[发明专利]一种树木虫蛀孔洞检测装置及方法

说明书

本发明提供一种树木虫蛀孔洞检测装置，包括锤子、声音传感器和频谱分析仪，所述声音传感器接收所述锤子敲击树木时的声音信号，所述声音传感器与所述频谱分析仪通信连接；还提供一种树木虫蛀孔洞检测方法，包括以下步骤：S1.用锤子敲击待测树木树干的任意位置若干下；S2.利用声音传感器在被敲击位置的外围采集声音信号；S3.利用频谱分析仪接收所述声音传感器采集的声音信号，并做波形处理，根据所述波形变化，判断所述被敲击位置的树干内是否有虫蛀孔洞。本发明结构简单，操作使用方便，检测树干孔洞效率明显提高。

技术领域

本发明涉及树木虫蛀孔洞领域，更具体地，涉及一种树木虫蛀孔洞检测装置及方法。

背景技术

虫蛀孔洞的城市绿化树木在大风天气下是重要安全隐患之一，由于孔洞的存在，树干局部强度变弱，在风力作用下极易断裂倾倒，形成事故。虫蛀也是珍贵绿化树木的首要敌人，维护人员通常需要及时获知虫蛀具体位置，并及时采取修复措施。

目前，已公开的树木虫蛀孔洞检测方法主要是“声表面波检测法”。实际上，声表面波技术在上世纪70年代就已诞生，目前已广泛应用于各行业。但是，这种技术需要专用声表面波检测仪器，操作复杂，检测过程耗时长；另外有人提出“基于应力波的缺陷图像重构法”，该方法基于应力波在木材径切面上的传播规律，将应力波速度转换为径切面上的若干个预估点的值，使用一种VCI计算方法进行了木材径切面缺陷的二维成像。该方法依赖传感器数量多，安装复杂，检测过程耗时长。

目前还没有仪器结构较为简单，操作方便，测试效率高的检测装置用于树木虫蛀孔洞检测。

发明内容

本发明为克服上述背景技术所述的目前还没有仪器结构较为简单，操作方便，测试效率高的检测装置用于树木虫蛀孔洞检测的问题，提供一种树木虫蛀孔洞检测装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种树木虫蛀孔洞检测装置，包括锤子、声音传感器和频谱分析仪，所述声音传感器接收所述锤子敲击树木时的声音信号，所述声音传感器与所述频谱分析仪通信连接。这样，参考啄木鸟寻找虫洞的生物学原理，利用锤子敲击树干，通过声音传感器采集树干被敲击时发出的声音信号，当树干中有孔洞和无孔洞时，发出的声音信号不一致，声音传感器采集声音信号后通过频谱分析仪接收并分析声音信号特征判断是否有孔洞及孔洞位置；本装置结构简单，操作使用方便，检测树干孔洞效率明显提高。

进一步的，所述锤子包括锤头、锤柄和力传感器，所述锤头的一端与所述锤柄垂直连接，所述力传感器设于锤头远离所述锤柄的一端，所述力传感器与所述频谱分析仪通信连接。这样，锤子的锤头上面设置力传感器，力传感器采集到被敲击点反馈的压力脉冲信号并发送给频谱分析仪，频谱分析仪同时接收声音传感器采集的声音频谱信号和力传感器发出的压力脉冲频谱信号，并验算频谱特征和压力波在树干中的传递特征，通过频谱特征比对验算，将结果输出至频谱分析仪上的显示屏显示出来；声音信号结合了敲击点的压力脉冲信号，能够使得测量到的数据比对性更强，结果更准确。

进一步的，所述锤子的锤头为锥形结构，所述锤头大径端的侧壁与所述锤柄连接。这样，锤子的锤子前端设置得稍尖一点，能够在敲击时发出振幅更高的声音，在声音传感器采集到信号时，有更高的区分度，在频谱分析仪显示的波形上能够有一个很明显的波形，可视化程度更高。

进一步的，所述锤子的锤头由金属材质制成，所述锤柄由木头材质制成。这样，金属材质的锤头同样能够敲击出振幅更高的声音，当树干内有孔洞时，反映出来的波形对比度更高，数据处理起来更加方便。

进一步的，所述频谱分析仪为即时频谱分析仪。这样，即时频谱分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器，再经由同步的多工扫描器将信号传送到CRT或液晶等显示仪器上进行显示，其优点是能显示周期性杂散波的瞬间反应，在测量树木虫蛀孔洞时效率更高。