JPH04164248A - 木材内部の埋枝の検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、水利の内部で成長が止まった埋枝の位置・深
さを検出する方法と装置に関し、木材の品質の評価及び
木材の裁断の位置・寸法の決定データを提供するために
有用な技術である。

（従来の技術） 従来、木材内で成長が止まった枝・早い時期に枝打ちさ
れた節（以下、単に埋枝という）は、木材の表面に出て
こないため目視検査て発見できなかった。

そのため、木材を裁断した時点で埋枝が分かり、裁断し
た材木の価値を低下させることが多かった。埋枝の有無
及びその位置が裁断する前に分かっていれば木材の評価
が出来るとともに、適切な裁断位置・寸法が決定でき、
木材の有効な利用を可能にできる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、従来の目視検査で分からなかった埋枝
を非破壊的にその存在の有無と位置を検出てき、木材の
価値評価と有効な裁断データを提供てぎる水利内部の埋
枝の検出方法及び装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） かかる課題を解決した本発明の要旨は、１）裁断された
木材の元口又は末口に対し超音波振動を与えながら、該
木材の外周面から放射される超音波を超音波受信器で測
定し、同超音波受信器で測定された超音波の強度の高い
個所を求め、超音波の強度の高い外周位置の内部に成長
が止まった埋枝が存在するとする木材内部の埋枝の検出
方法 ２）請求項１で埋枝のある外周位置を検出した後、検出
した木材の埋枝の存在するとする木材外周面から超音波
厚み計を接触させて埋枝先端の表面からの深さも計測す
る木材内部の埋枝の検出方法 ３）水利を移動させながら木材の元口又は末口から超音
波振動を与え同時に超音波受信器で水利外周から放射さ
れる超音波を計測する請求項１又は２記載の木材内部の
埋枝の検出方法４）木材は測定中固定し、超音波受信器
を幹方向に移動させて超音波を測定する請求項１又は２
何れか記載の木材内部の埋枝の検出方法５）超音波受信
器が多数の超音波上フサ−を環状に配列して構成され、
同環状のセンサー群内に木材を挿入して超音波を測定す
る請求項１〜４何れか記載の木材内部の埋枝の検出方法
６）木材の元口又は末口の中心イ１近から送信探触子を
介して木材内部へ向けて超音波を放射する超音波発信器
と、上記木材外周から放射される全円周の超音波を受信
できる超音波受信器と、同木利をその長手方向に移動さ
せる移動装置と、超音波受信器で受信された超音波の強
さを比較処理してその強度の高い個所の位置を求める埋
枝位置算出手段とからなる埋枝検出装置７）埋枝の先端
から木材外皮表面まての深さを測定する超音波厚み計を
設け、深さのデータも外周位置データとともに埋枝位置
算出手段に入力した請求項６記載の埋枝検出装置 にある。

（作用） この発明では、木材の元口又は末口の中心付近から超音
波振動、望ましくは埋枝のもつ固有振動数又はそのＮ倍
に相当する１　０　Ｋ　Ｈｚ〜２００ＫＨｚの超音波を
与える。すると、超音波は木材の外周部に近い柔らかい
木質部分よりも硬い中心部の髄質の方が伝播し易いため
、主に木材の中心部を介して幹方向に伝播する。埋枝は
木材の髄が成長したもので硬いため、伝播した超音波は
埋枝に伝わり、その先端から外周部の柔らかい木質部分
を介して木材外周面より超音波を放射する。埋枝のある
外周位置から放射される超音波の強さく超音波エネルギ
ー）は他の埋枝のない外周位置から放射される超音波よ
り犬である。超音波受信器によって木材の外周から放射
される超音波を受信し、木材の外周における超音波の強
度を測定し、高い強度の外周面位置を内部に埋枝のある
位置と判断する。超音波受信器は木材を移動させて、又
は受信器自体を動かすことによって木材の幹方向に沿っ
て測定して、木材の全外周について超音波の強度を調べ
て、埋枝を木材全内部にわたって検査する。超音波受信
器の超音波の強度はその強度計で目視によってその高い
位置を検出するか、又は埋枝位置算出手段に入力し、そ
の平均強度と比較して高い強度の超音波を放射する外周
位置を特定する。これをもって埋枝の存在位置として表
示・記録等の処理を行う。

又、その埋枝の存在する位置とした外周位置に超音波厚
み計を接触し、超音波を外周から発信して埋枝の先端の
深さを測定する。これによって埋枝の三次元的位置の全
情報を得ることができ、埋枝の位置等を正確に表示・印
刷・記録することが出来る。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づいて説明する。

第１〜４図に示す実施例の超音波受信器は、多数の超音
波センサーを環状ンこ配列し、その内部に木材を挿入す
るようにしている。又木材は駆動ローラで水平移動自在
となっていて、その移動の下流側に超音波厚み計が半径
方向及び円周方向移動自在に設けられている。又、超音
波受信器の信号はサンプリングされてコンピュータでデ
ジタル情報処理されて、記録・ＣＲＴ表示・プリンタ出
力される。ここで埋枝位置算出手段はコンピコ−夕によ
ってなされる。

図中１．は超音波受信器、２は同超音波受信器の超音波
センサー、３は超音波送信探触子、４は木材、５は埋枝
、６は木材４の元「１．７は駆動ローラ８を使−〕た木
木材を送る移動手段、９は超音波発信器、１０は埋枝位
置算出手段、１１は超音波厚み計、１２は同用音波厚み
別のコントローラ、１３は超音波センサー２の信号をサ
ンプリングするサンプルホールド回路、１４はＭＰＸ回
路、１５はＡ／Ｄ変換回路、１６はコンピュータＣＰＵ
１１７はメモリ、１８はＣＲＴ、１９はプリンタ、２０
は木材搬送コントローラ、２１は超音波センサー取付リ
ング、２２は超音波厚み計１１を取付ける回転リング、
２３は超音波厚み計１１を木材４の方向に進退させる空
圧ンリンダー、２４は超音波厚み計１１の支持ホルダー
である。

