FI127964B - Method for quick sampling to determine crack formation in wood on a production line using contactless ultrasound - Google Patents

Method for quick sampling to determine crack formation in wood on a production line using contactless ultrasound Download PDF

Info

Publication number
FI127964B
FI127964B FI20150297A FI20150297A FI127964B FI 127964 B FI127964 B FI 127964B FI 20150297 A FI20150297 A FI 20150297A FI 20150297 A FI20150297 A FI 20150297A FI 127964 B FI127964 B FI 127964B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
wood
measurement
cracking
sensors
ultrasonic
Prior art date
Application number
FI20150297A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20150297A (en
Inventor
Reijo Lappalainen
Markku Tiitta
Laura Tomppo
Original Assignee
Puumit Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Puumit Oy filed Critical Puumit Oy
Priority to FI20150297A priority Critical patent/FI127964B/en
Priority to PCT/FI2016/050737 priority patent/WO2017072405A1/en
Publication of FI20150297A publication Critical patent/FI20150297A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI127964B publication Critical patent/FI127964B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/46Wood
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/043Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/225Supports, positioning or alignment in moving situation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/27Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the material relative to a stationary sensor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/348Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023Solids
    • G01N2291/0238Wood
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025Change of phase or condition
    • G01N2291/0256Adsorption, desorption, surface mass change, e.g. on biosensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/0289Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/105Number of transducers two or more emitters, two or more receivers

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Uppfinningen avser ett förfarande för att bestämma sprickbildning i virke. Förfarandet går ut på att en genomskärning i virket mäts med ultraljud på de motsatta sidorna i förhållande till normalen mot ytan i en vinkel på 0,2-25 grader, med luftkopplade ultraljudssensorer (1-4) placerade på samma sida om genomskärningsplanet, med vilka det sänds och tas emot en akustisk signal som fortplantar sig i plankan (5) i minst två olika riktningar företrädesvis på två olika frekvenser. Utgående från mätningarna beräknas parametrar som bestämmer sprickbildningen i virket oberoende av sprickans/sprickornas riktning, och resultaten används för monitorering och/eller styrning av plankan.The invention relates to a method for determining cracking in wood. The procedure is that a cross-section of the wood is measured with ultrasound on the opposite sides relative to the normal to the surface at an angle of 0.2-25 degrees, with air-coupled ultrasonic sensors (1-4) placed on the same side of the intersection plane, with which it is transmitted and received an acoustic signal propagating in the board (5) in at least two different directions, preferably on two different frequencies. Based on the measurements, parameters that determine the crack formation in the wood are calculated independently of the direction of the fracture / cracks, and the results are used for monitoring and / or controlling the board.

Description

MENETELMÄ NOPEAAN NÄYTTEISTYKSEEN PUUTAVARANMETHOD FOR QUICK SAMPLING OF WOOD

HALKEILUN MÄÄRITTÄMISEKSI TUOTANTOLINJALTADETERMINATION OF CRACKING FROM A PRODUCTION LINE

KOSKETTAMATTOMALLA ULTRAÄÄNELLÄIN URGENT ULTRASOUND

20150297 prh 07-01- 201920150297 prh 07-01-2019

Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon 5 mukainen menetelmä puutavaran halkeilun määrittämiseksi.The present invention relates to a method for determining wood cracking according to the preamble of claim 1.

Menetelmää voidaan hyödyntää teollisissa prosesseissa. Etenkin puun kuivauksessa ja lämpökäsittelyssä arvokkaimmasta puun osasta tehtyjen massiivisten lankkujen sisähalkeilu on edelleen yksi merkittävimmistä laatua heikentävistä 10 tekijöistä. Prosesseissa olisi tärkeää pystyä diagnosoimaan sisähalkeilu nopeasti ja ainetta rikkomatta, jolloin heikkolaatuinen lankku tai osa lankusta voitaisiin havaita ja poistaa tuotannosta tai käyttää vähemmän vaativiin kohteisiin tuhoamatta hyvälaatuista materiaalia. Esitetyllä menetelmällä 15 pystytään arvioimaan käytön kannalta kriittisen kokoisten halkeamien määrä ja sijainti.The process can be utilized in industrial processes. In particular, the internal cracking of massive planks made from the most valuable part of the wood, especially in the drying and heat treatment of wood, remains one of the major quality-reducing factors. In processes, it would be important to be able to diagnose internal cracking quickly and without material degradation, whereby low-grade plank or part of the plank could be detected and removed from production or used for less demanding applications without destroying good quality material. The presented method 15 is capable of estimating the number and location of cracks of critical size for use.

Merkittävimpänä massiivisten puulankkujen halkeilun aiheuttajana pidetään puun kuivausta. Jokainen puu ja lankku ovat ominaisuuksiltaan erilaisia, joten puun kuivauksessa 20 käytettävät kaavat ovat aina kompromisseja ja kuivaushalkeilu on tänäkin päivänä suuri ongelma. Puun kuivuessa tapahtuva kuivaushalkeilu aiheutuu pääasiassa puun sisään syntyvästä kosteusgradientista, joka aiheuttaa jännityksiä puussa, koska puu kutistuu kuivuessaan epätasaisesti. Puun kuivunut pintakerros kutistuu enemmän kuin vielä kosteampi puun sisäosa, jolloin pintakerrokseen pyrkii muodostumaan halkeamia.Drying of wood is considered to be the most significant cause of cracking of massive wood planks. Each wood and plank has different properties, so the formulas used for drying wood 20 are always compromises and the cracking of drying is still a major problem today. The drying crack in the wood dries mainly due to the moisture gradient in the wood, which causes stress in the wood because the wood shrinks unevenly as it dries. The dried top layer of wood shrinks more than the still wetter inner part of the wood, which tends to form cracks in the top layer.

Kuivauksen loppupuolella jännitykset muuttuvat päinvastaisiksi kun puun pinnassa vaikuttaa puristusjännitys ja sisäosassa vetojännitys ja tällöin sisähalkeamien synty on mahdollista. Kosteuserojen aiheuttamien jännitysten lisäksi kuivuvaan puuhun syntyy jännityksiä j ohtuen puun anisotrooppisesta kutistumisesta. Makrohalkeamien lisäksiTowards the end of the drying process, the stresses are reversed when the stress on the wood surface and the tensile stress on the inner part are possible, and internal cracks are thus possible. In addition to the stresses caused by the differences in humidity, the drying wood is under stress due to the anisotropic shrinkage of the wood. In addition to macro cracks

20150297 prh 07-01- 2019 kuivumisessa muodostuu aina mikrohalkeilua, josta voi hallitsemattomana kasvaa makrohalkeamia. Puuta eteenpäin prosessoitaessa myös muista prosessoinneista voi syntyä halkeilua erityisesti jos puuhun kohdistuu merkittävää 5 mekaanista rasitusta. Toisaalta myös säilytyksessä syntyy halkeilua erityisesti jos ilman kosteus ja lämpötila muuttuvat paljon. Tämä on ongelma varsinkin ulkoilman kanssa kosketuksissa olevissa lankuissa ja puurakenteissa.20150297 prh 07-01-2019 There are always micro cracks in the drying process, which can cause macro cracks to grow uncontrollably. When processing wood further, other processes may also crack, especially if the wood is subjected to significant mechanical stress. On the other hand, storage also causes cracking, especially if the humidity and temperature of the air change significantly. This is a problem especially in planks and wood structures that come in contact with the outside air.

Viimeaikoina erityisesti liimapuupalkkiteollisuus on kasvanut 10 voimakkaasti johtuen mm. puukerrostalojen laajamittaisesta tuotannosta. Nykyisin kaikki liimapuupalkkeihin menevä sahatavara lujuusiajitellaan, mutta edelleen raportoidaan aika ajoin liimapuupalkkirakenteiden romahtamisesta ja pahimmillaan seurauksena on ollut ihmishenkien menetyksiä. Sanabrian 15 väitöskirjatutkimuksen (julkaistu 2011) mukaan esim. Saksassa vuosina 1912-2006 on raportoitu 528 liimapalkin hajoamista 428 kohteessa, 70% on aiheutunut pitkittäissuuntaisista halkeamista, joista 62% on liimasaumasta. Näin ollen siis 38 % on ollut puun halkeamasta johtuvia. Mahdollisesti 20 erityisesti näissä tapauksissa puussa on jo ollut valmiina kriittisen kokoinen sisähalkeama, joka rasituksen seurauksena on lähtenyt kasvamaan ja lopulta palkki on antanut periksi.Recently, especially, the glulam beam industry has grown 10 strongly due to e.g. large-scale production of wooden block houses. Today, all lumber that goes into glulam beams is subjected to strength testing, but there are still occasional reports of collapse of glulam beams and, at worst, loss of life. According to 15 Sanabria doctoral dissertation studies (published in 2011), for example, in Germany, between 1912 and 2006, 528 adhesive beams were broken in 428 sites, 70% of which were caused by longitudinal cracks, 62% of which were glued. Thus, 38% were due to wood cracking. Possibly 20, especially in these cases, the wood has already had a critical inside crack, which as a result of exertion has begun to grow and eventually the beam has given up.

