Страница 5 из 10
Технические данные обычно приводятся для нормальных условий и равномерно распределеной влажности по объему материала. Если эти условия не выполняются, то и Погр может оказаться выше, приведенной в паспорте. Поэтому в паспорте иногда указывают дополнительную Погр или несколько доп. Погр, связанных как правило с изменением какого-либо фактора в условиях эксплуатации.
Например, доп. Погр δ = 0,5 % / 10 градС. Это означает, что при отклонении температуры от нормальной дополнительная погрешность составляет 0,5 % на каждые 10 градС.
9. Миф о точности игольчатой влагометрии
В качестве датчиков (преобразователей влажности) применены иглы. Поэтому кондуктометрические Влаг называют игольчатыми (ИВлаг).
Они широко распространены в мире. Выпускаются они и в России. Наиболее известны влагомеры со светодиодной шкалой. Есть влагомеры с цифровой шкалой и стрелочным индикатором. За рубежом спектр различных игольчатых влагомеров еще шире. на рис. 9.1. представлены наиболее распространенные типы датчиков.
Рис. 9.1. Конструкции игольчатых датчиков
1 – трехигольчатый, 2 – двухигольчатые, 3 – с изолированными электродами.
Длинные и короткие датчики с разными глубинами проникновения и расстояниями между иглами и их количеством захватывают разные объемы древесного вещества и следовательно показывают разные значения влажности.
Теперь рассмотрим как возникает конфликтная ситуация во время контроля влажности.
Например, Поставщик производит замер влажности с помощью трехигольчатого датчика с глубиной проникновения на 10 мм, а Приемщик измеряет с двухигольчатым датчиком с иглами длиной 30 мм доски толщиной 60 мм. При этом длинные иглы, проникая определяют недосущенные участки и в результате этого фактически бракуется вся партия досок. Но на самом деле все выглядит намного сложнее, чем это представляют две конфликтующие стороны.
Рассмотрим процедуру измерения, используя контрольные замеры с помощью датчика с изолированными иглами. Процедура измерения представлена на рис. 9.2. Иностранный Влаг, который был использован для эксперимента считается на рынке влагомеров одним из лучших. Он имеет изолированные иглы, оголенные на концах. Это позволяет измерять перепад по влажности в доске на любой толщине. Иглы достаточно длинные. Контрольные замеры дали следующие показатели по глубине проникновения 9 %, 12,1 %, 13,5 %, 14 %.
Мы видим, что при глубине проникновения на двух уровнях средняя влажность равна примерно Wср1=(9+12,1)/2=10,5 %. В тоже время на глубине она равна примерно Wср2=(13,5+14)/2= 13,7 %. Общее же значение будет равно примерно Wср3=(9+12,1+13,5+14)/4= 12,1 %.
Этим примером мы показываем, что даже правильно измеряя влажность одним и тем же влагомером мы получаем разные значения.
Так и Погр в распределении влажности с поверхности по слоям распределяется по отношению к средней:
dW1=-3,1 %, dW2=0 %, dW3=1,4 %, dW4=1,9 %.
Так какую же влажность брать за основу при таком замере?
Для расширения понятия о влажности, мы вводим такие термины как:
– действительная влажность – это реальная влажность, которая определяется при контроле с использованием метода высушивания.
– интегральная (средняя влажность) – она стремится к действительной влажности и определяется как среднее, состоящее из выборочных замеров с определенным числом. Этот параметр образуется в результате многократных замеров больших объемов пиломатериалов.
– дифференциальная влажность – это влажность, которая имеется в очень малом объеме древесины и определяется с применением метода высушивания.
Рис. 9.2. Процедура измерения влажности Ивлаг с изолированным иглами.
Для точного измерения и юридически обоснованного способа измерения влажности необходимо использовать только прямой метод – метод высушивания. В этом случае усредненное значение будет равно примерно 12 %.
10. Пример построения градуировочной характеристики
В связи с тем, что многие не особенно хорошо представляют построение статических (градуировочных) Град хар-к Влаг, то в данном выпуске мы покажем кратко как это сделать.
Град хар-ки необходимо строить при возникновении сомнений в показаниях данного Влаг, либо для случаев, когда для данной породы хар-ка не приводится.
Необходимо отметить, что построение Град хар-ки требует большой тщательности и аккуратности, грамотного выбора (в соответствии с ГОСТ 16588–79) класса весов, сушильного шкафа, образцов древесины. Количество образцов должно быть не менее 20 штук для каждой точки диапазона. Существует множество «мелочей», не соблюдение которых может свести на «нет» всю работу по градуировке. Поэтому лучше эту работу доверить специалистам.
Образование суммарной Погр от измерения влажности эталонным способом представлено на рис. 10.
Рис. 10. Процедура образования суммарной Погр при измерении влажности эталонным методом.
Δm1 – изменение влажности при транспортировке образца,
Δm2 – Погр при взвешивании,
Δm3 – изменение веса при взвешивании,
Δm4 – Погр при изменении температуры сушки от 90 до 160 град С изменяется от +0,4 до – 1,25%W, включается удаление летучих и вытекание смол,
Δm5 – поглощение влаги из окружающей среды и эксикатора,
Δm6 – Погр взвешивания абсолютно сухого образца
Пример: ΔWобщ при Погр взвешивания 0,01 г для лущеного шпона влажностью 10 % и массой 5 г равна 0,46 %.
Построение Град хар-ки производится путем сравнения показаний прибора и значений влажности, полученных методом высушивания.
Первоначально необходимо отобрать образцы древесины для градуировки. Для этого собирают образцы древесины из трех партий разной влажности. Образцы первой партии должны давать показания в первой трети шкалы. Образцы второй партии – во второй трети шкалы и образцы третьей партии в третьей трети шкалы.
Затем поочередно влажность всех образцов определяется с помощью градуируемого Влаг и метода высушивания. Каждый проверяемый образец должен иметь два показания по градуируемому Влаг – прибору и по действительной влажности.
Данные заносятся в таблицу № 10.1.
Табл. № 1. Таблица данных для определения влажности при градуировке
где: N – номер образца m вл. – масса образца до сушки, г m сух – масса образца после сушки, г W – влажность образца,% П – показания прибора, мка
Затем в каждой группе вычисляется среднее значение влажности
и среднее значение показаний прибора
По полученным усредненным точкам в координатах W% и П строится график. Пример такого графика представлен на рис. 9.4.
Рис. 10. Град хар-ка ИВлаг, построенная по средним точкам.
В отличии от многих диэлектриков древесина имеет ряд особенностей, которые не позволяют представить ее как простое электрическое сопротивление. Древесина неоднородна. В ней существуют годовые слои с разной плотностью. Электрическое сопротивление вдоль и поперек волокон также сильно отличается. В древесине имеются смолы, распределенные неравномерно по объему, различные химические включения в виде солевых и щелочных отложений, которые влияют на величину электрического сопротивления. Кроме этого существуют сотни пород древесины с разными физико-механическими и электрическими свойствами.