Чем измеряется влажность: Чем измеряют абсолютную и относительную влажность воздуха, чем можно измерить

Содержание

Чем измеряют абсолютную и относительную влажность воздуха, чем можно измерить

Чтобы понять, что такое относительная влажность и в чем она измеряется, нужно представить себе, что в воздухе помещения, в котором вы находитесь, содержится какое-то количество влаги. Относительная влажность представляет собой процентное отношение этого количества влаги к максимальному количеству, которое может находиться в этом же объеме воздуха при этой же температуре. Нормально, когда это соотношение будет находиться в пределах 40%-70%.

КАК ИЗМЕРИТЬ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА, И С ПОМОЩЬЮ КАКИХ ПРИБОРОВ ЕЕ ОПРЕДЕЛЯЮТ?

Проблемой влажности люди занимались издавна, особенно в тех странах, где климат очень сухой и жаркий. Вначале использовались простые методы для определения: бумага или материя, которые пропитывались водой, посуда с жидкостью. Затем пытались измерятьс помощью натянутых нитей, сосуда со льдом.

Человечество прошло большой путь для того, чтобы изобрести современные устройства, понять, какой прибор нужен для измерения влажности, и каким прибором можно ее отрегулировать.

В современное время создано много приборов, позволяющих не только контролировать состояние микроклимата в помещении, но и воздействовать на него. Очень нужным, полезным и востребованным стал гигрометр – прибор, который измеряет абсолютную и относительную влажность. В домашних условиях, определить влажность воздуха в помещении, можно различными способами, но самые точные показания демонстрируют гигрометры и психрометры.

Гигрометры – приборы которые используют для измерения влажности воздуха (Как выбрать гигрометр)

Такие приборы основаны на самых разнообразных принципах действия. К наиболее используемым, относятся волосные гигрометры, покоряющие своей простотой, и электронные. У электронных гигрометров на электронном табло высвечиваются не только показания влажности, но и температура окружающей среды.

Большим спросом пользуется гигрометр психометрический (психрометр). Такой прибор очень точно показывает температуру и относительное содержание влаги в окружающем пространстве.

Состоит такой гигрометр из пластикового основания, двух термометров, психрометрической таблицы. Принцип очень простой и основан на сравнении двух показаний: «сухого» и «влажного» термометров.

обзор оборудования и лучших способов

Содержание водяных паров в воздухе — важный показатель комфортности микроклимата в помещении. Согласитесь, что чрезмерная сухость или, наоборот, влажность воздуха могут крайне негативно сказаться на самочувствии не только людей.

Некомфортный микроклимат влияет и на растения, домашних животных, состояние мебели, стен и их отделки. Для того, чтоб оптимизировать микроклимат, необходимо выяснить как измерить влажность в помещении и какие ее показатели считаются оптимальными для жизнедеятельности человека?

На эти и множество других вопросов вы сможете найти ответы в нашем материале.

Содержание статьи:

Первые признаки изменения микроклимата

Некомфортным микроклиматом можно назвать любые отклонения в показателях относительной влажности. Слишком сухой воздух, также как и , наносит вред здоровью человека, предметам интерьера, мебели и всему живому.

Первичными способами определения колебания показателей влажности и сухости воздуха являются:

  • неприятные ощущения на слизистых, несвойственной человеку сухости кожных покровов, появление кашля, частых простуд или аллергических реакций;
  • образование конденсата на окнах, зеркалах и прочих стеклянных поверхностях;
  • возникновение плесени, сырости;
  • увядание растений;
  • изменение внешнего вида мебели (высыхание, вздутие лакированных изделий и т.д.).

Любые из этих изменений могут быть вызваны слишком сухим или влажным воздухом.

Обратите внимание на первые признаки повышенной влажности или сухости — именно они становятся важной причиной для начала измерения показателей.

Увядание растений на подоконнике даже не смотря на частый полив является точным признаком слишком сухого воздуха в помещении

Для того, чтобы наиболее точно измерить относительную влажность и принять какие-либо меры для балансировки этого показателя, следует применять специальные приборы.

Способы измерения влажности

Показатель комфортного микроклимата в помещении именуется воздуха. Этот параметр рассчитывается исходя из содержания пара и его взаимодействия с воздушной средой.

Измерение относительной влажности осуществляется несколькими способами:

  • визуально и по ощущениям тех, кто регулярно находится в помещении;
  • при помощи специальной аппаратуры;
  • с задействованием альтернативных методов.

Давайте подробнее рассмотрим, как можно измерить влажность воздуха в помещении и что для этого потребуется.

Аппаратное измерение относительной влажности воздуха

К самым точным и востребованным считаются гигрометры.

Гигрометр — это прибор, который предназначен для высокоточного измерения влажности воздуха и подразделяется на несколько подвидов.

Для самого точного измерения относительной влажности в помещении нужно использовать только качественные и высокоточные приборы. Одними из самых точных устройств считаются электронные гигрометры

Наиболее классическими вариантами таких устройств считаются: волосяной, пленочный и психометрический гигрометры.

Вариант №1 — волосяной гигрометр

В основе этого типа гигрометра — синтетический волос, измерительная шкала со стрелкой и пружина. При колебании показателей относительно влажности изменяется сила натяжения волоса, которая заставляет пружину срабатывать и отображать измеренные данные на шкале.

Такое устройство может измерить показания в пределах от 30% до 80%.

Вариант №2 — гигрометр пленочного типа

Такой прибор состоит из чувствительной пленки и противовеса, которые реагируют на изменения сухости или влажности воздуха. Показатели отображаются на шкале и, также как и в предыдущем случае, колеблются от 30% до 80%.

Вариант №3 — психометрический прибор

Гигрометр психометрического типа. Данный прибор работает на принципе взаимодействия двух термометров (сухого и влажного). Показания, которые отображаются на шкале градусников необходимо сверить со специальной таблицей и высчитать точные данные о влажности в помещении.

Эта разновидность приборов бывает трех типов: дистанционными, станционными, аспирационными. Самым популярным считается станционный гигрометр.

