Древесина обладает ярко выражен­ной упругой анизотропией, поэтому ско­рости продольных волн сильно зависят от направления их распространения относи­тельно волокон материала. Например, для сухого бука скорость продольной волны вдоль волокон 4100 м/с, а в двух перпен­дикулярных направлениях - 2200 м/с и 1500 м/с. Коэффициент затухания на час­тоте 0,5 МГц составляет около 400 дБ/м [191], что много больше, чем для металлов. Большое затухание упругих волн в древе­сине и ее производных обычно не позво­ляет использовать частоты выше 0,5 МГц.

Основные дефекты древесины, сни­жающие ее прочностные характеристики, - гниль, грибковые поражения и каналы, проложенные червями-сверловщиками [394, 377].

Для обнаружения дефектов в дере­вянных столбах и оценки их прочности используют метод прохождения в направ­лении поперек волокон. Излучающий и приемный преобразователи контактируют с ОК через слой контактной смазки или без нее. В случае сухого контакта приме­няют приспособление в виде клещей, обеспечивающее силу прижатия преобра­зователей около 100 Н. Дефекты умень­шают амплитуду сквозного сигнала, зоны пониженной прочности снижают скорость звука. Выявлены корреляционные зависи­мости между скоростью звука и прочно­стью, найдены эмпирические формулы для оценки прочности [394].

Метод контроля древесины по вре­мени прохождения сквозного сигнала оп­робован также в Румынии [425, с. 223/784]. Образцы из бука толщиной 35 мм с влаж­ностью 14 % прозвучивали поперек воло­кон и регистрировали время прохождения импульсов продольных колебаний в каж­дом направлении. Использовали преобра­зователи с волноводами, имеющими с ОК сухой точечный контакт. Центральная частота импульсов 150 кГц. Результаты измерений представляли в виде диаграмм, дающих представление о времени прохо­ждения сигналов и, следовательно, скоро­стях звука на различных участках ОК. Максимальные скорости соответствуют высокой прочности материала. На ослаб­ленных участках эта скорость понижена, в зонах дефектов она снижается еще больше.

Метод прохождения применяют так­же на живых деревьях [395]. В них звук распространяется лучше, чем в столбах и мачтах. Однако кора препятствует кон­тролю и в зоне расположения преобразо­вателей ее удаляют. Деревья прозвучива - ют на частотах 0,25 ... 0,5 МГц.

В Канаде используют систему кон­троля древесины, основанную на измере­нии затухания упругих волн. Установка содержит два магнитострикционных пре­образователя на частоту 30 кГц, установ­ленных на расстоянии 1,1м друг от друга [394]. Электронный блок сравнивает ам­плитуду прошедшего между преобразова­телями сквозного сигнала с заданным уровнем, что позволяет найти определяю­щую затухание влажность древесины.

Для контроля деревянных столбов используют метод собственных колеба­ний. Вынужденные колебания возбуждают по длине столба, по крайней мере один из концов которого должен быть доступен для установки преобразователей. Если оба конца недоступны, преобразователи уста­навливают в специально просверленное отверстие. Качество ОК оценивают по ширине резонансной кривой (по доброт­ности). Дефекты ОК снижают доброт­ность.

Контроль фанеры на внутренние дефекты (в основном, нарушения соеди­нения между слоями) выполняют ультра­звуковым методом прохождения с катя­щимися преобразователями, аналогично используемым для контроля пенопласта (см. разд. 4.2 и 4.8).

Одной из новых технологий в дере­вообработке является ультразвуковая тех­нология формообразования и уплотнения изделий из сырой цельной древесины. Уп­лотнение достигается одновременным воздействием статической силы и трех­мерного У 3-поля. Такая обработка суще­ственно повышает рабочие характеристи­ки материала.

Для неразрушающего контроля фи­зико-механических характеристик уплот­ненной древесины А. А. Ерофеев, Ф. Ф. Ле - гуша и др. использовали интегральный метод свободных колебаний и УЗ-метод прохождения [139]. Прибором ЗВУК - 203М измеряли собственные частоты при изгибных колебаниях стержневых образ­цов, по которым находили значения пара­метра с; = т]Е/р. Как и в других рассмот­ренных выше случаях, этот интегральный параметр связан с прочностью, плотно­стью, упругими свойствами и влажностью материала.

УЗ-методом прохождения (прибором УК-14П) измеряли скорости продольных ВОЛН ВДОЛЬ (Со) и поперек (сг) волокон и вычисляли степень анизотропии со/сг. Ре­зультаты измерений, полученные на об­разцах из одного куска березы, представ­лены в табл. 7.7.

Значения с; рассчитаны для двух по­ложений образца при изгибных колебани­ях. Минимальное значение ct соответству­ет такой ориентации видимых дефектов (сучков, трещин), при которой их влияние на собственную частоту наибольшее.

Прочностные характеристики и дефекты древесностружечных плит и фанеры. Для контроля таких изделий В. Д. Денисламов использовал локальный метод свободных колебаний [121]. Проч­ность оценивают по изменению спектров ударно возбуждаемых акустических им­пульсов во всех зонах ОК. Контроль вы­полняется на автоматизированной уста­новке с компьютерной обработкой ин­формации. На дисплее отображается по­верхность контролируемого объекта с изображением топографии распределения значений контролируемых параметров и выявленных их отклонений.