Tässä kuvattu menetelmä soveltuu tällaisten kriittisten halkeamien havaitsemiseen jo valmistusvaiheessa.The method described herein is suitable for detecting such critical cracks already at the manufacturing stage.

Puun pintakerroksessa olevia ilmarakoja voidaan havaita esim, lämpökameratekniikalla. Puun ulkoisia ja sisäisiä ominaisuuksia ja vikoja voidaan analysoida yhdistämällä konenäkö ja röntgentekniikka, mutta menetelmän kalleus ja epäherkkyys pienille halkeamille on ongelma.Air gaps in the top layer of wood can be detected, for example, by thermal camera technology. The external and internal properties and defects of wood can be analyzed by combining machine vision and X-ray technology, but the cost of the method and its insensitivity to small cracks are a problem.

Mikroaaltopohjaisia sisähalkeilun havainnointimenetelmiä on kehitetty, mutta niiden ongelmana on erittäin suuri herkkyys kosteudelle ja epäherkkyys pienille halkeamille.Microwave-based internal crack detection methods have been developed but have the problem of being extremely sensitive to moisture and insensitive to small cracks.

Useissa tutkimuksissa on osoitettu, että puulankun sisäisiä vaurioita voidaan mitata ultraäänitekniikalla. Puulevyjen ominaisuuksia, kuten halkeilua, lujuutta ja tiheyttä on määritetty on line -mittauksessa ultraäänellä. Akustisia mittalaitteita, j otka toimivat ultraääntä alemmilla taajuuksilla on myös kehitetty puun sisäisten vikojen määritykseen. Matalasta taaj uudesta johtuen menetelmät eivät sovellu pienten halkeamien havaitsemiseen. Ultraääneen perustuvia mittalaitteita teollisuuteen on kehitetty ja niitä on myös patentoitu. Menetelmät perustuvat tyypillisesti kontaktimittaukseen, jossa voidaan käyttää esim.Several studies have shown that internal damage to wood planks can be measured by ultrasound. Characteristics of wood panels, such as cracking, strength and density, have been determined by ultrasound on-line measurement. Acoustic measuring devices that operate at ultrasonic lower frequencies have also been developed to diagnose internal tree defects. Due to the low frequency, the methods are not suitable for detecting small cracks. Ultrasonic measuring instruments have been developed and patented in the industry. The methods are typically based on contact measurement, where e.g.

rullatyyppisiä anturiratkaisuja. Menetelmiä on kehitetty erityisesti lehtipuuteollisuuden käyttöön ja niillä on voitu havaita sisähalkeilua teollisuusolosuhteissa. Nykykäsityksen mukaan kontaktiin perustuva ultraäänimittaus on kuitenkin todettu epäluotettaviksi linjamittauskäytössä mm. vaihtelevan kontaktin ja likaantumisen vuoksi.roller type sensor solutions. Methods have been developed specifically for the hardwood industry and have been able to detect internal cracking under industrial conditions. However, according to current understanding, contact-based ultrasound measurement has been found to be unreliable in line measurement applications e.g. due to varying contact and contamination.

Hyvä kontakti ultraäänimittauksissa voidaan saavuttaa vesikontaktilla ja määrittää näin puun sisäisiä vikoja, mutta tämä menetelmä soveltuu lähinnä staattiseen mittaukseen, jos materiaalit eivät merkittävästi ime kosteutta.Good contact in ultrasonic measurements can be achieved by water contact, thus determining internal defects in the wood, but this method is mainly suitable for static measurement if the materials do not significantly absorb moisture.

Puulevyjen tiheyden ja viilujen sorvaushalkeilun ja tiheyden mittaus on myös osoitettu mahdolliseksi käyttämälläMeasurement of the density of wood panels and of the cracking and density of veneer sheets has also been demonstrated using

20150297 prh 07-01- 2019 ilmakytkettyj ä puusovelluksia mm.20150297 prh 07-01-2019 air-connected wood applications e.g.

ultraääniantureita ja läpimittausta. Muita käyttäen ilmakytkettyä ultraääniantureita ovat jatketun lankun liimavikojen tunnistus sekä vaneriviilun liimausvikojen tarkastus. Ilmakytketyllä ultraäänellä toimivia vanerin sisäisten liimavikojen on line -mittalaitteita on kehitetty ja ne ovat käytössä vanerin tuotannossa teollisuudessa. Tällä hetkellä laitteiden valmistajia ovat mm.ultrasonic sensors and diameters. Other uses of air-connected ultrasonic sensors include detection of extended plank adhesive defects and inspection of plywood veneer bonding. Airborne Ultrasonic Plywood Internal Adhesive Fault Measuring Devices have been developed and are used in the plywood industry. Currently, manufacturers of devices include

GreCon International (USA) ja Electronic Wood Systems (Saksa) .GreCon International (USA) and Electronic Wood Systems (Germany).

Ilmakytketyn ultraäänimittauksen soveltamiseksi puun sisäisten vikojen määritykseen on esitetty ratkaisuja mm. käyttäen laajakaistaisia ultraääniantureita ja mittaamalla esim, liimaviasta johtuvaa ominaistaajuuden muutosta.Solutions for the application of air-coupled ultrasound measurement to the detection of internal defects in wood have been proposed e.g. using wideband ultrasonic transducers and measuring, for example, the change of the characteristic frequency due to the adhesive.

Tyypillisesti ultraäänisignaalien havaitsemiseen käytetään pietsosähköisiä ultraääniantureita, jotka muuntavat mekaanisen 5 värähtelyn sähköiseksi signaaliksi. Esivahvistimella vahvistetaan anturista saatava heikko pulssi, jonka jälkeen vahvistettu signaali viedään mittaussysteemiin, joka tyypillisesti koostuu suodattimista, vahvistimista sekä analysaattorista. Tyypillisiä analysoitavia signaaliparametreja ovat kulkuaika ja amplitudi. Myös signaalien taajuussisältöä on käytetty analyyseissä. Myös ilmakytkettyjen kapasitiivisten ultraääniantureiden kehitys on edennyt nopeasti viime aikoina ja myös teollisuuskäyttöön soveltuvia kapasitiivisia antureita on kehitetty.Typically, piezoelectric ultrasonic sensors are used to detect ultrasonic signals, which convert mechanical vibration into an electrical signal. The preamplifier amplifies the weak pulse from the sensor, and then amplifies the signal into a measuring system typically consisting of filters, amplifiers, and an analyzer. Typical signal parameters to be analyzed are travel time and amplitude. The frequency content of the signals has also been used in the analyzes. The development of air-coupled capacitive ultrasonic transducers has also progressed recently and capacitive transducers for industrial applications have also been developed.

Ultraäänimenetelmää on käytetty erityisesti laadun valvonnan sovelluksissa prosessiteollisuudessa mm. elintarvike-, muovija metalliteollisuudessa. Puunjalostusteollisuudessa ultraäänimenetelmää on käytetty mm. puun lujuusominaisuuksien määritykseen ja liimavikojen havaitsemiseen.The ultrasonic method has been used especially in quality control applications in the process industry. food, plastic, metal industry. In the woodworking industry, ultrasound has been used e.g. to determine the strength properties of wood and to detect glue defects.

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä puun halkeilun määrittämiseksi, jolla poistetaan nykyisiin tuotantomenetelmiin liittyviä epävarmuustekijöitä.It is an object of the invention to provide a method for determining wood cracking which eliminates uncertainties associated with current production methods.

20150297 prh 07-01- 201920150297 prh 07-01-2019

Erityisesti keksinnön jolla puutuotteiden j a/tai ohj ata tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, tuotantoprosessia voidaan monitoroida nopeasti, helposti, tehokkaasti ja luotettavasti. Puutuotteiden tuotantoon kuuluvia prosesseja ovat mm.In particular, an object of the invention to provide a process and / or control of wood products is to monitor the production process quickly, easily, efficiently and reliably. The processes involved in the production of wood products include:

kuivaus, höyläys, liimaus ja erilaiset puun modifioinnit kuten lämpökäsittely.drying, planing, gluing and various wood modifications such as heat treatment.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.The object of the invention is achieved by a process characterized by what is claimed.

20150297 prh 07-01- 201920150297 prh 07-01-2019

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ultraäänellä mitataan puusta poikkileikettä käyttäen mitattavan kohteen pinnan normaalin suhteen 0,2-25 asteen kulmassa vastakkaisilla puolilla olevia ilmakytkettyjä ultraääniantureita, jotka ovat samalla puolella 5 poikkileiketasoa. Kahdella anturilla lähetetään ultraäänipurskeet lankun pintaan ja lankun halkeilu vaikuttaa lankussa edenneeseen ultraäänissignaaliin, joka mitataan vastaanottoantureilla. Menetelmässä lankun halkeilun suunta, laatu ja määrä määritetään mittaamalla ultraäänisignaalin 10 amplitudi, nopeus, vaihe ja muoto vähintään kahteen suuntaan ultraäänen eri taajuuksilla. Menetelmän toimivuuden kannalta oleellista on se, että anturien koko, taajuus ja kulma ovat sellaiset, että mittauskulman takia aaltointerferenssi ei vaikuta merkittävästi mittaukseen jolloin siis etenevän aallon 15 aallonpituus on merkittävästi suurempi kuin kulman aiheuttama vaihe-ero anturilla.In the method of the invention, ultrasound is used to measure a cross-section of wood using air-coupled ultrasonic transducers on opposite sides of a normal angle to the surface of the object to be measured at 0.2 to 25 degrees that are on the same side of the 5 cross-sectional planes. Two sensors transmit ultrasonic bursts to the plank surface and the cracking of the plank affects the ultrasonic signal propagated on the plank, which is measured by the receiving sensors. In the method, the direction, quality, and amount of plank cracking are determined by measuring the amplitude, velocity, phase, and shape of the ultrasound signal 10 in at least two directions at different ultrasonic frequencies. It is essential for the operation of the method that the size, frequency and angle of the sensors are such that, due to the measuring angle, the wave interference does not significantly affect the measurement, thus the wavelength of the propagating wave 15 is significantly larger than the phase difference caused by the sensor.