Гигрометр психометрического типа является довольно простым, но не смотря на это довольно точным устройством. Поэтому некоторые пользователи отдают предпочтение именно этим приборам

Вариант №4 — лабораторные приборы

Такие устройства относятся к категории профессиональных гигрометров, применяющихся исключительно в лабораторных условиях. К этому подвиду измерительных приборов относятся механические весовые и конденсационные аппараты.

Для их применения необходимы особые навыки и знания, поэтому такие гигрометры не используются для домашнего измерения влажности.

Вариант №5 — электронные гигрометры

Эти устройства являются цифровыми приборами для измерения микроклимата в помещении. Они компактны, просты в применении и не требуют никаких особых навыков от владельца.

Цифровые гигрометры оснащены специальным датчиком и могут работать как от сети, так и от заряда аккумулятора в зависимости от модели и ее стоимости.

Цифровой гигрометр является не только прибором который с высокой точностью определяет уровень влажности в помещении. Он прекрасно вписывается в интерьер, а также сочетает в себе функции термометра и часов

Многофункциональные цифровые гигрометры часто заявлены производителями как метеостанции. Эти устройства позволяют не только отслеживать показатели влажности в помещении, но и обладают современным дизайном и удивительным сочетанием опциона.

Альтернативные методы измерения влажности

Не следует на 100% доверять альтернативным методам, однако, их показания могут стать причиной для покупки профессионального измерительного оборудования.

Помимо специального оборудования, существуют альтернативные методыоднако, такие методики не относятся к самым эффективнымОни лишь способны указать на отклонения в показателях относительной влажности помещения.

Так чем же измеряют относительную влажность в помещении, если гигрометра нет под рукой?

Способ №1 — стакан воды

Для того, чтоб применить в действии этот метод нужно набрать обыкновенной водопроводной воды в стакан и остудить его в холодильной камере до температуры не более +5 °С. Затем, достать стакан из холодильника, оставить в комнате на 10 минут и оценить результаты эксперимента.

Если на поверхности и стенках извлеченного из морозилки стакана образовался конденсат, это свидетельствует о чрезмерно влажном микроклимате в помещении

Если через 10 минут стакан высохнет — можно делать выводы о слишком сухом воздухе. Оптимальный результат — наличие конденсата, который не высыхает, но и не стекает большими каплями.

Это свидетельствует о нормальной влажности воздушной среды, комфортной для человека.

Способ №2 — использование ртутного термометра

Этот метод основан на принципе, схожем с функционированием психометрического гигрометра. Для того, чтобы измерить влажность помещения необходимо провести измерение температуры воздуха обычным ртутным градусником и зафиксировать показатели.

Затем, обернуть головку термометра плотной хлопчатобумажной тканью или марлей, смоченной в воде и повторно измерить температуру помещения. Для получения точных показателей нужно вычислить разницу между первым и вторым измерением и высчитать результат по специальной таблице.

Результаты двух вышеуказанных способов определения влажности нельзя назвать достоверными, поэтому для получения точных показателей рекомендуется использовать профессиональные или домашние гигрометры.

Рекомендации по выбору гигрометра

Современные гигрометры различаются не только по функционалу, но и габаритам, ценам и точности измерений.

Нормативной влажностью считается уровень от 40 до 60%. Для создания оптимальных условий в помещении могут использоваться увлажнители или осушители воздуха

Самым оптимальным видом устройств считаются цифровые приборы, для использования которых не нужно делать никаких расчетов и иметь каких-либо профессиональных умений.

Такой гигрометр следует выбирать исходя из следующих критериев:

  • допустимой производителем погрешности измерений;
  • ширины диапазона рабочих значений;
  • порога нагрева, если прибор планируют применять в саунах или банях;
  • скорости вычисления результатов;
  • компактности и мобильности;
  • наличия дополнительных опций — часов, календаря, будильника, барометра, встроенного Wi-fi модуля и прочих;
  • ценовой категории и фирмы производителя.

Перед покупкой гигрометра следует тщательно изучить не только характеристики предложенных на рынке устройств, но и отзывы покупателей, которые уже успели испытать аппарат в действии.

Купив качественный гигрометр, можно быть уверенным в точности измерений относительной влажности. Однако возникает ряд сопутствующих вопросов о том, как нормализовать микроклимат и какие методы, устройства использовать для нормализации показателей.

Советы для создания комфортного микроклимата

Придерживайтесь советов касательно регуляции влажности в помещении и будьте уверены в комфорте и здоровье своих домочадцев

При низкой влажности в помещении следует регулярно проветривать комнату, производить влажную уборку минимум 2-3 раза в неделю или приобрести специальный прибор для увлажнения воздуха

Вместо увлажнителя можно использовать со встроенной функцией увлажнения и ионизации.

В помещения, в которых влажность выше нормы необходимо избегать сушки белья в помещении и обеспечить качественную вентиляцию комнаты. Не забывайте регулярно применять прибор для осушки воздуха.

Тщательное измерение и контроль за относительной влажностью в любом помещении — залог здоровья и хорошего самочувствия человека, растений, животных и длительности службы мебели и прочих конструкций, которые могут потерять внешний вид из-за чрезмерной влажности или сухости воздушной среды.

Выводы и полезное видео по теме

О том, как измерить влажность воздуха в помещении при помощи стакана с водой:

Как видите, хороший измерительный прибор — лишь половина дела, самое главное — своевременно принять меры по восстановлению микроклимата в помещении и регулярно следить за изменениями показателей гигрометра.

А измеряете ли вы влажность воздуха в собственном жилище? При помощи каких способов или приборов вы это делаете? Пожалуйста, поделитесь собственным опытом с нашими читателями. Оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Что такое влажность воздуха? Как правильно измерять влажность? Давление водяного пара. Таблицы и примеры расчета

Измерение влажности

 

Здесь и далее мы будем говорить о влажности воздуха и газов. В отличие от температуры, с определением и физическим пониманием влажности проблем нет. Это количество воды, содержащееся в единице объёма воздуха. Но мы столкнулись в своей работе с тем, что люди, занимающиеся профессионально измерениями не чувствуют этот физический параметр и соответственно не могут провести элементарные расчёты и объяснить многие явления связанные с влажностью. Связано это во многом с тем, что в отличие от температуры мы не ощущаем влажность так явно (См. статью: Что такое температура? Как правильно измерять температуру? Что выбрать: термосопротивление или термопару? Советы по применению.). Представьте, что вы вышли зимним утром из дома. Какая температура на улице, вы сможете сказать с точностью 3…5⁰С, а вот вопрос, какая сейчас относительная влажность, поставит вас в тупик. В то же время влажность воздуха является очень важным параметром, непосредственно влияющим на самочувствие и работоспособность человека. Очень важно знать и поддерживать определённую влажность во многих отраслях промышленности и сельском хозяйстве. 

