Датчик влажности древесины своими руками. Методы определения влажности древесины

В производстве изделий из древесины важно использовать сырье определенной влажности. Чтобы точно определить степень сушки сырья используется влагомер древесины. Компактный помощник помогает избежать брака при производстве, а при строительстве дома из бруса обезопасить от покупки недоброкачественного материала. Как применяется прибор, его устройства и виды обсудим в этом небольшом обзоре.

Виды приборов

До появления влагомера определить влажность древесины можно было только при помощи ГОСТа. Процесс занимал время и проходил в несколько этапов. От изделия откалывали небольшой кусочек, и путем сложных лабораторных исследований и сравнения показателей определялась точная влажность. С появлением современных устройств минусы ушли на второй план.

Влагомеры для древесины — это компактные устройства, которые за несколько секунд позволяют определить влажность сырья. Работает устройство от удельного сопротивления дерева разной степени просушки к электроразряду.

Измерители влажности древесины имеют плюсы:

скорость процедуры;
нет необходимости повреждать сырье.

погрешность прибора может достигать 2-10%, что значимо для камерной сушки;
высокая цена на некоторые влагомеры.

Погрешность в показателях объясняется различной плотностью материала, которая также влияет на сопротивление к электроразряду. Различают универсальные приборы, например, влагомер мг4д и для конкретного вида материалов: бетона, дерева.

Все устройства в зависимости от модификации подразделяются на виды:

игольчатые;
поверхностных замеров;
глубинные;
бесконтактные.

Рассмотрим каждый из видов, с точки зрения целесообразности их приобретения, для использования в работе и дома.

Компактные устройства с небольшой металлической иглой, которая втыкается в материал. Замеры осуществляются только при температуре воздуха выше +1 градуса. При минусовой температуре возрастает процент погрешности измерения. Точность влагомера 2%. Для точности показателей прокол делается в нескольких местах изделия.

Компактный, легко помещается в карман.
Невысокая погрешность.

Повреждает изделие.
Практически не определяет влажность меньше 5%.

Из популярных моделей выделяются: CEM DT-1329, Benetech GM610.

Поверхностного измерения

Влагомер для древесины поверхностного измерения имеет две небольшие металлические иглы, которые погружаются внутрь, практически не повреждает сырье. Процент погрешности показателей не более 0,2-0,5%. Модель предназначается специально для работы с деревянной доской.

Невысокая погрешность.
Небольшой размер.

Нет возможности измерить материал сечением более 20 мм.
Погрешность увеличивается при работе в температуре ниже 0 градусов.

Среди моделей выделяются: ASTM F2170, ЕМ4806.

Глубинного измерения (щуповые)

Профессиональные массивные влагомеры с высокой точностью показаний влажности. Подходят для работы с брусом, оцилиндрованным и простым бревном, досками большого сечения. А также применяется для определения влажности в наваленных горой опилках и щепе.

Определяет количество воды по всей структуре дерева, но требует аккуратности в работе. При поломке иглы, извлечь ее из материала будет проблематично. Устройство имеет невысокую погрешность, в пределах 0,5% и работает при любых температурах. Подходит для деревообрабатывающей компании.

Точность показателей по всей структуре сырья.
Возможность работать с материалом любой плотности и размера.

Массивный прибор не подходит для домашнего использования.
Высокая цена.

Среди популярных моделей выделяются: DampMaster Pro, GMH 3830.

Бесконтактный (диэлькометрический)

Небольшой прибор для измерения влажности деревянных изделий, которые нельзя повреждать: ламинат, паркетная доска, фанера. Датчик располагается прямо на приборе или закрепляется поверх изделия.

Компактность.
Не повреждает изделие.

Работает с диапазоном определенных видов древесины.
Высокий процент погрешности.

Из популярных моделей выделяется Hydro Pro.

Обзор популярных моделей

Рассмотрим подробнее стоимость и технические характеристики моделей влагомеров, которые получили положительные отзывы от профессионалов и любителей.

ЕМ4806

Компактный влагомер от производителя STIHL для поверхностного измерения влажности в древесине и бетонных растворах.Универсальный щуповый измеритель с электронным датчиком. Используется для замера влаги в древесине, бетоне на глубине до 40 см.Бесконтактный прибор от Российского производителя Condtrol. Применяется для замеров влаги в материале на глубине до 3,5 см. Подходит для работы с древесиной и бетоном. Датчик находится в самом устройстве, которое прикладывается к измеряемой поверхности.

