Оборудование и аксессуары для лодок 

Измерение влажности древесины. Как выбрать лучший влагомер для древесины – обзор видов и характеристик

Любой материал должен соответствовать определенным требованиям. Применительно к древесине одной из главных характеристик является ее влажность. Допустимая норма регламентируется несколькими документами. Например, согласно СНиП № II-25 от 1980 года, в строительстве запрещено использовать пиломатериалы, процент содержания жидкости в которых превышает значение 22.

Влагомер необходим не только на любом деревообрабатывающем предприятии; без него не обойтись и в частном секторе, если просушка пиломатериалов производится самостоятельно, по месту работ. Или приходится систематически иметь дело с древесиной. Как выбрать влагомер, что учесть – с этим мы и разберемся.

Для тех, кто сомневается, стоит ли тратить деньги – не такие уж они и большие. Цена на влагомеры начинается от 1 420 рублей (например, модель HygroLiner, серия MWP-40). Более дорогие приборы, за 54 000 – 69 000 приобретать вряд ли кто будет, если речь не идет о крупном производстве. Необходимость покупки диктуется жесткими строительными нормативами.

Можно парировать, что существуют и народные методики определения уровня влажности, «на глазок». Например, по снятой стружке. Но выводы при таком «измерении» будут весьма приблизительными. Даже опытный мастер не в состоянии без специальных исследований назвать точную цифру. А известный профессионалам способ определения процентного содержания жидкости «по массе» может быть реализован лишь в лаборатории. На небольших предприятиях их, как правило, нет. Про частный сектор и говорить не стоит.

Не зная, какие типы влагомеров выпускает промышленность, оптимальный выбор сделать невозможно. Дело в том, что приборы отличаются принципом функционирования, а по факту работать приходится с различными заготовками. Древесина – понятие обобщенное. В эту категорию строительных материалов входят бревно, брус, доска, фанера и так далее. Определить влажность одним и тем же влагомером во всех без исключения образцах не получится. В принципе, можно все, но погрешность в ряде случаев будет такой, что данные по результатам замеров абсолютно ни о чем не скажут.

Если приходится работать с древесиной постоянно, с ее различными породами и заготовками, то стоит приобрести как минимум пару разнотипных влагомеров. Это выйдет дешевле, чем один универсальный, но по высокой цене.

Виды моделей влагомеров

Основное различие всех влагомеров древесины – в типе датчиков и принципе измерения величины влажности. Техническая сторона вопроса читателю вряд ли будет интересна, а многим и непонятна (диэлектрическая проницаемость, косвенное вычисление сопротивления). Поэтому проанализируем целесообразность покупки влагомеров различных модификаций с практической точки зрения.

Игольчатые (кондуктометрические)

Общие характеристики:

  • Замеры влажности производятся только при плюсовых температурах. При 0 0С и ниже резко увеличивается погрешность.
  • Точность показаний – ±0,2%.
  • Предел (по максимуму) – 35%.

Поверхностного измерения

Датчиками в таких влагомерах являются короткие иглы, которые погружаются в древесину неглубоко. Подобные приборы компактны и легко помещаются в кармане. Учитывая величину заглубления датчиков, основное назначение – измерение влажности доски.

Глубинного измерения (щуповые)

Габариты таких влагомеров больше, но они позволяют работать с широким спектром образцов из древесины – , бревном, толстой доской, наваленными в кучу щепой или опилками. Показания прибора дают точное представление о содержании жидкости по всей структуре материала. Единственное, что требуется – аккуратность в использовании. Небрежность приводит к поломке иглы, которую потом достать из цельной древесины вряд ли получится.

Бесконтактные (диэлькометрические)

В комплект таких влагомеров входят датчики, которые или крепятся на поверхности древесины, или встроены в корпус прибора, и он укладывается на контролируемый образец. Подобные модели – единственно возможный вариант для измерения влажности паркета (штучного или в виде доски), ламината, фанеры и иных материалов, характеризующихся высокой плотностью.

