Folgen wir dem Baumdoktor, um einen Ultraschall an den alten Bäumen durchzuführen

B-Ultraschall ist eine wichtige Erkennungstechnologie in der modernen Medizin. Das Prinzip des B-Ultraschalls besteht darin, Ultraschallwellen (Schallwellen mit einer Frequenz über 20.000 Hz, die für Menschen „unhörbar“ sind!) zu verwenden, um Objekte zu durchdringen und sich in eine bestimmte Richtung auszubreiten. Trifft die Ultraschallwelle auf ein Hindernis, entsteht ein Echo. Verschiedene Arten von Hindernissen erzeugen unterschiedliche Echos. Menschen erfassen dieses Echo mithilfe von Instrumenten und zeigen es auf dem Bildschirm an, um die innere Struktur des menschlichen Körpers zu verstehen.

Bei vielen alten Bäumen ist die Rinde scheinbar intakt und sie sehen von außen gut aus, aber ihr „Herz“ ist bereits leer, was als „flaches Erscheinungsbild“ beschrieben werden kann. Wie können wir die inneren Bedingungen uralter Bäume verstehen, ohne ihnen zu schaden? Viele Methoden wurden bereits ausprobiert, doch sie sind schwer durchzusetzen, weil entweder die Ausrüstung zu teuer oder die Vorgehensweise zu kompliziert ist. Dank der unermüdlichen Anstrengungen von Wissenschaftlern und Ingenieuren gelang es ihnen im Jahr 2007, ein Baum-B-Ultraschallgerät zu entwickeln – ein zerstörungsfreies Prüfgerät für Bäume, das uns durch einfache Handgriffe einen Einblick in die inneren Bedingungen des Baumes ermöglicht. Das Prinzip des zerstörungsfreien Prüfgeräts für Holz ist grundsätzlich dasselbe wie das des B-Ultraschalls, bei dem die unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten von Spannungswellen in verschiedenen Materialien zum Testen und Untersuchen von Holz genutzt werden.

Liebe Leser, sind Sie bereit? Folgen wir dem Baumdoktor, um B-Ultraschall an den alten Bäumen durchzuführen! Die Ausrüstung zur zerstörungsfreien Prüfung von Bäumen ist sehr einfach und besteht aus drei Teilen: einem Laptop, einem Werkzeugkasten und einer Software zur Abbildung von Baumdefekten. Das Gesamtgewicht des Geräts beträgt etwa 8 kg und ein Erwachsener kann es problemlos tragen, was sehr praktisch ist!

Zunächst beginnt der Baumdoktor mit den Vorbereitungsarbeiten vor der Messung. Der Sensor wird am uralten Baum befestigt. Die Einbaulage des Sensors sollte auf der gleichen horizontalen Ebene liegen. Verbinden Sie Sensor, Powerbox und Laptop über das Verbindungskabel miteinander und aktivieren Sie anschließend die Systemanalyse-Software. Die Daten, beispielsweise die Position jedes Sensors, werden in die Analysesoftware eingegeben. Alle Vorbereitungen sind abgeschlossen!

Als nächstes folgt die mit Spannung erwartete Messphase. Der Baumdoktor schlägt mit einem Hammer dreimal sanft gegen den Uhrzeigersinn auf jeden Sensor. Nach jedem „Dong“-Geräusch gibt die Systemsoftware des Computers ein klares „Ding“-Echo aus. Dieses Echo dient dem Sensor zur Ermittlung der Schallausbreitungsgeschwindigkeit zwischen den einzelnen Messpunkten. Diese Ratendaten werden gemäß bestimmten Standards miteinander verglichen, um Daten zur Spannungswellenausbreitung zu erhalten. Wir betrachten diese Daten schon seit langem, sind aber immer noch völlig verwirrt. Machen Sie sich keine Sorgen, machen Sie sich keine Sorgen. Sind alle Sensoren abgetastet, klickt der Baumdoktor in der Software auf den Button „Imaging“ und schon zeigt der Laptop die Analyseergebnisse im Bildmodus an. Das Analyseprogramm stellt die unterschiedlichen Schallleitfähigkeitseigenschaften des Querschnitts des alten Baumstamms in unterschiedlichen Farben dar, d. h. dunkle Farben (Grün und Braun) stellen Bereiche mit hoher Schallleitfähigkeit dar – also gesundes Xylem – und andere Farben (Rot, Lila, Blau bis Hellblau) stellen Bereiche mit geringer Schallleitfähigkeit dar – also beschädigtes Xylem oder Luft. Der Detektor ermittelt das Verhältnis zwischen der verrotteten Fläche und der Gesamtfläche im Verwerfungsquerschnitt. Je größer das Verhältnis ist, desto höher ist der Verfallsgrad der Querschnittsfläche des alten Baumstamms in der Verwerfung.

Wie wäre es damit? Mit dem zerstörungsfreien Baumprüfgerät können wir die Baumlöcher uralter Bäume leicht erkennen, sodass Sie ein echter Baumdoktor werden können!

Über den Autor: Xie Xinggang, männlich, arbeitet derzeit im Taiyuan Garden Science and Technology Service Center als Abteilungsleiter des Baumforschungslabors und leitender Ingenieur. Er engagiert sich für den Schutz und die Verjüngung alter und berühmter Bäume sowie für wissenschaftliche Forschung und Entwicklung.