Измерение влажности древесины



Содержание страницы

Измерение влажности древесины.

Древесина издавна известна людям как универсальное сырье. Она применяется для строительства домов, в качестве отделочных материалов, для создания мебели, инструментов, бумаги, посуды и многого другого. Такое распространение древесины обусловлено в первую очередь ее свойствами. Как строительный материал дерево имеет множество преимуществ: высокая прочность при сравнительно небольшом весе и объеме; упругость; малая теплопроводность. Дома сделанные из дерева хранят тепло зимой и прохладу летом, не задерживают излишнюю влагу. При хорошем уходе деревянные постройки могут простоять несколько сотен лет.

Однако древесина имеет и ряд недостатков, которые необходимо учесть перед началом строительства или изготовления деревянных деталей. Во-первых, дерево является легко воспламеняемым материалом, поэтому необходимо применять меры предосторожности в обращении с ним. Во-вторых, поскольку дерево – природный материал, оно подвержено разрушительному действию микроорганизмов и насекомых. По физическим характеристикам дерево является анизотропным материалом, то есть его свойства (прочность, теплопроводность) различны в направлениях вдоль и поперек древесных волокон. Кроме того, оно имеет свойство гигроскопичности. Это означает, что дерево способно в больших количествах отдавать или поглощать влагу. При этом детали, изготовленные из дерева, усыхают или набухают. Анизотропия и гигроскопичность дерева при изменениях влажности и температуры окружающей среды приводят к появлению напряжений в его объеме, а впоследствии – к появлению трещин и зазоров между деталями.

Анизотропию дерева регулировать практически невозможно, поскольку она обусловлена его природой. А вот измерить и откорректировать влажность дерева можно достаточно просто. Особенно важно следить за влажностью в процессе изготовления деревянных материалов.

Есть три основных способа измерить влажность древесины: контактный (кондуктометрический), бесконтактный (диэлькометрический) и метод высушивания (термогравиметрический).

Наиболее высокую точность измерений можно получить с помощью метода высушивания. Для определения влажности от основного материала отпиливают пробу на расстоянии не ближе 30-50 см от края, поскольку влажность на краях материала обычно несколько меньше, чем в объеме. После этого образец поддается воздушно-тепловой сушке в сушильном шкафу до тех пор, пока два последовательных взвешивания образца не дадут один и тот же результат (в таком случае считается, что вся влага из образца удалена). Этот метод является наиболее точным, поэтому его показания могут в дальнейшем служить эталонными для влагомеров. К минусам метода можно отнести большое время проведения измерений (5-8 часов), невозможность измерения влажности в режиме реального времени, необходимость наличия сушильного шкафа.

Контактный метод измерения влажности древесины основан на определении электрического сопротивления дерева и преобразования его в единицы влажности, которые затем выводятся на экран прибора. Для измерения влажности контактным методом, необходимо воткнуть металлический зонд прибора в деревянную деталь.

Влагомер, использующий кондуктометрический метод, также называется игольчатый измеритель влажности, поскольку его измерительный зонд имеет форму иглы. К минусам данного метода относят повреждения материала при измерениях и увеличение погрешности измерений при малых показаниях влажности образца ( Подробнее Купить

Методы определения влажности древесины

Дерево – натуральный материал, достаточно сильно восприимчивый к влажности. Оно способно выделять и поглощать влагу в зависимости от окружающих условий. При неизменном состоянии микроклимата влажность древесины стремится к постоянным показателям.

Определение влажности древесины во многом зависит от породы дерева. Наиболее гигроскопичными являются груша, бук, кемпас. Самыми стойкими считаются дуб, бамбук, мербау.

Использование древесины для строительства и ремонта предполагает соблюдение норм влажности. Под термином «влажность» подразумевается процентное отношение воды к сухой древесине.

Типы влажности

Выделяют два вида влажности древесного сырья: относительная и абсолютная.

Абсолютная

Такое понятие характеризуется отношением массовой доли влаги определенного объема древесины к весу абсолютно сухого сырья этого же размера. На этот показатель существуют установленные государственные стандарты. Согласно им показатели измерителя абсолютной влажности доски должна быть в границах 9%.