Да и протыкать щупами такие образцы вряд ли целесообразно, понимая, что после измерений останутся неустранимые следы. Датчики в древесину не погружаются, а фиксируются на ее поверхности, не повреждая материал.

При выборе подобной модели следует уточнить, с какими породами дерева может работать прибор (диапазон настроек).

Дополнительные опции влагомеров

В некоторых случаях отдельные функции могут очень даже пригодиться. Что еще может измеряться?

  • Среднее значение влажности. Если приходится проверять большие объемы древесины, то прибор сам выдаст итоговый результат. Поэтому не придется делать несколько замеров, в разных местах, и заниматься вычислениями.
  • Параметры окружающей среды – температура, влажность. В случае обработки древесины в сушильной камере, организации ее длительного хранения очень нужные опции. Они помогут контролировать местные условия и регулировать процесс.

Краткий обзор моделей влагомеров

  • «ЕМСО» серии МР500. Цифровой дисплей, АКБ на 1 мА/ч, измерение бесконтактным способом. Цена – 1 500 рублей.
  • «Валком» серии ЕМ4806. Небольшой (около 100 г) мобильный игольчатый влагомер поверхностного типа. Цена – 1 480 рублей.

Для частного сектора или небольшого предприятия уже этих двух приборов (или аналогичных по характеристикам) будет вполне достаточно.

Вывод – выбор влагомера для дерева производится индивидуально. Единственно правильной рекомендации быть не может. Каждый хозяин (предприниматель) знает условия работы, с какой именно древесиной приходится иметь дело, поэтому и приобретать модель следует «под» свои интересы. И как уже сказано, желательно не менее двух приборов.

Влажность является одним из главных физических свойств древесины. Изменение влажности ниже предела гигроскопичности (26 – 30 %) приводит к изменению геометрических размеров и формы пиломатериалов, увеличиваются механические свойства древесины, и при этом улучшаются технологические и эксплуатационные характеристики.

– гигроскопичный материал и при изменении параметров среды (температуры и относительной влажности воздуха), может изменять свою влажность, например усыхать, что приводит к изменению размеров и даже формы детали из древесины. А если эта деталь является элементом готового , то может произойти разрушение элемента и изделия в целом. Поэтому целью сушки является высушивание древесины до равномерного состояния с будущими условиями эксплуатации.

Таким образом, требование к формо- и размероустойчивости изделий из древесины является основой назначения конечной влажности высушиваемых пиломатериалов.

В связи с этим, вопросы точности измерения влажности носят нетривиальный характер и проблем здесь больше, чем кажется на первый взгляд.

Влажность древесины может определяться тремя методами:

  • Рабочий метод
  • Контрольный метод
  • Ускоренный сушильно-весовой

Первый из перечисленных методов проводится с использованием электровлагомеров. Два других метода представляют собой сушильно-весовой способ измерения влажности, однако, контрольный метод проводится при температуре 103±2 ºC.

Можно утверждать, что эталонным методом является контрольный способ измерения влажности. Сущность этого способа – определение массы влаги, удаляемой из древесины при высушивании ее до абсолютно сухого состояния. Влажность при этом определяется по формуле:

W = (Мн – Мо) / Мо * 100 (1)

Где Мн – начальная масса

Мо – масса в абсолютно сухом состоянии.

Так как масса влаги – это разность между начальной массой и массой в абсолютно сухом состоянии, то предыдущая формула может иметь следующий вид:

W = Мвл / Мо * 100 (2)

Где Мвл – масса влаги.

К достоинствам данного метода относится точность, которая будет зависеть лишь от точности измерения массы, к недостаткам – длительность получения результата, необходимость нарушения целостности сортимента (вырез секции влажности) и др.

Использование же влагомеров , основанных на измерении влажности в зависимости от электрических свойств, дает возможность быстро, не разрушая древесину, определить ее влажность.

