Как измерить влажность древесины влагомером

Влагомеры для древесины: нюансы использования приборов при выборе пиломатериала

Самое главное огорчение в строительстве деревянного дома – когда материалы из-за плохой просушки начинает коробить. Случится это в процессе стройки или после, в период усадки, в любом случае, вы понесете материальные потери. А всё потому, что недобросовестный продавец попросту обманул вас, не обеспечив должного срока и качества хранения пиломатериалов. Выручить в этой ситуации могут только влагомеры для древесины. Эти простые приборы заранее предупредят вас о ненадлежащем качестве материала. Как правильно выбрать и использовать влагомер – тема этой статьи HouseСhief.ru.

Для чего используют влагомеры

Электронные влагомеры появились в обиходе сравнительно недавно. До их изобретения уровень влажности определяли по государственным стандартам. Исследования занимали очень много времени и требовали нарушения целостности образцов. С появлением электронных датчиков всё стало намного проще и быстрее: они замеряют электрическое сопротивление материала и в считанные секунды выдают результат.

Преимущества применения и виды влагомеров

Использование компактного устройства имеет свои неоспоримые преимущества, главное из которых – высокое качество анализа. Стоят такие приборы сравнительно недорого, и при обращении с ними вы не испытаете никаких затруднений.

Для работы влагомеру требуется только батарейка

Что можно записать ему в минус? Ну, разве что, необходимость делать щупом маленькую дырочку в исследуемом материале. Это может быть затруднительно, если вы задумали, например, проверить готовое изделие из дорогостоящей древесины. Придется искать незаметное место для проведения анализа. Ну и ещё один несущественный недостаток – устройство не даст точных сведений о влажности менее 4%. Хотя, если есть 4% – то это нормальный показатель.

Влагомеры выпускаются в разных вариантах в зависимости от принципа проведения анализа

Игольчатые влагомеры для измерения влажности древесины

Подобные устройства активно применяются в профессиональной деревообработке. Измерение влажности происходит в толще материала на глубине до 4 см. Диапазон работы прибора – от 5 до 50%.

Игольчатый измеритель влажности

Влагомеры для поверхностного анализа

В подобных приборах щупы имеют небольшую длину. Это компактные устройства для карманного ношения бытового назначения. С их помощью легко замерить влажность доски.

Глубина проникновения щупа – до 1 см

Влагомеры древесины для глубинных измерений

Глубинные приборы покажут состояние бруса, бревен и толстых досок. Их используют и для определения влажности щепы и опилок, используемых в производстве прессованных плит. Главная проблема в использовании этого профессионального устройства – хрупкость длинной иглы.

Для того, чтобы не сломать иглу, во время анализа требуется определенная сноровка

Поверхностные или диэлькометрические влагомеры

Современны разработки позволяют исследовать содержание влаги в предметах, не нарушая их целостности. Именно так работают диэлькометрические измерители влажности. Бесконтактные влагомеры древесины просто накладывают на изделие сверху, не повреждая его целостности. Это очень удобно, если нужно провести анализ мебели или паркета из дорогостоящих пород.

Подобным прибором можно измерить влажность фанеры и ламината

Надежные производители влагомеров

Влагомер можно купить и на известной мега-торговой китайской площадке, но, согласитесь, в этом случае вы не получите никаких гарантий достоверности показаний прибора. Лучше довериться производителям, которые отвечают за качество оборудования. В этом плане достойно себя зарекомендовали строительные влагомеры от Wagner, Testo, Condtro, Geo-Fennel. Модельный ряд измерителей от этих компаний отличается надежностью в эксплуатации и доступной ценой.

Влагомер CEM DT 125h – один из самых популярных для бытовых нужд

Какой влагомер для древесины лучше купить для бытовых нужд

Самый главный параметр эффективности прибора – диапазон коэффициента влажности, который он может воспринимать. В идеале – от 0 до 100%, но такие приборы стоят дорого и относятся к профессиональному оборудованию. Для бытовых нужд такое и не требуется.

