[发明专利]大树孔洞检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树木虫害情况检测方法，尤其是涉及一种能够精确检测大树中的孔洞的位置及大小的大树孔洞检测方法。

背景技术

树木病虫害防治方法主要有树干涂白法、农药埋施法、树干涂胶法、树干疗伤法和注药法。

其中，注药法是在树干周围钻孔注药，使全树体都具有农药的有效成分，不论害虫在什么部位取进食，都会中毒死亡。此法操作简便，省工、省药、不污染空气，不伤害天敌，防治效果好。

但是，通常的注药法不能获得害虫所处的具体位置，为了杀死害虫需要注入较大剂量的药物，但是药量大会对树木的生长造成一定影响。

如果选择错误的位置注入杀虫剂，既会给树木造成损伤，同时未遭虫蛀的部位由于杀虫剂的诱导容易产生病变，不但不能及时有效的消灭害虫，反而损伤了树木。

中国专利授权公开号：CN102706963A，授权公开日2012年10月3日，公开了一种古树及古建筑木结构内部腐朽应力波无损探测装置，该装置包括多个传感器、传感器固定装置、力锤、微损型针式连接器、数据处理系统和木材内部腐朽断层成像软件，所述传感器、所述数据处理系统与安装有所述成像软件的计算机通过若干根导线连接。该发明存在无法准确确定孔洞的位置及孔洞的大小的不足。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的应力波检测方法无法准确确定孔洞的位置及孔洞的大小的不足，提供了一种能够精确检测大树中的孔洞的位置及大小的大树孔洞检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种大树孔洞检测方法，一种用于大树孔洞检测的孔洞检测装置包括声表面波装置、测距传感器和应力波传感器；应力波传感器、测距传感器和声表面波装置上分别设有用于与计算机电连接的数据接口；所述声表面波装置包括计数器、振荡器和声表面波谐振器；振荡器和声表面波谐振器构成振荡回路，计数器与振荡回路电连接，计数器上设有用于与计算机电连接的数据接口，声表面波谐振器通过导线与两个电极电连接，测距传感器设于一个电极与导线的连接处；所述检测方法包括如下步骤：

(1-1)预先在计算机中设有随机共振系统模型和孔洞壁厚预测模型；

在计算机中设定的n个取值范围与标准信噪比谷值的绝对值A_i的对应关系，i＝1，L，n；设定误差阈值d，设定声表面波检测阈值S；其中，是孔洞的直径，是孔洞所在位置的大树树干直径；

(1-2)选取大树树干的顶部为测量起始端，大树底部为测量终止端；将应力波传感器和脉冲锤分别固定在起始端的树干外周面的相对侧上；

脉冲锤敲击树干外周面，树干内部产生应力波，应力波传感器检测的应力波信号输入到计算机中，得到应力波信号一；

(1-3)将应力波传感器和脉冲锤分别沿树干的外周面顺时针旋转30至90度并固定；

脉冲锤敲击树干外周面，树干内部产生应力波，应力波传感器检测的应力波信号输入到计算机中，得到应力波信号二；计算机计算应力波信号一和应力波信号二的平均信号，得到平均应力波信号；

(1-4)在平均应力波信号中，提取1个完整的应力波脉冲信号I(t)，将0至100ms内的所述应力波脉冲信号I(t)输入随机共振系统模型中，使随机共振系统模型发生共振；计算机利用信噪比计算公式计算输出信噪比SNR；

随机共振技术目前已在检测数据特征值提取领域崭露头角。该理论是由意大利物理学家Benzi于1981年提出的，用以解释地球远古气象冰川期与暖气候期周期交替出现的现象。随机共振具有三要素：非线性系统、弱信号和噪声源。从信号处理角度考虑，随机共振是在非线性信号传输过程中，通过调节噪声的强度或者系统其它参数，使系统输出达到最佳值，实际上也可以认为是输入信号、非线性系统、噪声的协同状态。

一般情况下，双稳态模型中输入外力可以认为是理想电子鼻系统的信号，噪声是检测过程中引入的信道噪声，而双稳态系统的输入(信号加噪声)作为电子鼻系统实际的检测信号。在激励噪声的激励下，系统产生随机共振，此时输出信号大于输入信号，因而起到了信号放大的作用。同时，随机共振将部分检测信号中的噪声能量转换到信号中去，因而有效的抑制了检测信号中的噪声量。因此，随机共振系统相当于提高了提高输出信号信噪比的作用，信号、激励噪声和双稳态系统可以看做是一个高效信号处理器。在以上技术基础之上，随机共振系统输出信噪比分析技术可以较好的反应被测样品的本质特征信息。