Электрооборудование

Принцип работы влагомера. Обзор влагомеров древесины

Принцип работы влагомера. Обзор влагомеров древесины

С появлением новых стройматериалов на композитной и синтетической основе изменились технологии строительства домов и иных конструкций. Однако уникальных качеств древесины пластик не заменит! По крайней мере, в плане сочетания экологической чистоты, декоративности и стоимости - точно. Физические характеристики дерева не являются наилучшими, поэтому прежде чем использовать его как стройматериал, необходима тщательная проверка.

Одним из ключевых показателей является уровень влаги, а измеряется он с помощью влагомера для древесины. Название говорит само за себя: прибор показывает, сколько в материале содержится влаги, что и дает возможность принять решение о дальнейшем его использовании.

Общая информация

Большинство современных измерителей влажности древесины, или гигрометров, основаны на электронном принципе подачи данных . Уровень влажности определяет чувствительный элемент, реагирующий на молекулы воды. Датчик передает эту информацию микропроцессору. После обработки данных показания выводятся на дисплей гигрометра. Влагомеры выполняют и другие функции. Последние модели способны сохранять в памяти полученные данные, вести статистику и по беспроводным каналам передавать информацию компьютеру. Аппарат мобилен и независим от электросети. Для энергообеспечения хватит аккумулятора или батареек.

Параметры выбора

Основная характеристика - диапазон измеряемых показателей , то есть спектр коэффициентов влажности, которые прибор может зафиксировать. Некоторые модели определяют показания по шкале 0−100%. Однако модели с узкими диапазонами чаще более точные и производительные, так как перерабатывают менее обширный объем данных. К тому же дереву не всегда требуется широкий диапазон обследования. Это зависит от сферы использования влагомера. Например, для пиломатериалов хватает диапазона от 1% до 45−50%, так как это «коридор» оптимальной влажности для стройматериалов.

Работники лесных хозяйств, проводящие таксацию, должны иметь универсальный гигрометр для фиксирования также крайних значений. Нужно учитывать погрешность, которая в среднем находится в пределах 0,1−3,5%, но и здесь не всегда должно стремиться к наиболее высоким значениям. Точность до 0,1−0,2% требуется, как правило, в узкоспециализированных сферах промышленности и строительства.

Контактные модели

Традиционные влагомеры для древесины оборудованы специальными щупами-иглами , которые и выполняют измерение. Принцип действия основан на кондуктометрическом методе. То есть вычисление показателей базируется на значении электрического сопротивления, возникающего между щупами. В процессе работы игольчатый влагомер вплотную подносится к исследуемому объекту и производится анализ данных. Информация пересчитывается в проценты. Суть способа в том, что электрическое сопротивление меняется в зависимости от уровня влажности.

Преимущества контактных моделей:

  • Простота конструкции.
  • Легкость настройки и использования.
  • Высокая скорость замеров.

Но эти гигрометры не всегда дают точный результат, когда влажность на уровне до 5%. Желательно, чтоб щупы были небольшими.

Бесконтактные приборы

Данные аппараты позволяют делать замеры без разрушения исследуемого материала , что важно при работе с декоративными древесными панелями. Этот метод достигается за счет датчиков на рабочей части прибора, заменяющих щупы контактных моделей, но фиксирующие данные на расстоянии. Некоторые модели данного класса производят сканирование на глубину до 5 см. Применять бесконтактный гигрометр рекомендуется, когда нужен нижний порог значений. К достоинствам бесконтактных приборов относится также возможность анализа влажности и температуры воздушной среды.

Дполнительные функции

Кроме главных параметров, важно учесть набор дополнительных функций . Например, информационный дисплей, кроме основных показателей, может давать такую информацию:

  • время анализа;
  • уровень зарядки;
  • прочее.

Может понадобиться функция подсветки. Что до возможности вести статистику, в оперативном режиме ряд моделей допускает возможность запоминать минимальное, максимальное и среднее значение. Профессиональные влагомеры позволяют определять показания в целом и выявлять участки с разным уровнем влаги.

Лучшие производители

Рекомендуется приобретать продукцию фирм, разрабатывающих метрологическое оборудование. Наиболее уважаемые бренды - это Geo-Fennel, Testo и Condtrol . Компания Wagner тоже может предложить хороший влагомер древесины. Судя по отзывам, приборы данного производителя производят качественные замеры, а их конструкция отличается надежностью.

Контактные устройства стоят 2000−3000 рублей, а бесконтактные аналоги - 5000−7000 рублей.

Заключение

Информация о содержании в древесине влаги может потребоваться при проведении самых разных работ: это может быть строительство, технологические производственные операции, анализы научного исследования.