Однако, вопросы точности измерений часто являются предметом споров и непонимания спорящих. Попробуем разобраться, от чего же зависит точность измерения влажности с помощью электровлагомеров.

Различают два вида влагомеров : игольчатые , основанные на измерении электрического сопротивления и так называемые емкостные влагомеры (иногда их называют бесконтактными), основанные на зависимости диэлектрической проницаемости от влажности. С помощью этого метода созданы влагомеры с датчиками, не требующими внедрения игл в древесину. Следовательно, после измерений не остается даже следа на поверхности древесины, что, с одной стороны, выгодно отличает их от игольчатых влагомеров.

Итак, не вдаваясь в особенности и сложности измерения тех или иных электрических величин, рассмотрим, как же влияют характеристики самой древесины на точность определения влажности древесины.

Обратимся еще раз к формуле (2) и запишем ее в ином виде – для секции влажности, имеющей объем 1, т. е., например, 1 см³ и 1 дм³, тогда массу в абсолютно сухом состоянии можно записать в следующем виде:

Мо = Vо * Ро (3)

Где Vо = 1,0, или,

И формула (2) примет вид:

W = Мвл / Ро * 100 (5)

Таким образом, любой влагомер косвенно определяет числитель формулы, т. е. Мвл, далее вводится коррекция на плотность (через устанавливаемую поправку на , а в некоторых приборах через значение плотности), и на дисплее высвечивается значение влажности в процентах и даже с десятыми долями.

Следовательно, значение плотности древесины имеет решающее значение при определении влажности.

Элементарный анализ формулы (5) показывает, что более плотная древесина содержит в измеряемом объеме и большее количество влаги при одинаковой влажности с менее плотной древесиной. Например, при влажности 10%, у древесины с плотностью 400 единиц будет 40 единиц влаги. При той же влажности, но для древесины с плотностью 500 единиц, влаги содержится примерно 50 единиц. Поэтому, измеряя на одной и той же поправке, например, соответствующей плотности 400 кг / м³, для первого измерения показания будут примерно равны 10%, а для второго – 12,5%.

Следует отметить, что плотность древесины даже в пределах одной породы, например сосны, сильно колеблется, даже в пределах одного района произрастания и даже в пределах одного дерева и одной доски. Об этом необходимо помнить, когда мы измеряем влажность электровлагомерами.

Как же правильно подобрать поправку влагомера? Для этого можно использовать два способа:

  • Определить в лабораторных условиях среднюю плотность древесины в абсолютно сухом состоянии, для района произрастания. По полученному значению плотности найти в паспорте влагомера соответствующую поправку. В некоторых типах влагомеров непосредственно устанавливается плотность.
  • Произвести имеющимся влагомером измерения влажности в одних и тех же точках (зонах досок), но на разных поправках. Далее определить влажность весовым способом. После сравнения показаний электровлагомера и результатов контрольного метода подобрать поправку, которая даст наименьшую погрешность.

Таким образом, на , занимающихся деревообработкой, в обязательном порядке должна быть лаборатория, оснащенная как минимум сушильным шкафом с терморегулятором и весами для измерения масс до 250 – 500 г с погрешностью измерения ± 0,1 г.

Итак, нашли поправку по плотности соответствующую району произрастания. В этом случае мы можем избежать систематической ошибки, т. е., в среднем, занижения или завышения влажности. Вместе с тем, проводя достаточно большое количество измерений на одной доске и выбирая случайно несколько досок, мы можем с некоторой долей вероятности судить лишь о среднем значении влажности в партии. Будет наблюдаться разброс данных от средней величины, т. е. экстремальные значения с очень низкой и очень высокой влажностью. Это часто не значит, что доски сильно недосушены или пересушены. Необходимо обратить внимание на особенности строения данных участков досок или досок в целом, т. е. на плотность, смолистость и т. п., что влияет на показания влагомеров.

Таким образом, только набирая опыт определения влажности и изучая особенности структуры , можно правильно оценивать показания влагомеров.