Ultraäänisignaalin kulkuun vaikuttavien muiden lankun ominaisuuksien, kuten tiheys ja kosteus, vaikutus voidaan tehokkaasti eliminoida määrittämällä ultraäänisignaalista 20 heijastukset, jotka eivät ole herkkiä sisähalkeilulle.The effect of other characteristics of the plank, such as density and humidity, which influence the passage of the ultrasound signal can be effectively eliminated by determining reflections from the ultrasonic signal which are insensitive to internal cracking.

Toisaalta perusominaisuuksien määrityksessä voidaan hyödyntää mittauksia, jotka on tehty ei-halkeilleelta kohdalta. Tämä edellyttää, että puu ei ole läpihaljennut, mikä puolestaan on helposti havaittavissa ultraäänimittauksilla. Oksien vaikutus 25 ultraäänisignaalin etenemiseen lankussa on hyvin erilainen suhteessa halkeamien vaikutukseen ja oksien vaikutus voidaan eliminoida käyttämällä monimuuttujaista signaalianalyysiä.On the other hand, measurements of non-fractured sites can be used to determine the basic properties. This presupposes that the wood is not cracked, which in turn is easily detected by ultrasonic measurements. The effect of the branches on the propagation of the ultrasound signal in the plank is very different with respect to the effect of the cracks, and the effect of the branches can be eliminated by using multivariate signal analysis.

Keksintöä voidaan soveltaa erityisesti teollisuusprosesseissa laadunvalvontaan sekä erillisenä on site -testauksena että on 30 line -mittauksena.The invention can be applied especially in industrial processes for quality control, both as stand-alone on-site testing and on-line measurement.

Ilmakytketty mittaus mahdollistaa myös koskettamattoman määrityksen, jolloin esimerkiksi mahdolliset puun pintaan tulevat aineet, kuten pihka, eivät likaa antureita eivätkä vaikuta mittaukseen yhtä voimakkaasti kuin kontaktimittauksessa. Ilmakytketyssä mittauksessa anturit eivät häiritse lankun etenemistä tuotantolinjalla eikä mittaus edellytä tarkkaa puutavaran ohjausta.Air-connected measurement also enables non-contact measurement, whereby, for example, potential substances on the surface of the wood, such as pitch, do not soil the sensors and affect the measurement as strongly as in contact measurement. In air-connected measurement, the sensors do not interfere with the propagation of the plank on the production line and do not require accurate timber control.

Keksinnön edullisessa sovelluksessa menetelmällä mitataan kahdella eri taajuudella puun halkeilua lappeen läpi sekä poikittain sitä vastaan siten, että anturit ovat puun vastakkaisilla puolilla pinnan normaalin suhteen 0,2 - 25 asteen kulmassa, samalla puolella poikkileiketasoa. Halkeaman suunta vaikuttaa vasteeseen. Mikäli halkeaman suunta on sama kuin ultraäänen etenemissuunta, vaikutus on mitätön tai halkeama voi jopa voimistaa signaalia. Tyypillisesti halkeamalla on suurin vaikutus ultraäänisignaalin etenemiseen 15 kun halkeama on kohtisuorassa etenemissuuntaa vastaan.In a preferred embodiment of the invention, the method measures, at two different frequencies, the cracking of wood through and across the sheet, with transducers on opposite sides of the wood at an angle of 0.2 to 25 degrees with respect to the surface, on the same side of the cross section. The direction of the crack affects the response. If the crack direction is the same as the ultrasound propagation direction, the effect is negligible or the crack may even amplify the signal. Typically, the crack has the greatest effect on the propagation of the ultrasound signal when the crack is perpendicular to the propagation direction.

Vertaamalla samasta kohdasta eri suuntiin mitattuj a ultraäänisignaaleja voidaan halkeaman kulmaa arvioida.By comparing ultrasound signals measured in different directions at the same point, the angle of the crack can be estimated.

Valitsemalla taajuudet sopivasti, voidaan aaltoj en interferenssiä minimoida, toisaalta tuotantolinjalla mittaukset voidaan tehdä eri kohdista ja synkronoimalla mittaukset voidaan päästä samaan tulokseen kuin jos ne olisivat tehty samalta poikkileikkauspinnalta sahatavarasta.By appropriately selecting the frequencies, the interference of the waves can be minimized, on the other hand, measurements can be made at different points on the production line, and by synchronizing the measurements, the same result can be obtained as if they were made from the same cross-section.

20150297 prh 07-01- 201920150297 prh 07-01-2019

Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä ilmakytkettyä 25 uitraäänimenetelmää käytetään puuhun muodostuneiden halkeamien määritykseen. Monitoroimalla kohde poikkileikkeittäin puun vastakkaisilla puolilla pinnan normaalin suhteen 0,2 - 25 asteen kulmaan, samalle puolelle poikkileiketasoa asetetuilla ilmakytketyillä ultraääniantureilla kahdella taajuudella 30 kahteen suuntaan, voidaan aiempaa tarkemmin ja nopeammin määrittää puuhun syntyneitä halkeamia ja mm. nopeuttaa ja optimoida puun prosessointikaavoja erikokoisille ja laatuisille puutuotteille siten, että tuloksena on laadukasta ja makrohalkeilematonta puutuotetta.In the method of the present invention, the air-coupled echo sound method is used to determine wood cracks. By monitoring the target cross-section on opposite sides of the wood at a normal angle of 0.2 to 25 degrees, with air-coupled ultrasonic transducers on the same side of the cross-section plane at two frequencies 30, it is possible to more accurately and rapidly detect cracks in the wood. accelerate and optimize wood processing formulas for wood products of different sizes and qualities to produce a high quality, non-cracked wood product.

Seuraavaksi keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviota eräästä keksinnön mukaisen menetelmän sovelluksesta. Kuvion 1 mukaisessa kaaviokuvassa on esitetty poikkileikkaus 5 5 puulankusta, joka on etenemässä tuotantolinjaa pitkin. Lankun ylä- ja alapuolelle sekä sivuille on sijoitettu ilmakytketyt ultraäänianturit 1-4. Anturit 1-2 toimivat lähettimenä ja anturit 3-4 toimivat vastaanottimina. Ultraäänianturien lukumäärä voi vaihdella eri sovelluksissa ja ne voidaan 10 sijoittaa mitattavaan puutavaraan nähden halutulla ja tarkoituksenmukaisella tavalla.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a diagram of an embodiment of the method according to the invention. The diagram of Fig. 1 shows a cross-section of 5 5 wood planks extending along the production line. Air-connected ultrasonic transducers 1-4 are placed above and below the plank and on the sides. Sensors 1-2 act as transmitters and sensors 3-4 act as receivers. The number of ultrasonic sensors may vary from application to application and may be positioned in a desired and convenient manner relative to the timber being measured.

Kuvio 2 esittää kaaviokuvaa toisesta keksinnön mukaisen menetelmän sovelluksesta. Kuvion 2 mukaisessa kaaviokuvassa on esitetty ylhäältäpäin kuvattuna puutavara (6), joka on 15 etenemässä tuotantolinjaa pitkin. Lankun ylä- ja alapuolelle sekä sivuille on sijoitettu ilmakytketyt ultraäänianturit, joista kuviossa on esitetty lähetinanturi (1) ja vastaanotinanturi (3), jotka mittaavat yhdessä suunnassa.Figure 2 is a schematic view of another embodiment of the method of the invention. Fig. 2 is a plan view showing a top view of timber (6) advancing along a production line. Above, below and to the side of the plank are located air-coupled ultrasonic sensors, the figure showing a transducer (1) and a receiver (3), which measure in one direction.

Ultraäänianturien lukumäärä voi vaihdella eri sovelluksissa ja 20 ne voidaan sijoittaa mitattavaan puutavaraan nähden halutulla ja tarkoituksenmukaisella tavalla.The number of ultrasonic sensors may vary from application to application and may be positioned in a desired and convenient manner relative to the timber being measured.

20150297 prh 07-01- 201920150297 prh 07-01-2019

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja sen sovelluksia kuvataan esimerkkien avulla.In the following, the method according to the invention and its applications will be described by way of example.