Если ваша цель – определение качества пиломатериалов, вполне достаточно спектра от 1 до 50 процентов

Второй важный показатель для решения вопроса какой влагомер древесины выбрать – его погрешность. Чем она меньше, тем лучше. Найдите показатель допустимой погрешности в техническом паспорте изделия. Если она в пределах 3% – смело берите.

И последний, не самый существенный фактор выбора – это наличие дополнительного функционала. Некоторые влагомеры дополнительно оснащены подсветкой, датчиком уровня заряда и способностью вести статистику измерений.

Если вы сомневаетесь, какой влагомер древесины лучше купить, профессиональный или бытовой – возьмите два бытовых с разным принципом измерений.

Выводя среднее арифметическое от их показаний, вы получите достоверный результат, а цена такой покупки будет в разы меньше

Можно ли изготовить влагомер для древесины своими руками?

Для человека, разбирающегося в электрике, в принципе, нет ничего невозможного. Сам прибор – это всего лишь измеритель электрического сопротивления, его устройство довольно примитивно. Вот вам для примера видео о влагомере для бытовых нужд, сделанном своими руками:

Источник

Измерение влажности пиломатериалов

Древесина является материалом органического происхождения и всегда содержит то или иное количество влаги. По своим свойствам она относится к ограниченно набухающим коллоидным капиллярно-пористым телам, которые обладают свойствами гигроскопичности, то есть способностью отдавать влагу в воздух или впитывать её из окружающего воздуха.

В древесине различают влагу свободную, или капиллярную, находящуюся в полостях клеток, и влагу связанную, или гигроскопическую, находящуюся в толще стенок клеток. Количество свободной влаги, имеющей только механическую связь с древесиной, зависит от объёма пустот в той или иной древесной породе и от её объёмного веса. Чем меньше объёмный вес, тем больше в древесине пустот — соответственно, тем больше свободной влаги она может вместить. Количество гигроскопической влаги в физико-механической связи мало зависит от породы древесины и составляет в среднем 30% при температуре 20 °С.

Где искать влагу в древесине?

Известно, что влажность служит показателем качества древесины и оказывает значительное влияние на её физико-механические свойства, а также на качество готовой продукции. Сложность измерения заключается в том, что на физическую величину, являющуюся источником информации о влажности, влияют многие другие параметры древесины. Это мешает получению точных результатов. Часть из этих параметров может быть измерена и учтена введением поправок. Измерение же других: плотности древесины в абсолютно сухом состоянии, температуры, ориентации волокон, структуры — задача не менее сложная, чем измерение самой влажности.

Существующие методы можно разделить на прямые, в которых производится непосредственное разделение материала на сухое вещество и влагу, и косвенные — они позволяют измерить другую величину, функционально связанную с влажностью материала.

Весовой метод

К прямым относится весовой метод измерения, или метод высушивания. Он считается наиболее точным в деревообрабатывающей промышленности. Суть его в непосредственном установлении количества удалённой из древесины влаги путём взвешивания образца до и после окончательной сушки в специальном сушильном шкафу при температуре 103±2 °С). Измерения проводятся в соответствии с ГОСТ 16483.7-71.

Влажность древесины — это процентное соотношение массы воды mв, содержащейся в образце, к его массе в абсолютно сухом состоянии m0. Выражается оно следующим соотношением:

При определённых условиях этот метод может обеспечивать очень высокую точность, однако на производстве не всегда получается их создать. Он может быть рекомендован при отсутствии влагомера древесины.
Наряду с достоинствами у этого метода имеются и недостатки. Главный из них — чрезмерная длительность процесса измерения, тогда как использование современных высокопроизводительных сушильных камер требует довольно оперативного управления процессом сушки. Другой недостаток заключается в невозможности непрерывного измерения влажности высушиваемого материала. Кроме того, после этого образцы древесины становятся практически непригодными для дальнейшего использования.

Для быстрого и непрерывного измерения влажности материала в технологическом потоке используются косвенные методы определения, основанные на измерении какого-либо физического параметра, зависимого от влажности. Наибольшее распространение получили электрические методы измерения.

Кондуктометрический метод

Древесина в сухом состоянии — диэлектрик, её электропроводность резко возрастает с увеличением влажности до предела гигроскопичности. При дальнейшем повышении влажности электропроводность увеличивается медленно, а при уровне 80-100% устанавливается постоянной (рис. 1).

