声发射技术在家具质量检测中的运用分析

康瀚匀

摘 要 当前，随着绿色生态环保事业的发展，家具行业对于使用的材质提出了更加严格的要求，通过声发射技术可以达到无损伤的进行家具质量检测。家具是属于木质材质使用较多的一个行业，同时在家具当中往往会附加上许多的文化价值，因此对家具进行检测也是当前家具市场中的重要环节。因此，本文就声发射技术在家具质量的检测方面展开分析与研究。

关键词 声发射技术；家具质量；检测

中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）15-0024-02

声发射检测技术是一种通过声波进行材料缺陷检测的方法，具有无损材料、适应性广、检测准确等技术优势。通常可以应用于各种材料的内部质量检测，尤其是在家具的检测中，通过对木材内部的波形检测，能够准确对材料缺陷进行定位，有助于家具生产厂家及时的进行修补。同时随着社会节能环保意识的不断提高，声发射检测技术能够在家具生产中，有效保证产品质量，提高木材资源的使用效率。

1 声发射技术的概念

1.1 声发射技术简介

声发射技术又叫作应力波发射技术，是一种通过材料发射声波的方式来检测材料是否出现不易被发觉的内部缺陷。如果是材料或者是其他的设备零件等，在受力情况下出现形变、断裂以及材料内部应力超出自身屈服的最大值等现象，就会进入到材料的塑变环节，这时会以弹性波的形式释放出能量，这种弹性波会以声音的形式出现，而导致材料出现这种弹性波的情况有很多，其中包括了材料断裂、摩擦等。

1.2 声发射现象

声发射是一种常见的物理现象。当设备在运行时出现裂痕现象，那么该设备中的裂纹就会形成扩展成发声发射，导致设备材料局部地区的应力集中被卸载。如果设备在运行时释放应变能量较大，就可以听到生产声音。但是在实际上，设备裂纹处于稳定状态运行时，人们难以用耳朵听到裂痕的声音。因此，加强对声发射技术的研究已经成为了社会在发展过程中所关注的重要话题之一。

2 声发射技术的工作原理

声发射检测技术主要是通过安装在材料表面的传感设备将材料中的弹性波转换成电信号的形式，然后再通过相关的设备将这一电信号进行放大处理，最后在显示器上给出相应的检测记录。而通过检测记录能够显示出材料的声发射参数数据，进而检测人员能够通过数据分析出材料内部的情况。如果使用多通道的声发射检测技术，还可以测量出材料缺陷的具体位置[1]。

在材料中声发射源就是材料出现缺陷的位置，因此需要在声发射检测过程中对声发射源进行准确的定位，当前在声发射检测技术中主要有区域定位以及时差定位两种方式。区域定位是对材料的一个区域进行检测定位，因此这种检测具有很大的不稳定性，但是区域检测的方法使用灵活同时能够进行大范围的材料检测。而时差定位法是在材料上安装几个定位传感器，在一定的几何结构点上固定好，在检测过程中通过声发射源发出的声波到达不同传感器的时间差，可以计算出材料中的声发射源位置。

同时，在声发射检测技术中还需要对信号进行处理。其中主要的处理方法有参数分析和波形分析两种。

3 声发射技术在家具检测中的应用

3.1 与其他方法的比较

通过对声发射检测技术的介绍可以得知，声发射检测技术是一种检测材料内部是否受损的实时无损检测技术，因此与其他的检测技术相比，有着以下的优势。第一，声发射检测技术有着极为广泛的适用性，几乎全部的材料都可以通过声发射检测技术来测量其内部是否出现形变和断裂。第二，声发射检测技术的灵敏度极高，可以通过声发射源传出的声波获取到非常丰富的材料缺陷信息。第三，声发射检测技术能够通过不同的定位方法对材料缺陷进行准确定位，进而可以及时的开展材料缺陷的修复工作。第四，声发射检测技术能够通过传感器对材料中的缺陷进行实时监控，将材料缺陷的出现、扩大等情况进行在线检测。同时检测设备还可以根据材料质量等数据检测出材料缺陷的危害等级、材料寿命以及材料结构性能等。第五，对材料表面条件要求不高，可以适用于许多无法用其他检测方式进行检测的材料。

3.2 对传统家居的检测

通过声发射检测技术可以实现对很多古代流传的高贵家具进行无损的材料检测，判断家具的内部受损情况和材料的完整性，对破坏源进行准确定位。同时根据从材料中传出的波形状态以及相关参数对材料的受损程度进行量化分级，通常可以表示为无损、轻微损伤、重度损伤。同时还可以应用声发射检测技术对家具的剩余使用年限进行推测，以此更好的对名贵家具进行及时的保护和维修[2]。

以清代的黄花梨木圆椅进行检测为例，结合声发射检测技术的检测特点，可以在圆椅上设计多个声波传感器。通过设备将传感器转换出的电信号进行分析，就能找到圆椅的内部缺陷点。

3.3 对现代家具的检测

在现代家具中也可以通过声发射检测技术进行家具的缺陷检测。当前我国还有很多的家具生产厂家还是使用人工检测的方式进行检查，其中主要是通过观察来判断家具中是否出现相对明显的裂缝，检测家具材料上是否有零件出现松动的情况。这些人工检测的方法主要依据是检测人员以往的观察经验，因此由于主观原因使得检测结果会随着检测人员的不同而出现变化，导致在人工检测中主观性太强，检测结果缺少实际依据。但是，声发射检测技术则不同，通过在其他材料质量进行检测的结果证明，声发射检测技术可以将检测材料中出现的缺陷进行准确定位，及时的展开缺陷材料的修补工作，因此非常适用于现代的家具生产检测环节。通过研究发现，在家具出现裂缝之前就会有声发射，因此，声发射检测技术能够及时获取材料的动态裂缝出现的起始点，进而发现家具中裂缝的长度不同发出的声波信号也就不同，以此来判定出家具的准确使用年限。

3.4 对家具力学性能检测

家具的力学性能是家具设计以及家具结构安全性能的重要参考数据，同时也能有效的测量出材料的剩余使用年限。可以说材料力学性能的好坏是决定家具质量的关键。当前声发射检测技术已经开始在家具的力学性能检测上进行应用。

家具材料的干燥程度关系到家具質量好坏，所以应当将声发射检测技术设计到家具材料干燥检测的环节中，确定传感器阵列，放置好传感器位置，从而保证传感器设备在运行时起到良好的耦合状态。在材料进行干燥的过程中，由于材料内部的温度出现变化因此将会产生局部应力的出现，进而产生大量的声发射信号。通过对声发射信号的实时分析，能够判断出材料当前的干燥程度，同时结合材料的含水量、形变情况以及材料裂痕等数据，在声发射检测技术中建立参数模型，进而实现对家具木材进行自动化监控。

4 结论

总而言之，声发射现象是材料内部出现缺陷的客观反映，而应用声发射检测技术能够有效检测出不同材料中的内部缺陷。尤其是在家具制造行业中，通过声发射检测技术能够实现对检测材料实时、无损的定位缺陷位置。因此，在古代名贵家具以及现代家具的质量检测方面有着关键的作用。

参考文献

[1]金中薇.光纤光栅声发射检测信号分析与源定位技术研究[D].济南：山东大学，2014.

[2]桑远.基于声发射技术的风电塔筒动态监测技术研究[D].兰州：兰州理工大学，2014.endprint