無損檢測（ Non Destructive Testing 或 Non Destructive Evaluation ，簡稱 NDT 或 NDE ），又稱非破壞性檢測，是利用材料的不同物理力學或化學性質(zhì)在不破壞目標物體內(nèi)部及外觀結(jié)構(gòu)與特性的前提下，對目標物體相關(guān)特性（如形狀、位移、應力、光學特性、流體性質(zhì)、力學性質(zhì)等）進行測試與檢驗，尤其是對各種缺陷的測量 [1] 。無損檢測的特點是既不破壞材料的原有特性，而且能在短時間內(nèi)獲得期望的結(jié)果，以便操作人員迅速作出判斷，有利于連續(xù)生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率，還有利于作出正確的決策。
木材是天然生長的植物材料，與各向同性材料如金屬、玻璃、塑料、陶瓷制品等有著巨大的不同，具有形狀不規(guī)則性及變異性和各向異性的特點，因而對木材及其制品的無損檢測有其獨特性，也有著許多困難。盡管如此，木材無損檢測技術(shù)經(jīng)過 40 多年的發(fā)展，已取得很大的成就，在木材分等、木材水分測定、干燥控制、溫濕度測定、強度與彈性模量、木材缺陷的檢測等方面得到了廣泛的應用 [1-5] 。為提高我國木材保護技術(shù)水平，本文對無損檢測技術(shù)在木材保護中的應用進行介紹。
1. 無損檢測在木材保護中的主要用途
1.1 木材含水率無損檢測
木材含水率是影響與決定木材使用的重要指標，對古建筑木構(gòu)件，含水率更具有重要意義。一般地，木構(gòu)件含水含水率過高，則意味著古建筑木構(gòu)件發(fā)生病蟲害的可能性增大，必須引起重視。
常用的木材含水率無損檢測儀器有根據(jù)直流電、高頻電流、介電常數(shù)、微波、紅外線等原理開發(fā)制造的儀器，這些設備目前國內(nèi)外產(chǎn)品種類較多，其中國內(nèi)產(chǎn)儀器價格較便宜。
1.2 古建筑木結(jié)構(gòu)部件的現(xiàn)場檢測
古建筑木結(jié)構(gòu)維修和保護，不能破壞原有木構(gòu)件，就需要采用無損檢測技術(shù)對其木結(jié)構(gòu)安全進行評價，通過無損檢測為在維修前進行設計與確定維修或更換木構(gòu)件等工作，提供有力的證據(jù)。這也是無損檢測的一個重要應用，主要檢測木構(gòu)件的殘余強度和木構(gòu)件內(nèi)部缺陷 , 為木結(jié)構(gòu)建筑的可靠性、安全性和使用壽命做出評價。
1.3 古樹名木的健康狀況評價
古樹名木不僅是重要的自然資源和景觀，也已成為重要的文化遺產(chǎn)，得到世界各國政府的重視與保護。為加強古樹名木的保護，必須對古樹內(nèi)部缺陷在不破壞其生長和引起新的災害的條件下進行檢測，這就需要應用無損檢測技術(shù)，這也是目前美國、歐洲和日本等發(fā)達國家對城市樹木進行保護必須采用的重要技術(shù) 。
2. 木材保護中常用的無損檢測技術(shù)
2.1 肉眼觀察
最簡單和最古老至今仍在使用的無損檢測方法就是肉眼觀察，可幫助對無損檢測結(jié)果進行判別和驗證。如對產(chǎn)品和組成成分的變化等需要做出判斷時，就需要肉眼觀察和識別，采用的辦法包括對破裂碎片、機械破壞、后期腐朽和嚴重的蟲蛀等情況的進行仔細觀察和分析。根據(jù)肉眼觀察判斷的結(jié)果確定檢測部件或產(chǎn)品的優(yōu)劣與是否合格或淘汰。
2.2 近似無損檢測的辦法
