构与性能动态响应机制方面的可行性, 通过总结和归纳国内外研究现状指出亟需解决的问题,以期为拓展X-ray CT在木材研究领域的应用提供借鉴。     

基于扇形X射线束的立木CT成像系统

【目的】研制一套基于扇形X射线束的立木CT成像系统,将计算机层析成像技术应用于对立木的扫描,实现立木的高分辨率断层成像,便于科研人员全面、准确了解木材的内部结构与缺陷特征,为木材科学研究提供技术支撑。【方法】立木CT成像是根据木材不同构造对X射线的吸收程度不同,通过测定X射线在木材内的衰减系数,求解衰减系数值在立木断层上的二维分布矩阵,并将其变换为人眼可见的灰度图像,实现立木断层图像的成像。立木CT成像系统包括X射线源、X射线探测器、电动旋转台和中控计算机等,中控计算机作为控制处理单元对系统进行整体控制。在对立木进行扫描的过程中,X射线源与X射线探测器保持静止,被测立木置于电动旋转台的旋转中心,并随电动旋转台旋转;X射线源向被测立木投射出扇形X射线束,X射线探测器采集立木在不同旋转角度时透过立木的X射线强度;控制计算机通过USB总线向探测器下发数据采集命令,探测器将采集到的X射线强度数据转化为数字电信号上传给控制计算机,保存为数据库文件。为使探测器采集的X射线强度数据满足计算机层析图像重建的要求,需对采集的数据进行预处理,包括探测器的暗场去除、探测器中响应异常坏道的补偿、通道响应一致性的校正以及立木断层线积分投影值的求取。立木CT成像系统采用的图像重建算法是基于扇形束等距离探测器的滤波反投影重建算法。【结果】立木CT成像系统的空间分辨率为0.4 mm,能够检测立木的最大直径为29.5 cm。采用扇形X射线束分别对崖柏、红松和胶合板立木进行360°扫描试验,试验一验证了立木断层各角度下投影数据的有效性以及CT重建图像的合理性,试验二将立木横断面的实际图像与立木断层的重建图像进行对比,验证了立木断层重建图像的正确性。【结论】立木断层重建图像可清晰反映出立木断层的形状、内裂、年轮以及髓心等结构特征,图像质量能够满足科研人员对木材内部构造检测的要求。     

木材无损检测图像处理系统的研究

本文提出了一种应用X射线无损检测技术检测原木内部缺陷的方法。检测过程中应用计算机数字图像处理技术对原始的X射线图象进行中值滤波、图象锐化、使得处理后的图象更加清晰，图象中的目标易于人眼识别。在中文WINDOWS平台上开发编制软件，界面友好，使用方便，操作简单。实验结果表明这种方法行之有效。     

木材缺陷的X射线无损检测

X射线透视技术做为无损检测的一种手段,在化工、冶金、机械、电器行业中早巳被广泛应用,在国外,X射线透视技术与电视、电子计算机结合的高速和自动化检测是最近20年才发展起来的。本文用自制的X射线电视显象设备,配合照相,研究木材常见缺陷的无损检测技术,并给出了相应的理论解释。     

人工神经网络在木材缺陷检测中的应用

采用射线作为检测手段，对木材进行无损检测。在无损检测信号处理和特征构造的基础上。运用特征参数建立了缺陷识别的数学模型，针对无损检测信号的特征，构造了人工神经网络。选用反向传播神经网络模型（BP网络），网络识别所需要的特征参数能够反映木材缺陷的全部特征。