Что такое влажность воздуха

 

Существуют несколько единиц измерения относительной влажности воздуха. 
1. Абсолютная влажность — это количество воды в единице объёма воздуха, А(г/м3). 
2. Для определения второй единицы измерения нужно внимательно посмотреть на рисунок, отображающий движение молекул воды в закрытом сосуде, залитом до определённого уровня водой. Через некоторое время в этом сосуде два процесса: испарения и конденсации молекул воды выровняются и мы получим насыщенный водяной пар, который создаёт давление на стенки сосуда равное давлению насыщенного водяного пара, Ps(Ра). В воздухе всегда присутствуют молекулы воды, но их концентрация ниже, чем над водной поверхностью. Они так же, как и другие молекулы воздуха создают давление. Это давление, создаваемое именно молекулами воды, называется парциальным давлением водяного пара, P(Па). Отношение парциального давления водяного пара к насыщенному давлению водяного пара, выраженное в процентах называется относительной влажностью воздуха:

Из определения вытекает, что над поверхностью воды относительная влажность воздуха равна 100 %. И обратно, при 100%-ой влажности воздуха наблюдается конденсация влаги. Давление насыщенного водяного пара растёт при увеличении температуры. Если в изолированном помещении со 100%-ой влажностью повысить температуру, то относительная влажность резко снизится. 

3. Из второй единицы измерения следует третья. Если в замкнутом объёме с определённой влажностью уменьшать температуру, то будет увеличиваться относительная влажность воздуха. При определённой температуре относительная влажность станет равной 100 %. Эта температура называется температурой точки росы. Для отрицательных температур существует своя точка росы — точка инея. Само определение подсказывает один из способов определения влажности воздуха в некотором объёме. Нужно медленно охлаждать какой-то предмет, контролируя его температуру. Температура, при которой на предмете возникнет водяная плёнка сконденсировавшихся молекул воды, будет равна температуре точки росы в данном объёме. 

Ниже приведены выражения для расчёта давления насыщенного водяного пара над поверхностью воды Psw и льда Psi в зависимости от температуры:

 

Значения давления насыщенного пара над поверхностью воды (Рsw) и льда (Рsi)

Таблица 1.  

Т,°C

psw, Па

psi, Па

Т,°C

psw, Па

psi, Па

Т,°C

psw, Па

psi,Па

-50

6,453

3,924

-33

38,38

27,65

-16

176,37

150,58

-49

7,225

4,438

-32

42,26

30,76

-15

191,59

165,22

-48

8,082

5,013

-31

46,50

34,18

-14

207,98

181,14

-47

9,030

5,657

-30

51,11

37,94

-13

225,61

198,45

-46

10,08

6,38

-29

56,13

42,09

-12

244,56

217,27

-45

11,24

7,18

-28

61,59

46,65

-11

264,93

237,71

-44

12,52

8,08

-27

67,53

51,66

-10

286,79

259,89

-43

13,93

9,08

-26

73,97

57,16

-9

310,25

283,94

-42

15,48

10,19

-25

80,97

63,20

-8

335,41

310,02

-41

17,19

11,43

-24

88,56

69,81

-7

362,37

338,26

-40

19,07

12,81

-23

96,78

77,06

-6

391,25

368,84

-39

21,13

14,34

-22

105,69

85,00

-5

422,15

401,92

-38

23,40

16,03

-21

115,32

93,67

-4

455,21

437,68

-37

25,88

17,91

-20

125,74

103,16

-3

490,55

476,32

-36

28,60

19,99

-19

136,99

113,52

-2

528,31

518,05

-35

31,57

22,30

-18

149,14

124,82

-1

568,62

563,09

-34

34,83

24,84

-17

162,24

137,15

0

611,65

611,66

 

Значения давления насыщенного пара над плоской поверхностью воды (Рsw) 

Таблица 2.  

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, Па

0

611,65

26

3364,5

52

13629,5

78

43684,4

1

657,5

27

3568,7

53

14310,3

79

45507,1

2

706,4

28

3783,7

54

15020,0

80

47393,4

3

758,5

29

4009,8

55

15759,6

81

49344,8

4

814,0

30

4247,6

56

16530,0

82

51363,3

5

873,1

31

4497,5

57

17332,4

83

53450,5

6

935,9

32

4760,1

58

18167,8

84

55608,3

7

1002,6

33

5036,0

59

19037,3

85

57838,6

8

1073,5

34

5325,6

60

19942,0

86

60143,3

9

1148,8

35

5629,5

61

20883,1

87

62524,2

10

1228,7

36

5948,3

62

21861,6

88

64983,4

11

1313,5

37

6282,6

63

22878,9

89

67522,9

12

1403,4

38

6633,1

64

23936,1

90

70144,7

13

1498,7

39

7000,4

65

25034,6

91

72850,8

14

1599,6

40

7385,1

66

26175,4

92

75643,4

15

1706,4

41

7787,9

67

27360,1

93

78524,6

16

1819,4

42

8209,5

68

28589,9

94

81496,5

17

1939,0

43

8650,7

69

29866,2

95

84561,4

18

2065,4

44

9112,1

70

31190,3

96

87721,5

19

2198,9

45

9594,6

71

32563,8

97

90979,0

20

2340,0

46

10098,9

72

33988,0

98

94336,4

21

2488,9

47

10625,8

73

35464,5

99

97795,8

22

2646,0

48

11176,2

74

36994,7

100

101359,8

23

2811,7

49

11750,9

75

38580,2

 

 

24

2986,4

50

12350,7

76

40222,5

 

 

25

3170,6

51

12976,6

77

41923,4

 

 

 

Относительная влажность при отрицательной температуре Ψi

поправочный коэффициент k = psw / psi. 

Значения поправочного коэффициента «k» при различной температуре:

Таблица 3.  