Относительная

Это процентное отношение влаги, которая содержится в дереве, к массе влажной древесине. В древесном сырье вода находится в двух формах: свободной и связанной. Они указывают на общее число влаги в сырье. Объем связанной влаги зависит от микроклимата, так как впитывается из воздуха. Находится она в клеточной структуре дерева. Именно из-за этого, в зависимости от влажности окружающей среды, происходит разбухание или усушка материала. Удалить связанную воду можно только при помощи сушки.

Помимо этого, вид древесного сырья зависит от степени его влажности.

Существует несколько типов влажности древесины:

Мокрая. К этому разряду относят дерево, которое долгое время подвергалось воздействию воды. В таком случае показатель измерителя влажности составляет более 100%.

Свежесрубленная. Влажность недавно сваленного дерева находится в пределах 50–100%.

Комнатно-сухая. Этот вид материала, который долгое время находился в отапливаемом здании. Поэтому его число находится в пределах 9–13%.

Воздушно-сухая. К такому типу относится древесина, которая длительное время хранилась на свежем воздухе. В зависимости от условий окружающей среды, ее показатель находится в пределах 15–20%.

Абсолютно сухая. Таких показателей можно добиться только при помощи сушки в специальном приборе. Количество воды в этом случае равняется 0.

Как узнать влажность древесины?

Существует несколько методов, как определить влажность древесины. Но сначала надо выяснить вид растения и влагу воздуха, так как для разных деревьев существуют свои стандарты.

Для того чтобы измерить влагу древесного сырья, как правило, используют два метода: весовой либо при помощи электрического прибора. Их показатели могут несколько отличаться, но незначительно.

Весовой

Для этого метода потребуется:

очень точные весы;

Процесс измерения:

Для начала из середины доски нужно своими руками отпилить кусок шириной 10–15 миллиметров. Он будет служить контрольной пробой. Главное, в этом этапе – взять брусок именно с центра доски. С торцевой части отрезать не стоит, так как она имеет намного меньшую влажность.

Далее, выпиленный своими руками фрагмент, нужно очистить и взвесить на весах. Полученная цифра записывается. Например, обозначим ее «Ph». Это будет начальная масса пробы.

После взвешивания этот кусок нужно отправить в специальную сушку, прибор с температурой около 100С°.

Первое взвешивание производится своими руками через пять часов. Все последующие показатели записываются с интервалом 1–2 часа.

Высушивание проводится до тех пор, пока весовой показатель не начнет повторяться. Это означает, что материал стал абсолютно сухим. Обозначим числовой показатель последней пробы как «Pc».

Далее, влажность можно определить, используя формулу:

Электрический

Чтобы провести весовое измерение древесины требуется очень много времени. В среднем на такую работу уходит около девяти часов. Но есть способ, который позволяет намного быстрее и более точно определить процентное число воды в дереве.

Установить показатель влажности древесного сырья намного проще при помощи электрического влагомера.

Принцип работы влагомера основан на изменении удельного электрического сопротивления материала зависимо от его влажности. Иглы-электроды этого прибора вводятся в древесину так, чтобы они находились друг против друга. По ним пускается ток, и влагомер показывает количество воды в этом участке дерева. Но так как влагомер измеряет влагу только локально, то лучше повторить замер в нескольких местах.

Как определить влажность дерева без технических средств?

Сегодня количество воды в древесном сырье выясняют при помощи сложных расчетов и новейших приборов. Но ведь строительством люди занимались всегда. И как-то они обходились без прогрессивных методов и влагомеров.

Несколько простых рекомендаций, как определить влажность дерева:

По свежеспиленному фрагменту необходимо провести черту карандашом. Когда древесина влажная, линия через некоторое время посинеет, если сухая – нет.

О количестве воды в древесном сырье могут «рассказать» стружки. Если они эластичные, мягкие, при сминании не ломаются – дерево влажное. Стружки сухого сырья в руке будут ломаться, крошиться.