Предел измерения влаги — от 2 до 65%;
Вес — 200 г.
Работает при температуре — от +4 до +40;
Погрешность измерения — в пределах 1%.
Стоимость прибора — 15 690 р.

Вывод

Для домашнего использования подойдут недорогие игольчатые или приборы для поверхностного измерения. Для делопроизводства целесообразнее приобрести щуповое или бесконтактное устройство. Цена на них выше, но зато они более функциональны и позволяют работать с различными видами древесины.

Прямой - по методике , косвенный - при помощи электрических . Первый способ - точный, второй способ - быстрый.

Определение влажности древесины по ГОСТ 17231-78 (ГОСТ 16483.7-71)

Способ первый - прямой (стандартный, дедовской, проверенный временем)

На данный момент, на территории России действуют два стандарта, оба регламентирующие одну и ту же методику определения влажности древесины:

ГОСТ 17231-78 Лесоматериалы колотые и круглые.
Методы определения влажности
Скачать (cкачиваний: 1266)
ГОСТ 16483.7-71 Древесина.
Методы определения влажности
Скачать (cкачиваний: 938)

Аналоги данных стандартов легко отыщутся в метрологии любой постсоветской страны. Оба документа (ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71) регламентируют порядок отбора образцов, методы испытаний и анализа для объективного определения влажности деревоматериалов, лесоматериалов и дров (всего того, откуда можно вырезать или отпилить образец для исследований). Методика определения влажности по ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71 предельно проста и заключается в систематическом отборе и последующем высушивании образцов испытуемого материала. При этом, исследуемый образец находится в сушильном шкафу до полного своего высыхания. После чего, производится взвешивание и сравнение веса исследуемой древесины до, и после высушивания.

Прим. Согласно ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71, сухим считается такой образец, масса которого не изменилась более чем на 1% после выдерживания в сушильном шкафу в течение 24-х часов при температуре 101...103°С

Плюсы и минусы

ГОСТ-овские методы определения влажности древесины очень объективны, но имеют один большой недостаток - они громоздки и медлительны. Анализ древесины на влажность может растянуться до 3-х дней, пока сохнут образцы. Кроме того, для анализа на влажность требуется вырезать образец из массы исследуемого материала, что абсолютно неприемлемо для определения влажности древесины у готовых изделий

Определение влажности древесины влагомером

Способ второй - косвенный (быстрый и современный)

Чтобы не заморачиваться с утомительным отбором и просушкой образцов, гораздо проще и удобнее «ткнуть» в древесину влагомером. Влагомер - это специальный электрический прибор для определения влажности древесины. Действие влагомера основано на принципе изменения удельного электрического сопротивления древесины в зависимости от её влажности. У влагомера есть специальные иглы-электроды, которые нужно ввести в контакт с исследуемой древесиной и просто нажать на кнопку. Результат измерения тут же высветится на экране (или будет указан отклонением стрелки на нужную величину, если у прибора шкала рычажного типа).

Плюсы и минусы

Определение влажности древесины влагомером невероятно быстро и удобно, относится к неразрушающему методу контроля и, поэтому - идеально подходит для готовых изделий. Увы, электрические влагомеры дают большую погрешность

Погрешности измерений при определении влажности древесины

Погрешность при измерения влажности древесины составляют

По методике , не более 1%
При использовании электрического , в пределах 2...10%

Почему такая большая погрешность при использовании влагомеров:

Иглы-электроды проникают локально, только на глубину 5...15мм. Из-за этого получается поверхностное и местное изучение древесного материала. Как результат - большой процент погрешности, по сравнению со стандартными ГОСТ-овскими методами, где высушивание образцов происходит по всему объёму

Использование принципа изменения удельного электрического сопротивления древесины в зависимости от её влажности даёт дополнительную погрешность . Потому что, величина удельного электрического сопротивления древесины зависит не только от её влажности, но и от её плотности и смолистости (для хвойных пород). А поскольку, древесины - очень переменчивая величина, то увеличивается вероятность погрешности при измерении древесины разных по плотности пород деревьев.
Поэтому, для древесины каждой породы дерева имеется собственная шкала влажности . Электрические влагомеры настраиваются на плотность древесины какой-то одной породы, как правило - сосны. Для остальных пород дерева, производители влагомеров прикладывают таблицы или встраивают калькуляторы для пересчёта влажности.
Но, даже такие ухищрения не позволяют снизить погрешность измерения меньше 2...3%, поскольку удельное электрическое сопротивление древесины напрямую зависит от плотности древесины, которая может сильно изменяться даже в пределах одной породы дерева
см.