Производители учитывают широкий спектр применения приборов, поэтому стараются предложить гигрометры с соответствующими характеристиками. Для возможности произведения более тонких измерений, например, расширяются возможности чувствительных элементов и дисплеев, на которые выводится конечная информация. В профессиональных влагомерах тоже предлагаются разные режимы замера, что зависит от типа древесины, уровень влажности которой нужно замерить. При детальной настройке прибора учитываются все нюансы.

Часто во время технологического процесса необходимой задачей является измерение влажности древесины. Дело в том, что излишняя влажность сырья может послужить причиной изготовления некачественной продукции, а соответственно нанести ущерб всему предприятию. Именно этим обусловлено то, что на сегодняшний день такой прибор, как влагомер древесины, находит все более широкое применение.

Сегодня существует достаточно большое количество видов подобного оборудования. Рассмотрим основные виды влагомеров и принцип их действия. На сегодняшний день самое большое распространение получили инструменты, работающие по кондуктометрическому и диэлькометрическому методам. Рассмотрим их более детально.

Разновидности влагомеров, используемых для измерения влажности древесины

Первый тип аппаратов для , работа которого основана на кондуктометрическом методе измеряет электрическое сопротивление материала, изменяющееся в зависимости от того, какой уровень влаги в нем содержится. Основным рабочим элементом такого влагомера древесины являются заостренные иглы из металла, которые в процессе измерения уровня влажности материала производят погружение в него. При включении прибор начинает замерять, каково электрическое сопротивление между древесиной и иглами, после чего по специальной формуле, которая уже заложена в память процессора прибора, происходит вычисление непосредственно влажности материала.

Основными достоинствами влагомера кондуктометрического метода действия является то, что он достаточно прост в использовании, он имеет упрощенный датчик, который основан на работе двух игл. Немаловажно также и то, что такой способ измерения влажности сырья является довольно быстрым, что также можно записать только в преимущества данного аппарата. Однако такой влагомер имеет и недостаток, при его использовании нарушается целостность материала, что может повлиять на дальнейший процесс его переработки.

Вторым распространенным сегодня типом влагомеров, для древесины, является аппарат, работа которого основана на диэлькометрическом методе измерения. В данном случае устройство производит измерение диэлектрической проницаемости сырья. Поскольку диэлектрическая проницаемость воды является много большей, нежели у других веществ, то судя по ее количеству в исследуемом материале вполне возможно получение достоверной информации о том, какое количество процентов влаги содержится в древесине.

Влагомер, основанный на диэлькометрическом методе измерения, работает за счет генератора радиочастот, которые могут варьироваться от трех до тридцати мГц. Генератор является основным рабочим элементом влагомера такого типа. Измерение происходит за счет вмонтированных в аппарат контактных площадок, поэтому этот способ измерения не является разрушительным.

Принцип действия влагомеров

Принцип действия такого устройства является достаточно простым: контактные площадки плотно прижимают к исследуемому материалу, с усилием не более одного килограмма, и включают влагомер, который начинает производить замер. Токи высокой частоты проникают вглубь материала, а микропроцессор воспринимает данные переданные устройством и начинает перерасчет формулы, после чего выдается результат замера. Стоит отметить, что память микропроцессора устройства уже хранит данные о плотности тех веществ и материалов, которые будут подвергаться исследованию. Поэтому измерение таким устройством является процессом нетрудоемким и не занимает много времени.

Основными достоинствами такого метода измерения можно назвать, прежде всего, высокую точность замеров. К тому же диапазон замеров влажности у данного приспособления очень высок. Немаловажным преимуществом является и то, что результаты влагомер диэлькометрический выдает очень быстро, что бывает просто необходимо на отдельных видах производства. Как уже было сказано выше, данный аппарат не нарушает целостности исследуемого сырья, что крайне важно при работе с ценными породами дерева. Единственным недостатком влагомера, применяемого для измерения влажности древесины, такого типа, является то, что при влажности ниже одного процента, точность может быть несколько снижена.

Измерение влажности воздуха и твердых материалов — одна из важнейших задач не только в сложных технологических процессах, но и в обычной жизни. Такой параметр, как влажность воздуха в жилом или производственном помещении, играет важную роль для здоровья и самочувствия человека. Нестандартная влажность сырья на производстве может привести к выпуску бракованной продукции, а значит к финансовым убыткам. Поэтому влагомеры — приборы, измеряющие абсолютное содержание влаги в процентном отношении ко всей массе воздуха или твердого материала — находят все более широкое применение.

Прежде чем перейти к принципу работы современных влагомеров, необходимо осветить основные методы измерения абсолютного содержания влаги в воздухе и твердых материалах.