Esimerkki 1. Halkeilun määritys pitkittäin liikkuvasta lankustaExample 1. Determination of cracking in longitudinally moving plank

Seuraavassa esitetään kuvioon 1 viitaten keksinnön menetelmän ensimmäinen toteutusesimerkki, jossa määritetään tuotantolinjalla pitkittäin liikkuvan lankun (5) halkeilua.Referring now to Figure 1, a first embodiment of the method of the invention, wherein the cracking of a longitudinally moving plank (5) on a production line is determined.

Tässä esimerkkitapauksessa poikittain mittaavina ultraääniantureina käytetään GMP (Gas Matrix Piezoelectric)In this example, GMP (Gas Matrix Piezoelectric) is used as transverse ultrasonic transducers

116 kHz:n antureita ja lappeen läpi mittaavina antureina 210 kHz:n GMP-antureita (1-4) . Anturit (1-4) on kiinnitetty tuotantolinjan runkorakenteeseen ja ne on asetettu siten, että lähetin- ja vastaanotinanturit (1-4) ovat mitattavan 5 sahatavaran (5) vastakkaisilla puolilla, kuten edullisesti 50 mm:n päässä mitattavan lankun reunoista. Anturit (1-4) ovat edullisesti vastakkaisiin suuntiin 10 asteen kulmassa suhteessa kohteen (5) pinnan normaaliin. Anturit (1-4) on akustisesti suojattu siten, että kiinnitys on tehty 10 kumieristetyillä kiinnityspulteilla. Ennen mittausten aloitusta ultraäänimittaus kalibroidaan tyhjämittauksella, jossa voidaan hyödyntää myös vastaanotinanturista heijastuvaa ultraäänisignaalia. Anturit (1-4) on kytketty ultraäänimittausyksikköön, joka koostuu mm. esivahvistimesta 15 ja vahvistimesta sekä ali- ja ylipäästösuotimista.116 kHz sensors and 210 kHz GMP sensors (1-4) as transducer transducers. The sensors (1-4) are fixed to the frame structure of the production line and are arranged such that the transmitter and receiver sensors (1-4) are on opposite sides of the 5 sawn timber (5), preferably 50 mm from the edges of the measured plank. The sensors (1-4) are preferably in opposite directions at an angle of 10 degrees with respect to the normal surface of the target (5). The sensors (1-4) are acoustically protected so that the attachment is made by 10 rubber insulated mounting bolts. Before starting the measurement, the ultrasonic measurement is calibrated with a blank measurement, which can also utilize the ultrasonic signal reflected from the receiver sensor. The sensors (1-4) are connected to an ultrasonic measuring unit consisting of e.g. a preamplifier 15 and an amplifier, as well as low and high pass filters.

Mittausyksiköstä saatava signaali ohjataan signaalianalysaattoriin ja mittauksen ohjausyksikköön, jolla voidaan ohjata mittausta jaThe signal from the measurement unit is directed to the signal analyzer and the measurement control unit for controlling the measurement and

Analysaattorin ulostuloina toteuttaa olevista mittausanalyysi.The analyzer outputs perform a measurement analysis of the existing ones.

mittausarvoista määritetään lankun halkeilu.Measurements are taken to determine the cracking of the plank.

Tässä tapauksessa mittauksen ohjaus- ja analyysiyksikkönä toimii tietokone, joka on varustettu analogia/digitaalimuuntimella, joka muuntaa mitatut signaalit ohjaus- jaIn this case, the measurement control and analysis unit is a computer equipped with an analog / digital converter that converts the measured signals into control and

20150297 prh 07-01- 2019 analyysiohj elmalle sopiviksi. Tietokoneessa toimii ohjelma, joka mittaa jatkuvasti ultraäänimenetelmän mittauskanavia, analysoi tuloksia ja lähettää langallisesti tai langattomasti mittaustietoa monitorointi-tietokoneelle.20150297 prh 07-01-2019 analytical software suitable for the application. The computer runs a program that continuously measures the ultrasound measurement channels, analyzes the results, and sends the measurement data wired or wirelessly to the monitoring computer.

Samalla tietokoneella ohjataan puun luokittelusysteemiä, jolla voidaan merkata/poistaa liian paljon halkeilleet lankut tai lankun 30 osat. Kustakin lankusta saadaan halkeilutieto halkeilun suuruudesta ja paikasta, missä halkeilua on havaittu. Kullekin puutuotelajille on määritetty tietyt kriittiset halkeilun raja-arvot, joita ei saa ylittää. Raja-arvot on määritetty perustuen teoreettisiin laskelmiin, jotka on myös kokeellisesti todennettu mm. testaamalla lankkuja ainetta rikkovasti.The same computer controls a wood grading system that can mark / remove too much cracked planks or parts of planks. For each plank, cracking information is obtained about the size of the crack and where cracking has been observed. Each type of wood product has certain critical cracking limits that must not be exceeded. Limit values have been determined based on theoretical calculations, which have also been experimentally verified e.g. by testing planks for substance.

Esimerkki 2. Monimuuttujamenetelmien soveltaminenExample 2. Application of Multivariate Methods

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkissä 1 tai 3-32 ja viitataan kuviinIn the exemplary embodiment, the method works similarly to Example 1 or 3-32 and refers to the figures

1-2, mutta menetelmänä käytetään monimuuttujamenetelmää mittausten analysoinneissa.1-2, but the method uses a multivariate method for analyzing measurements.

Pääasiallisena menetelmänä mittausten analysoinneissa käytetään monimuuttujamenetelmää, joka voi olla esimerkiksi monimuuttuj aregressio, pääkomponenttiregressio (PCR, principal component regression) tai osittaisen pienimmän neliösumman menetelmä (PLS, partial least squares). Mittaamalla kalibrointinäytteet muodostetaan monimuuttujamatriisi, joka sisältää sarakkeittain jokaisesta kalibrointinäytteestä manuaalisesti määritetyn sisähalkeilun sekä mitatut ja lasketut ultraääni-menetelmän parametrien arvot.The main method used for analyzing measurements is a multivariate method, which may be, for example, multivariate regression, principal component regression (PCR) or partial least squares (PLS) method. By measuring the calibration samples, a multivariate matrix is formed that contains, for each calibration sample, column by column the manually determined internal cracking and the measured and calculated values of the parameters of the ultrasound method.

Sisähalkeilu on määritetty rikkovalla standardimenetelmällä.Inner cracking is determined by a violating standard method.

Jotakin edellä mainittuaAny of the above

20150297 prh 07-01- 2019 monimuuttujamenetelmää käyttäen minimoidaan halkeilufunktiosovituksen ja todellisen halkeilun välinen virhe. Näin saadaan monimuuttujamatriisi, joka sisältää kertoimet ultraääniparametreille sekä vakiotekijät. Sisähalkeilu määritetään mittaamalla ultraääni-menetelmän parametrit näytteestä ja käyttämällä kalibroinnissa määritettyihin matriisikertoimiin perustuvia mallifunktioita.20150297 prh 07-01-2019 Using the multivariate method, the error between the crack function matching and the actual cracking is minimized. This produces a multivariate matrix containing coefficients for the ultrasonic parameters as well as constant factors. The internal cracking is determined by measuring the parameters of the ultrasound method from the sample and using model functions based on the matrix coefficients determined during calibration.

Monimuuttujaisessa luokitteluanalyysissä voidaan käyttää lineaarisia ja epälineaarisia luokittelumenetelmiä kuten Bayes-luokittelija, neuroverkot, geneettiset algoritmit tai 30 lähimmän naapurin luokittelijat. Tässä esimerkissä luokittelu tehtiin Bayes-luokittelijan avulla. Aluksi malli opetetaan ennustamaan määritettyjen ultraääniparametrien avulla halkeilusta muodostettuja luokkia, mihin tarvitaan näytesarja, josta on määritetty ainetta rikkovasti sisähalkeilu vastaavasti kuten yllä mainituissa regressiomalleissa. Saatu 5 malli ennustaa todennäköisyyden, jolla ultraäänellä mitattu kappale kuuluu tiettyyn halkeiluluokkaan.In multivariate classification analysis, linear and nonlinear classification methods such as Bayes classifier, neural networks, genetic algorithms or 30 nearest neighbor classifiers can be used. In this example, the classification was made with the Bayes classifier. Initially, the model is taught to predict the classes of cracking generated by the specified ultrasound parameters, which requires a series of specimens that have been determined to have a material-deleterious interior cracking, as in the above-mentioned regression models. The resulting 5 models predict the probability that the ultrasound track falls within a given crack class.

Esimerkki 3. Halkeilun määritys poikittain liikkuvasta lankustaExample 3. Determination of cracking from transversely moving plank

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin 10 esimerkeissä 1-2 tai 4-32 ja viitataan kuviin 1-2. Keksinnön seuraavassa edullisessa lisäsovelluksessa puun halkeilu määritetään poikittaissuuntaan liikkuvasta lankusta (5) .In the exemplary embodiment, the method works similarly to 10 in Examples 1-2 or 4-32, and with reference to Figures 1-2. In a further preferred embodiment of the invention, the cracking of the wood is determined by the transverse movement of the planks (5).

