Игольчатые влагомеры для древесины

С игольчатыми влагомерами имеют дело как сотрудники деревообрабатывающих предприятий, начиная с заготовки леса – кругляка (свежесрубленная древесина), далее распиловка, сушка, изготовление изделий из дерева.
 

1. Как устроен и работает ?
2. Измерители влажности со встроенными иголками
3. Приборы для измерения влажности дерева с выносным датчиком
4. Калибровки
5. Температурная компенсация
6. Советы по работе
7. Особенности

Игольчатый влагомер древесины могут купить и частные лица, тем более что цена вполне доступна, которые не имеют непосредственного отношения к деревообработке, но например возникла необходимость перекрыть крышу дома.

Или нужно проверить, не сырые ли дрова для печки или котла на твердом топливе.

 

Если влажность будет увеличена, то при высыхании, изменятся линейные размеры, доску может “повести” и в таком случае лучше самому проверять влажность, чем доверять на слово продавцам.
 

 

Как устроен и работает

В пластмассовом корпусе:

• внутри находится электронная плата;
• вмонтированы 2 (иногда 4) электрода. Принцип измерения от этого не меняется. Как видим число игл всегда четное – главное, чтобы цепь была замкнута и через выбранный участок деревянного образца протекал электрический ток;
• цифровой дисплей для отображения результата и вспомогательной информации;
• клавиши для управления.

 

 

Измеритель влажности реализует резистивный метод измерения на основе Закона Ома.

Чем выше содержание влаги, тем больше сила тока.

Электронная схема анализирует падение напряжения и пересчитывает аналоговую величину в цифровое значение влажности.

Как выбрать по типу датчика ?

Со встроенными иголками

В этом варианте удобно, что нет дополнительных элементов – разъемов, проводов.
Это повышает надежность: проводник может со временем получить обрыв внутри, а контакты окислиться или ножки разъема согнуться.
Да и перевозка значительно упрощается.

Но есть и минусы.


При погружении электродов, особенно в твердые сорта, приходится прилагать физические усилия.

И если переусердствовать, что часто приходилось видеть, когда измерительные приборы поступают в ремонт, ломается пластмассовый корпус в местах крепления игл.

Допустимое давление обычно не превышает 1-2 кг.

 

Приборы для измерения влажности дерева с выносным датчиком



Основное отличие: электроды встроены в пластмассовую рукоятку, а сам держатель подсоединяется к основному цифровому блоку с дисплеем и клавишами посредством провода – обычной длиной до 1 метра.

В продаже представлены 2 модели:

• с подключаемым разъемом;
• с жестко встроенным в корпус проводом.

 

На наш взгляд влагомеры древесины с выносными датчиками более гибкие в использовании по следующим причинам.

1. Строго разделены функции.

   ✓ Цифровой блок – для настроек и индикации результата.
   ✓ Держатель с иглами – для непосредственного контакта с деревом.
   
   А это означает, что усилие прилагается не к корпусу измерителя влажности, а к держателю, а значит отсутствует риск повреждения самого прибора.

2. Проникновение в труднодоступные места.

   Представим себе ситуацию.
   
   Множество стеллажей с досками, между которыми узкие проходы.
   
   Да и освещение точно не проникнет в каждую точку.
   
   При наличии игольчатого измерительного прибора со встроенными датчиками, стоит руку завести за доски, и дисплей станет недоступным для наблюдения.
   
   Другое дело – удерживать блок в одной руке и совершать любые перемещения в пространстве – поворачивать, наклонять.
   
   А сам экран с измеренными показателями всегда будет находиться перед глазами.

Калибровки

Для чего они нужны ?

Представим, что мебель изготавливается из трех разных сортов дерева, из разных стран, с разными климатическими условиями произрастания, с различной твердостью, структурой внутренних слоев и т.д.
Если на каждый из образцов, подавать одно и тоже напряжение, то даже при одинаковой исходной влажности, будут показаны разные значения, что конечно далеко от реальности.

Это происходит потому что от породы дерева зависит электрическая проводимость.

Игольчатые измерители влажности с одной, универсальной калибровкой, “считают”, что перед ними некий усредненный вид дерева.

Такой же будет и результат. Хотя если к высокой точности претензий нет, например нужно определить влажность дров для растопки печи, одной калибровки будет вполне достаточно.

Но для профессионалов, на заводе-изготовителе, устройства программируются с индивидуальными калибровками в зависимости от плотности групп древесины.

В мире существует около 300 сортов дерева, но разрабатывать аппарат с переключателем на триста позиций нет технической возможности и смысла.

Было предложено другое решение.
Многие сорта дерева очень похожи по плотности, а значит их можно свести в одну группу.
И для этой группы подобрать токовые режимы воздействия на соответствующие образцы.

Можно купить влагомер для древесины на 4,10 и более калибровок.

Главное конечно при этом точно знать, влажность какого именно сорта дерева предстоит определять.

