Древесина издавна известна людям как универсальное сырье. Она применяется для строительства домов, в качестве отделочных материалов, для создания мебели, инструментов, бумаги, посуды и многого другого. Такое распространение древесины обусловлено в первую очередь ее свойствами. Как строительный материал дерево имеет множество преимуществ: высокая прочность при сравнительно небольшом весе и объеме; упругость; малая теплопроводность. Дома сделанные из дерева хранят тепло зимой и прохладу летом, не задерживают излишнюю влагу. При хорошем уходе деревянные постройки могут простоять несколько сотен лет.
Однако древесина имеет и ряд недостатков, которые необходимо учесть перед началом строительства или изготовления деревянных деталей. Во-первых, дерево является легко воспламеняемым материалом, поэтому необходимо применять меры предосторожности в обращении с ним. Во-вторых, поскольку дерево – природный материал, оно подвержено разрушительному действию микроорганизмов и насекомых. По физическим характеристикам дерево является анизотропным материалом, то есть его свойства (прочность, теплопроводность) различны в направлениях вдоль и поперек древесных волокон. Кроме того, оно имеет свойство гигроскопичности. Это означает, что дерево способно в больших количествах отдавать или поглощать влагу. При этом детали, изготовленные из дерева, усыхают или набухают. Анизотропия и гигроскопичность дерева при изменениях влажности и температуры окружающей среды приводят к появлению напряжений в его объеме, а впоследствии – к появлению трещин и зазоров между деталями.
Анизотропию дерева регулировать практически невозможно, поскольку она обусловлена его природой. А вот измерить и откорректировать влажность дерева можно достаточно просто. Особенно важно следить за влажностью в процессе изготовления деревянных материалов.
Есть три основных способа измерить влажность древесины: контактный (кондуктометрический), бесконтактный (диэлькометрический) и метод высушивания (термогравиметрический).
Наиболее высокую точность измерений можно получить с помощью метода высушивания. Для определения влажности от основного материала отпиливают пробу на расстоянии не ближе 30-50 см от края, поскольку влажность на краях материала обычно несколько меньше, чем в объеме. После этого образец поддается воздушно-тепловой сушке в сушильном шкафу до тех пор, пока два последовательных взвешивания образца не дадут один и тот же результат (в таком случае считается, что вся влага из образца удалена). Этот метод является наиболее точным, поэтому его показания могут в дальнейшем служить эталонными для влагомеров. К минусам метода можно отнести большое время проведения измерений (5-8 часов), невозможность измерения влажности в режиме реального времени, необходимость наличия сушильного шкафа.
Контактный метод измерения влажности древесины основан на определении электрического сопротивления дерева и преобразования его в единицы влажности, которые затем выводятся на экран прибора. Для измерения влажности контактным методом, необходимо воткнуть металлический зонд прибора в деревянную деталь.
Влагомер, использующий кондуктометрический метод, также называется игольчатый измеритель влажности, поскольку его измерительный зонд имеет форму иглы. К минусам данного метода относят повреждения материала при измерениях и увеличение погрешности измерений при малых показаниях влажности образца ( Днепропетровск: (073) 036-95-69
Одесса: (073) 000-30-91
Харьков: (093) 502-54-17
Львов: (073) 153-21-68
Доставка по всей Украине!
Влагомер – это электронный прибор, применяемый для измерения абсолютного содержания влаги в процентном соотношении от массы объекта. Данное оборудование позволяет контролировать качество различных материалов, определять их готовность к хранению или применению по предназначению. Они широко используются в сельском хозяйстве, деревообрабатывающей промышленности и строительстве.
Зачем нужен влагомер
Использование влагомера является обязательным условием поддержания оптимальной продуктивности для некоторых отраслей промышленности. Определенные материалы могут напитывать влагу, в результате чего их свойства ухудшаются. Чтобы обеспечить их оптимальное хранение или дальнейшее применение, важно чтобы процентное содержание воды в них было на минимальном уровне. Понять это визуально не всегда возможно, поэтому важно осуществить точные числовые выражения уровня влаги, чтобы определить необходимость дальнейшей сушки.