Таблица удельного электрического сопротивления древесины в зависимости от породы дерева (наглядное пособие к объяснению, зачем нужны таблицы для пересчёта влажности в зависимости от породы дерева при использовании электрических влагомеров)

Порода дерева	Удельное электрическое сопротивление (влажность 0%, 20°С, ОМ*см)
	поперёк волокон	вдоль волокон
Сосна	2,3*10 15	1,8*10 15
Ель	7,6*10 16	3,8*10 16
Ясень	3,3*10 16	3,8*10 15
Граб	8,0*10 15	1,3*10 15
Кедр	2,5*10 16	1,9*10 15
Лиственница	8,6*10 15	3,3*10 15
Прим. Данные таблицы найдены в Сети, их достоверность - неизвестна. Однако, даже поверхностного взгляда достаточно, чтобы понять, насколько может разниться величина удельного электрического сопротивления древесины, положенная в основу принципа работы электрического влагомера

Погрешность измерений в зависимости от породы дерева при определении влажности древесины влагомером уменьшается с ростом этой самой влажности и практически исчезает при показателе 100%. Это объясняется тем, что в напитанной водой древесине электрический ток идёт «напрямую» через воду, «игнорируя» при этом сопротивление

Единицы измерения величины влажности древесины

Каким-бы способом не была измерена влажность древесины - величина её всегда выражается в процентах от общей массы. Влажность древесины - это количественный показатель процентного содержания влаги в ней. Само собой разумеется, что влажность древесины не зависит от породы дерева.

Свободная и связанная влага в древесине

Основная часть влаги (воды) содержится в древесине во внутриклеточных и околоклеточных полостях и пустотах, каналах, трещинах и т.д. Но, кроме этого, молекулы воды содержатся в химически-связанном состоянии непосредственно в толще .

В зависимости от места расположения влаги в древесной массе, она (влага) разделяется на два вида - и

Свободная влага

Свободная влага - это влага, которая находится во внутриклеточном и междуклеточном пространстве, а также в полостях и пустотах древесины. Свободную влагу ещё называют «капиллярной». Свободная влага удерживается в древесной толще за счёт простых механических связей и легко удаляется из неё при обычной сушке. Свободная влага - это вода, которую древесина может впитывать в себя и затем отдавать при высушивании.

Связанная влага

Связанная влага - это специфический термин. Связанная влага - это влага, которая находится внутри материала стенок клеток древесины, непосредственно в самом

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.

Использование пиломатериала и изделий из древесины, имеющих избыточную влажность, приводит к деформации деревянных конструкций, потере прочности, развитию грибка и плесени. Влажность является основным контролируемым параметром на этапе производства материалов из дерева. После переработки леса кругляка, полученный лесоматериал подвергается сушке, на лесоперерабатывающих предприятиях контроль содержания влаги осуществляется лабораторным путем. При достижении заданной кондиции, древесина поступает потребителям и в торговую сеть. Нормы влажности для товарной древесины определены ГОСТ.

Для определения влажности товарной древесины используют лабораторные методы. Лабораторные установки оборудуются на лесоперерабатывающих предприятиях и позволяют производить измерения с высокой точностью. Метод основан на определении количества влаги, выпаренной из образцов древесины. Процесс испытаний занимает длительное время, требует применения специального оборудования: термостатов, высокоточных весов.

Древесина гигроскопична, при хранении и транспортировании материала впитывает влагу из атмосферы. Перед использованием лесоматериала важно контролировать его влажность. Для проведения экспресс-испытаний древесины используют влагомеры.

Влагомер для древесины – электронный прибор, позволяющий провести экспресс-анализ строительного материала и изделий из дерева.