Сравнивать между собой точность показаний влагомеров можно, если достигнуты сопоставимые условия:

  • Одинаковая поправка по плотности, а не просто по породе
  • Одинаковая площадь и глубина сканирования (для емкостных влагомеров)
  • Одинаковая глубина для игольчатых влагомеров
  • Одинаковые условия окружающей среды
  • Одни и те же участки измерения
  • Один и тот же метод измерения (кондуктометрический – игольчатый или емкостной).

И еще один момент, нельзя сравнивать показания игольчатых влагомеров с емкостными.

Относительно области применения емкостных и игольчатых влагомеров можно сказать, что те и другие имеют право на существование. В определенных случаях только один тип влагомера может применяться эффективно. Например, при определении перепада влажности по толщине пиломатериалов хорошие результаты дает игольчатый влагомер, при этом иглы должны быть длиной не менее 30 – 40 мм и измерять лишь кончиками (5 мм), остальная часть игл должна быть заизолирована.

При определении перепада влажности обработанных заготовок или элементов готовых изделий – только емкостной влагомер.

Сравнивая эффективность обычных игольчатых влагомеров (без изолированных игл) с емкостными, используемыми для определения средней влажности досок и заготовок, предпочтение все же следует отдать емкостным, как более универсальным, измеряющим большие объемы древесины легко и быстро.

Относительно цены влагомеров . При выборе того или иного влагомера необходимо учитывать следующие факторы:

  • Количество поправок (чем больше поправок, т. е. шире диапазон, тем точнее можно определить влажность, тем дороже влагомер)
  • Чем больше площадь и глубина сканирования для емкостных влагомеров, тем дороже влагомер.
  • Чем глубже сканирование игольчатым влагомером, тем дороже влагомер.
  • Наличие копровых механизмов забивания плюс наличие изолированных длинных игл, тем более с направляющими аппаратами для длинных игл (против частой поломки) делает дороже прибор.

В заключении отметим, что проблема влагометрии более емкая, в данной статье затронуты лишь «верхушки айсберга».

Применяются специальные влагомеры. На сегодняшний день существуют игольчатые, контактные и щеповые модификации. По параметрам они довольно сильно отличаются. Однако производителей на рынке влагомеров имеется не так много. К основным компаниям можно отнести в первую очередь ЕМСО и "Валком". Стоит в среднем хороший влагомер на рынке в районе 1500 руб.

Как сделать самостоятельно?

При необходимости можно сделать влагомер для древесины своими руками. Схема его включает датчик диэлькометрического типа. Также для устройства потребуется компактный генератор. Параметр предельной частоты его обязан составлять не более 30 МГц. Контакты для самодельной модели целесообразнее подбирать игольчатые. Еще, чтобы сделать влагомер для древесины своими руками, потребуется микросхема трехканального типа.

Прибора должна находиться в районе 3.5 Ф/м. Микропроцессор для модели подбирается с импульсным усилителем. Зонды чаще всего применяются трубчатого типа. Дисплей целесообразнее подбирать строчный. По сравнению с текстовыми аналогами он является более простым. Непосредственно электроды у влагомеров применяются емкостные. В свою очередь, улавливатель потребуется установить резистивный. В последнюю очередь для модели подбираются аккумуляторы. В данном случае можно использовать обычные пальчиковые батарейки.

Контактные модели

Контактные влагомеры для древесины хорошо подходят для работы с фанерой, а также паркетом. Дополнительно в строительной сфере приборы применяются для определения влажности панелей. Если говорить про контрактные особенности, то генераторы в устройствах используются низкочастотные. Непосредственно зонды устанавливаются трубчатого типа.

Диэлектрическая проницаемость большинства влагомеров не превышает 3 Ф/м. Максимальную температуру модели данного типа способны держать на уровне 40 градусов. Дисплей используется как строчного, так и текстового типа. Многие модификации оснащены термодатчиками. Функция калибровки имеется у многих устройств. Стоит в среднем качественный влагомер в районе 2 тыс. руб.