Если использовать недостаточно высушенные материалы для определенных целей, они могут начать деформироваться, если речь идет о строительных изделиях, или разрушается при понижении температуры. Влажные сыпучие материалы, которые хранятся насыпью, могут начать нагреваться на внутренних слоях в результате создаваемого давления от собственного веса. Это приводит к порче, развитию плесени, или образованию плотных комков. Применение влагомера позволяет получить стопроцентную гарантию того, что сыпучий материал храниться в оптимальных условиях и не нуждается в дополнительной сушке.
Виды влагомеров по принципу действия
Влагомеры являются очень востребованными в некоторых отраслях, поэтому производители данного оборудования уделили много времени, чтобы создать оптимальную конструкцию, которая позволяет проводить более точное измерение в конкретных целях.
Согласно конструктивным особенностям, данные устройства разделяют на две группы:
- Игольчатые.
- Бесконтактные.
Игольчатые устройства
Игольчатые влагомеры имеют два электрода, сделанные в виде острых иголок или щупов. Они погружаются в материал, который измеряется, после чего между ними проходит электрический ток. Чувствительный элемент устройства измеряет электрическое сопротивление. Уровень сопротивления определенных материалов зависит от того сколько в них влаги. Чем ее больше, тем сопротивление ниже. Прибор, который откалиброван под конкретный материал, имеет в своей памяти показатели зависимости сопротивления к относительной влажности. Благодаря этому на экране влагомера отображается точная влажность материала.
Данное оборудование имеет недостаток. Оно погружается в поверхность материала. Если проводится измерение ценной древесины, которая будет использоваться для производства мебели, это нежелательно. В связи с этим игольчатая конструкция подходит далеко не всегда. Также стоит отметить, что подобное оборудование позволяет получить точные данные, только если относительная влажность измеряемого объекта находится на высоком уровне. При достаточно низком насыщении водой, некоторые материалы не могут пропускать электрический ток. Ярким примером этого является древесина. Таким образом, прибор не сможет правильно отобразить реальные показатели, если они слабовыраженные.
Бесконтактные устройства
Бесконтактный влагомер работает по другому принципу. Хотя это устройство и называется бесконтактным, на самом деле оно не проводит дистанционное измерение. Если в игольчатых необходимо погрузить щупы в материал, то в бесконтактных нужно только дотронуться к нему чувствительной частью.
Данные приборы оснащаются чувствительной колбой или пластинами. При контакте с влажным объектом, измерительная поверхность меняет свой объем. Это считывается специальным датчиком, который переводит изменение в выражение влажности в процентах. Данные устройства позволяют снимать точные измерения материалов, относительная влажность которых пребывает на низком уровне. Для очень влажных объектов, лучше использовать игольчатый влагомер.
Виды влагомеров по назначению
Влагомеры являются узкоспециализированными устройствами. Они могут точно измерять относительную влажность только тех материалов, на которые они откалиброваны. Свойство различных объектов при насыщении водой отличаются, поэтому если устройство предназначено для древесины, то оно не сможет работать с зерном. Даже приборы для тестирования дерева калибруются под определенные породы древесины. К примеру, в одном режиме устройство покажет относительную влажность дубовой доски правильно, а ясеневой с погрешностью.
В зависимости от назначения влагомеров, их разделяют на следующие группы для:
- Дерева.
- Сыпучих материалов.
- Строительных материалов.
- Грунта и почвы.
Влагомеры для дерева
Влагомер для измерения относительной влажности древесины является одним из самых распространенных. Его используют строители, плотники и мебельщики. Обрабатываемая древесина должна быть высушенной. Если применять влажный массив, то в результате усушки он начнет выгибаться. Чтобы предотвратить подобные осложнения и избежать деформации влажной доски используются влагомеры.
На лесозаготовительных предприятиях, которые занимаются сушкой бревен, обычно используются игольчатые приборы. Они являются более приемлемыми, поскольку пробивают кору и снимают показатели влажности под ней. Если ствол дерева не очищен, то бесконтактные устройства не смогут работать, поскольку между древесиной и их чувствительным элементом будет находиться кора. Те мастера, которые занимаются чистовой отделкой древесины, применяют бесконтактные устройства, поскольку они не повреждают структуру волокон доски.
