Новости производителей

Наверняка будет излишним в очередной раз озвучивать, насколько важно контролировать влажность столь распространенного строительного материала, как древесина. Существует около десятка нормативно-технических документов (ГОСТ 20850-2014 «Конструкции деревянные клееные несущие», ГОСТ Р 55658-2013 «Панели стеновые с деревянным каркасом. Технические условия», ГОСТ 8242- 88 «Детали профильные из древесины и древесных материалов для строительства. Технические условия» и так далее), регламентирующих нормы влажности древесины. Также постановлением Правительства РФ от 15.05.2021 N 737 «О внесении изменений в ставки вывозных таможенных пошлин на товары, вывозимые из Российской Федерации за пределы государств — участников соглашений о Таможенном союзе» с 01 июля 2021 г. вводятся новые пошлины на вывоз лесоматериалов с уровнем влажности, превышающим 22%. То есть, говоря простым языком, законодательная база, да и вообще «запрос на контроль влажности древесины» естественным образом увеличивает предложение на рынке различных измерительных устройств для измерения данного параметра.

Предлагаемых приборов, как сказано выше, действительно много, и сейчас самое время попробовать разобраться в отличиях и как-нибудь их классифицировать. Есть три самых распространенных метода измерения влажности материала — контактный, бесконтактный (условно) и высушивание. Самый популярный метод среди компактных измерительных приборов — контактный, он же кондуктометрический. Контактный метод измерения влажности древесины основан на определении электрического сопротивления дерева и преобразовании его в единицы влажности, которые затем выводятся на экран прибора. Для измерения необходимо воткнуть измерительный зонд прибора в материал. Такие влагомеры также называются игольчатыми, так как их измерительные зонды имеют форму иглы.

Кондуктометрический метод

Игольчатые влагомеры имеют два электрода, сделанных 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. Как было сказано выше, игольчатые влагомеры — самые распространенные измерительные приборы для определения влажности материала. Они достаточно просты в производстве, что обуславливает их относительную дешевизну. Самые доступные модели стоят менее 2 000 рублей.

Рисунок 1. Кондуктометрический метод измерения влажности материала с приборами Trotec T510 и TrotecТ3000

К сожалению, большинство игольчатых влагомеров имеет ряд особенностей, которые в некоторых случаях можно было бы отнести к недостаткам:

• максимальную точность измерений приборы этого типа показывают лишь в диапазоне влажности от 7 до 30%. В диапазонах меньше 7% или выше 30% кондуктометрический метод измерения влажности материала имеет слишком высокую погрешность;
• для данного метода измерений подходит древесина, которая не подвергалась химической обработке;
• физические ограничения применения (здесь имеются в виду как ограничения по глубине измерения, так как иглы прибора в основном имеют небольшую длину, так и ограничения по проникающей способности игл — воткнуть их в твердый не деревянный строительный материал весьма проблематично);
• на точность измерения влияет температура измеряемого материала и статическое электричество;
• метод измерения предполагает проникновение в материал, после чего остаются отверстия.

Диэлькометрический метод

Диэлькометрические приборы условно называются бесконтактными. Контакт с измеряемым объектом, конечно же, есть, но в отличие от кондуктометрических приборов материалу повреждение не наносится.

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.

Принцип действия измерителя основан на измерении электрических сигналов, поступающих от первичных преобразователей, пропорциональных измеряемым величинам.

При взаимодействии с измеряемым материалом датчики прибора вырабатывают сигнал, пропорциональный диэлектрической проницаемости, который регистрируется измерительным блоком и преобразуется в значения измеряемых величин. Соответственно, результаты выводятся на дисплей.

Как говорилось выше, существует два типа измерительных датчиков у диэлькометрических приборов — колбы и пластины. Отличительная их особенность — площадь измеряемого объекта, связано это с физической формой измерительных элементов. И все-таки большую распространенность имеют приборы со сферическим измерительным датчиком (колбой).

Рисунок 2. Диэлькометрический метод измерения влажности с прибором Trotec T660.

Отличительные особенности диэлькометрического метода, которые можно отнести к недостаткам:

• более высокая цена по сравнению с кондуктометрическими приборами;
• сложность сервисного обслуживания и ремонта (большинство игольчатых влагомеров оснащены сменными измерительными элементами, и в случае поломки шипа/иголки — она легко заменяется, диэлькометрические влагомеры таких опций не имеют, и поломка измерительного элемента приводит к замене всего прибора целиком);
• точность измерения диэлькометрических влагомеров с пластинами зависит от степени прилегания измерительных элементов к измеряемому материалу (то есть необходимо прикладывать достаточное усилие, чтобы прижать прибор к материалу, но размер этого усилия никак не регламентирован и установить его можно лишь эмпирически).

Микроволновой метод

Данный метод основан на оценке степени поглощения энергии испускаемых микроволн в зависимости от концентрации воды в материале. Прибор излучает сигнал в среду, чем больше в среде воды, тем меньше волн отражается этой средой вследствие поглощения их молекулами воды. Измеряя интенсивность отраженного сигнала, можно провести корреляцию между мощностью этого сигнала и количеством воды в смеси. Еще до недавнего времени такой метод измерения влажности материала применялся только на стационарном оборудовании, но прогресс не стоит на месте, и сейчас эту технологию применяют и в портативных переносных измерительных приборах.

Рисунок 3. Микроволновой способ измерения влажности с влагомером Trotec T610

Работа прибора такого типа похожа на работу микроволной печи и основана на том же принципе. Но огромная и существенная разница в мощности.

Датчик излучает очень слабое микроволновое излучение в среду на определенной частоте. Вместе с излучателем установлен изолированный приемник, который измеряет отраженный от среды сигнал. Молекулы воды очень активно поглощают излучение. (Микроволновая печь сконструирована так же и служит для того, чтобы возбуждать молекулы воды в пище и тем самым нагревать ее. Нагрев в печи основан на принципе так называемого «дипольного сдвига».) Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы. Глубина проникновения волн на этой частоте в пище составляет порядка 2,5 см. Основные инертные материалы, которые применяются в строительстве (песок, щебень и пр.), имеют поглощение на несколько порядков меньшее, чем поглощение воды. Разница в поглощении может достигать 200 раз и более. Поэтому существует прямая и почти линейная зависимость между количеством воды в смеси и степенью поглощения микроволнового излучения.

При этом следует не забывать про то, что в датчике измеряется отраженный сигнал. При этом чем больше интенсивность отраженного сигнала, тем меньше воды в смеси. То есть налицо обратная зависимость от этих параметров. Микроволновые влагомеры весьма универсальны в применении, обладают высокой точностью, а также способны проводить измерения в глубину материала до 30 см. Однако по сравнению с другими влагомерами микроволновые стоят существенно дороже.

Статью подготовил: А. Щербаков, генеральный директор, компания Сканти Инструментс

Более подробную информацию можно получить на сайте представителей Totec GmbH www.tgsi.ru