この実施例では、１０　Ｋ　Ｈｚ　〜２００　Ｋ　Ｈｚ
の超音波を超音波発信器９によって発生させ、川音波送
信探触子３を介して木材４０元口６の中心部へ送り込む
。木材４の外周から放射される超音波は超音波受信器１
の環状に配列された超音波センサー２によって受信され
る。その状態を第２図に示している。超音波上／→ｔ−
−２によって受信された超音波信号はサンプルホールド
回路１３によってサップリングされ、ＭＰＸ回路１４に
入力され、Ａ／Ｄ変換回路１５を経てその信号の強さが
デジタル表現されてコンピータＣＰＵ１６に入力され、
第４図に示す様なフローてもって埋枝の位置が決定され
る。即ち、サップリングされた超音波の信号の強さはデ
ジタル化され、その平均値が求められ、これから各信号
の偏差が求められ、その偏差が埋枝の存在を示すに充分
か否かの判断（有意か否か）が行なわれ、有意であれば
そのセンサーの位Ｗ、（Ｘ、θ）に埋枝ありのマークを
入れて記憶する。次に、超音波発信器９からの木材４の
元口６からの超音波送信を停止ｌ−シ、超音波厚み計１
１をその木材位置での円周における有意の超音波放射位
置（埋枝位置）に移動させ、その点での外径寸法と超音
波による深さＺ値を求め、埋枝の先端の位置Ｚ値も他の
Ｘ、θのデータとともに記憶する。その後、木材を移動
手段７によって微少量△Ｚだけ移動させて上記のプロセ
スて埋枝のある位置（Ｘ、θ、Ｚ）の情報を得る。これ
らの埋枝の位置（Ｘ、θ、Ｚ）の情報は、データ処理・
画像処理されて、ＣＲＴ１８、又はプリンタ１９によっ
て出力され、木材の埋枝の分布と深さの資料を出力する
。これによって水利の品質の評価と裁断情報を得ること
ができるものである。

第５図は木材４を固定し、超音波受信器１の方を移動さ
せる例て、そのため駆動ローラ８の中央部分３０が上下
動して超音波受信器１の通過を許すようにしている。木
材４を送るときに油圧／リンダ−３１によって持ち上げ
られ水利４と接触して送るものである。

又、第６図は超音波センサー２が１個又は少数個にして
、これを取付けたリングを回転させて木材の円周に沿っ
ての超音波の強さを測定する例である。

（発明の効果） 以上の様に本発明によれば、超音波を使うことて埋枝の
位置・深さを測定でき、木材の品質の評価及び裁断の際
の有益なデータを提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例を示す説明図、第２図は超音波受信器を
示す斜視図、第３図は超音波厚み計を示す説明図、第４
図は埋枝位置算出手段の処理手順を示すフロー図、第５
図は超音波受信器が移動する例を示す説明図、第６図は
超音波センサーが回転するタイプの超音波受信器を示す
説明図である。 １：超音波受信器　　　２．超音波上ノサー３：超音波
送信探触子　４：木材 ５：埋枝　　　　　　　６：元（１ ７：移動手段　　　　　８：駆動ローラ９：超音波発信
器　　１０．埋枝位置算出手段１１：超音波厚み計 １６：コンピュータＣＰＵ 代　　　　　理　　　　　人　　　　　戸　　島　　省
　四　部第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）裁断された木材の元口又は末口に対し超音波振動を
   与えながら、該木材の外周面から放射される超音波を超
   音波受信器で測定し、同超音波受信器で測定された超音
   波の強度の高い個所を求め、超音波の強度の高い外周位
   置の内部に成長が止まった埋枝が存在するとする木材内
   部の埋枝の検出方法。 ２）請求項１で埋枝のある外周位置を検出した後、検出
   した木材の埋枝の存在するとする木材外周面から超音波
   厚み計を接触させて埋枝先端の表面からの深さも計測す
   る木材内部の埋枝の検出方法。 ３）木材を移動させながら木材の元口又は末口から超音
   波振動を与え同時に超音波受信器で木材外周から放射さ
   れる超音波を計測する請求項１又は２記載の木材内部の
   埋枝の検出方法。 ４）木材は測定中固定し、超音波受信器を幹方向に移動
   させて超音波を測定する請求項１又は２何れか記載の木
   材内部の埋枝の検出方法。 ５）超音波受信器が多数の超音波センサーを環状に配列
   して構成され、同環状のセンサー群内に木材を挿入して
   超音波を測定する請求項１〜４何れか記載の木材内部の
   埋枝の検出方法。 ６）木材の元口又は末口の中心付近から送信探触子を介
   して木材内部へ向けて超音波を放射する超音波発信器と
   、上記木材外周から放射される全円周の超音波を受信で
   きる超音波受信器と、同木材をその長手方向に移動させ
   る移動装置と、超音波受信器で受信された超音波の強さ
   を比較処理してその強度の高い個所の位置を求める埋枝
   位置算出手段とからなる埋枝検出装置。 ７）埋枝の先端から木材外皮表面までの深さを測定する
   超音波厚み計を設け、深さのデータも外周位置データと
   ともに埋枝位置算出手段に入力した請求項６記載の埋枝
   検出装置。