Влагомеры по дереву могут менять режимы измерения. В их настройках закладываются показатели влажности под различные породы дерева. Выбрав режим «береза» осуществляется измерение влажности березовой доски, а переключившись на «сосну», тестируется сосновый брусок.
Устройства для сыпучих материалов
В сельском хозяйстве и пищевой промышленности востребованными являются влагомеры для сыпучих материалов. Обычно они используются для проверки влажности зерновых культур, которые хранятся насыпью в зернохранилищах. Зерно, которое укладывается таким способом, должно быть сухим. Если его влажность будет превышать допустимую норму, это приведет к порче по причине развития плесени или прорастания. Обычно влага у зерна уходит вниз к более холодным внутренним слоям. Они становятся практически мокрыми, и в результате сильного давления начинают греться. Если слой насыпан высоко, то это может привести к возгоранию. В связи с этим в зернохранилищах постоянно используется влагомер для периодического тестирования собранного урожая.
Подобные устройства работают по игольчатому принципу. У них имеется два длинных щупа, которые необходимо полностью погрузить в материал. Получение данных осуществляется мгновенно. Эти приборы также можно калибровать под специфику тестируемых материалов. Кроме зерна их используют для проверки муки, сахара, соли и т.д. Также бывают модели, в которые материал погружается в специальную емкость.
Приборы для строительных материалов
Влагомеры очень востребованы в строительной сфере. Они необходимы для тестирования относительной влажности бетона, кирпича и прочих материалов. К примеру, после заливания бетонной стяжки важно дать ей отстояться. Если начать работать раньше, это приведет к раннему разрушению заливки. То же самое касается и оштукатуренных стен. Используя влагомер, удастся определить, что штукатурка уже высохла и можно перейти к покраске или поклейке обоев. С использованием данного устройства можно начать дальнейшую отделку раньше и не терять ценное время, ожидая пока все высохнет наверняка.
Строительные влагомеры востребованы на производстве железобетонных и бетонных изделий. Отлитые столбовые опоры для линий электропередач, тротуарная плитка и прочие изделия, которые недостаточно просохли, не могут передвигаться, поскольку в них появятся микротрещины. Узнав относительную влажность бетона, можно принять решение о том навредит транспортировка изделию или нет.
Зачастую устройства, которые используются для древесины, имеют в своих настройках режим для бетона. Такие многофункциональные влагомеры пользуются большой популярностью у строителей, поскольку бетон и кирпич являются не единственными материалами, которые используются на объектах. Универсальные приборы позволяют проконтролировать влажность всех материалов, в том числе и половой доски, лаг и обрешетки для настилания кровли.
Приборы для грунта и почвы
Влагомер для грунта широко используется в агротехнике. Знание об относительной влажности почвы является необходимым для принятия решение о своевременном поливе посевов. Особенно это важно для садовых культур. В питомниках деревьев, а также в виноградниках, влагомеры являются обязательными производственным оборудованием, поскольку довольно много чувствительных деревьев и кустарников остро нуждаются в соблюдении оптимального полива. Вносить воду по времени не выход из ситуации, поскольку интенсивность испарения влаги зависит от температурных условий и силы ветра. Имея в расположении влагомеры, можно точно определить, когда почва нуждается в искусственном поливе, а когда нет.
Стоит учитывать, что подобное оборудование снимает показатели влажности только той почвы, которая находится между щупами прибора. Таким образом, если их углубить на 10 см, то можно измерить влажность только поверхностного грунта. Если нужно узнать состояние более глубоких слоев, требуется предварительная подготовка свежей ямы, в которую устанавливается чувствительный датчик влагомера для грунта.
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.
Измеритель влажности древесины
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.
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.
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.
В ТОП-3 популярных моделей входят:
- «МЕГЕОН 20502», Россия,
- «ADA ZHT 125», Гонконг,
- «СЕМ DT-125H», Китай.
Бесконтактный влагомер
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.
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.