Приборы для измерения влажности древесины различают по методам измерения:

Кондуктометрический – основан на измерении электропроводности между двумя точками – электродами,
Диэлькометрический – основан на измерении диэлектрической проницаемости материала,
По определению коэффициента отражения ИК-излучения,
По ослаблению СВЧ-излучения, при прохождении через испытуемый образец.

«МЕГЕОН 20502»

Самыми распространенными являются игольчатые (кондуктометрические) и бесконтактные (диэлькометрические) влагомеры. Приборы, работающие с СВЧ- и ИК-излучениями, производятся в стационарном исполнении и предназначены для использования на поточных линиях обработки дерева и при производстве древесно-стружечных плит (ДСП).

Игольчатый влагомер

Используется кондуктометрический метод измерения – прибор измеряет силу тока, протекающего между иглами-электродами, внедренными в древесину. Схема прибора простая, включает: источник питания, заостренные электроды, величина тока в цепи измеряется микроамперметром. Иглы-электроды имеют размер от 15 до 25 мм, изготавливаются из твердого металла, в нерабочем положении закрыты защитной крышкой. Расстояние между электродами определяют разработчики приборов.

Прибор определяет содержание влаги в процентном отношении, результат отражается на дисплее и не требует пересчета. Продолжительность одного изменения не превышает 5 секунд. Особенностью контактных моделей является ограниченный диапазон применения: максимальная точность достигается при влажности от 7 до 30%, при больших значениях погрешность значительно возрастает. На точность измерений с использованием игольчатых влагомеров оказывает влияние порода дерева. Рекомендуется использовать для проведения измерений на древесине, не подвергавшейся химической обработки.

«СЕМ DT-125H»

Правила определения влажности пилопродукции с применением кондуктометрических влагомеров установлены ГОСТ 16588-91 и согласованы с системой международных стандартов ISO. Замеры проводятся в разных местах заготовки: первое – на расстоянии 0.5 м от торца, последующие – через каждый погонный метр. Иглы вводятся вертикально на всю длину, линия, соединяющая иглы, должна быть параллельна или перпендикулярна волокнам древесины. Устройство широко применяется при работе с пиломатериалом: доской, брусом, блок-хаусом, не теряющим товарный вид после прокалывания.

«МЕГЕОН 20502», Россия,
«ADA ZHT 125», Гонконг,
«СЕМ DT-125H», Китай.

«Condtrol Hydro-Tec»

Принцип действия бесконтактных приборов основан на измерении среднего значения диэлектрической проницаемости (коэффициента изоляции) микроволновым способом. Вода обладает высокими токопроводящими свойствами. При помещении исследуемого образца в наведенное электромагнитное поле, образуется высокочастотный ток. Величина тока пропорциональна влажности среды. В бесконтактных влагомерах используют генераторы 3-30 МГц. В высокочастотную цепь включен конденсатор, скорость разряда конденсатора зависит от диэлектрической проницаемости среды. Прибор производит достаточно сложные вычисления, имеет встроенный микропроцессор. По сложности устройства бесконтактный влагомер превосходит игольчатые влагомеры.

«МЕГЕОН 20610»

Микроволновой способ универсален, может использоваться для определения влаги в различных материалах. Это может быть дерево, фанера, гипсокартон, бетон, кирпич, штукатурка или цементная стяжка. Результаты измерений зависят от породы древесины и свойств измеряемого материала. Современные бесконтактные влагомеры имеют в меню опцию по выбору породы древесины и типа материала.

Для проведения измерений датчик прибора прижимается к поверхности с усилием 1.0-1.5 кг, измерение производится в течение 10-15 секунд. Диапазон измерения влажности от 4 до 85%, глубина сканирования – 20-30 мм.

В ТОП-3 популярных моделей входят:

«Condtrol Hydro-Tec», Россия,
«МЕГЕОН 20610», Россия,
«Testo 635-2», Германия.

Психрометр и влагомер для древесины своими руками

При оборудовании столярной мастерской необходимо знать влажность воздуха в помещении и иметь возможность контролировать качество сырья. Сделать приборы для контроля этих параметров можно своими руками.