Весовой метод

Это традиционный и один из самых старых способов измерения влажности твердых материалов и воздуха. Он довольно прост — берется образец исследуемого материала, например кусочек дерева, и высушивается в специальной камере. Взвесив образец до и после сушки, можно вычислить влажность материала в процентном соотношении. Для измерения влажности воздуха поступают по-другому: в изолированную от атмосферы камеру помещается предварительно взвешенный гигроскопический материал и туда закачивается исследуемый воздух. Взвесив увлажненный гигроскопический материал, который принял в себя влагу из воздуха, также вычисляют процентное содержание влажности.

Влагомер, работающий на принципе весового метода

Хотя весовой способ прост и дает адекватные результаты измерений, он требует наличия дополнительных приборов — точных весов и специальных камер. Даже для производственных целей это довольно сложное в обращении оборудование, не говоря о домашнем использовании. К тому же, для твердых материалов требуется разрушить (отделить) небольшую часть материала как образец, что не всегда приемлемо.

Волосяной метод

Этот способ для измерения влажности воздуха применяется уже давно. В его основе лежит свойство волоса (гигроскопического материала), изменять свои размеры от степени увлажнения. Измеряя изменение длины волоса в зависимости от количества влаги в воздухе, мы тем самым меряем процентное содержание влажности самого воздуха. В последнее время этот метод трансформировался — вместо волоса применяют различные полимерные материалы, которые тоже реагируют на изменение влажности в воздухе. Влагомер, работающий на таком принципе, называется гигрометр. Естественно для измерения влажности твердых материалов такой способ не годится.

Психрометрический метод

Здесь для измерения влажности воздуха применены два термометра, один из которых обернут хлопчатобумажной тканью, смоченной в воде. Так как влага из ткани испаряется, расходуя на это тепло из окружающей среды, этот термометр всегда будет показывать более низкую температуру, чем другой. По специальной таблице разницы температур двух градусников можно узнать влажность окружающего воздуха. Этот прибор называется психрометр, а его показания более точны, чем у гигрометра. С появлением современных электронных компонентов вместо термометров используются полупроводниковые термодатчики, а цифровые микросхемы вычисляют влажность воздуха и индицируют результаты на жидкокристаллический дисплей.

Влагомер, работающий на принципе психрометрического метода

Специалисты сайта www.сайт отмечают, что кроме этих классических методов измерения влажности существует и ряд других методов, которые появились совсем недавно благодаря последним достижениям науки и техники. Перечислим наиболее распространенные из них:

  • Химический метод . Исследуемый образец обрабатывается специальным реагентом, который вступает в реакцию только с водой. Измеряя количество выделяемого газа или жидкости, можно вычислить влажность материала.
  • Оптический метод . Влагомер измеряет оптическую плотность материала, которая зависит от степени насыщенности его водой. Подходит для газов (воздуха) и твердых материалов.
  • Кондуктометрический метод . Влагомер измеряет электрическое сопротивление материала, которое изменяется в зависимости от содержания в нем влаги.
  • Диэлькометрический метод . Принцип работы влагомера основан на измерении диэлектрической проницаемости исследуемого материала. В зависимости от количества воды (диэлектрическая проницаемость воды намного выше, чем у других веществ), можно получить достоверную информацию о её процентном содержании в материале.

Остановимся на двух последних методах, так как именно на их основе сконструированы последние образцы портативных влагомеров, получивших широкое распространение в быту и на производстве.

Кондуктометрический метод

Неотъемлемая часть такого влагомера — острые металлические иглы, которые погружают в исследуемый материал (древесина, бетон и другие стройматериалы). Прибор измеряет электрическое сопротивление материала между иглами и по заложенной в память микропроцессора формуле вычисляет процентное содержание влаги.

Достоинства метода:

  • Простой датчик в виде двух игл.
  • Относительно несложный и быстрый способ измерения.

Недостатки метода:

Однако главный недостаток данного метода — это то, что приходится частично разрушать исследуемый материал. Если для партии леса или бетонных конструкций это несущественно, то исследовать влажность деталей для мебели из ценных пород древесины, прокалывая их иглами, становится проблематичным.

Диэлькометрический метод

Для измерения влажности этим способом в конструкции влагомера используется генератор радиочастот 3-30 мГц, с помощью которого измеряют диэлектрическую проницаемость исследуемого материала. В конструкции прибора тоже есть датчики, но они представляют собой не остро заточенные иглы, а обычные контактные площадки с закругленными краями. Разрушить древесину, а тем более бетонную стяжку ими невозможно. Датчики прижимают с небольшим усилием в 0,5-1 кг к поверхности древесины или бетона, и производят замер. Высокочастотные токи проникают в материал на глубину до 20-30 мм, прибор оценивает величину затухания токов, которая зависит от свойств материала и его влажности. Микропроцессорный блок устройства пересчитывает величину диэлектрической проницаемости в абсолютную влажность. В памяти влагомера обычно хранятся данные о плотности материалов, на которые он рассчитан. Предварительный выбор пользователем породы древесины или марки бетона перед измерением увеличивает точность полученных результатов.