Т,⁰С

0

-10

-20

-30

-40

0

1

1,104

1,219

1,347

1,489

-1

1,01

1,115

1,231

1,361

1,504

-2

1,02

1,126

1,243

1,374

1,519

-3

-1,03

1,137

1,256

1,388

1,534

-4

1,04

1,148

1,269

1,402

1,549

-5

1,05

1,16

1,281

1,416

1,565

-6

1,061

1,171

1,294

1,43

1,58

-7

1,071

1,183

1,307

1,445

1,596

-8

1,082

1,195

1,32

1,459

1,612

-9

1,093

1,207

1,334

1,474

1,628

 

Значения абсолютной влажности газа с относительной влажностью по воде 100% при различной температуре

Таблица 4.

 

Примеры расчёта относительной влажности и точки росы

Пример 1. 

Задача. Относительная влажность воздуха при температуре 20⁰С составляет 55%. Определить точку росы воздуха. 

Решение. Из Таблицы 2. давление насыщенного водяного пара при температуре 20⁰С равно 2340 Па. Определяем парциальное давление водяного пара в воздухе: 

p = ps (Ψ/100) = 2340 x 55 / 100 = 1287 Па 

Из Таблицы 2.находим температуру: 10,5⁰С. 

Пример 1. 

Задача. Параметры воздуха снаружи: Т = -10⁰С, Ψ=100%; в помещении: Т = 20⁰С. Чему равна отн. влажность в помещении? 

Решение. Из Таблицы 2. находим значение давления насыщенного водяного пара Рsн при температуре -10⁰С. Это давление равно парциальному давлению водяного пара в помещении. Из Таблицы 2. находим, чему равно давление насыщенного водяного пара Psп при 20⁰С в помещении. 

Ψп = Рsн / Psп х 100%
Ψп = 286/ 2340 х 100 % = 12,2%

Сенсоры для измерения влажности воздуха


Для определения влажности воздуха существуют как прямые, так и косвенные методы. Из прямых можно привести метод определения температуры точки росы по конденсации на зеркале. Это очень точный метод, позволяющий измерять малые значения влажности. Однако сами приборы — достаточно дорогие. Метод требует времени и неприспособлен для контроля быстрых процессов. В основном его используют в лабораториях для определения влажности сухих газов. 


Существует также спектрометрический метод прямого подсчёта молекул воды в воздухе. Но он также не подходит для промышленного применения. Наиболее популярным методом измерения является психрометрический, по разнице показаний сухого и влажного термометров. Но этот метод требует чётко задаваемой постоянной скорости обдува влажного термометра. Большинство же психрометров просто крепятся на стене и верить им, конечно же, нельзя. И из-за неконтролируемой скорости обдува и из-за недостоверного измерения температуры воздуха. 

Беда в том, что люди привыкли к этим приборам и ссылаются на их показания, как единственно верные. 

Для производства электронных датчиков и измерителей относительной влажности чаще всего используют емкостные полимерные чувствительные элементы. Данные сенсоры представляют собой подложку с нанесённым нижним металлическим слоем, слой полимера, легко адсорбирующего влагу, верхний пористый слой металлизации. При изменении влажности меняется как толщина полимера, так и его диэлектрические параметры, что приводит к изменению ёмкости сенсора. В последнее время внимание к этим сенсорам сильно выросло, так как появилась возможность создания датчиков с цифровым выходом с уже откалиброванным выходным сигналом. 

Особенности применения измерителей влажности воздуха с емкостным чувствительным элементом

 

К сожалению, емкостные чувствительные элементы реагируют не только на влажность, но и на большинство неинертных газов, что приводит к дополнительной погрешности, а часто и к полной деградации сенсора. При длительном нахождении сенсора при высокой влажности его необходимо просушить при повышенной температуре по методике, предоставляемой изготовителем. Полимер не может работать при высокой температуре, ограничивая диапазон использования измерителя. Нельзя допускать конденсации влаги на чувствительном элементе, так как это приведёт к коррозии тонкоплёночной структуры сенсора. Сенсор необходимо защищать от воздействия солнечных лучей, касания руками, различных загрязнений. Именно сенсор влажности определяет технические параметры и срок службы измерителя влажности. Поэтому так важно, чтобы сенсоры были взаимозаменяемы. Именно поэтому межповерочный интервал для измерителей влажности равен всего 1-му году. Лучшее значение абсолютной погрешности для измерителя влажности промышленного применения на сегодня, это — ±2,0%. 

Необходимо помнить, что относительная влажность воздуха по определению очень сильно зависит от температуры. Колебания температуры воздуха по объёму помещения в ±1⁰С могут приводить к колебаниям относительной влажности в ±5% и более. Если зимой ваш электронный гигрометр показывает отн. влажность в 7%, а психрометр – 30%, то это отнюдь не означает, что гигрометр сломался. Так и есть. Просто снимите со стены психрометр и положите подальше в шкаф. 

Директор НПК «Рэлсиб» Игорь Ландочкин

Чем измеряется влажность воздуха: виды психрометров и гигрометров

Причиной рецидивов аллергических и респираторных заболеваний может стать микроклимат в помещении: температура, абсолютная и относительная влажность. Нормальные значения этих параметров создают благоприятные условия для проживания человека в квартире или частном доме. Но чем измеряется влажность воздуха? Ответ прост: гигрометром или психрометром.

Совет

Перед приобретением прибора следует узнать о его достоинствах и недостатках.

Одним из несомненных преимуществ устройства для определения содержания влаги в воздушном пространстве является простота в эксплуатации.

Оптимальные значения

Влажность в квартире — степень насыщения воздуха парами. Она измеряется в процентном отношении  фактического количества влаги к максимально возможному значению при такой же температуре. Ее повышенные параметры определить несложно: появляется плесневый грибок в углах помещения, у человека обостряются хронические болезни, снижается иммунитет. При низкой влажности в помещении быстро портится мебель из дерева, а у членов семьи возникают неприятные ощущения сухости слизистых оболочек носа и глаз. Если в окружающем пространстве отсутствует влага, то пыль долго не оседает на поверхностях, а остается в воздухе, проникает в бронхи и легкие.

