Zum Tagungsbeitrag Rust, Göcke & Liebisch (2024) im Proceedings-Band des 23rd International Nondestructive Testing and Evaluation of Wood Symposium, Campinas. USFS Treesearch / FPL-GTR-305 · Volltext (NDT.net).

Im Jahr 1999 haben wir die Schalltomographie in die Baumpflege gebracht. Seitdem ist sie Standard bei eingehenden Untersuchungen. Doch noch immer nutzen die Tomographen nur die Laufzeit. Oft bleibt unklar, ob die niedrige Geschwindigkeit von einem Riss, einer Fäule oder einer Höhle verursacht wird. Denn die Laufzeit zeigt nur einen Teil des Bildes.

Unser Prototyp „impactor” geht drei Schritte weiter:

  1. Automatisches Klopfen mit definierter Kraft – reproduzierbar statt von Hand. Die Klopfstärke beeinflusst die Laufzeit, die Frequenz und die Signalqualität messbar. Dieses Problem wird durch eine konstante Anregung gelöst.

  2. Volles Signal, nicht nur Laufzeit: Amplitude, Frequenz, Dämpfung und Energie werden ebenfalls aufgezeichnet. Eine multivariate Auswertung wird damit erst möglich.

  3. Sensorposition per Mustererkennung – Smartphone/Tablet statt mühsamer Handmessung. Gerade bei komplexen Querschnitten entscheidet die Positionsgenauigkeit über die Geschwindigkeitsschätzung, die Tomogrammform und die Defektgröße (s. Rust (2017)).

Erste Ergebnisse: Die dominante Frequenz unterscheidet sich signifikant zwischen den Baumarten. Bei Buchen mit Brandkrustenpilz (Kretschmaria deusta) sind die Signale schwächer und chaotischer, zudem fehlen hohe Frequenzen (> 2500 Hz). Ohne Laufzeit-Informationen erkannte ein XGBoost-Modell den Brandkrustenbefall aus dem Signal mit einer Genauigkeit von 98 %. Amplitude und Energie sind hierfür besonders hilfreich.

Hinzu kommt der praktische Vorteil: Die automatische Anregung und Positionsaufnahme ermöglicht Messungen von der Arbeitsbühne oder durch kletternde Baumpfleger – Situationen, in denen manuelles Klopfen und Kluppen unpraktisch sind.

Kurz: Nach 25 Jahren geht es nicht mehr nur um die Frage „Wie schnell kommt der Impuls an?“, sondern um die Frage „Was steckt im ganzen Signal?“. – und um Messungen, die sich auch unter schwierigen Bedingungen wiederholen lassen.

Weiterlesen: Rust, S.; Göcke, L.; Liebisch, J. A New Tomographic Device for the Non-Destructive Testing of Trees—25 Years On. In: Gonçalves, R.; Wang, X.; Ross, R.J.(eds.) Proceedings: 23rd International Nondestructive Testing and Evaluation of Wood Symposium. FPL-GTR-305. Madison, WI: USDA Forest Service, Forest Products Laboratory, 2024, S. 151–158. https://research.fs.usda.gov/treesearch/69321