Игольчатые влагомеры

Игольчатые влагомеры для древесины применяются, как правило, для сосны или ели. Датчики во всех конфигурациях используются диэлектрического типа. Если говорить про параметры, то точность измерения в основном колеблется в районе 0.2 %. Максимальный порог влажности устройств не превышает 35 %. Минимальная допустимая температура для моделей составляет 0 градусов. Микропроцессоры во многих приборах используются с усилителями. Стоит в среднем влагомер для древесины (игольчатый) в районе 1200 руб.

Щуповые устройства

Щуповые влагомеры для древесины в основном изготавливает компания "Валком". Если верить мнению специалистов, то параметр у них крайне низкий. Генераторы в устройствах используются с частотностью на уровне 20 МГц. Непосредственно улавливатели устанавливаются резистивного типа. Минимальный порог влажности моделей не превышает 5 %. В свою очередь, устройств находится на уровне 1 РН. Дисплеи часто у влагомеров применяются строчного типа. Некоторые модификации оснащаются термометрами. Функция калибровки в устройствах встречается довольно редко. Найти модель данного типа на рынке можно за 2 тыс. руб.

Модель ЕМСО АР

В строительной сфере представленный влагомер пользуется большим спросом. Для работы с паркетами и панелями он подходит идеально. Также данный влагомер оснащен термометром. Еще одним преимуществом модификации можно смело назвать наличие контактов игольчатого типа. Микросхема у модели производителем предусмотрена трехканальная, поэтому измерение влажности древесины происходит быстро. Электроды используются емкостного типа.

Максимальный порог влажности не превышает 40 %. По размерам указанный влагомер является очень компактным, и относится к классу портативный приборов. Согласно документации, масса его без аккумуляторов составляет 80 г. Разрешающая способность модели находится на уровне 1.3 РН. Максимальная допустимая температура модели ровно 35 градусов. В мороз представленный прибор использовать запрещается. Точность измерения колеблется в районе 1.4 %. В магазинах данное устройство можно найти за 2100 руб.

Устройства для определения влаги ЕМСО МР500

Данный влагомер оснащен датчиком диэлькометрического типа. Если верить отзывам покупателей, то разрешающая способность у прибора довольно высокая. Непосредственно генератор у модели применяется на 22 МГц. Согласно документации, максимальная допустимая температура равняется 40 градусов. Дисплей в устройстве используется текстового типа.

Аккумуляторы применяются на 1 мАч, поэтому хватает их надолго. В данном случае улавливатель производителем предусмотрен резистивного типа. Если верить отзывам экспертов, то проблемы с определением важности щепок не возникают. Максимальная глубина измерения равняется 10 мм. Приобрести представленный влагомер пользователь может за 1400 руб.

Модель "Валком ЕМ4806"

Указанный влагомер для твердой древесины среди прочих моделей отличается высоким параметром разрешающей способности на уровне 1.3 РН. Все это говорит о том, что прибор отлично работает при температуре ниже 10 градусов. В данном случае показатель точности измерения находится на отметке 0.2 %. Максимально допустимый порог влажности равняется 30 %.

Улавливатель в устройстве предусмотрен резистивного типа. Микросхема используется трехканальная, а генератор установлен низкочастотный. Согласно документации на устройство, корпус предусмотрен с системой защиты ИП 62. Весит представленная модель ровно 80 г. Памяти влагомера хватает для 30 тыс. замеров. Купить его пользователь может за 1500 руб.

Отзывы о "Валком М804"

Указанный влагомер для древесины отзывы в основном получает хорошие. Главное преимущество модели кроется в компактности. Если говорить про конструктивнее особенности, то важно отметить, что контакты у него используются щуповые. Непосредственно датчиков в корпусе предусмотрено два. Таким образом, точность измерения довольно высокая.