近似無損檢測的方法常和肉眼觀察聯(lián)合使用。這些方法包括：
① 用錘子敲擊來判斷柱子或原木有無空洞或腐朽；
② 用刀子刮樹皮，檢查木材表面硬度，根據(jù)硬度的大小初步判斷腐朽程度；
③ 鉆取木芯來檢測木材內(nèi)部的腐朽；
④ 使用木材阻力測定儀（如阻抗圖波儀）測定木材內(nèi)部腐朽。
采用近似無損檢測方法可以幫助肉眼觀察獲得更多的信息，如用生長錐木芯可以判斷腐朽深度和大小。
目前我國古建筑維修和古樹保護中，主要采用肉眼觀察和用錘子敲擊來判斷木結(jié)構(gòu)部件有無空洞或腐朽，然后確定這些木構(gòu)件是否更換。
2.3 聲應力波
聲應力波是最常用的古建筑木結(jié)構(gòu)安全評價的無損檢測方法。聲應力波是通過沖擊或用給定的應力使其產(chǎn)生振動，但目前主要采用的是沖擊產(chǎn)生振動的方法。
聲應力波方法常采用測定聲傳播速度或測定振動波譜的方法來進行分析。
對木構(gòu)件常用測定聲速來計算木構(gòu)件的殘余動彈性模量，因為聲速測定簡便易行，其計算公式為：
E=DV 2
其中 E—— 是木材動彈性模量； D—— 木材密度； V—— 聲應力波速度
利用應力波測定殘余動彈性模量需要檢測木材密度，而密度測定必須在現(xiàn)場采樣，然后在實驗室進行測定。
當木材發(fā)生腐朽或蟲蛀時，垂直于木材紋理方向的傳播速度急速增加。一般地，當應力波傳播速度增加 30% 時，就意味著木材強度損失已達到 50% ；當應力波傳播速度增加 50% 時，就意味著木材遭到了嚴重損害；橫向（徑向或弦向）是探測腐朽的途徑。
健康材應力波的傳播速度是進行無損檢測判斷分析木材是否腐朽以及縱向傳播速度的重要依據(jù)和參考， 部分樹種的應力波傳播速度如 表 1 所示。
還可以選擇測定聲應力波振動波譜的的方法，基本能克服檢測傳播速度帶來的缺點，這是因為：聲應力波波譜能提供被檢測材料所有的條件和特征，還可以從其波譜中選取多個變量，如能量、主頻率、頻率位移等，以及多個無損檢測參數(shù)可提供同破壞性質(zhì)相關(guān)的相關(guān)聯(lián)系；還可選擇與環(huán)境關(guān)系（溫度、水分、邊界條件）不大的變量進行檢測。
木材是天然生長的植物材料，與各向同性材料如金屬、玻璃、塑料、陶瓷制品等有著巨大的不同，具有形狀不規(guī)則性及變異性和各向異性的特點，因而對木材及其制品的無損檢測有其獨特性，也有著許多困難。盡管如此，木材無損檢測技術(shù)經(jīng)過 40 多年的發(fā)展，已取得很大的成就，在木材分等、木材水分測定、干燥控制、溫濕度測定、強度與彈性模量、木材缺陷的檢測等方面得到了廣泛的應用 [1-5] 。為提高我國木材保護技術(shù)水平，本文對無損檢測技術(shù)在木材保護中的應用進行介紹。
1. 無損檢測在木材保護中的主要用途
1.1 木材含水率無損檢測
木材含水率是影響與決定木材使用的重要指標，對古建筑木構(gòu)件，含水率更具有重要意義。一般地，木構(gòu)件含水含水率過高，則意味著古建筑木構(gòu)件發(fā)生病蟲害的可能性增大，必須引起重視。
常用的木材含水率無損檢測儀器有根據(jù)直流電、高頻電流、介電常數(shù)、微波、紅外線等原理開發(fā)制造的儀器，這些設備目前國內(nèi)外產(chǎn)品種類較多，其中國內(nèi)產(chǎn)儀器價格較便宜。
1.2 古建筑木結(jié)構(gòu)部件的現(xiàn)場檢測