Tällöin voidaan toteuttaa riittävän kattava mittaus käyttämällä esimerkiksi matriisiantureita (1-4), useita 15 antureita (1-4) ja/tai siten, että anturi/anturiparit (1-4) liikkuvat ja/tai skannaavat siten, että lankku (5) tulee riittävän kattavasti mitattua.Here, a sufficiently comprehensive measurement can be made using, for example, matrix sensors (1-4), a plurality of sensors (1-4) and / or such that the sensor (s) pair (1-4) moves and / or scans such that the plank (5) sufficiently comprehensive.

Esimerkki 4. Vino mittausExample 4. Inclined measurement

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-3 tai 5-32 ja viitataan kuviin 1-2. Esimerkissä vastakkain kytketyt ultraäänianturit eivät oleIn the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-3 or 5-32 and refers to Figures 1-2. In the example, the ultrasonic sensors are not connected

20150297 prh 07-01- 2019 kohtisuorassa vastaanottimen mitattavat toisiaan vastaan vaan lähettimen ja välinen lankut kulma on voivat säädetty siten, kulkea lähettävän että ja vastaanottavan anturin välistä, ylä- tai alapuolelta ja/tai sivulta.20150297 prh 07-01-209 perpendicular to the receiver, the angles between the transmitter and the transmitter can be adjusted so as to pass between the transmitting and receiving transducers, above or below and / or from the side.

Esimerkki 5. Mittaus suorasta linjasta poiketenExample 5. Measurement deviating from a straight line

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-4 tai 6-32 ja viitataan kuviin 1-2. EsimerkissäIn the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-4 or 6-32 and refers to Figures 1-2. Example

20150297 prh 07-01- 2019 vastakkaisille puolille asetetut ultraäänianturit (1-4) eivät ole suorassa linjassa toisiinsa nähden.20150297 prh 07-01-209 The ultrasonic transducers (1-4) placed on opposite sides are not aligned with each other.

Esimerkki 6. Halkeilun määritys vertailumittauksenaExample 6. Determination of cracking as a reference measurement

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin 5 esimerkeissä 1-5 tai 7-32 ja viitataan kuviin 1-2. Keksinnön seuraavassa edullisessa lisäsovelluksessa lankut mitataan ennen ja jälkeen prosessin (esim, kuivaus tai lämpökäsittely), jolloin päästään erittäin tarkkaan määritykseen prosessissa tapahtuneista muutoksista lankussa ja halkeilun määrityksen 10 tarkkuutta voidaan parantaa, kun voidaan suoraan verrata tuloksia samasta lankusta aiemmin tehtyihin mittauksiin.In the exemplary embodiment, the method operates in a manner similar to Example 5 in Examples 1-5 or 7-32 and refers to Figures 1-2. In a further preferred embodiment of the invention, the planks are measured before and after the process (e.g., drying or heat treatment) to obtain a very accurate determination of process changes in the plank and to improve the accuracy of the crack determination determination.

Esimerkki 7. Halkeilun määritys differentiaalimittauksenaExample 7. Determination of cracking as differential measurement

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-6 tai 8-32 ja viitataan kuviin 1-2. Keksinnön 15 seuraavassa edullisessa lisäsovelluksessa lankut skannataan, käytetään useita antureita tai matriisianturiratkaisua ja määritetään spatiaalisesti vierekkäisten mittausten välisiä eroja. Tällöin voidaan havaita huomattavasti pienempiä eroja mittausparametreissä kuin käyttämällä pelkästään suoranaisia 20 mittausarvoja. Hyödyntämällä ultraääniparametreissa tapahtuvien muutosten nopeus ja suuruus sekä spatiaalinen dimensio, halkeiluanalyysiä voidaan edelleen tarkentaa.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-6 or 8-32 and refers to Figures 1-2. In a further preferred embodiment of the invention, planks are scanned, multiple sensors or a matrix sensor solution are used, and differences between adjacent measurements are determined spatially. In this case, considerably smaller differences in the measurement parameters can be detected than when using straightforward measurement values alone. By utilizing the speed and magnitude of changes in ultrasound parameters and the spatial dimension, the crack analysis can be further refined.

Esimerkki 8. Halkeilumäärityksen hyödyntäminen lujuuslajittelussaExample 8. Utilization of Cracking Assay in Strength Sorting

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-7 tai 9-32 ja viitataan kuviin 1-2.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-7 or 9-32 and refers to Figures 1-2.

Lisäsovelluksessa lankut mitataan ennen ja jälkeen lujuuslajittelun, jossa lankkuun kohdistetaan pieni mekaaninen rasitus. Tällöin päästään erittäin tarkkaan määritykseen 30 lankussa tapahtuneista muutoksista ja lujuusiajittelunIn a further embodiment, the planks are measured before and after the strength sorting, where the planks are subjected to low mechanical stress. This gives a very accurate analysis of the changes in the 30 planks and the

20150297 prh 07-01- 2019 tarkkuutta voidaan parantaa kun voidaan suoraan verrata tuloksia samasta lankusta aiemmin tehtyihin mittauksiin ja havaitaan erityisesti rasituksessa syntyneet ja/tai kasvavat/kasvaneet halkeamat.20150297 prh 07-01-2019 Accuracy can be improved by directly comparing results with previous measurements of the same plank, and especially detecting cracks born and / or growing / exertion.

Esimerkki 9. MonitorointimenetelmäExample 9. Monitoring Method

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-8 tai 11-32 ja viitataan myös kuviin 1-2, mutta tässä sovelluksessa kontrolliyhteys luokittelusysteemiin puuttuu. Näin ollen menetelmä toimii tässä esimerkissä 10 pelkästään halkeilua monitoroiden ja tulostaen monitorointilaitteelle mittausarvoja. Tätä toteutusesimerkkiä voidaan käyttää esimerkiksi kun halutaan tutkia ja optimoida prosessia, tai esim. tutkia muiden kuin jo aiemmin kalibroitujen puumateriaalien optimaalista kuivausta tai 15 käyttäytymistä tutkittavassa prosessissa. Samoin voidaan testata ja monitoroida halkeamien etenemistä tai koon muutoksia varastoinnissa tai erilaissa olosuhteissa, joita voidaan muuttaa myös syklisesti. Menetelmää voidaan soveltaa myös tutkimuskäytössä, esim, syklisissä väsymiskokeissa tai 20 virumistutkimuksissa.In the exemplary embodiment, the method functions similarly to Examples 1-8 or 11-32 and also refers to Figures 1-2, but in this embodiment, the control connection to the classification system is missing. Thus, in this Example 10, the method works solely to monitor cracking and to output measured values to the monitoring device. This embodiment can be used, for example, to study and optimize a process, or, for example, to investigate the optimal drying or behavior of non-previously calibrated wood materials in the process being studied. Likewise, crack propagation or size changes under storage or under various conditions, which can also be cyclically modified, can be tested and monitored. The method can also be applied in research applications, e.g., cyclic fatigue tests or creep tests.

Esimerkki 10. KontrollointimenetelmäExample 10. Control Method

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-8 tai 11-32 ja viitataan myös kuviin 1-2, mutta tässä sovelluksessa monitorointisysteemi puuttuu. Näin ollen 25 menetelmä toimii tässä esimerkissä pelkästään luokittelijana.In the exemplary embodiment, the method functions similarly to Examples 1-8 or 11-32 and also refers to Figures 1-2, but the monitoring system is absent in this embodiment. Thus, in this example, method 25 serves only as a classifier.

Tätä toteutusesimerkkiä voidaan käyttää esimerkiksi rutiiniprosesseissa.This embodiment can be used, for example, in routine processes.

Esimerkki 11. PuristuskuivaussovellusExample 11. Compression Drying Application

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin 30 esimerkeissä 1-10 tai 13-32 ja viitataan kuviin 1-2. TässäIn the exemplary embodiment, the method functions similarly to that of Examples 1-10 or 13-32 and refers to Figures 1-2. Here

20150297 prh 07-01- 2019 esimerkissä menetelmä on kytketty määrittämään puristekuivausprosessin aikana puuhun muodostuvia halkeamia, joihin vaikuttaa kuivumisen/kuivauksen lisäksi myös puuhun kohdistuva puristusvoima. Menetelmällä voidaan määrittää prosessissa syntynyt halkeilu mittaamalla modifioidut lankut ennen ja jälkeen prosessin.In the example 20150297 prh 07-01-20199, the method is coupled to determine cracks in wood during the compression drying process, which are affected not only by drying / drying but also by the compression force exerted on the wood. The method can be used to determine cracking in a process by measuring modified planks before and after the process.

Esimerkki 12. LämpökäsittelysovellusExample 12. Heat treatment application

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-10 tai 14-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Tässä 10 esimerkissä menetelmä on kytketty määrittämään lämpökäsittelyprosessin aikana puuhun muodostuvia halkeamia, joihin vaikuttaa mm. lämpökäsittelyn voimakkuus. Menetelmällä voidaan määrittää prosessissa syntynyt halkeilu mittaamalla modifioidut lankut ennen ja jälkeen prosessin.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-10 or 14-32 and also refers to Figures 1-2. In this 10 examples, the method is coupled to determine cracks in the wood during the heat treatment process, which are affected e.g. intensity of heat treatment. The method can be used to determine cracking in a process by measuring modified planks before and after the process.