Зонд в устройстве производителем предусмотрен трубчатого типа. Разрешающая способность прибора колеблется в районе 1.3 РН. Максимальный порог влажности, согласно документации на влагомер, равняется 35 %. Купить на сегодняшний день данную модель можно за 2 тыс. руб.

Мнение о "Валком АС101"

В строительной сафре представленный влагомер пользуется большим спросом. В первую очередь следует упомянуть о качественном генераторе, который установлен с частотностью на уровне 33 МГц. В данном случае датчик имеется диэлектрического типа. Контакты в свою очередь используются игольчатые. Если верить отзывам экспертов, то точность измерения у модели высокая.

Для паркета и панелей она использоваться может. Минимальная допустимая температура прибора равняется 0 градусов. Показатель разрешающей способности составляет 1 РН. Непосредственно улавливатель в устройстве установлен резистивного типа. Микропроцессор применяется с импульсным усилителем. Максимальный порог влажности прибора находится на отметке 40 %. Купить данный влагомер можно всего за 1400 руб.

Описание "Екстеч МО280"

Указанный портативный влагомер отличается защищенным корпусом. Датчик у него используется низкочастотного типа. В свою очередь, контакты имеются игольчатые. Функция калибровки в представленном экземпляре есть. Температуру окружающей среды при помощи данного устройства определять можно. Также важно упомянуть о высокой разрешающей способности модели.

Точность измерения в данном случае равняется 0.3 %. Максимальный порог влажности моделью допускается в 45 %. Микропроцессор производителем предусмотрен с оперативным усилителем. Таким образом, обработка данных много времени не отнимает. Памяти представленной модификации хватает для того, чтобы сделать более 20 тыс. замеров. Купить данный влагомер можно в магазине за 1300 руб.

Модель "Екстеч МС60"

Указанные влагомеры для древесины часто используются профессиональными строителями. Работать они способны даже при температуре в 0 градусов. Система защиты корпуса у модели используется качественная. Если верить отзывам потребителей, то в использовании прибор довольно простой. Аккумуляторы для модели подобраны с емкостью в 1.2 мАч.

Как утверждают многие владельцы, хватает их надолго. Зонд у представленного влагомера применяется трубчатого типа. Микросхема в корпусе имеется трехканальная. Термометром указанная модификация оснащена, и это радует многих покупателей. Если говорить про параметры, то точность измерения располагается на отметке в 0.3 %, а разрешающая способность прибора составляет только 1.2 РН.

Эксплуатировать устройство при температуре свыше 35 градусов запрещается. Максимальная допустимая влажность равняется 40 %. Данные влагомеры на рынке продаются по цене от 2 тыс. руб.

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.

Рис. 1. Экспресс-измеритель теплопроводности и
влажности строительных материалов ИВТП-12

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%.



1 - образец, 2 - датчик, 3 - фокусирующее зеркало,
4 - вращающееся колесо фильтров, 5 - источник ИК-излучения

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.

Покупая пиломатериал для осуществления строительства или изготовления мебели, окон или других изделий многие хотят получить качественный и надежный материал. Но часто покупная древесина оказывается недосушеной, что в результате приводит к ее растрескиванию, деформации или порче из-за развития процесса гниения.

Вопрос, как проверить влажность древесины, актуален и остается таковым. В основном для измерения влажности используют влагомеры. Как промышленного, так и бытового назначения. Ниже приведена таблица с указанием плотности различных сортов древесины. А далее, рассмотрим методику, как определить влажность древесины без влагомера 2 способами.

Как определить влажность древесины без влагомера?

Для тех, кто не знает, как определить влажность древесины, можно воспользоваться специальными таблицами. По ним, зная тип древесины можно определить ее плотность. В таких таблицах сведены показатели, полученные в результате лабораторных исследований с использованием специального диагностического исследовательского оборудования.

Зная то, что каждая порода древесины уникальна по структуре, массе и плотности, и используя табличные данные, можно определить влажность конкретного образца в полевых условиях. Что немаловажно для осуществления дальнейшей термической обработки.