Можно своими руками провести по древесине острым металлическим предметом. По оставленному следу определяется состояние материала. У влажного дерева след будет влажный.

Определить количество влаги в древесном сырье можно ударив по нему каким-нибудь деревянным предметом. Если звук глухой – дерево влажное, тонкий и звонкий – сухое.

О сухости древесины свидетельствуют также трещины на ее торцах. У влажного материала их меньше.

Когда при распиливании доски своими руками в отверстие проступает влага, дерево содержит большое количество воды и непригодно к работе. Слишком пересохшее сырье при подобной обработке крошится.

Влажность древесины играет огромную роль при строительстве и ремонте. Сырое дерево в процессе высыхания будет деформироваться. Чтобы этого избежать работать следует только с сухим материалом.

Влагомеры дерева

Влагомер древесины HygroLiner MWP-70

Индукционный влагомер древесины HygroLiner MWI-80

Влагомер древесины HygroLiner MWP-60

Влагомер древесины HygroLiner MWP-40

Влагомеры для дерева

Влагомер древесины – это прибор, который предназначен для измерения влажности разных пород деверева. Чтобы узнать, какая влага содержится в материале в процентном соотношении, необходимо вставить штырьки устройства в исследуемый материал, после чего на экране отобразиться уровень влажности. Игольчатые штыри являются сменными, они изготавливаются из твердых сплавов, что дает возможность измерять влажность твердых пород древесины и стройматериалов, вплоть до бетона. Задача устройства – оперативно измерить влажность, которой обладает древесный материал.

Измеритель влажности древесины – это прибор, который необходим для качественного осуществления работ в строительстве, производстве стройматериалов и изделий из древесины, а также для других целей. Без определения влажности невозможно возводить деревянные постройки и производить качественную мебель.

Влагомер для древесины имеет компактные размеры, но несмотря на это является мощным прибором, который качественно выполняет возложенные на него задачи. В зависимости от того, какой деревянный материал измеряется (ель, кедр, тополь, ольха, сосна, береза, дуб и т.д.), влагомер древесины профессиональный по-разному определяет уровень влаги.

Сфера применения влагомеров древесины

Влагомер для дерева используется повсеместно во многих сферах производства при контроле продукции. Прибор обычно применяется в таких областях:

  • в мебельном производстве;
  • при приобретении пиломатериалов;
  • во время производства оконных рам и дверей;
  • при изготовлении или установке паркета и ламината;
  • на деревообрабатывающих предприятиях.

Влагомер древесины является незаменимым устройством при приобретении деревянного дома. Он позволит определить уровень влажности, а значит долговечность и надежность постройки. Также измеритель влажности древесины, купить который можно в нашей компании, позволит точно определить, правильно ли хранился лес перед его реализацией.

Купить влагомер древесины в интернет-магазине компании Metronx

Купить влагомер для дерева, который будет обладать высоким качеством, всегда можно в нашей компании. Нашей фирмой продажа оборудования выполняется больше десяти лет, за это время мы заработали хорошую репутацию. Покупка не займет много времени, так как заказы нами реализовываются очень быстро. Выбирать товар очень просто, для этого на сайте представлен удобный каталог. Если с выбором возникнут какие-либо трудности, всегда можно связаться с нашими сотрудниками, которые помогут приобрести необходимый товар. У нас можно заказывать влагомер, гигрометр и множество других приборов.

Чтобы узнать стоимость продукции, можно связаться с нашими сотрудниками, которые отправят вам price на почту. Можно сравнивать стоимость разных моделей, что приобрести наиболее подходящий вариант, исходя из материальных возможностей. На влагомер для дерева цена у нас очень выгодная. Мы осуществляется доставку товара по всей России, причем делаем это быстро. Разные города: Москва, Санкт-Петербург и многие другие выбирают нашу компанию в качестве поставщика многих уникальных приборов, реализовываемых у нас.