Для измерения влажности древесины в производственных условиях обычно применяют электрические кондуктометрические влагомеры, в которых измерение строится на зависимости сопротивления древесины от её влажности. Они просты по конструкции, достаточно надёжны в работе, могут быть переносными (с автономным источником питания). Пределы измерения влажности для древесины сосны составляют 7-22% на первом диапазоне и 22-60% на втором. Общий вид кондуктометрического влагомера представлен на рис. 2.

При измерении влажности древесины электровлагомером ЭВ-2К необходимо учитывать, что на результат измерения оказывают влияние положения игл датчика в древесине и, самое главное, её температура. Поэтому, чтобы определить, например, текущую влажность пиломатериалов в процессе сушки, необходимо открыть камеру, взять из штабеля заранее уложенный контрольный образец и измерить влажность только после его охлаждения до комнатной температуры. Надо отметить, что в современных влагомерах учитывается поправка на температуру древесины.

В основном влагомер ЭВ-2К применяют при ручном измерении конечной влажности высушенных пиломатериалов, а также при подборе сортиментов примерно одной влажности, например, для склеивания. Кондуктометрический метод измерения влажности древесины широко используется системах управления процессом в сушильных камерах. Роль датчиков выполняют двухэлектродные зонды (рис. 3).

Рис. 3. Электроды измерения влажности древесины

Их устанавливают непосредственно в древесину в разные места сушильного пространства камеры. Значения влажности со всех датчиков поступают в единый измерительный блок, где происходит анализ и дальнейшая выдача команд на центральный процессор управления процессом сушки.

Диэлькометрический метод

Принцип действия основан на корреляционной зависимости диэлектрической проницаемости материала от содержания в нём влаги при положительных температурах. Влагомер МГ4Д предназначен для измерений влажности пилопродукции и деревянных деталей диэлькометрическим методом по ГОСТ 21718-84 и ГОСТ 16588-91. Он имеет 15 градировочных зависимостей для следующих видов древесины: сосны, лиственницы, дуба, берёзы, бука, осины, ели, тополя, липы, ясеня, кедра.

Данная модель прекрасно подходит для ручного измерения влажности древесины, при этом устройство не разрушает её структуру (в отличие от игольчатых влагомеров). Его можно использовать для единичных измерений влажности, а также для проведения серий измерений с усреднением и для непрерывного измерения с целью обнаружения участков повышенного влагосодержания.

Текст: Николай Ладейщиков, директор ООО «Уралдрев-СКМ»

Источник

Как определить влажность пиломатериала?

Жить в домах и коттеджах из натуральной древесины в последние годы стало престижно. И не только из-за чудодейственных свойств этого стройматериала. Такие дома – сравнительно недорогой и самый быстрый способ обзавестись загородной недвижимостью. Но из-за способности древесины давать естественную усадку, впоследствии которой материал коробится, трескается и в нем появляются щели, многие отказываются от идеи возводить деревянное жилье и отдают предпочтение менее капризным стройматериалам.

Избежать проблем, сопряженных с неизбежной усадкой дерева, можно, используя в строительстве сухой материал. Допустимые проценты влажности пиломатериалов подробно расписаны в соответствующих строительных нормативных документах.

На этапе покупки влажность пиломатериала невооруженным глазом определить практически нереально. Даже матерому специалисту это не под силу. Сухая древесина или сырая станет понятно только во время обработки. Если стружка крошится – материал полностью высушен и пригоден для строительства. Если же гнется – дерево сырое.

Точный процент влажности можно измерить несколькими способами – с помощью специального прибора для замера влажности и рассчитав его по массе.

Как определить влажность пиломатериала по массе – три способа

Масса древесины зависит от нескольких фактов. У разных пород дерева, а также в зависимости от условий произрастания, плотность варьируется. Кроме плотности, массу пиломатериала также определяет количество влаги в нем. Следовательно, чем суше дерево, тем меньше оно весит.