Температурная компенсация

Нередки случаи, когда дерево хранилось в холодном помещении (по технологическим условиям) и было занесено в более тёплое, где уже несколько часов находится прибор.

Если разница температур составляет относительно небольшую величину в пределах ±10°С, то уточнить значение влажности поможет функция компенсации температуры.

Терморезистор внесет корректирующий коэффициент в итоговый результат.

Если разница большая, то как пишется практически в любой инструкции, нужно подождать несколько часов, чтобы образец для исследования и сам измеритель влажности достигли одинаковой температуры.

Тогда погрешность будет минимальной.

Советы по работе
 

1. Если древесина попала под дождь или хранилось в условиях повышенной влажности, показания не будут достоверными.

   Мокрое дерево – это короткое замыкание для прибора, все равно что опустить 2 электрода в ведро с водой.
   
   Да и никто не работает с мокрым деревом. Нужно довести его сначала до нужных кондиций.
   
   Можно провести аналогии с термогравиметрическим анализом. При высоком содержании влаги, сначала дерево подсушивается.

2. Если доска, брус достаточно толстые (больше 50 мм), необходимо выполнить промеры с двух сторон и далее усреднить результаты.

   Это необходимо, поскольку под действием гравитации, влага перемещается и скапливается в нижней части дерева. И сверху и снизу разница может составлять несколько процентов.

3. Со свежеспиленной древесиной при измерениях могут быть нюансы.

   Поскольку бюджетные приборы имеет максимальный предел 40%, то сразу после спила ручной или бензопилой, значение может быть выше и прибор зашкалит.
   
   Во-первых, не всегда есть смысл проверять содержание влаги в свежеспиленном стволе.
   
   Во-вторых, если уж стоит такая задача, нужно выбирать модель, рассчитанную на максимальный показатель 70-90 %.

4. Если исследуемый образец имеет значительную длину (несколько метров), выполняйте промеры через равные промежутки расстояния, например 1 метр и опять же с последующим усреднением результата.

   Тоже самое касается и деревянных изделий с большой площадью, если это не доска, а квадратная или прямоугольная заготовка из дерева

5. В нашей практике встречались случаи, когда после покупки, при испытании нового игольчатого измерителя влажности, хозяин не прочитал инструкцию, с размаху “загонял” иглы в поверхность дерева.

   Один раз так получится, а на 5-й или 10-й раз, прибор может выйти из строя.
   
   Обычно в комплекте присутствуют запасные иглы.
   Но ведь гнутся как правило не электроды, а образуются поломки в места их крепления в корпусе от чрезмерного усилия.
   
   Поэтому рекомендуем опускать иглы плавно, немножко надавить на одну иглу потом на другую и не превышать давление.
   
   И смысла погружать иголки глубоко никакого нет.
   Если постараться загнать электроды поглубже, на конечный результат это никоим образом не повлияет.
   
   Электрическая цепь или замкнута или разомкнута.
   А если на дисплее показывается например влажность дерева 14 %, то она такой же останется на глубине 2,3 или 4 мм.

6. Можно ли использовать для замера влажности других материалов, кроме дерева ?

   Нет нельзя, если это не предусмотрено в перечне калибровок.
   
   Иногда можно встретить многофункциональные измерительные приборы – “мастера на все руки”, подходящие и для бетонной стяжки и для опилок, и для деревянной стружки.
   
   Более того, можно заказать интересные устройства, включающие и СВЧ датчик влажности и измерительные электроды в обдном устройстве.

Особенности

1. Повреждение измеряемой поверхности.

   Если на промежуточных этапах это ещё допустимо, то на финальных, когда произведены операции полировки, шлифовки, покрытие краской, лаком, любые отверстия от иголок испортят внешний вид, потребительские качества и заказчик вряд ли захочет приобрести такую мебель, деревянные рамы и т.д.

2. Риск раскола тонких дощечек толщиной менее 10 мм.

   При непосредственном контакте иглы проникают, раздвигая в стороны слои, что может привести к разлому образца.
   
   Особенно это неприятно, если древесина достаточно дорогая, редкая, следующих  поставок придется ждать долго, особенно из другой страны.

3. Невозможность провести объемное измерение.

   Предположим что у нас есть деревянный квадратный брусок с высотой стороны 100мм.
   
   Поскольку игры проникают только в поверхностный слой, то каково значение влажности в самом центре квадрата, мы не узнаем никогда.
   
   Теоретически за счет перемещение воды по капиллярам, можно исходить из того, что распределение влаги в образце древесины равномерное.
   
   В большинстве случаев так и есть и добираться до самой середины не имеет смысла.
   Да и возможности тоже – как мы отмечали, иголки опускаются на всего 2-3 мм.
   
   Но если будет поставлена такая задача, проблему решит бесконтактный СВЧ влагомер для древесины, формирующий электромагнитные импульсы с проникающей способностью до 50 или даже в некоторых разновидностях до 100 мм.