Приобретать продукцию в нашем интернет-магазине вам обязательно понравится, так как весь товар всегда в наличии. У нас всегда действуют выгодные предложения, особенно вас порадует на влагомер древесины цена, которая у нас сравнительно низкая. Вам обязательно понравится у нас покупать товар, так как мы предлагаем выгодные условия. Купить влагомер для древесины в нашей компании – значит, получить товар высокого качества по доступной цене.

Измеритель влажности древесины (влагомер): виды устройства, обзор моделей

Перед использованием дерево должно быть высушено. Для измерения влажности снаружи и внутри заготовки используют влагомер. Большинство моделей гигрометров определяют уровень влаги в бревне или срубе с высокой точностью. Это осуществляется на лесоперерабатывающих предприятиях и в цехах по изготовлению пиломатериалов.

Принцип действия устройства

До появления электронных влагомеров уровень влажности определяли по ГОСТу. Это длительный и трудоемкий процесс, которых давал точные показатели только при строгом соблюдении алгоритмов исследования. Недостаток метода – сложности для получения значения.

Влагомеры предназначены для почти мгновенного определения влажности материала. Принцип работы приборов основан на измерении удельного электрического сопротивления дерева. Этот параметр меняется в зависимости от количества воды в структуре материала, на что и реагирует устройство. Измерители рассчитывают степень влажности с погрешностью от 0,5 до 4% по нескольким параметрам:

Локальные замеры. В одном стволе на разных участках уровень насыщения влагой отличается. Чтобы снизить неточность, замеры осуществляют в нескольких местах заготовки.

Разная плотность у пород. Хвойные и лиственные деревья имеют разные характеристики. Например, по плотности. Учесть эту особенность могут многие влагомеры, в программное обеспечение которых включена функция идентификации породы.

Безусловное преимущество применения прибора для измерения влажности перед методом ГОСТ – сохранение целостности изделия.

Основные виды

Принцип работы влагомера – анализ удельного сопротивления материала на прохождение тока, но точность зависит от характеристик прибора. Устройство нужно выбирать, опираясь на цель его использования и масштаб производства.

Кондуктометрический игольчатый влагомер

Прибор для определения влажности контактным методом оборудован щупами, которые нужно вводить в древесину. В ее теле устройство создает электрический импульс между электродами и определяет размер сопротивления среды. Значение высвечивается на экране.

  • низкая цена;
  • высокая достоверность результата при правильном введении игл в массу;
  • простота в использовании.
  • приходится повреждать материал, а это нежелательно при измерении твердых и дорогих пород, готовых изделий;
  • электровлагомер неспособен достоверно измерять влажность ниже 4%. Этот недостаток несущественный, менее 5% – нормальный уровень содержания воды в готовом изделии.

Прибор редко приходит в негодность, для наладки иногда требуется заменить крону, что можно сделать самому.

Электровлагомер бесконтактного действия (диэлькометрический)

Влагомер имеет встроенный генератор радиочастот. Он сканирует стройматериалы на расстоянии без необходимости проникновения внутрь массы.

  • электровлагомер может определить влажность с низкой погрешностью;
  • подходит для анализа качества сырья и готовых деревянных изделий;
  • во многих моделях включена функция памяти значений;
  • не требует повреждения древесины.
  • высокая стоимость прибора;
  • ремонт влагомера обойдется недешево, требуется специалист.

Как пользоваться влагомером: включите прибор, приложите контактную поверхность к материалу или отведите на указанное в инструкции расстояние. У устройств рабочий орган может находиться на задней стороне прибора или как выносной измерительный цилиндр (см. фотографии бесконтактных устройств).

Обзор гигрометров

Психрометры для измерения количества влаги в древесине применяются при исследовании материала в лабораториях, в цехах деревообработки и при производстве изделий. Крупные компании, добросовестно относящиеся к своему делу, проводят контроль качества сырья на всех производственных этапах. Для этого используют приборы с определенными характеристиками от разных брендов.