Целевая принадлежность помещения определяет оптимальные параметры влажности. Норма выражается в процентном соотношении:

  • гостиная – 50-60%;
  • спальня – 45-50%;
  • детская – 50-60%;
  • кабинет – 40-45%;
  • кухня и ванная – до 60%.

На полученные в процессе измерения значения влияет множество факторов — время года, мощность радиаторов отопления, регион проживания.

Специалисты оперируют двумя видами влажности:

  • относительная;
  • абсолютная.

Последнее значение показывает, сколько влаги находится в кубометре (в чем измеряется воздух в комнате). В быту абсолютный показатель практически не используется.

Совет

Параметры влажности можно определить с помощью комнатных растений. Если листья скручиваются и желтеют, на них часто селятся вредные насекомые, то воздух в помещении очень сухой. Когда на цветах появляются коричневые пятна, а корни начинают подгнивать, это значит, что в окружающем пространстве избыточное содержание воды.

Относительную влажность воздуха измеряют с помощью приборов, которые удобно использовать человеку без особых навыков работы со сложными устройствами. Этого параметра вполне достаточно для определения содержания влаги в окружающем пространстве.

Виды приборов

В домашних условиях измеряют влажность воздуха различными способами, но наиболее объективные значения получаются при использовании специальных приборов: гигрометра и психрометра.

Гигрометры

Влажность воздуха измеряют с помощью гигрометра, принцип работы которого базируется на фиксировании переменных при повышении или снижении концентрации молекул воды в окружающем пространстве. В таких условиях изменяются физические параметры (плотность, масса, длина) структуры материала, используемого в процессе измерений и активно поглощающего влагу. Полученные результаты будут характеризовать степень насыщения водяным паром окружающего пространства. Перед тем как измерить влажность воздуха с помощью гигрометра, следует учитывать, что значения будут приблизительными.

В специализированных магазинах гигрометры представлены в широком ассортименте. Они бывают:

  • волосными;
  • весовыми;
  • конденсационными;
  • электролитическими;
  • керамическими.

Для бытового использования прибора особой точности и не требуется. Определить гигрометром относительную влажность просто, но существуют и эксплуатационные характеристики прибора.

Перед тем как измерить влажность воздуха, нужно учесть особенности использования гигрометра:

  • необходимо всегда следить за тем, чтобы материал для увлажнения был мокрым и чистым;
  • нельзя располагать устройство вблизи кондиционеров и радиаторов.

Принцип работы гигрометра основан на сравнении показаний термометра, соприкасающегося с влажным материалом, и термометра, фиксирующего значения в реальной обстановке. Результаты определяются по обычной градуированной шкале. Разница параметров сверяется с данными психометрической таблицы независимо от того, от какого прибора были получены значения.

Психрометры

Чтобы измерить влажность воздуха с помощью психрометра, следует разобраться в принципе его работы. При испарении жидкости понижается температура окружающего пространства. Чем интенсивнее испарение, тем прохладнее становится воздух, что и определяет прибор. На этот процесс воздействует комплекс факторов:

  • концентрация водяных паров;
  • скорость потоков воздуха в помещении.

Учитывая разницу температур влажного материала и воздуха, можно определить скорость испарения. Если устройство расположено около окна или вентилятора, то полученные значения не будут точными из-за циркуляции потоков.

Относительная влажность воздуха измеряют при помощи следующих видов психрометров:

  • стационарные;
  • дистанционные;
  • аспирационные.

Последние считаются самыми точными и надежными устройствами. Измерить влажность воздуха с помощью психрометра Ассмана очень легко — устройство снабжено защитным корпусом. Поэтому на полученные значения не влияет скорость воздушных потоков.

Подручные способы

Одним из информативных методов, с помощью которых можно определить влажность в квартире, является наблюдение за горящей свечой. В помещении с нормальным микроклиматом ее пламя сильное, ровное. При избыточном содержании влаги в окружающем пространстве пламя свечи колеблется из стороны в сторону, а на его кромке появляются алые вкрапления. Не стоит забывать, что влажность воздуха измеряется таким способом при закрытых окнах и дверях.

Определить содержание водяных паров можно с помощью обычного стакана воды. Поместив его в холодильник, следует подождать около часа. За это время температура жидкости понизится до 3-4°C. Относительная влажность воздуха выявляется после извлечения стакана и наблюдения за происходящими процессами испарения:

  • стенки сосуда остаются запотевшими — содержание влаги в пределах нормы;
  • стенки сухие — низкая влажность воздуха;
  • конденсат стекает вниз — в окружающем пространстве много водяных паров.

Совет

Если в помещении быстро сохнут постиранные вещи, следует задуматься о приобретении увлажнителя воздуха. А отсыревание предметов из тканей указывает на содержание избыточного количества влаги в комнате.

Каким прибором пользоваться, решать хозяину помещения. Люди, которые заботятся о своем здоровье и стремятся поддерживать все параметры микроклимата в пределах нормы, оснащают свою квартиру настоящей домашней метеостанцией. Производители наладили выпуск приборов, снабженных барометром, гигрометром и термометром. Конечно, такое устройство не может стоить дешево. Но все затраты быстро окупаются — владельцы помещения экономят на лекарствах для членов семьи, у них нет необходимости менять испорченные грибком обои и мягкую мебель.

Основы измерения влажности и влагосодержания

Основы измерения влажности и влагосодержания

Для каждой измерительной задачи соответствующий датчик влажности

  • Ёмкостное определение влажности воздуха;
  • Психрометрическое определение влажности воздуха;
  • Гигрометрическое определение влажности воздуха;
  • Диэлектрическое определение влажности в материалах;
  • Определение содержания влаги в материалах по принципу электропроводности;
  • Определение точки росы с помощью ССС датчиков;
  • Определение точки росы с помощью зеркала точки росы;

 

Ёмкостное определение влажности воздуха

В ёмкостном датчике имеется стеклянная подложка, на которой между двумя металлическими слоями нанесён влагочувствительный полимер. При поглощении влаги диэлектрическая постоянная, и следовательно, ёмкость тонкоплёночного конденсатора изменяются в зависимости от относительной влажности воздуха. Измерительный сигнал прямо пропорционален относительной влажности воздуха и не зависит от атмосферного давления.

