如何在不破坏木材的前提下检测出木材内部情况,以更好保护木质古建筑?浙江农林大学信息工程学院师生的发明专利“木材无损检测仪”,解决了这一木材研究领域的难题。正在北京为故宫和天安门木质结构建筑做“心电图”的该校学生孙林飞打电话告诉记者,北京检测的第一阶段今天结束,效果非常理想。
故宫和天安门都是木质结构建筑,数百年的剥蚀已使这些建筑中的木柱等建筑构件内部出现腐朽、虫蛀等问题。传统的检测方法是用锯子锯开木头,或者在木材上打洞取样才能了解木材内部情况,这些方法对古建筑无疑是极大的破坏。
“目前也有红外线检测法、核磁共振检测法等一些木材检测方法,但是设备昂贵、操作复杂。”孙林飞在电话里对记者说。“这些方法的优点是可以在不损伤木材的情况下进行检测,但动用这些设备不但复杂,而且检测成本太高,因而难以推广。”
了解古建筑中的木材内部有没有长虫子或开裂,对于更好地保护和预防古建筑损坏具有重要意义。那么,能否在不损伤木质建筑的前提下,用简单的方法准确了解其内部情况呢?浙江农林大学电子信息工程学院的李光辉教授数年前了解到这一难题后,指导孙林飞、刘凯等本科在校生用电子信息、计算机软件等专业知识来解决木材领域的这一难题。经努力,他们成功开发出基于应力波原理的木材无损检测仪,并成功地申请了国家发明专利。
据李光辉教授介绍,木材无损检测仪的研究和应用获得浙江省科技厅项目和国家自然科学基金项目的资助,仪器主要利用脉冲锤撞击木材,使其内部产生应力波的传播,与脉冲锤联结在一起的木材无损检测仪,会自动利用传感器输出的信号,经内部处理后得到应力波传播时间的波形图,并通过木材无损检测仪的显示器以二维或三维形式描绘出木材内部缺陷示意图。经对多种木材实地检测,这一发明专利的测量精度、可靠性和灵敏度比国内外市场上的同类产品更高,得到了木材检测、古建筑保护等领域专家的好评。最近已有多家单位邀请他们对相关的木质古建筑、珍贵木材进行检测。8月1日起,他们又应邀来到北京,用新仪器为故宫和天安门的古建筑做“心电图”。
“我们已用木材无损检测仪对故宫几百根木柱和一些木结构房进行检测,发现大部分木结构保护都不错,但也有一些木柱子内部已有一定程度的腐朽。”孙林飞说。