Простейший психрометр – прибор для определения влажности воздуха, можно изготовить в течение 30 минут. Для этого необходимо два обыкновенных комнатных спиртовых градусника. Термометры можно разместить на стене или на специальной подставке. Основное условие – у одного градусника расширительная колба со спиртом должна быть обернута влажной тканью. Показания термометров будут разные: чем суше окружающий воздух, тем меньшую температуру будет показывать «влажный» градусник. При повышении влажности воздуха, разница в показаниях будет меньше. Более точно влажность в мастерской можно определить с использованием специальной таблицы, доступной в интернете.

Интернет предлагает множество схем для изготовления влагомеров своими руками. Если посчитать стоимость комплектующих, стоимость самоделок будет сравнима со стоимостью самых простых промышленных образцов. Опытные мастера обходятся без влагомеров, определяют влажность древесины по косвенным признакам: по цвету и эластичности стружки, по звуку – при ударе столярной киянкой сухая древесины издает характерный звонкий звук, и другим признакам.

Основные параметры выбора

Влагомеры древесины доступны массовому потребителю, различные модели имеют свои достоинства и недостатки. Для работы с пиломатериалами можно ограничиться игольчатым влагомером, при изготовлении мебели, работе с фанерой, МДФ и ДСП лучше выбрать бесконтактную модель. Современные модели компактны, имеют ЖК-дисплей, интуитивно понятный интерфейс и оснащены дополнительными опциями: измерение температуры, запоминание результатов, автоматическое отключение и др.

Особенностями различных типов влагомеров являются:

Игольчатые влагомеры самые дешевые, отличаются простотой и компактностью, позволяют оперативно производить измерения. Этот тип измерителей имеет значительную погрешность при влажности образца, превышающей 30%. При проведении измерений нарушается целостность поверхности. Приборы предназначены для работы с химически необработанными пиломатериалами.
Бесконтактные влагомеры более дорогие, оснащены генератором электромагнитного поля и процессором, потребляют больше энергии. На точность измерения влияет шероховатость поверхности, на неровных поверхностях прибор дает значительные ошибки. Бесконтактные влагомеры многофункциональны, приборы позволяют работать с древесиной и другими материалами: опилками, ДСП, бетоном, МДФ, гипсокартоном.

Какой влагомер выбрать решает потребитель в зависимости от решаемых задач.

Прямой - по методике , косвенный - при помощи электрических . Первый способ - точный, второй способ - быстрый.

Определение влажности древесины по ГОСТ 17231-78 (ГОСТ 16483.7-71)

Способ первый - прямой (стандартный, дедовской, проверенный временем)

ГОСТ 17231-78 Лесоматериалы колотые и круглые.
Методы определения влажности
Скачать (cкачиваний: 1266)
ГОСТ 16483.7-71 Древесина.
Методы определения влажности
Скачать (cкачиваний: 938)

Плюсы и минусы

Определение влажности древесины влагомером

Способ второй - косвенный (быстрый и современный)

Плюсы и минусы

Погрешности измерений при определении влажности древесины

Погрешность при измерения влажности древесины составляют

По методике , не более 1%
При использовании электрического , в пределах 2...10%

Почему такая большая погрешность при использовании влагомеров:

Иглы-электроды проникают локально, только на глубину 5...15мм. Из-за этого получается поверхностное и местное изучение древесного материала. Как результат - большой процент погрешности, по сравнению со стандартными ГОСТ-овскими методами, где высушивание образцов происходит по всему объёму

Порода дерева	Удельное электрическое сопротивление (влажность 0%, 20°С, ОМ*см)
	поперёк волокон	вдоль волокон
Сосна	2,3*10 15	1,8*10 15
Ель	7,6*10 16	3,8*10 16
Ясень	3,3*10 16	3,8*10 15
Граб	8,0*10 15	1,3*10 15
Кедр	2,5*10 16	1,9*10 15
Лиственница	8,6*10 15	3,3*10 15
Прим. Данные таблицы найдены в Сети, их достоверность - неизвестна. Однако, даже поверхностного взгляда достаточно, чтобы понять, насколько может разниться величина удельного электрического сопротивления древесины, положенная в основу принципа работы электрического влагомера

Погрешность измерений в зависимости от породы дерева при определении влажности древесины влагомером уменьшается с ростом этой самой влажности и практически исчезает при показателе 100%. Это объясняется тем, что в напитанной водой древесине электрический ток идёт «напрямую» через воду, «игнорируя» при этом сопротивление