古建筑木結(jié)構(gòu)維修和保護，不能破壞原有木構(gòu)件，就需要采用無損檢測技術(shù)對其木結(jié)構(gòu)安全進行評價，通過無損檢測為在維修前進行設計與確定維修或更換木構(gòu)件等工作，提供有力的證據(jù)。這也是無損檢測的一個重要應用，主要檢測木構(gòu)件的殘余強度和木構(gòu)件內(nèi)部缺陷 , 為木結(jié)構(gòu)建筑的可靠性、安全性和使用壽命做出評價。
1.3 古樹名木的健康狀況評價
古樹名木不僅是重要的自然資源和景觀，也已成為重要的文化遺產(chǎn)，得到世界各國政府的重視與保護。為加強古樹名木的保護，必須對古樹內(nèi)部缺陷在不破壞其生長和引起新的災害的條件下進行檢測，這就需要應用無損檢測技術(shù)，這也是目前美國、歐洲和日本等發(fā)達國家對城市樹木進行保護必須采用的重要技術(shù) 。
2. 木材保護中常用的無損檢測技術(shù)
2.1 肉眼觀察
最簡單和最古老至今仍在使用的無損檢測方法就是肉眼觀察，可幫助對無損檢測結(jié)果進行判別和驗證。如對產(chǎn)品和組成成分的變化等需要做出判斷時，就需要肉眼觀察和識別，采用的辦法包括對破裂碎片、機械破壞、后期腐朽和嚴重的蟲蛀等情況的進行仔細觀察和分析。根據(jù)肉眼觀察判斷的結(jié)果確定檢測部件或產(chǎn)品的優(yōu)劣與是否合格或淘汰。
2.2 近似無損檢測的辦法
近似無損檢測的方法常和肉眼觀察聯(lián)合使用。這些方法包括：
① 用錘子敲擊來判斷柱子或原木有無空洞或腐朽；
② 用刀子刮樹皮，檢查木材表面硬度，根據(jù)硬度的大小初步判斷腐朽程度；
③ 鉆取木芯來檢測木材內(nèi)部的腐朽；
④ 使用木材阻力測定儀（如阻抗圖波儀）測定木材內(nèi)部腐朽。
采用近似無損檢測方法可以幫助肉眼觀察獲得更多的信息，如用生長錐木芯可以判斷腐朽深度和大小。
目前我國古建筑維修和古樹保護中，主要采用肉眼觀察和用錘子敲擊來判斷木結(jié)構(gòu)部件有無空洞或腐朽，然后確定這些木構(gòu)件是否更換。
2.3 聲應力波
聲應力波是最常用的古建筑木結(jié)構(gòu)安全評價的無損檢測方法。聲應力波是通過沖擊或用給定的應力使其產(chǎn)生振動，但目前主要采用的是沖擊產(chǎn)生振動的方法。
聲應力波方法常采用測定聲傳播速度或測定振動波譜的方法來進行分析。
對木構(gòu)件常用測定聲速來計算木構(gòu)件的殘余動彈性模量，因為聲速測定簡便易行，其計算公式為：
E=DV 2
其中 E—— 是木材動彈性模量； D—— 木材密度； V—— 聲應力波速度
利用應力波測定殘余動彈性模量需要檢測木材密度，而密度測定必須在現(xiàn)場采樣，然后在實驗室進行測定。
當木材發(fā)生腐朽或蟲蛀時，垂直于木材紋理方向的傳播速度急速增加。一般地，當應力波傳播速度增加 30% 時，就意味著木材強度損失已達到 50% ；當應力波傳播速度增加 50% 時，就意味著木材遭到了嚴重損害；橫向（徑向或弦向）是探測腐朽的途徑。
健康材應力波的傳播速度是進行無損檢測判斷分析木材是否腐朽以及縱向傳播速度的重要依據(jù)和參考， 部分樹種的應力波傳播速度如 表 1 所示。
還可以選擇測定聲應力波振動波譜的的方法，基本能克服檢測傳播速度帶來的缺點，這是因為：聲應力波波譜能提供被檢測材料所有的條件和特征，還可以從其波譜中選取多個變量，如能量、主頻率、頻率位移等，以及多個無損檢測參數(shù)可提供同破壞性質(zhì)相關(guān)的相關(guān)聯(lián)系；還可選擇與環(huán)境關(guān)系（溫度、水分、邊界條件）不大的變量進行檢測。