Преимущества:

  • Не требует технического обслуживания в течение длительного периода;
  • Устойчиво работает при температурах ниже 0°С;
  • Работа датчика не зависит от атмосферного давления;
  • Универсален в применении;

 
Недостатки:

  • Ограниченная стабильность при долговременной эксплуатации;
  • Чувствителен к конденсации и некоторым агрессивным средам;

 

Психрометрическое определение влажности воздуха

Психрометры – точные измерительные приборы, в которых имеется сухой и влажный датчик температуры. При
испарении датчик влажности охлаждается, при этом скорость воздуха, необходимая для охлаждения, должна
быть не менее 2 м/с. Показатели влажности вычисляются, исходя из разницы температур сухого и влажного элементов (психрометрическая разность). Расчётные формулы для приборов ALMEMO® соответствуют тем, которые используются Метеорологической службой Германии относительно 1013 миллибар. Для большей точности измерений можно скорректировать атмосферное давление.

Преимущества:

  • Датчик не теряет свои активные свойства со временем, за исключением загрязнения фитиля;
  • Высокая точность;
  • Высокий уровень качества измерений;
  • Пригоден для определения влажности в любых веществах — до 100% относительной влажности;

 
Недостатки:

  • При длительной эксплуатации требует запаса воды и ухода за фитилём;
  • Малопригоден при минусовых температурах и низкой влажности;
  • На работу датчика влияет атмосферное давление;

 

Гигрометрическое определение влажности воздуха

Гигрометрические датчики оснащены измерительной полоской, которая удлиняется или сжимается, в зависимости от влажности. Измерительная полоска состоит из множества органических либо синтетических моноволокон.

Преимущества:

  • Недорогой и несложный для измерений. Пригоден для измерений в загрязнённой среде;
  • Легко очищается;

 
Недостатки:

  • Ограниченная точность измерений;
  • Ограниченный диапазон измерений;
  • Низкая скорость измерений;

 

Определение точки росы

 
Определение точки росы с помощью ССС датчиков
Датчик точки росы имеет встроенный сенсорный чип (принцип точки росы ССС по Heinze), который находится на охлаждающемся элементе. Датчик также соединён с цепью управления, которая регулирует рабочий ток в охлаждающемся элементе, так чтобы определить конденсат. Конечная температура точки росы измеряется в датчике, и эти данные можно вывести на компьютер для получения численного результата.

Преимущества:

  • Высокая точность, надёжность и воспроизводимость;
  • Широкий диапазон измерений;

 
Недостатки:

  • Сложный метод измерений;
  • Не подходит для быстрых измерений;
  • Не подходит для работы при минусовых температурах;

 
Определение точки росы с помощью зеркала точки росы
Датчик представляет собой каскадный термоэлектрический элемент Пельтье с оптически управляемым зеркалом. Датчик также соединён с цепью управления, которая регулирует рабочий ток в охлаждающемся элементе для определения конденсата. Температура точки росы измеряется непосредственно сенсором, данные измерений можно вывести на компьютер для получения численного результата.

Преимущества:

  • Высокая точность, надёжность и воспроизводимость;
  • На работу датчика не влияет атмосферное давление;
  • Широкий диапазон измерений;
  • Подходит для работы при минусовых температурах;

 
Недостатки:

  • Сложный метод измерений;
  • Высокое токопотребление;
  • Опасность загрязнения;

 

Диэлектрическое определение влажности в материалах

Измерение влагосодержания в материалах осуществляется путём определения диэлектрической постоянной. При этом проводят измерения электроёмкости в высокочастотном электростатическом поле, которое создаётся в материале, не разрушая его структуру.

Преимущества:

  • Быстрые и несложные измерения;
  • Не разрушает исследуемый материал;
  • Возможно долгосрочное использование;

 
Недостатки:

  • Ограниченная точность измерений;

 

Определение влажности в материалах по принципу электропроводности

Измерение влажности в материалах осуществляется путём определения электрического сопротивления, которое зависит от содержания влаги в материале.

Преимущества:

  • Быстрые и несложные измерения;

 
Недостатки:

  • Ограниченная точность измерений;
  • Необходимость погружения датчика;
  • Только для краткосрочных измерений;
  • Значения измерений зависят от свойств материалов;

 

Измерение равновесного влагосодержания

Равновесное влагосодержание материала — это устойчивый уровень относительной влажности в окружающей среде, при которой материал ни поглощает, ни испаряет влагу. Все строительные материалы, в той или иной степени, поглощают или испаряют влагу из окружающего воздуха.
Материалы гигроскопичны, то есть они пытаются установить равновесие по влажности с окружающим воздухом. Материал и окружающих воздух, в зависимости от их температуры, устанавливают баланс между поглощением и выделением влаги по отношению друг к другу. Таким образом, каждый материал содержит определённое количество влаги (измеряемое в процентом соотношении) в зависимости от температуры и влажности воздуха.
В состоянии равновесия, отношение между содержанием воды и равновесной влажностью материала может быть графически отображено кривой — изотермой сорбции. На изотерме сорбции, при заданной постоянной температуре, указывается для каждого значения влажности соответствующее содержание влаги в материале.
Если изменяется состав или качество материала, то также изменяется его сорбционное поведение и, следовательно, изотерма сорбции. Из-за сложности сорбционного процесса изотермы нельзя определить путём расчётов — их необходимо записывать экспериментально.
 
Краткий словарь терминов
 
Абсолютная влажность
Физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 м3 воздуха.

Энтальпия
Энтальпия (теплосодержание) показывает, сколько тепла содержит влажный воздух. Эта величина важна для расчёта теплопроизводительности и холодопроизводительности, т. е. при проверке теплообменников.

Соотношение компонентов смеси
Абсолютная влажность к 1 кг сухого воздуха.

Относительная влажность
Отношение количества водяного пара к тому количеству водяного пара, которое воздух может содержать при данной температуре. Из-за зависимости от температуры относительная влажность указывается только для конкретной температуры.

Давление насыщенного пара
В воздухе может быть только определённое максимальное количество водяного пара. Давление насыщенного пара определяется из соотношения удельного веса (g) водяного пара на кг. влажного воздуха. Давление насыщенного пара прямо пропорционально температуре воздуха, т.е. при высокой температуре оно высокое, а при низкой – низкое. Следовательно, в тёплом воздухе может быть большой объём пара, а в холодном воздухе – низкий.