Esimerkki 13. Muut puun modifiointisovelluksetExample 13. Other wood modification applications

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-10 tai 14-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Tässä puun kuivaus ja/tai modifiointimenetelmänä on esimerkiksi molekylaarinen kapillaarikuivaus, kemiallinen ja/tai biologinen modifiointi, kyllästyskäsittely, öljykäsittely ja/tai pinnan käsittely. Menetelmällä voidaan määrittää prosessissa syntynyt halkeilu mittaamalla modifioidut lankut ennen ja jälkeen prosessin.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-10 or 14-32 and also refers to Figures 1-2. Herein, the wood drying and / or modification method includes, for example, molecular capillary drying, chemical and / or biological modification, impregnation treatment, oil treatment and / or surface treatment. The method can be used to determine cracking in a process by measuring modified planks before and after the process.

Esimerkki 14. Eri puutuotesovelluksetExample 14. Various wood product applications

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-13 tai 15-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Tässä esimerkissä mitattava kohde ei ole lankku, vaan menetelmää voidaan soveltaa myös muun tyyppisille puutuotteille tai puupohjaisille tuotteille kuten liimatut puutuotteet, hirret,In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-13 or 15-32 and also refers to Figures 1-2. In this example, the object to be measured is not plank, but the method can also be applied to other types of wood or wood-based products such as glued wood, logs,

20150297 prh 07-01- 2019 pyöreät puut, eri muotoihin leikatut puukappaleet, puumuovikomposiitit sekä kerrosrakenteet.20150297 prh 07-01-2019 round wood, cut to various shapes, wood plastic composites and sandwich structures.

Esimerkki 15. Liimatut puutuotteetExample 15. Glued wood products

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin 5 esimerkeissä 1-14 tai 16-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Tässä esimerkissä mitattava kohde ei ole lankku, vaan kohde sisältää liimasauman. Tässä tapauksessa menetelmää voidaan käyttää puun sisäisten halkeamien erottamiseen liimavioista, jolloin sekä liimaviat että sisäinen halkeilu voidaan määrittää tarkemmin 10 kuin jos käytetään tunnettua menetelmää liimavikojen havaitsemiseen.In the exemplary embodiment, the method works in a manner similar to that of Examples 1-14 or 16-32 and also refers to Figures 1-2. In this example, the object to be measured is not plank, but the object contains an adhesive seam. In this case, the method can be used to separate the internal cracks of the wood from the glue stacks, whereby both the glue defects and the internal crack can be more accurately determined than if a known method for detecting glue defects is used.

Esimerkki 16. PuukomponenttilinjamittausExample 16. Wood component line measurement

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-15 tai 17-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Tässä 15 esimerkissä menetelmä on kytketty määrittämään halkeilua komponenttilinjalla, jossa tuotetaan komponentteja eri tuotteisiin. Tuote voi olla esim, liimajatkettu sahatavara, jolloin tuotantolinjalla voidaan automaattisesti hylätä sisähalkeilleet kappaleet ja kappaleiden osat vastaavasti kuin 20 poistetaan oksat.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-15 or 17-32 and also refers to Figures 1-2. In this 15 examples, the method is coupled to determine cracking on a component line that produces components for different products. The product may be, for example, glued sawn lumber, whereby the production line may automatically discard the internally split pieces and parts of parts as the branches are removed.

Esimerkki 17. Staattinen mittausExample 17. Static measurement

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-15 tai 18-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Tässä esimerkissä menetelmä on kytketty määrittämään halkeilua 25 paikallaan olevasta puusta (5), jolloin menetelmällä voidaan määrittää halkeilu mittauskohdilta. Siirtämällä antureita (14) voidaan arvioida esimerkiksi halkeaman kokoa pituus- ja leveyssuunnassa sekä määrittää mitattavan kohteen kokonaishalkeilu manuaalisesti skannaamalla ja/tai käyttämällä 30 esimerkiksi robottitekniikkaa.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-15 or 18-32 and also refers to Figures 1-2. In this example, the method is coupled to determine cracking from a stationary tree (5), whereby the method can determine cracking from measurement points. By moving the sensors (14), it is possible, for example, to estimate the size of the crack in the longitudinal and width directions and to determine the total cracking of the object to be measured manually by scanning and / or using, for example, robotics.

Esimerkki 18. Puurakenteiden mittausExample 18. Measurement of wooden structures

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-17 tai 19-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Tässä esimerkissä menetelmä on kytketty määrittämään halkeilua 5 paikallaan olevasta puurakenteesta (5), jolloin menetelmällä voidaan määrittää halkeilu mittauskohdilta. Siirtämällä antureita (1-4) voidaan arvioida esimerkiksi halkeaman kokoa pituus- ja leveyssuunnassa sekä määrittää mitattavan kohteen kokonaishalkeilu manuaalisesti skannaamalla ja/tai käyttämällä 10 esimerkiksi robottitekniikkaa.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-17 or 19-32 and also refers to Figures 1-2. In this example, the method is coupled to determine cracking 5 from a stationary wood structure (5), wherein the method can determine cracking from measurement points. By moving the sensors (1-4), it is possible, for example, to estimate the crack size in the longitudinal and width directions, and to determine the total cracking of the object to be measured manually by scanning and / or using, for example, robotics.

Esimerkki 19. Liimapalkkien mittausExample 19. Measurement of Adhesive Beams

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-18 tai 20-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Tässä esimerkissä menetelmä on kytketty määrittämään halkeilua 15 liimapuupalkkirakenteesta (5), jolloin menetelmällä voidaan määrittää halkeilu mittauskohdilta ja siirtämällä antureita (1-4) voidaan arvioida esimerkiksi halkeaman kokoa pituus- ja leveyssuunnassa sekä määrittää mitattavan kohteen kokonaishalkeilu esimerkiksi manuaalisesti skannaamalla ja/tai 20 käyttämällä esimerkiksi robottitekniikkaa.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-18 or 20-32 and also refers to Figures 1-2. In this example, the method is coupled to determine cracking from the glued beam structure (5), whereby the method can determine cracking from the measurement points and move sensors (1-4) to estimate, for example, the size of the crack in longitudinal and width robot technology.

Esimerkki 20. MonisensorisovellusExample 20. Multi-sensor application

20150297 prh 07-01- 201920150297 prh 07-01-2019

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-19 tai 21-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Tässä esimerkissä menetelmään on liitetty esimerkiksi sähkömagneettinen menetelmä radioaalto-, mikroaalto-, kuten optinen, sähköinenIn the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-19 or 21-32 and also refers to Figures 1-2. In this example, for example, the method is associated with an electromagnetic method using radio, microwave, such as optical, electric

IR-, NIR-, impedanssi-, röntgen- tai gammamittaus määrittämään muita lankun ominaisuuksia kuten kosteutta, tiheyttä, oksaisuutta, vinosyisyyttä, sydän/pintapuuosuutta ja/tai nuorpuuosuutta. Näin menetelmää voidaan edelleen tarkentaa koska käytettävä rinnakkaismenetelmä ei ole herkkä halkeilulle ja näin ollen voidaan erittäin tehokkaasti eliminoida virhemittauksia, jotka on aiheuttanut muu vika kuin halkeilu.IR, NIR, impedance, X-ray or gamma measurement to determine other properties of the plank such as moisture, density, oxicity, skewness, heart / surface and / or juvenile. In this way, the method can be further refined, since the parallel method used is not sensitive to cracking and thus it is very efficient to eliminate error measurements caused by a failure other than cracking.

Esimerkki 21. DimensiomittausExample 21. Dimensional measurement

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin 5 esimerkeissä 1-20 tai 22-32 ja viitataan myös kuviin 1-2.In the exemplary embodiment, the method works similarly to 5 in Examples 1-20 or 22-32 and also refers to Figures 1-2.

Samalla kun tehdään halkeilumittaus, voidaan määrittää mitattavan kohteen dimensiot heijastusmittauksina. Heijastunut pulssi voidaan määrittää sekä lähettävillä, että läpimittauksessa vastaanottavilla anturilla, jolloin 10 etäisyysmääritys voidaan tehdä kaikilta neljältä sivulta.While performing a crack measurement, the dimensions of the object to be measured can be determined as reflection measurements. The reflected pulse can be determined by both the transmitting and the transmitting receiving transducers, whereby a distance determination can be made on all four sides.

Lähettävän anturin tapauksessa kyseessä on normaali heijastusmittaus, läpimittauksessa vastaanottavalla anturilla mittaussignaalista voidaan määrittää toinen purske, joka on läpimenneen signaalin toinen heijastus lankun pinnasta.In the case of the transmitting transducer, this is a normal reflection measurement, the transducing transducer being used to determine a second burst of the measurement signal, which is the second reflection of the transmitted signal from the surface of the plank.

Tarkkaan dimensiomittaukseen tarvitaan erillinen ilman lämpötilan ja kosteuden mittaus mikäli olosuhteet mittauspaikalla vaihtelevat suuresti.Separate measurement of air temperature and humidity is required for accurate dimensional measurements if the conditions at the measuring site vary greatly.

