新技术可以在早期发现树木中的虫害

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昆虫侵害正成为林业产业的一个日益昂贵的问题,尤其是在干旱加剧和与气候变化有关的炎热天气的地区。一种新的太赫兹成像技术可以通过在木材内部看不到虫害之前检测出虫害来帮助减缓这些侵扰的传播。
 
德国霍克应用技术与艺术大学的研究小组成员KirstiKrügener说:“我们的方法可用于检测树木的树干,进口木材或木质产品处于早期侵染阶段的早期昆虫侵染。” 。 “这可能有助于防止来自其他国家的有害昆虫,并在其蔓延到整个森林之前停止侵扰。”
 
研究人员使用机械臂执行的时域太赫兹层析成像技术检测了木材样品中的昆虫损害。在这里,KirstiKrügener正在获取反射太赫兹断层图像测量。学分:HAWK应用科技大学
在《光学学会》杂志《应用光学》上,研究人员报告了他们如何使用太赫兹飞行时间断层扫描技术无创地识别出印刷者甲虫无形损害的木材样品,而甲虫感染了欧洲的云杉和其他针叶树。他们还能够重建木材样品的内部结构。
 
克鲁根纳说:“通常通过人工检查木材来探测破坏木材的昆虫的钻孔,然后估计要清除的森林的受感染区域。” “据我们所知,这是第一次使用技术方法来检测昆虫钻孔。”
 
将新方法结合到便携式仪器中可以评估森林中的单个树木,从而只需要清除受感染的树木。由于该技术不会损坏要成像的样本,因此该技术还可用于研究木乃伊,研究和修复艺术品或工业质量控制。
 
看到表面之下
 
电磁频谱的太赫兹区域位于微波和红外区域之间。它可用于许多机场中的全身扫描仪等应用,因为它不会伤害被检查的人员或材料,并且可以穿透诸如衣服,塑料和植物材料之类的材料。
 
太赫兹飞行时间层析成像的工作原理与超声测量非常相似,因为木材样品中的每个界面都会反射一定量的太赫兹辐射,并根据其随时间变化的顺序对其进行检测和分析。昆虫形成的每个地下隧道都通向一个新界面,辐射在该界面上被反射。
 
克吕格纳说:“被感染的样品比没有被感染的样品反射的太赫兹辐射更多,因为界面更少。” “此外,各个反射的太赫兹信号可用于形成整个区域的图像,从而使被侵害木材的内部结构可视化。”
 
超出平面
 
尽管太赫兹飞行时间断层扫描技术已经使用了近20年,但直到最近才只能应用于平面样品。两年前,研究人员开发了新的程序,使用机械臂逐点扫描任意形状的样品,同时使发射器-接收器头垂直于样品表面并与样品表面保持一定距离。
 
研究人员将这些方法应用于具有已知和未知内部结构的木材样品的图像。他们将结果与常规层析成像技术进行了比较,发现从太赫兹信号重建的内部结构与X射线或计算机层析成像技术可以很好地匹配。他们能够通过检测印刷机甲虫洞穴到木材表面以下1厘米来区分出没受侵染的样品。
 
克吕格纳说:“太赫兹测量的深度分辨率高于传统的X射线技术,可与微型CT相媲美。” “但是,与微型CT不同,太赫兹系统可用于任何大小的样品。”
 
研究人员现在正在努力提高测量和数据分析的速度,并开发更复杂的数据分析,以使该方法对于检测受侵害的木材更加实用。他们还希望开发一种可在现场使用的便携式仪器。
 

光学学会(OSA)成立于1916年,是面向光科学领域的科学家,工程师,学生和商业领袖的领先专业组织。 OSA为其广泛的光学和光子学专家全球网络提供质量研究,启发性的交互作用和专用资源。看看它 网站在这里。
 

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