W=(m-m0)/m0×100(%),

где W – показатель влажности, m – первоначальная масса пробника, m0– масса пробника после пребывания в сушке

Например, изначально пробник весит 98,76 грамма. После пребывания в сушилке его вес составляет 65,81 грамма. Подставляем полученные показатели под формулу и получаем W=(98,76-65,81)/65,81х100=50,1%. То есть, влажность пиломатериала превышает 50 процентов.

Важно! Чтобы получить более достоверные результаты, рекомендуется проводить замеры двух разных образцов пиломатериала. Древесину хвойных пород, содержащую смолу в больших количествах, не стоит держать в сушильном шкафу более двадцати часов.

Влагомер в помощь: определяем влажность пиломатериала при помощи прибора

Все перечисленные выше способы определения влажности по массе, конечно, точны, но можно получить требуемый показатель гораздо проще. Высокие технологии подарили строительной отрасли просто незаменимую вещь – портативный прибор для измерения показателя влажности пиломатериала, именуемый влагомером.

Стоимость прибора вполне демократична, хотя, конечно, зависит от производителя и набора функций. Но зато проверка влажности стройматериала превращается в минутное дело.

Процент влажности влагомер определяет путем замера сопротивления при пропускании тока через волокна древесины. Датчики прибора – две иглы – помещают в древесину. Делают это по направлению расположения волокон. Результат выводится на небольшой монитор, расположенный на фронтальной стороне.

Важно! Стоит отметить, что прибор не дает абсолютно точную величину влажности. Погрешность может составлять до полутора процентов. Кроме того, показатель будет точным только для той точки, в которую были внедрены игольчатые датчики прибора. Чтобы получить общую картину, придется повторять процедуру по всей длине пиломатериала.

В линейке влагомеров есть приборы, в комплектации которых имеется специальный проводник-удлинитель. Он нужен для того, чтобы проводить замеры влажности пиломатериала во время его пребывания в сушильной камере. Это удобно с точки зрения контроля за процессом сушки древесины, но есть и свои минусы. Дело в том, что под воздействием температуры, датчики влагомера нагреваются и передают эту температуру древесине. Кроме того, в процессе усушки соприкосновение игл с волокнами материала получаются неплотными. Впоследствии, показатели могут сильно грешить.

Влагомер с игольчатыми датчиками невозможно применять в тех случаях, когда порча целостности материала недопустима. Например, если речь идет о пиломатериале, который предназначен для изготовления мебели. Для определения его влажности используют бесконтактный прибор. У него нет игольчатых индикаторов. Такой влагомер замеряет не сопротивление материала, а длину излучаемых электромагнитных волн. Показатели будут варьироваться в зависимости от процента влажности и породы дерева.

Как производят сушку пиломатериала

Даже если влажность пиломатериала, который собираетесь приобрести, выше допустимого показателя – это не повод отказываться от покупки. Ситуацию можно исправить. При этом даже не обязательно прибегать к камерной сушке. Тем более, что сушка древесины в естественных условиях иногда более предпочтительна. Главное правило – соблюдать все правила хранения пиломатериала.

Доводить бревна до желаемой кондиции необходимо в специально обустроенном для этого месте. Обязательно на сквозняке или в хорошо проветриваемом помещении. Дерево должно быть надежно защищено от атмосферных осадков и агрессивных солнечных лучей. Последнее крайне важно, так как под солнцем одна сторона бревен (бруса) будет сохнуть быстрее, вторая же будет оставаться более влажной. В результате такого хранения древесина просто пойдет трещинами и потеряет форму.

Доски для правильной просушки нужно класть на специально оборудованную платформу. На деревянные балки, толщиной в 50 сантиметров, поперек укладываем черновые доски. Дистанция между балками должна быть не меньше полутора метра, иначе пиломатериал будет прогибаться. Черновые доски лучше брать из ели, например. Толщина – примерно 4 сантиметра.

Важно! Ни в коем случае не следует складывать сухой и влажный пиломатериал в одну кучу. Древесина обладает свойством впитывать влагу из окружающей среды, так что в результате уже сухие доски просто отсыреют.

В зависимости от погоды, времени года, толщины досок и изначального процента влажности, на атмосферную сушку может уйти в среднем сорок дней.

Источник

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.

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.

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.

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.

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).

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.

Источник