20150297 prh 07-01- 201920150297 prh 07-01-2019

Esimerkki 22. Lankun muotovikojen määritysExample 22. Determination of plank shape defects

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin 20 esimerkeissä 1-21 tai 23-32 ja viitataan myös kuviin 1-2.In the exemplary embodiment, the method operates similarly to Example 1-21 or 23-32 and also refers to Figures 1-2.

Samalla kun tehdään halkeilumittaus ja vastaavasti kuin voidaan tehdä dimensiomittaus, voidaan määrittää mitattavan kohteen muotoviat kuten vajaasärmä, kierous, lape- ja syrjävääryys sekä kupertuminen heijastusmittauksina. Mikäli 25 muotovika on huomattava, muotovikamittaus voidaan toteuttaa kuten esimerkissä 21.At the same time as the crack measurement and similarly to the dimensional measurement, the shape defects of the object to be measured, such as imperfection, twist, blade and discontinuity, and curvature as reflection measurements can be determined. If the shape defect 25 is significant, the shape defect measurement can be performed as in Example 21.

Esimerkki 23. Muotovikaisen lankun halkeilun määritysExample 23. Determination of cracking of deformed plank

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-22 tai 24-32 ja viitataan myös kuviin 1-2.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-22 or 24-32 and also refers to Figures 1-2.

Voimakkaasti muotovikaisen lankun halkeilun määritys on haasteellista, koska muotovikojen vuoksi kohteen pinnat eivät välttämättä ole oikeassa asennossa lähettäviin ja vastaanottaviin antureihin nähden. Tässä tapauksessa lankkua voidaan ohjata esim, neljällä rullalla (kaksi yläpuolella ja 5 alapuolella ennen ja jälkeen mittauskohdan) siten, että kohteen pintojen riittävä kulman asento antureihin nähden toteutuu mittauskohdalla.Determining the cracking of a severely deformed plank is challenging because, due to deformations, the target surfaces may not be correctly positioned relative to the transmitting and receiving sensors. In this case, the plank can be guided, for example, by four rollers (two above and below 5 before and after the measuring point) such that a sufficient angular position of the target surfaces relative to the sensors is achieved at the measuring point.

Esimerkki 24. KalibrointimenetelmäExample 24. Calibration Method

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-23 tai 25-32 ja viitataan myös kuviin 1-2.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-23 or 25-32 and also refers to Figures 1-2.

Menetelmä voidaan kalibroida jatkuvatoimisesti mittaamalla pelkkää ilmaa silloin kun mitattavaa kohdetta ei ole antureiden kohdalla. Näin voidaan määrittää referenssiarvot kullekin käytetylle ultraääniparametrille ja samalla ottaa huomioon 15 olosuhteiden muuttuminen pitkäaikaisen mittauksen aikana.The method can be calibrated continuously by measuring only air when there is no object to be measured. In this way, reference values can be determined for each ultrasound parameter used, while taking into account changes in conditions during long-term measurement.

Esimerkki 25. Automaattinen mittaus eri dimensioilleExample 25. Automatic measurement for different dimensions

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-24 tai 26-32 ja viitataan myös kuviin 1-2.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-24 or 26-32 and also refers to Figures 1-2.

Menetelmällä voidaan määrittää lankun paikka ja dimensio jatkuvatoimisesti, kuten esimerkissä 21 (Dimensiomittaus).The method can be used to determine the position and dimension of the plank continuously, as in Example 21 (Dimension Measurement).

20150297 prh 07-01- 201920150297 prh 07-01-2019

Näin ollen halkeilun määritysmenetelmässä voidaan jatkuvatoimisesti käyttää aiemmin määritettyä sopivaa analysointialgoritmia kullekin dimensiolle.Thus, a suitable analysis algorithm previously defined for each dimension can be continuously used in the crack detection method.

Esimerkki 26. Yksianturinen heijastus- ja läpimittausExample 26. Single sensor reflection and diameter

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-25 tai 27-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Menetelmää voidaan soveltaa myös niin, että vastaanottavan anturin paikalla on heijastin, joka heijastaa kohteen läpi menneen signaalin haluttuun suuntaan, josta signaali voidaan heijastimen/heijastimien avulla heijastaa takaisin lähettävälle anturille ilmakytkentäisenä, jolloin samalla anturilla voidaan toteuttaa heijastus- ja läpimittaus.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-25 or 27-32 and also refers to Figures 1-2. The method may also be adapted to include a reflector in place of the receiving sensor, which reflects the signal passed through the target in the desired direction, from which the signal can be reflected back to the transmitting sensor by means of the reflector (s).

Esimerkki 27. Kapasitiivisten ultraääniantureiden sovellusExample 27. Application of Capacitive Ultrasonic Sensors

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-26 tai 28-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Menetelmää voidaan soveltaa myös niin, että lähettävän ja/tai vastaanottavan anturin (1-4) paikalla on kapasitiivinen tai muunlainen ultraäänianturi.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-26 or 28-32 and also refers to Figures 1-2. The method may also be adapted so that a transmitting and / or receiving transducer (1-4) is provided with a capacitive or other type of ultrasonic transducer.

Esimerkki 28. MatriisianturisovellusExample 28. Matrix Sensor Application

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-27 taiIn the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-27 or

29-32 ja viitataan myös kuviin29-32 and also refer to the figures

1-2 .1-2.

Menetelmää voidaan soveltaa myös niin, että lähettävän/lähettävien j a/tai vastaanottavan/vastaanottavien anturin/anturien paikalla on matriisianturi, jolla voidaan tehdä useita mittauksia eri kohdista tutkittavaa kohdetta.The method can also be applied so that a transmitting / transmitting and / or receiving / receiving transducer (s) is provided with a matrix transducer which can make multiple measurements at different locations of the subject being studied.

Matriisianturi voidaan toteuttaa esimerkiksi kapasitiiviseen sensoritekniikkaan perustuen.The matrix sensor can be implemented, for example, based on capacitive sensor technology.

Esimerkki 29. Vaihto-anturisovellusExample 29. Replacement Sensor Application

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-28 taiIn the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-28 or

30-32 ja viitataan myös kuviin30-32 and also refer to the figures

1-2 .1-2.

20150297 prh 07-01- 201920150297 prh 07-01-2019

Menetelmää voidaan soveltaa myös niin, että lähettävän/lähettävien anturin/anturien (1-4) lähettimistä lähettimiä ja läheisyydestä molempiin tarkentaa tulee ja/tai vastaanottavan/vastaanottavien funktio muutetaan päinvastaisiksi eli vastaanottimia ja vastaanottimista mittaukset tehdään samasta paikasta ja/tai siten, että ultraäänipurskeen eteneminen suuntiin analysoidaan. Näin voidaan edelleen mittausta.The method can also be applied in that the transmitters of the transmitting transducer (s) (1-4) become more focused and / or the function of the transmitting transducer (s) is reversed, i.e. the transmitters and transmitters are measured at the same location and / or directions are analyzed. This allows for further measurement.

Esimerkki 30. MonivastaanotinsovellusExample 30. Multi-receiver application

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-29 tai 31-32 ja viitataan myös kuviin 1-2. Menetelmää voidaan soveltaa myös niin, että lähettävän ja/tai vastaanottavan anturin (1-4) paikalla on yhden anturin sijasta 5 kaksi tai useampi anturi. Asettamalla anturit (1-4) sopivassa kulmassa ja suhteessa toisiinsa, voidaan edelleen tarkentaa ja nopeuttaa mittausta koska saadaan mitattua yhtä aikaa kahdesta kohtaa puutavaraa. Tämä on hyödyllistä erityisesti nopeassa linj amittauksessa.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-29 or 31-32 and also refers to Figures 1-2. The method may also be applied such that two or more sensors are located in place of the transmitting and / or receiving sensor (1-4) instead of one sensor. By positioning the sensors (1-4) at an appropriate angle and relative to each other, the measurement can be further refined and accelerated, since it is possible to simultaneously measure two points of timber. This is especially useful for fast line mapping.

Esimerkki 31. LujuusmittausExample 31. Strength Measurement

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissä 1-30 tai 32 ja viitataan myös kuviin 1-2.In the exemplary embodiment, the method works similarly to Examples 1-30 or 32 and also refers to Figures 1-2.

Menetelmää voidaan soveltaa myös lujuusmittaukseen niin, että analysoidaan puuaineen elastiset ominaisuudet niiltä 15 paikoilta, joissa ei ole halkeilua tai muita sisäisiä vikoja.The method can also be applied to strength measurement by analyzing the elastic properties of the wood material at the 15 locations free from cracking or other internal defects.

Yhdistämällä tähän tietoon mittaukset halkeilleilta sekä muiden vikojen kohdalta, voidaan puun lujuutta arvioida aiempaa tarkemmin.By combining this information with measurements from cracks and other defects, the strength of the wood can be further assessed.

Esimerkki 32. Monisensorisovellus luj uusmittaukseenExample 32. Multisensor application for high strength new measurement

Toteutusesimerkissä menetelmä toimii vastaavasti kuin esimerkeissäIn the embodiment, the method works similarly to the examples

1-31 ja viitataan myös kuviin1-31 and also refer to the figures

1-2 .1-2.