Достоинства метода:

  • Высокая точность измерений и широкий диапазон измерения влажности.
  • Высокая скорость получения результата замера.
  • Влагомер не повреждает поверхность исследуемого материала.

Недостатки метода.

  • Пониженная точность результатов измерений при влажности ниже 1 процента.

Таким образом, все большое распространение получают портативные влагомеры, принцип действия которых основан на диэлькометрическом методе.

Влагомер – это прибор, с помощью которого можно узнать показатели влажности внутри предмета или среды. Область применения влагомера обширна, ведь влажность имеет ключевое значение для множества отраслей.

Основные сферы применения приборов:

  • контроль влажности в деревообрабатывающей промышленности;
  • аграрное хозяйство (контроль влажности почвы, зерна, семян);
  • целлюлозная промышленность;
  • пищевая промышленность;
  • лабораторные исследования;
  • метеорология;
  • строительная сфера.

От показателей влажности зависит качество выпускаемой продукции, а также специфика условий её эксплуатации и хранения.

При проведении ремонтных работ влагомером часто пользуются, чтобы определить состояние стен под отделочными покрытиями, например, под кафелем или обоями – можно узнать, не накапливает ли фундамент влагу, и многое другое.

Виды влагомеров и принцип их работы

По принципу действия устройства делятся на две большие группы:

  • игольчатые или кондуктометрические;
  • диэлькометрические.

Игольчатые влагомеры чаще всего применяются для измерения влажности в твёрдых средах, например, в древесине. Иглы погружаются в испытуемое вещество, и прибор определяет электрическое сопротивление между ними. Чем выше влажность, тем меньше сопротивление цепи. Недостатками такого способа измерения влажности можно считать то, что глубина проверки напрямую зависит от длины игл прибора.

Диэлькометрические влагомеры позволяют контролировать влажность определённого материала бесконтактно. Прибор посылает электромагнитный импульс и считывает показатели затухания его колебаний внутри среды. Такой влагомер отличается высокой чувствительностью и точностью измерений. Он способен улавливать влажность минимальных значений 1-2%. Прибором удобно контролировать влажность сыпучих материалов, а также определять влажность стен.

Как пользоваться влагомером

Проводить измерения влажности необходимо согласно инструкции на влагомер . Рассмотрим процесс эксплуатации прибора на примере игольчатого влагомера для древесины:

Шаг 1. Подготовить испытуемый образец. Обе иглы прибора равномерно углубить в дерево на максимальную глубину. Важно, чтобы обе иглы параллельно входили в образец. Ток, проходя через дерево между иглами, получит определённое сопротивление, в зависимости от влажности испытуемого объекта.

Шаг 2. Теперь нужно нажать на кнопку начала замера, таким образом замыкая электрическую цепь.

Шаг 3. На экране прибора появятся показатели влажности образца в данной точке. Чтобы данные об испытуемом объекте были максимально точными, необходимо повторить замеры в других точках.

Некоторые современные влагомеры могут передавать данные сразу на компьютер, а также обладают собственной памятью. Но выбирать прибор нужно, исходя из того, где он будет применяться.


Другие рыболовные статьи по теме:


    Существует большое количество разнообразных приманок, используемых для ловли рыбы. К ним относятся натуральные: хлеб, зерна, тесто, насекомые, а также искусственные виды: воблеры, блесны и другие. Но кроме этого существует еще один интересный вид - ...


    Зимой, когда все вокруг затянуто льдом, найти место, где кормиться стайка рыбы, сложно. Конечно, у опытных рыболовов это займет немного времени, особенно если водоем знакомый. Но все же иногда и профессионалам хотелось бы иметь прибор, который...


    О том, что для серьезной рыбалки необходим эхолот, знает каждый рыболов. Сегодня мы рассмотрим основные параметры прибора и правила его подбора в магазине. Первое, на что нужно обратить внимание – на мощность передатчика эхолота. От того, ...


    На российском рынке появилась бейсболка Sunhunter с двумя светодиодами повышенной яркости. Сама по себе идея не нова, но Sunhunter оборудована еще и сверхтонкой гибкой солнечной батареей, разместившейся на козырьке. Достаточно в течение дня поносить...


    В процессе ловли форели, часто встречаются места, где поваленные деревья полностью перегораживают реку. Многие рыболовы, особенно, идя взабродку, обходят стороной такие места, так как считают, что их невозможно обловить. Между тем, можно сделать...


    Существует особая каста людей, настолько преданных своему любимому хобби, что несмотря на погодные условия, и в зной, и в стужу, и под дождем, молча сидят на берегу глядя на поплавок. Да, это - рыбаки. Они всегда с трепетом и самозабвенно пополняют...