Точка росы
Температура, при которой относительная влажность равна 100%. При охлаждении воздуха до точки росы водяной пар начинает конденсироваться.

Парциальное давление водяного пара
Давление газа, входящего в состав смеси, которое бы он давал, находясь один в данном объёме, при той же самой температуре.

Измерители влажности воздуха: виды и назначение

Влажность воздуха играет важную роль в формировании комфортных условий жизнедеятельности людей, животных и растений. Поддерживать её в определённых пределах требуется в жилых, производственных, складских помещениях. Измерителями влажности воздуха являются гигрометры и психрометры. Они успешно решают задачу постоянного контроля над микроклиматом.

В зависимости от конструкции гигрометры разделяют на следующие основные группы: механические, конденсационные, резистивные, емкостные. По устройству и назначению психрометры могут быть аспирационными, стационарными или дистанционными.

Требования условий эксплуатации, точности, удобства и надежности определяют выбор того или иного прибора. Для бытовых целей обычно используют электронные гигрометры с емкостными и резистивными датчиками. Позволяя измерять влажность и температуру, они отличаются простотой, широким диапазоном измерений, а также приемлемой стоимостью.

Конденсационные гигрометры применяются преимущественно в промышленности. Их отличает высокая точность и надежность. При этом они сложны в эксплуатации, имеют высокую стоимость.

Аспирационные психрометры благодаря своей точности, стабильности и возможности работы при высоких температурах широко распространены. К их недостаткам относится инерционность и необходимость постоянного обслуживания.

Классификация измерителей влажности воздуха

Механические устройства различаются по виду чувствительного элемента.

Волосяные гигрометры. В них натянутая синтетическая нить или обезжиренный волос связаны со стрелкой, которая перемещается вдоль круговой шкалы. Диапазон измерений от 20 до 100%. При увеличении или уменьшении влажности нить меняют свою длину, поворачивая стрелку прибора в соответствующую сторону. Волосяные гигрометры достаточно точны, просты, удобны, но при этом их диапазон измерений ограничен. Они обычно применяются на метеорологических станциях.

Пленочные гигрометры. У данных устройств чувствительным элементом является мембрана. Она натягивается при уменьшении влажности и прогибается при увеличении. Движение пленочной мембраны передается стрелке.

Весовые гигрометры. Конструкция этих приборов основана на свойстве гигроскопических материалов поглощать водяные пары. Определяя объем пропущенного через материал воздуха и массу поглощенной влаги, вычисляют абсолютную влажность.

В резистивных электролитических гигрометрах используется раствор соли. Он меняет свою концентрацию в зависимости от влажности воздуха. Это приводит к увеличению или уменьшению электрического сопротивления раствора, что и фиксирует прибор. Недостатком гигрометров такого типа является погрешность, которую вызывает изменение температуры. В устройстве емкостных приборов используется связь влажности и диэлектрической проницаемости среды.

Работа конденсационных гигрометров основана на определении точки росы. Это такая температура, до которой нужно охладить воздух при постоянном давлении, чтобы водяной пар, содержащийся в нем, стал насыщенным. Конструкция конденсационного гигрометра включает в себя зеркало, которое охлаждается до появления на нем мелких капелек воды. Этот момент фиксируется с помощью оптического устройства. По его сигналу происходит измерение температуры зеркала.

Психрометры

Психрометр – это прибор, предназначенный для измерения влажности и температуры воздуха с помощью двух термометров. Один из них сухой, другой – влажный. Резервуар влажного термометра окружен полоской ткани. Она постоянно смачивается водой. В качестве ткани обычно используют батист или хлопчатобумажный отбеленный шифон.

При испарении воды влажный термометр охлаждается и показывает более низкую температуру, чем сухой. В соответствии с полученными значениями по психрометрической таблице определяют влажность воздуха. Для уменьшения погрешности измерений в устройстве аспирационных психрометров предусматривают обдув термометров воздушным потоком, создаваемым вентилятором.

Психрометрическая таблица

Показания сухого термометра, t1, ºC Разность показаний сухого и влажного термометров, ºC
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Влажность воздуха, %
0 100 81 63 45 28 11
2 100 84 68 51 35 20
4 100 85 70 56 42 28 14
6 100 86 73 60 47 35 23 10
8 100 87 75 63 51 40 28 18 7
10 100 88 76 65 54 44 34 24 14 5
12 100 89 78 68 57 48 38 29 20 11
14 100 89 79 70 60 51 42 34 25 17 9
16 100 90 81 71 62 54 45 37 30 22 15
18 100 91 82 73 65 56 49 41 34 27 20
20 100 91 83 74 66 59 51 44 37 30 24
22 100 92 83 76 68 61 54 47 40 34 28
24 100 92 84 77 69 62 56 49 43 37 31
26 100 92 85 78 71 64 58 51 46 40 34
28 100 93 85 78 72 65 59 53 48 42 37
30 100 93 86 79 73 67 61 55 50 44 39

Физика 8 класс. Влажность воздуха. Точка росы. Измерение влажности :: Класс!ная физика

Физика 8 класс. ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

В окружающем нас воздухе практически всегда находится некоторое количество водяных паров. Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем.
Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой.
Большое значение имеет относительная влажность воздуха, сообщения о которой каждый день
звучат в сводках метеопрогноза.

Относительная влажность — это отношение плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах.

ТОЧКА РОСЫ

Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению.
Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться.
Признаком того, что пар насытился является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости — росы.
Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.

Точка росы также характеризует влажность воздуха.
Примеры: выпадение росы под утро, запотевание холодного стекла, если на него подышать, образование капли воды на холодной водопроводной трубе, сырость в подвалах домов.

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы — гигрометры.
Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический.

Так как непосредственно измерить давление водяных паров в воздухе сложно, относительную влажность воздуха измеряют косвенным путем.

Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного волоса ( человека или животного) изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха, в котором он находится.

Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы. Волосной гигрометр в зимнее время являются основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещения.

Более точным гигрометром является гигрометр психрометрический – психрометр
( по др. гречески «психрос» означает холодный).
Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения.
Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться.

