Calibration of ultrasound tester delay time by cutting a wooden beam

• Autorzy: Karwat Zbigniew , Rousek Miroslav

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.5625

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Obtaining precise and reliable test results requires specific tools on one hand, and at the same time, reliability of the results should not be questioned. One of the necessary steps to achieve this goal is the calibration of the measuring device before the test. This article describes an experiment involving calibration of the device by an independent method called cutting beam calibration carried out on the ultrasonic material tester UMT 01. The standard calibration of this device is carried out by using a dedicated metal disc as a template. Calibration of the tester consisted of determining the time delay of the measured signal. The obtained results were used to prepare charts and to determine of signal time delay, called correction, which also allowed determining the velocity of ultrasonic wave in the tested material in three ways. The experiment was conducted on samples of three species of wood: Norway spruce, Scots pine and sycamore. The velocity of ultrasonic wave from research was compared with literature data.

PL

Kalibracja ultradźwiękowego testera materiałów przy pomocy przycinanej belki drewnianej. Celem badań było sprawdzenie kalibracji ultradźwiękowego testera materiałów UMT 01 bez użycia wzorca fabrycznego. Sprawdzenie to polegało na pomiarach całkowitych czasów przebiegu sygnału w skracanych próbkach. Skracanie próbek odbywało się naprzemiennie i równomierne odcinanie jej końców. Badania przeprowadzono z użyciem ultradźwięków przy zastosowaniu impulsowego trybu pracy testera. Kalibracja została przeprowadzona na trzech gatunkach drewna: sosny zwyczajnej, świerka pospolitego i klonu jaworu. Wyniki pomiarów poddano analizie. Ustalono, iż proponowana niezależna metoda kalibracji jest zgodna i równie dokładna jak kalibracja wzorcem dedykowanym. Równocześnie badania te potwierdziły, iż używanie poliakrylowego żelu ultrasonograficznego podczas badań istotnie zwiększa precyzję pomiarów. Na mocy porównania wyników badań z danymi źródłowymi oraz dokładnego przeglądu literatury, można stwierdzić, iż w zagadnieniu ultrasonografii drewna zdarza się słabe doprecyzowanie rodzaju prędkości mierzonych fal (grupowej, fazowej, impulsowej). Uporządkowanie i rozstrzygnięcie rodzaju prędkości mierzonych, znacznie ułatwiłoby interpretację i metaanalizę danych z różnych prac.

Słowa kluczowe

EN

ultrasonic; velocity; wave; wood; time delay; calibration; Norway spruce; Scots pine; sycamore wood

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2020
• Tom: No. 110
• Strony: 131--139
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Karwat Zbigniew

• Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Institute of Woods Sciences and Furniture, Department of Technology and Entrepreneurship in Wood Industry

autor

Rousek Miroslav

• Mendel University in Brno, Faculty of Forestry and Wood Technology

Bibliografia

• 1. BEKHTA P., CHOPYK Y., KOZAKIEWICZ P. 2001: Determination of wood moisture content by ultrasound method. Annals of Warsaw Agricultural University. Forestry and Wood Technology No 52:13-18.
• 2. BOCUR V., 2019: The Acoustics of Wood (1995), CRS Press Taylor & Francis Group.
• 3. DYBEŁ P., JASKOWSKA-LEMAŃSKA J., WAŁACH D., 2015: The impact of moisture content of wood on the results of non-destructive tests. Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW Forestry and Wood Technology No 92: 448-454.
• 4. DZBEŃSKI W., 1984: Nieniszczące badania mechanicznych właściwości iglastej tarcicy konstrukcyjnej wybranymi metodami statycznymi i dynamicznymi. Rozprawy Naukowe i Monografie, 43. Wydawnictwo SGGW, Warszawa.
• 5. EN 13556:2003 Round and sawn timber – Nomenclature of timbers used in Europe.138.
• 6. GŁÓWNY URZĄD MIAR, 2015: Międzynarodowy Słownik Terminów Metrologii Prawnej, Wydawnictwa Główny Urząd Miar, Warszawa, s. 17.
• 7. HADINATA M.E., KOZAKIEWICZ P., 2020: An investigation of selected properties of teak wood from 9-year-old plantation forest in Indonesia. Annals of Warsaw University of Life Sciences – SGGW No. 110, 2020:61-72 DOI: 10.5604/01.3001.0014.3929.
• 8. HASSAN KTS., HORÁČEK P., TIPPNER J. (2013): Evaluation of stiffness and strength of Scots pine wood using resonance frequency and ultrasonic techniques, BioResources, ojs.cnr.ncsu.edu.
• 9. KOLLMANN F., 1951: Technologie des Holzes und der Holzwerkstoffe, vol 1, 2nd edn. Springer, Berlin.
• 10. KOTARBIŃSKI M., 1970: Zagadnienia ultradźwiękowych metod badania drewna. Przemysł Drzewny 1: 12-15.
• 11. KOZAKIEWICZ P., 2002: Badanie właściwości mechanicznych tarcicy konstrukcyjnej charakteryzujących kohezję poprzeczną drewna sękatego. Praca doktorska wykonana na Wydziale Technologii Drewna w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie.
• 12. KRZYSIK F., 1978: Nauka o Drewnie, PWN.
• 13. KUROWSKA A., KOZAKIEWICZ P., GŁADZIKOWSKI T., 2016: Ultrasonic waves propagation velocity and dynamic modulus of elasticity of European oak, European aspen, American cherry and wenge wood. Annals of Warsaw Agricultural University. Forestry and Wood Technology No 93:83-88.
• 14. MACKIEWICZ S., KOPIŃSKI J. 2001: Doświadczenia z zastosowań ultradźwiękowej techniki TOFD, Materiały VII Seminarium „Nieniszczące Badania Materiałów”. Zakopane 14-16 marca 2001.
• 15. MATAUSCHEK J.,1961: Technika ultradźwięków. WNT Warszawa.
• 16. MOLIŃSKI W., FABISIAK E., 2001: Velocity of ultrasound propagation in the beech (Fagus sylvatica L.) tension wood. Folia Forestalia Polonica. Seria B – Drzewnictwo No 32:75-81.
• 17. ONOSZKO K., 2012: Metody stosowane w badaniach nieniszczących. Politechnika Poznańska, Wydział Elektryczny IAPGOŚ 4a/2012:11.
• 18. PUCHAŁA A., CZARNECKI M., 2012: Wzorcowanie, jako forma nadzoru metrologicznego nad wyposażeniem pomiarowym; Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, Instytut Technik Innowacyjnych EMAG R. 50, nr 4:38.
• 19. RUNKIEWICZ L., 2018: Historia metod nieniszczących stosowanych w budownictwie polskim. Badania nieniszczące i diagnostyka. Nondestructive testing and diagnostics. Instytut Techniki Budowlanej. Politechnika Warszawska.
• 20. SAADATNIA M., BRANCHERIAU L., GALLET P., ENAYATI A., KAMBIZ POURTAHMAI K., HONARVAR F., 2011: Ultrasonic wave parameter changes during propagation through poplar and spruce reaction wood. Bioresources 6(2):1172-1185.
• 21. SPYCHER M., SCHWARZE F. W. M. R., STEIGE R., 2008: Assessment of resonance wood quality by comparing its physical and histological properties. Springer-Verlag, Wood Science and Technology 42:325–342.
• 22. ŚLIWIŃSKI A.,2000: Ultradźwięki i ich zastosowania. Wyd. 2. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).