Игольчатые измерители

  • Электровлагомер ЭВ 2К (см. фото) по характеристикам соответствует требованиям ГОСТ 22261-76 и ГОСТ 24447-80. Это промышленный измеритель влажности, предназначенный для работы со всеми видами пиломатериалов из разных пород дерева. Кондуктометрическая модель старого образца работает контактным методом. Позволяет определять влажность при температуре воздуха +5–400 ˚C. Средняя цена прибора – 2000 р.
  • Влагомер KWB 0121-00 – китайский кондуктометрический прибор современного образца. Он способен измерять и анализировать состояние дерева, бетона и некоторых других строительных материалов. Его недостаток – низкий уровень проникновения в материал, как следствие – высокая степень погрешности. Функция автоматического отключения при бездействии продлевает срок службы батареек. Средняя цена – 2000 р.
  • Игольчатые древесные влагомеры Gann (Германия) применяются в цехах по сушке и хранению древесины. Разные модели проводят измерения на глубине от 5 до 40 мм в диапазоне от 5 до 50%. Выбор модели осуществляется, исходя из производственных потребностей предприятия. Цена от 120 до 440 евро.

Бесконтактные приборы

  • Влагомер строительных материалов ВСМ-1 – универсальный инструмент для определения уровня водонасыщения в дереве, камне, бетоне в процессе строительства и при ремонтных работах. В прибор можно занести 25 градуированных зависимостей, что снизит величину погрешности результата. Устройство широко применяется в лабораторных исследованиях. Средняя цена прибора высокая – около 35 000 р.
  • Бесконтактный влагомер hydrocondtroleasy – прибор отечественной сборки. Предназначен для быстрого измерения влажности в пиломатериалах по ГОСТ 16588. Устройство определяет количество влаги внутри крупных бревен и брусьев по всей длине. Работает с 7 группами пород дерева. При универсальности применения электровлагомер стоит сравнительно недорого – от 5800 р.
  • Приборы merlin (Австрия) предназначены для измерения влаги в древесине разной толщины: в бревнах, досках, паркете, со строганой и необработанной поверхностью. Выбор модели следует осуществлять, исходя из толщины проверяемых изделий. Универсальным можно назвать измеритель merlin HM8-WS25: глубина исследуемой поверхности до 40 мм, спектр анализа от 4 до 99%. Удобный сенсорный экран и понятный интерфейс делают использование прибора доступным любому контролеру. Стоимость влагомера – 37 000 р.
  • Прибор micro hydro control измеряет увлажнение неглубоких слоев, применяется на производстве мебели, отделочных материалов из древесины, паркета, дверей из массива. Устройство способно анализировать 23 вида древесины. Компактные размеры влагомера (см. фото) и невысокая цена (около 3000 р.) – главные его преимущества.
  • Измеритель влажности дерева МГ4У – универсальный прибор для определения состояния сыпучих и твердых строительных материалов. Это влагомер для опилок, щебня и других сыпучих материалов, а также твердых изделий. Программное обеспечение соответствует нормам ГОСТ 21718 и ГОСТ 16588. Прибор внесен в Госреестр. Цена – около 43 000 р.
  • Прибор МГ4Б оснащен 13 градуировочными зависимостями твердых материалов из камня разной плотности и 15 алгоритмами на древесину. По характеристикам схож с МГ4У, адаптирован для работы с твердыми материалами. Цена 32 000 р.
  • Измерители бренда ADA ZFM предназначены для дерева твердых и мягких пород, гипсокартона, кирпичной кладки. Рабочая поверхность находится на задней стороне прибора. Диапазон измерения – 0–100% влажности, точность измерения ±4%. Стоимость изделия 2200 р.

Для удобства выбора

Чтобы легко подобрать влагомер, сведем представленные модели в таблицу с основными техническими показателями.

Измерение влажности древесины и древесных материалов

Методы и средства

Информация о влажности древесины очень важна для правильного построения технологических процессов деревообработки. Слишком высокая влажность древесных материалов чревата опасностью биологического поражения древесины, а также последующей усушки деревянных деталей и их коробления при эксплуатации в условиях повышенных температур и низкой влажности воздуха. Слишком сухая древесина становится довольно хрупкой, трудно деформируется и гнется, плохо поддается обработке резанием.