Ниже рассмотрим, как определить влажность древесины, исходя из табличных величин и пользуясь простыми измерениями:

  • Первым делом необходимо измерить массу и объем образца. Эти манипуляции выполняются обычными способами с применением простейших прибором.
  • По формулам рассчитывается плотность материала. При этом необходимо помнить о погрешности, которая в любом случае будет возникать из-за разности мест произрастания деревьев. В одних она больше, в других она ниже.

Кроме этого, влажность может быть различной и в разных частях дерева. Например, в стволе она составляет порядка 50% у сосны и 60% у ели. Ветки, являясь менее массивными, и за счет регулярного обдува содержат в себе не более 56 у сосны, и 46 у ели.

Верхушки деревьев содержат в себе до 60% влажности, а в коре накапливается от 36 до 67. Учитывая все эти показатели, необходимо определить средний, по всем частям дерева, чтобы далее использовать полученное значение в расчетах промежуточных величин.

Несомненно, важнейшим показателем при строительстве из пиломатериалов является влажность древесины, способы ее определения заключаются в проведении определенных измерений. Первым делом необходимо определить абсолютную влажность. Как показывает практика, это больше теоретический показатель, который отражает количество воды в оставшемся объеме древесины. Она определяется по следующей формуле:

Следующим шагом является определение влажности древесины в момент проверки с учетом рассчитанного показателя относительной влажности. Расчеты осуществляются по следующей формуле:

Кроме вышеописанных типов влажности также существует 2 вида влаги, находящейся в толще древесины. К ним относятся свободная влажность и связанная влага. В первом случае вода располагается в полостях клеток и межклеточном пространстве. Связанная влага располагается внутри стенок клеток, из-за чего трудно удаляется из них, так и оставаясь внутри.

Сухая доска отличается от сырой:

  • весом,
  • цветом,
  • запахом,
  • звоном — если по ней произвести удар

Как измерить влажность древесины научным методом?

Также существует второй способ, как узнать влажность. Он заключается в исследовании опытного образца размерами 20х20х30 мм. При этом образец берется не с самого края, а дальше от него на расстоянии 30-50 см. Как правило, в этой зоне она является максимальной и не была подвержена естественному испарению.

Чтобы измерить влажность древесины используется весовой метод, отрезанный образец взвешивается на весах с высокой точностью. На следующем этапе образец помещается в сушильный шкаф, в котором придерживается температура 101-104 градуса. Процедура термической обработки продолжается на протяжении 6 часов. После образец вынимается и снова взвешивается и возвращается обратно в шкаф.

Полученные таким образом результаты заносятся в сводную таблицу. В случае, если второе измерение привело к похожему результату из первого случая, то древесина считается абсолютно сухой.

Смотрите также:

Содержание Показатель транспортной влажности Древесина — самый прихотливый в плане выдержки времени и температурных режимов строительный материал. При качественной сушке становится прочной и долговечной, а также обеспечивает сооружение привлекательным внешним видом на длительный срок. Но все это касается сухих пиломатериалов. Если в древесине останется влага, она может даже не доехать до потребителя и посинеть, покрыться […]


Содержание Влажность древесиныПервоначальная влажность древесины формула: Чтобы получить качественный пиломатериал, который будет в минимальной степени подвержен линейным изменениям под действием влажности окружающей среды, необходимо организовать правильную сушку материала. Но для этого иногда требуется предварительно произвести расчеты содержания влаги в структуре древесины на фактический момент. Влажность древесины Первым делом необходимо разобраться с самим понятием […]

Содержание Относительная влажность древесины способы вычисления Древесина представляет собой гигроскопичный материал, который впитывает в себя большое количество воды и в некоторых породах процентное соотношение влаги составляет до 70% от общего веса и объема, заполняя все поры и каналы. Чтобы правильно определять практическое использование того или другого типа пиломатериалов были придуманы понятия: относительная абсолютная влажности. Первая, […]