Anwendung der Computertomographie an Holz

ltolz als Roh- und WerkstolfS5 (zgqT)~-79-28oC Springer-Ver!agt997

Anwendung der Computertomographie an Hoh

P. Niemz; L. J. Kucera

ETH Ztirich, CH-8092 Ziirich A. Flisch; E. Blaser

EMPA, DfibendorL Schweiz

Folgende Kenngrgflen wurden bei der Computertomographie verwendet: -

Strahlung: RSntgenquelle, Philips MG 450 (150 kV, 6mA) Detektorapertur: 0,25 * 0,75 mm Detektorztihlrate: 800 Hz Pixelgr613e: 0,079 mm

Subject Application of computertomography (CT) on wood defects and decay

Die Aufnahme der Computertomogramme erfolgte jeweils durch die Probenmitte.

Material und Methode Die Erkennung yon inneliegenden Fehlern in Holz wie F~iule, Risse, Aste ist eine vielfach untersuchte und sehr aktuelle Fragestellung. Das Hauptproblem bei vielen Verfahren ist das erzielbare Aufl6sungsverm6gen der visuellen Information und die Verliifllichkeit der Interpretation der gewonnenen Signale. Das von Habermehl und Ridder (1992 und 1993) beschriebene, mobile Ger~it zur Ermitflung yon Computertomogrammen, erm6gticht eine Erkennung yon F~iule im stehenden Stamm. Die Aufl6sungsgenauigkeit ist befriedigend, kleine Defekte sind allerdings schwer erkennbar. Es arbeitet unter Verwendung einer Strahlenquelle aus C/isium-I37. [m Rahmen der vorliegenden Untersuchungen wurden mit einero stationiiren Gerat Modell CITA B+ der Fa. Scientific Measurement Systems, Austin, Texas an im Normal~ima bei 20 ~ Temperatur/65% re[ativer Luftfeuchtigkeit his zum Erreichen der Gleichgewichtsfeuchte klimatisierten Proben mit untersch~edlichen Defekten Computertomogramme aufgezeichnet. Als Versuchsmaterial dienten:

Versuchsergebnisse Die Ergebnisse sind in Bild 1-4 dargestellt. Das Verfahren erm6g[icht eine extrem hohe Aufl6sung, die Qualit~t der Aufnahmen hhnelt fast einem Foto. Selbst Jahrringstrukturen, der Faserverlauf und kleine Risse lassen sich sehr gut erkennen (Bi]d 1, 2). Dutch F~iule entstehende Dkhteminderungen sind deuflich sichtbar. Weniger dichte Zonen erscheinen dutch die geringe Absorption der Strahten dunkler (Bild 3). Die yon Fiiule befallenen Zonen lassen sich damit gut lokalisieren. Auch bei der in Bild 4 dargestellten MDF-Probe l~il~t sich die h6here Rohdichte der Randzonen gut dutch deren hellere Nirbung erkennen. Die Bohrungen k6nnen exakt in ihren Abmessungen bestimmt werden. Insgesamt kann eingeschiitzt werden, dal] sich das Verfahren sehr gut ffir die Erkennung und Lokatisierung innerer Defekte eignet. Mit dem verwendeten Get,it sind allerdings nut stafion~ire Messungen m6glich.

- ein Brett mit einem Ast - eine Stammscheibe aus Kastanie mit Ringschiile eine Stammscheibe aus Fichte mit Kernf~iule - eine MDF-Platte mit Bohrungen verschiedenen Durchmessers

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BUd 1. Computertomogramm eines Brettes mit Ast Fig. 1. Computertomogramm of a knot containing board

Bild 2, Computertomogrmmm einer Stammscheibe aus Kastanie mit Ringsch~le trod .Trocknungsrissen Fig. 2. Computertomogramm of a chestnut disk showing round shake and drying checks

Bild 4. Computertomogramm einer MDF-Platte mit eingebrachten Bohrungen in der Mittelschicht (die helleren Randzonen entsprechen den h6her verdichteten Deckschichten) Fig. 4. Computertomogramm of an MDF board containing boreholes within the core layer (the highly densified outer layers appear less darkened)

Literatur

Habermehl, A.; Ridder, H.-W. z99"-: Methodik der Computertomographie zur zerst6rungsfreien Untersuchung des Holzk6rpers yon stehendea Biiumen. Holz als Roh- und Werkstoff, Berlin 50: 465-474 Habermehl, A.; Ridder, H.-W. 1993: Anwendung der mobilen Computer-Tomographie zur zerst6rungsfreien Untersuchung des Holzk6rpers yon stehenden B~iumen. Holz als Roh- und Werkstoff, Berlin 51:lO1-lo6 Bild 3. Computertomogramm eines Fichtenstammes mit Kernfiiule Fig, 3. Computertomogramm of a spruce cross section showing heartwood rot