Контроль процесса сушки пиломатериалов неразрывно связан с необходимостью текущего контроля влажности древесины. Существуют разные методы измерения содержания влаги в древесине и древесных материалах: весовой, кондуктометрический, индукционный, микроволновый, инфракрасный.

Весовой метод является самым точным из перечисленных. Он предназначен для оценки влажности древесины в лабораторных условиях и требует пять-восемь часов для получения результата. От тестируемого материала (доски) на расстоянии 300-500 мм от торца отпиливают пробу толщиной 10-12 мм (вдоль волокон древесины), которую тщательно очищают от заусенцев и тут же взвешивают на лабораторных весах с точностью до 0,001 г. Затем пробу помещают в электрический сушильный шкаф и сушат при температуре 100-105°С. В процессе сушки пробу периодически вынимают из сушильного шкафа и взвешивают. Первое взвешивание выполняют через пять часов после закладки пробы в шкаф, остальные — через каждые один-два часа. Древесина достигает абсолютно сухого состояния, когда масса пробы перестает изменяться. Разница в массе влажного и сухого образца (пробы), отнесенная к массе абсолютно сухого образца, показывает влажность древесины в момент первого взвешивания.

Ускоренный сушильно-весовой метод предусматривает сушку образцов при температуре 120±2°С в сушильных шкафах с принудительной циркуляцией. Продолжительность сушки в этом случае составляет 2-2,5 ч. Конечную массу образцов определяют после их охлаждения в комнатных условиях в течение 2-5 мин.

Известен также экспресс-метод определения влажности древесины весовым способом. С пиломатериала или заготовки острой стамеской снимают тонкую стружку, которую тотчас же взвешивают с высокой точностью и помещают в сушильный шкаф. После полного высушивания стружки в течение нескольких минут ее охлаждают и снова взвешивают. При высокой точности взвешивания достигается высокая точность определения влажности. В одном агрегате размещаются точные аналитические весы, нагреватель и вентилятор, а также электронный узел для фиксации результатов измерений и расчета влажности. Для получения максимально объективного результата пробу следует сначала расколоть, а потом снять стружку с поверхности внутренней части образца.

Некоторую информацию о влажности древесины можно получить без использования приборов, изучая тонкую стружку, снятую острой стамеской. У древесины высокой влажности стружка при сминании легко деформируется. Сухая же стружка будет крошиться и ломаться. Слишком влажная древесина режется очень легко, а на образце можно заметить влажный след от пореза стамеской.

Остальные методы измерения влажности древесины предполагают использование специальных приборов — влагомеров. Наиболее распространены влагомеры, измеряющие электрическое сопротивление между иголками, внедряемыми в древесину (кондуктометрический способ). Ток, проходящий через тестируемую древесину, усиливается и затем измеряется микроамперметром, шкала которого отградуирована в процентах влажности древесины. Сопротивление зависит от влажности древесины, а также от плотности и температуры материала. Электровлагомеры довольно надежно определяют влажность древесины в диапазоне от 7 до 30%, а вот результаты измерений влажности выше 30% страдают большой погрешностью.

Электровлагомер может быть использован для дистанционного измерения влажности древесины, находящейся в сушильной камере. Для достоверного суждения о влажности целой доски необходимо выполнить замеры в большом числе точек по длине и ширине доски и взять среднее полученных значений. Контрольные образцы с заглубленными в них иглами датчика укладываются внутрь штабеля, а измерительный прибор находится вне камеры. При таких замерах обязательно делают поправку на фактическую температуру древесины. Однако опыт показывает, что дистанционный метод замера не дает точных результатов, в частности, из-за того, что иглы датчика доставляют лишнее тепло к древесине в местах заглубления. Из-за подсушки древесины в этих местах контакт между датчиком и материалом нарушается, и показания прибора искажаются.

Погрешность измерений современными электровлагомерами, которые оснащены шкалами для тестирования разных пород древесины: бука, ели, клена, лиственницы, дуба, сосны и др., — составляет 1-2% абс. в диапазоне от 0 до 30%.