Tässä esimerkissä menetelmään onIn this example, the method is

20150297 prh 07-01- 2019 liitetty esimerkiksi sähkömagneettinen menetelmä radioaalto-, mikroaalto-, kuten optinen, sähköinen20150297 prh 07-01-20199 attached for example electromagnetic method of radio wave, microwave, such as optical, electric

IR-, NIR-, impedanssi-, röntgen- tai gammamittaus määrittämään muita lankun ominaisuuksia kuten kosteutta, tiheyttä, oksaisuutta, vinosyisyyttä, sydän/pintapuuosuutta luj uusmittausmenetelmää tarkentaa, koska näin määrittää hyvin tarkasti.IR, NIR, impedance, X-ray or gamma measurement to determine other properties of the plank, such as moisture, density, oxicity, skewness, heart / surface area, and the rigid measurement method, because this determines very precisely.

j a/tai nuorpuuosuutta.and / or the proportion of young trees.

(Esimerkki 31) voidaan voidaan esimerkiksi puun(Example 31) can be, for example, wood

Näin edelleen kosteusI still see moisture

Keksintöä ei rajata edellä esitettyihin sovellusesimerkkeihin, vaan se ja sen toteutukset voivat vaihdella patenttivaatimuksien muodostaman suojapiirin puitteissa.The invention is not limited to the above exemplifying embodiments, but may vary within the scope of the claims.

Claims (6)

Patentkrav:Claim: 1. Förfarande för att bestämma sprickbildning i virke, kännetecknat av att en genomskäming i virket mäts med ultraljud med luftkopplade ultraljudssensorer (14) som placerats pä motsatta sidor av virket i en vinkel pä 0,2-25 grader i förhällande till normalen mot ytan och pä samma sida av genomskämingsplanet, med vilka en ultraljudssignal som fortplantar sig i virket (5) sänds och tas emot i minst tvä olika riktningar pä minst tvä olika frekvenser, och parametrar som bestämmer sprickbildningen i virket oberoende av sprickans riktning beräknas utgäende frän mätningarna, och att resultaten används för monitorering av virkets kvalitet och/eller styrning av en produktionsprocess.Method for determining cracking in timber, characterized in that an intersection of the timber is measured by ultrasound with air-coupled ultrasonic sensors (14) positioned on opposite sides of the timber at an angle of 0.2-25 degrees relative to the normal to the surface and on the same side of the intersection plane, by which an ultrasonic signal propagating in the timber (5) is transmitted and received in at least two different directions at at least two different frequencies, and parameters determining the crack formation in the timber regardless of the direction of the crack are calculated from the measurements, and that the results are used for monitoring the quality of the timber and / or controlling a production process. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att ultraljudssensorema kan placeras sä att virket (5) som ska mätäs kan föras mellan, ovanför eller nedanför och/eller vid sidan av sensorerna (1-4), vilket möjliggör funktionen som linjemätning.Method according to claim 1, characterized in that the ultrasonic sensors can be placed so that the wood (5) to be measured can be passed between, above or below and / or alongside the sensors (1-4), which enables the function as a line measurement. 3. Förfarande enligt patentkraven 1-2, kännetecknat av att sprickorna kan bestämmas tili och med vid industriella linjehastigheter i hela virket (5) genom att föra det i tvär- eller längdriktningen och/eller genom att förflytta sensorerna (1-4) och/eller genom att använda en sensormatris och/eller flera sensorer.Method according to claims 1-2, characterized in that the cracks can be determined at industrial line speeds throughout the wood (5) by passing it in the transverse or longitudinal direction and / or by moving the sensors (1-4) and / or by using a sensor matrix and / or multiple sensors. 4. Förfarande enligt patentkraven 1-3, kännetecknat av att en dimensionsmätning och/eller vankantsmätning som bestämts genom reflexionsmätning kan utnyttjas vid automatisk bestämning av sprickbildningen i virkesvaror av olika dimensioner.Method according to claims 1-3, characterized in that a dimensional measurement and / or edge measurement determined by reflection measurement can be used in automatic determination of the crack formation in wood products of different dimensions. 5. Förfarande enligt patentkraven 1-4, kännetecknat av att andra förfaranden som inte är känsliga för sprickbildning kan användas vid mätningen och denna mätinformation som är oberoende av ultraljudsmätningen kan utnyttjas.Method according to claims 1-4, characterized in that other methods which are not sensitive to cracking can be used in the measurement and this measurement information which is independent of the ultrasonic measurement can be used. 6. Förfarande enligt patentkraven 1-5, kännetecknat av att mätningen kan kalibreras kontinuerligt genom att mätä de ultraljudssignaler som fortplantat sig genom ett standardföremäl och/eller luften.Method according to claims 1-5, characterized in that the measurement can be continuously calibrated by measuring the ultrasonic signals propagated through a standard object and / or the air.
FI20150297A 2015-10-26 2015-10-26 Method for quick sampling to determine crack formation in wood on a production line using contactless ultrasound FI127964B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20150297A FI127964B (en) 2015-10-26 2015-10-26 Method for quick sampling to determine crack formation in wood on a production line using contactless ultrasound
PCT/FI2016/050737 WO2017072405A1 (en) 2015-10-26 2016-10-19 Method for determining cracking of wood

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20150297A FI127964B (en) 2015-10-26 2015-10-26 Method for quick sampling to determine crack formation in wood on a production line using contactless ultrasound

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20150297A FI20150297A (en) 2017-04-27
FI127964B true FI127964B (en) 2019-06-14

Family

ID=58629805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20150297A FI127964B (en) 2015-10-26 2015-10-26 Method for quick sampling to determine crack formation in wood on a production line using contactless ultrasound

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI127964B (en)
WO (1) WO2017072405A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3047741A1 (en) 2018-07-12 2020-01-12 Boa-Franc S.E.N.C. Method of making wood flooring boards
WO2024056934A1 (en) * 2022-09-14 2024-03-21 Avant Wood Oy Method and apparatus for controlling a modification process of hygroscopic material
CN117537694A (en) * 2023-12-27 2024-02-09 南通市通州区惠通塑木制品有限公司 Appearance flatness detection device for wood board processing

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE388388T1 (en) * 1997-06-19 2008-03-15 Mahesh C Bhardwaj ULTRASONIC TRANSDUCER FOR HIGH TRANSDUCTION IN GASES AND METHOD FOR NON-CONTACT ULTRASONIC TRANSMISSION IN SOLID MATERIALS
US6684704B1 (en) * 2002-09-12 2004-02-03 Psiloquest, Inc. Measuring the surface properties of polishing pads using ultrasonic reflectance
FR2934686B1 (en) * 2008-08-01 2013-01-18 Eads Europ Aeronautic Defence METHOD AND DEVICE FOR NON - DESTRUCTIVE ULTRASONIC CONTROL WITH AIRCRAFT COUPLING OF A STRUCTURE.
EP2745107A1 (en) * 2011-08-17 2014-06-25 EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Air coupled ultrasonic contactless method for non-destructive determination of defects in laminated structures

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017072405A1 (en) 2017-05-04
FI20150297A (en) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2005201049B2 (en) Methods for quantitatively determining lengthwise shrinkage in wood products
US7814799B2 (en) Method for the determination of the stresses occurring in wood when drying
Sanabria et al. Air-coupled ultrasound as an accurate and reproducible method for bonding assessment of glued timber
FI127964B (en) Method for quick sampling to determine crack formation in wood on a production line using contactless ultrasound
US7066007B2 (en) Systems and methods for predicting the bending stiffness of wood products
EA011414B1 (en) Means and method for classifying logs
JP2011017565A (en) Optical quality evaluation method of wood
Sanabria et al. Novel slanted incidence air-coupled ultrasound method for delamination assessment in individual bonding planes of structural multi-layered glued timber laminates
US20080295602A1 (en) Method and System for Sorting Green Lumber
JP2011521232A5 (en)
Tiitta et al. Predicting the bending properties of air dried and modified Populus tremula L. wood using combined air-coupled ultrasound and electrical impedance spectroscopy
Dündar et al. European wood NDT & NDE research and practical applications
Gaspar et al. Evaluation of glue line shear strength of laminated timber structures using block and core type specimens
EP2914959B1 (en) Method and system for automatic determination of timber quality in frozen or unfrozen condition
US6684705B1 (en) Roller mechanism using an array of ultrasound elements to interrogate wood properties
Tomppo Novel applications of electrical impedance and ultrasound methods for wood quality assessment
Schafer Ultrasound for defect detection and grading in wood and lumber
RU2449265C1 (en) Method and apparatus for determining wood density
Divףs et al. Defect detection in timber by stress wave time and amplitude
CN117110436B (en) High-speed continuous on-line detection equipment and method for strength grade of laminated wood plate
JP2009097890A (en) Non-destructive inspection method and apparatus of glulam for structure
Sanabria et al. Bonding defect imaging in glulam with novel air-coupled ultrasound testing
CN1645130A (en) Woods and wooden composite material shearing modulus non destructive checkers
Plinke Nondestructive testing of finger-jointed structural timber: Overview of possible methods, results of preliminary evaluations, and possibilities for industrial implementation
Žukauskas et al. Investigation of the quality of the surface of wood lamellas using air-coupled ultrasonic technique

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 127964

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B