北木材无损检测技术的研究与应用—北美木材无损检测方法的研究进展—超声波
1.4 超声波
超声波技术在20世纪70年代末得到发展，80年代中期应用于木材检测。超声波产生声脉冲进入被检测材料中，经过穿透、反射、衰减，再被另一端的传感器收集，通过提取不同信号参数并进行处理，进行材料性质预测。不同的超声波参数（传播时间、传播速度、能量峰值、频率），可用来检测板材的表面缺陷、结构材腐朽、木制桥梁老化、干燥后木材表面开裂与蜂窝缺陷，也可用于评价木制品的开裂和老化。
超声波的研究主要集中在影响因子和信号处理两方面。对于影响因子，Olivito发现，在纤维饱和点以下，波速随木材含水率的增加而减小；在纤维饱和点以上，波速在平行纹理方向的变化不大。当含水率<18%时，声波衰减无变化；高于此值，衰减则随含水率增加而增大。
木材生长轮角度和纹理方向对超声波传播也有影响，不同树种对波速和衰减影响程度亦不同。阔叶树材生长轮角度对波速和衰减的影响，比针叶树材更具线性相关，即随纹理角度的增加，波速减小，衰减增加。Wang等通过波速和衰减，检测胶合板节子和开裂情况，认为垂直纹理方向的传播方式，能有效地检测节子和裂纹宽度，但裂纹的数量无法检测；在平行纹理方向，仅对节子的检测有效。
在信号处理上，Tiitta等采用贝叶斯（Bayes）理论，K-近邻方法（K-nearest Neighbor）和神经网络方法（Neural Network），对超声波检测腐朽进行研究，收集了腐朽材检测中波速、衰减、波型、频率信号，并对采样单一信号和采样多信号进行了比较。分析结构发现，3种方法都能很好地检测腐朽情况，其中神经纹理检测小面积腐朽的有效性达到79%，Bayes理论和K-近邻法也分别为79%和75%。
超声波检测技术易受外界的干扰，且如何将传感器与被检测材料更好地连接是常见问题，特别是应用于在线检测是，如何实现既不影响生产效率，又能有效进行检测，还需要更深入的研究。