2018人造板无损检测技术研究进展

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　　摘要：人造板无损检测技术对于人造板的质量控制非常重要。本文分析了人造板无损检测技术的国内外发展和研究现状，并针对当前社会发展形式对其进行了展望。
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　　关键词：室内空气；污染；危害；检测
　　中图分类号：TU834 文献标识码：A 文章编号：
　　Abstract: The man-made board nondestructive testing technology for the man-made board quality control is very important. This paper analyzes the man-made board nondestructive testing technology at home and abroad and its present situation, and prospected it at the present social development situation
　　Key Words: indoor air; pollution; harm; detection
　　
　　1 引言
　　 无损检测是指采用适当的测量手段，在不破坏被测物体原有的物理、化学和力学性质的前提下，对其性能指标进行快速有效的检测和评价，又称为非破坏检测(Nondestructive Testing，NDT)。近年来无损检测技术在人造板领域中的应用得到了很大的发展。随着木材资源的逐渐匮乏，人造板生产技术的不断提高，在今后的生产和生活中，人造板将会发挥越来越大的作用。为了能高质量地生产和正确使用人造板，必须确切地掌握其物理力学性能及在线实时监测机理和技术。人造板无损检测技术真好弥补了这一技术要求，它促使人造板的传统测试方法发生根本性的变革，使人造板的质量控制达到一个新的水平，为人造板生产过程的工艺控制与自动化准备了必不可少的条件。
　　2 人造板无损检测技术的发展现状
　　2.1 国外研究进展
　　 随着人造板作为建筑材料和结构材料的发展趋势以及在研究和发展人造板方面所取得的巨大进展，世界各国都致力于人造板物理力学性能的测定，以满足在生产线上对每块人造板进行逐件检测、按要求分等和及时调整工艺参数的要求。
　　 1977年，Narayanamurti，Devarajan和Mohan对三层胶合板的无损检测进行了研究。结果发现，动态弹性模量与静态弹性模量密切相关，动态弹性模量大于静态弹性模量。
　　 1980年，Dunlop根据波束通过材料传播时间的长短，测定了刨花板幅面宽度的声速。然后利用通过刨花板的声速与板子强度的关系，预测刨花板的力学性质。
　　 1989年，Greubel应用超声波技术检测了声波在工业刨花板内的传播，结果发现刨花板的横向抗拉强度与声波传播速度有明显的相关性。
　　 1992～1994年间，董玉库、中尾哲也等人对刨花板、中密度纤维板等厚度方向非均质材料的抗弯弹性模量和剪切弹性模量从理论解析及试验验证两方面进行了深入研究。
　　 1995年，Greubul和Wissing应用弯曲振动法测量了单层和三层实验室型刨花板和工业制造刨花板的弹性模量和剪切弹性模量。
　　 1996年，Niemz 和Poblete 研究了刨花板的声传输速度。经统计分析和计算得出，抗弯强度和抗弯弹性模量与声传输速度之间有着密切相关性。另外还发现，板子的密度和胶粘剂的含量对声传输速度有着重要影响。
　　 2000年，Frank C．Bean首次使用表面传感器研究人造板的力学性能和内部缺陷，收到了良好效果。
　　 2001年，Tucker等在胶合板、中密度纤维板和定向刨花板的超声波无损检测中，应用先进的信号分析技术来检测人造板的物理力学性能，并确定缺陷的位置，克服了以往在超声波无损检测中主要依靠经验公式的缺点。
　　 2003年，Henrik Berglind利用电压脉冲的无损检测方法研究了胶合板的缺胶现象，结果表明当表板是薄单板时，电压脉冲式是研究胶合板缺胶程度的有效方法。
　　2.2 国内研究进展
　　 1995年，王志同等研究了用应力波无损检测技术检测中密度纤维板弹性模量的方法。 研究结果表明，应力波无损检测法测定的中密度纤维板弯曲弹性模量具有足够精确的保证，从而为实现中密度纤维板生产线产品质量以力学性能为标准的在线检测系统的正常运行和生产线的自动控制成为可能。
　　 1997 年，胡英成等利用弯曲振动试验、纵波传播试验、纵波共振试验对刨花板、胶合板的动态抗弯弹性模量进行了无损检测，并分析了各种试验所得结果之间的关系；首次提出用表面波传播法来测定胶合板的动态剪切弹性模量，并与利用弯曲振动试验测得的动态剪切弹性模量进行了比较分析。
　　 2002年，王兆伍研制开发成功了TMJ-A弹性模量无损检测仪，从测试方法、机械系统和控制系统各方面人手，分析了测试误差的形成原因和影响因素，为进一步提高人造板无损检测设备的测试精度和可靠性提供了依据。
　　 2003年，王逢瑚等木质复合材料无损检测中常用的处理振动信号的三种方法一时域波形参数分析方法、傅里叶变换分析方法、小波分析方法一的特点。从理论上分析了这三种方法在处理振动信号时的优缺点，提出了进行木质复合材料的振动无损检测时，不同的检测目的选择相应的振动信号处理方法。
　　 2004年，王志玲等将现代近红外(NIR)光谱技术在人造板性能的无损检测方法的应用。NIR光谱可用于准确地预测木材的化学组成及物理性质，木材及浆产品的分离在线质量控制，单板的刚度预测。初步的研究表明了NIR在木材的密度和强度、中密度纤维板（MDF）力学性质的预测方面的潜力，为人造板性能的无损检测开辟了另一片新天地。
　　 2007年，池德汝等建立的纤维板弹性模量测试的技术方案，以纤维板为试材，利用振动无损检测法测定纤维板的动弹性模量，并与力学试验机测定的静弹性模量进行比较。将之推广于人造板，建立人造板力学性能的无损检测系统，能节约原材料，实时控制产品质量，降低生产成本，提高劳动生产率。
　　3 展望
　　 随着木材资源的逐渐匮乏，人造板生产技术的不断提高，在今后的生产和生活中，人造板将发挥越来越大的作用。因此，对人造板无损检测的研究刻不容缓。综上所述，笔者认为今后应在以下几个方面加强研究：
　　 (1)非木质人造板等新型复合材料的无损检测研究。近年来，世界各国对于非木质人造板等新型复合材料的研究非常重视。可以预见，非木质人造板等新型复合材料将在人类未来的生活中占有重要地位。但是，目前对于非木质人造板等新型复合材料无损检测的研究却非常少见。
　　 (2)人造板经过阻燃处理、防腐处理、饰面处理后，其物理力学性能会发生变化。可以用无损检测方法来测定处理前后物理力学性能的变化情况，以便为其实际应用提供依据。
　　 (3)用无损检测的方法研究木质及非木质人造板断面密度梯度与人造板物理力学性能的关系。
　　 (4)用无损检测的方法测定木质及非木质人造板在蠕变过程中物理力学性能的变化情况。对于作结构材料的人造板来说，蠕变问题是一个极其重要的问题。用传统的测试方法不容易测得蠕变发生过程中人造板物理力学性能的变化，而用无损检测的方法能够做到。
　　4 结论
　　 人造板无损检测技术促使人造板的传统测试方法发生根本性的变革，使人造板的质量控制达到一个新的水平，为人造板生产过程的工艺控制与自动化准备了必不可少的条件。本文分析了人造板无损检测技术的国内外发展和研究现状，并针对当前社会发展形式对其进行了展望。