В качестве примечания: абсолютная погрешность определяется в самих измеряемых величинах, а относительная — в долях измеряемой величины. Например, при абсолютной погрешности ±2% для влажности 18% можно считать, что реальная влажность 16-20%. При этих условиях относительная погрешность составит 2 х 100/18 = 11,1%.

Индукционный (диэлькометрический) способ измерения основан на использовании электромагнитных волн и определении диэлектрической проницаемости древесины, которая зависит от содержания в ней влаги. Диэлектрической проницаемостью какого-либо материала называется величина, показывающая, во сколько раз увеличивается емкость конденсатора, если воздушную прослойку между пластинами заменить такой же толщины прокладкой из этого материала. Показатель диэлектрической проницаемости зависит от частоты тока и влажности древесины. С увеличением влажности древесины диэлектрическая проницаемость вдоль волокон увеличивается, что особенно заметно при частоте тока до 100 Гц.

Напряжение от датчика индуктивного типа, который представляет собой плоский излучательный контур, установленный внутри корпуса влагомера под цифровым табло, подается на цифровой вольтметр, расположенный на передней плате прибора.

Бесконтактные индукционные влагомеры малочувствительны к температуре древесины, что позволяет работать без таблиц температурной коррекции. Подобные влагомеры работают в диапазоне 5-45% влажности древесины с точностью до 1-1,5% абс. и учитывают плотность измеряемой древесины. Большим достоинством индукционного способа является то, что длительность измерения не превышает 5 с. При выходе результата измерения за верхнюю границу требуемого диапазона влажности прибор подает звуковой сигнал.

Индукционные влагомеры, принцип измерения которых основан на взаимосвязи диэлектрических свойств влажного материала с количеством содержащейся в нем влаги, выпускают многие фирмы, в т. ч. российские «Интерприбор» и MetronX.

В отечественной практике широко использовался портативный цифровой измеритель влажности ВСКМ-12У, предназначенный для оценки влажности разных строительных материалов, в т. ч. древесины. Теперь ему на смену выпускается экспресс-измеритель теплопроводности и влажности строительных материалов ИВТП-12 (рис. 1). В основу действия прибора положены корреляционные связи между диэлектрическими и физическими свойствами капиллярно-пористых тел.

Диапазон измерения влажности этим прибором — от 0,3 до 60% с погрешностью 1,5-2,5% абс. Глубина зоны контроля — не менее 50 мм, длительность одного измерения — не более 10 с.

Помимо задачи оперативного определения влажности пиломатериалов и заготовок (т. е. массивной древесины), в деревообработке не менее актуальна задача определения влажности измельченной древесины и древесных плит. Для текущего и выходного контроля продукции в плитном производстве применяются специальные электровлагомеры. Прибор ДИ-2М комплектуется двумя датчиками — для определения влажности стружки и плит, а также электронным измерительным блоком с автономным питанием. Датчик для измерения влажности измельченной древесины представляет собой разъемный стакан, в котором между двумя дисковыми электродами с помощью пресса уплотняется навеска материала. С помощью этих электродов измеряется электрическое сопротивление уплотненного материала — стружки или волокна. Датчиком для измерения влажности древесно-стружечных плит служит зонд с четырьмя иглами, укрепленный на ручке. Электровлагомер позволяет измерять влажность стружки в диапазоне от 5 до 25%, а влажность древесно-стружечных плит в диапазоне от 6 до 22%. Погрешность измерения ±1-2% абс.

Принцип действия сверхвысокочастотных (СВЧ) влагомеров для сыпучих материалов основан на значительном (в десятки раз) различии электрических свойств воды и сухого материала. Концентрацию влаги определяют по ослаблению СВЧ-излучения, проходящего через слой анализируемого материала. В таких влагомерах лента материала проходит между передающей и приемной антеннами. Передающая антенна соединена с СВЧ-генератором, приемная — с измерительным устройством. Чем выше влажность анализируемого материала, тем слабее сигнал, попадающий в измерительное устройство. СВЧ-влагомеры позволяют измерять влажность в широком диапазоне (0-100%) с высокой точностью. На рис. 2 представлена схема влагомера M-Sens 2 (производитель — SWR Engineering, Германия).

Метод измерения влажности, применяемый в M-Sens 2, основан на принципе поглощения микроволнового излучения материалом. Чем выше влажность материала, тем больше энергии микроволн поглощается им и превращается в тепло и тем меньше возвращается на сенсор датчика измерения влажности. Отраженные высокочастотные волны преобразуются и подвергаются цифровой обработке, что обеспечивает высокую разрешающую способность измерителя влажности. Структура материала и равномерность увлажнения оказывают влияние на результаты измерения, поэтому показатель измеренной влажности приводится к среднему значению через объемную плотность контролируемого материала. Для этого проводится предварительная калибровка прибора, в ходе которой в датчик вводятся опорные данные влажности сырья. Случайные изменения влажности, вызванные неоднородностью материала и его насыпной плотностью, отсеиваются программными инструментами. Датчик влажности сыпучих материалов снабжен функцией автоматической компенсации изменения температуры окружающей среды.

Для измерения влажности сыпучего материала прямо на конвейерной ленте разработаны влагомеры проходного типа, например влагомер Moistscan MA-500 (рис. 3).

Принцип его действия основан на измерении фазового сдвига и ослабления сигналов микроволн, проходящих через материал и конвейерную ленту. Качество измерения не зависит от размеров кусков материала и скорости движения конвейерной ленты. Влагомер автоматически компенсирует влияние изменения скорости подачи продукта при использовании измерителя веса ленты либо интегрального монитора толщины слоя материала. Толщина слоя исследуемого материала может колебаться от 20 до 500 мм, измеряемый диапазон содержания влаги — 0-90%, основная погрешность 0,1-0,5%.

Немецкая компания GreCon выпускает прибор Moisture Analyser MWF 3000 LD, работа которого основана на принципе измерения микроволнового резонанса. Для измерений используются свойства дипольного характера молекул воды. Электромагнитное поле генерируется посредством планарного сенсора и обеспечивает проникновение микроволн в материал на глубину от 30 до 100 мм (в зависимости от типа сенсора). Изменения в резонансном поле регистрируются сенсором и передаются на процессор. Резонансная частота микроволнового поля изменяется в зависимости от содержания влаги в материале (увеличивается ширина резонансной кривой). Измерение параметров поля позволяет отдельно оценивать влажность и плотность материала. Облучение не вызывает нагрева или каких-либо химических реакций в древесине. Измерения эффективны независимо от плотности, структуры поверхности и цвета материала. Благодаря большой глубине проникновения сигнала можно регистрировать как связанную, так и свободную влагу в древесине. При использовании прибора для тестирования разных материалов следует предварительно установить калибровочные кривые. Прибор применяется в производстве древесных плит на участках сушки стружки или волокна, на участке смешивания компонентов и формирования ковра, при контроле качества готовой продукции. Точность измерения ±2%.

Еще один принцип измерения влажности разных материалов реализован в инфракрасном влагомере Spectra Quad (рис. 4). Бесконтактная измерительная система, работающая в режиме online, оборудована оптическим устройством сбора измеряемых параметров. Рабочим инструментом является ИК-излучение, абсорбируемое влажным материалом: чем суше материал, тем больше инфракрасных лучей он отразит.

Интенсивность поглощения излучения определенной длины волны пропорциональна содержанию влаги в материале. Кварцево-галогенный источник испускает свет в определенном диапазоне длин волн. Свет от источника проходит через вращающиеся фильтры. Оптические ИК-фильтры разделяют световой поток на измерительные и опорные лучи, которые поглощаются и не поглощаются анализируемым компонентом. Отраженная энергия лучей преобразуется в электрические сигналы, соотношение уровня которых пропорционально величине контролируемого параметра. Дополнительные оптические каналы (внутренние лучи) компенсируют любую нестабильность оптических и электронных компонентов. Свет, прошедший через фильтр, направляется на образец и частично поглощается и частично отражается. Отраженный свет собирается и фокусируется на датчик, сигнал с которого пропорционален содержанию влаги в материале.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о