В психрометре есть два термометра. Один — обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха. Колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.

 

Устали? — Отдыхаем!

Лучший способ измерения содержания влаги

Существует множество способов измерения содержания влаги в пищевом или фармацевтическом продукте. Но можно ли полагаться на ответы? Получить достоверные данные о содержании влаги сложно, и вот почему:

Трудно удалить всю влагу из продукта

Самый простой способ измерить содержание влаги — взвесить продукт, удалить всю влагу и снова взвесить. Методы, которые пытаются удалить всю воду из продукта, называются прямыми методами.Они варьируются от простых (сушка в печи) до сложных (титрование по Карлу Фишеру). Прямые методы считаются наиболее надежными, но трудоемкими и длительными. И трудно удалить воду и только воду из образца.

Косвенные методы являются неточными

Косвенные методы включают измерение свойства, которое изменяется при изменении содержания влаги в пищевых продуктах. Они варьируются от рефрактометрии и ИК/БИК до микроволновой адсорбции, диэлектрической емкости и ультразвуковой адсорбции.Эти методы часто бывают быстрыми и простыми, но они должны быть откалиброваны до прямого метода и, таким образом, менее надежны и менее точны. Калибровки также могут изменяться из-за внешних факторов. Эти изменения часто трудно обнаружить, и они могут добавить неопределенности в измерение влажности.

Проблемы с воспроизводимостью

Содержание влаги часто указывается в простом процентном выражении без ссылки на используемый метод. Однако значения, измеренные разными людьми в разное время с использованием разных методов, могут быть несопоставимы.Например, измерение, выполненное путем нагревания образца, может сильно отличаться от измерения, выполненного с помощью химического анализа. Нагретый образец часто разлагается. При нагревании могут испаряться элементы, отличные от воды. Это может привести к показателю потери влаги при сушке на 2-3% выше, чем значение, измеренное на том же образце с помощью таких методов, как анализ Карла Фишера, который не использует тепло для удаления воды.

Влажная и сухая основа

Чтобы еще больше усложнить вопрос, содержание влаги может сообщаться как на влажную, так и на сухую основу.При отчете по мокрой основе количество воды в образце делится на общий вес образца. При отчете по сухому веществу количество воды в образце делится на сухой вес образца. Любой из этих методов приемлем, и их нетрудно преобразовать, но содержание влаги обычно указывается просто в процентах. Если вы попытаетесь сравнить свои показатели содержания влаги со значениями из других источников, может быть трудно определить, сравниваете ли вы яблоки с яблоками.

Согласованность в измерениях

В вашей работе вы можете преодолеть некоторые из этих проблем, используя единый метод анализа со строгой СОП измерений. Например, вы можете сделать все измерения, используя потери при сушке в печи. Есть еще три основные проблемы, с которыми вы сталкиваетесь при получении последовательных и надежных данных о содержании влаги.

  1. Каждый метод имеет источники изменчивости. Методы потерь при сушке в печи считаются правильными, но даже этот метод имеет множество источников вариаций.Со временем температура в одной печи может значительно различаться, а в двух печах, настроенных на одну и ту же температуру, разница может достигать 40°C. Давление пара внутри печи также меняется день ото дня. Быстрые весы влажности, которые не только нагревают образец, но и используют калибровку, еще более подвержены ошибкам.

  2. Термин «сухой» не имеет научного определения. В результате вы должны определить, как сушить образец и когда называть его сухим. Одной из общепринятых конечных точек является сушка продукта до тех пор, пока его вес не перестанет изменяться.Однако потеря веса выравнивается при разных температурах для разных продуктов, а методы, использующие тепло, могут вызывать разложение и улетучивание. AOAC рекомендует время и температуру сушки для некоторых продуктов, но исследования часто показывают, что рекомендации не приводят к воспроизводимым результатам.

  3. Не существует стандарта для измерения точности. Это затрудняет оценку прецизионности, воспроизводимости и надежности и делает невозможным измерение или установление точности для любого прибора или метода измерения.

Затраты на неточные измерения

Для любого производителя пищевых продуктов, который продает продукты на вес, содержание влаги является важным способом контроля выхода. Чтобы максимизировать урожай, вам нужна более высокая точность и больше контекста для ваших измерений влажности.

Хорошей альтернативой является измерение общей влажности, которое включает как содержание влаги, так и активность воды. Общая влажность основана на фундаментальных принципах термодинамики. Это может дать вам точность и контекст, необходимые для работы с более жесткими спецификациями.Вы видите как данные об урожайности, так и данные о безопасности/качественной влажности в одном месте, привязанные к стандартам точности, которым вы можете доверять.

Измерение влажности, наиболее подходящее для измерения безопасности, — это активность воды, своего рода «относительная влажность» пищевых продуктов. Бактерии не растут в продуктах с активностью воды менее 0,85 (85% ERH). Плесень и дрожжи не растут при активности воды менее 0,65 (65% ERH).

Активность воды также напрямую связана с факторами, влияющими на качество, такими как миграция влаги, проблемы с текстурой, окисление липидов, слеживание и комкование, а также разложение витаминов.

Используя метод определения общей влажности, ведущие производители продуктов питания могут оптимизировать содержание влаги в каждой партии, последовательно увеличивая выход продукции на 2-3%.

← Назад

«Сколько способов измерения влажности?»

«Сколько существует способов измерения влажности?»  

Это повторяющийся вопрос в ранних дискуссиях о проблемах измерения влажности. Часто задается в связи с конкретными продуктами и приложениями. Это базовый учебник по основным методам.

Существует четыре основных метода. Они включают использование тепла, химических веществ, электрических свойств и электромагнитных явлений.

Потеря веса при сушке (LOD)


Самым ранним и до сих пор наиболее широко используемым методом является потеря веса при сушке . В этой технике

e, записывается вес образца в начале. После сушки записывают массу образца. Разница в этих весах представляет собой потерю влаги. Люди используют множество комбинаций оборудования, чтобы добраться до

.

— широко распространенный тест.Некоторые тестировщики используют весы и плиту, другие — весы и духовку. Сегодняшние технологии упростили использование встроенного метода взвешивания и сушки для автоматизации процедуры. Этот метод часто называют потерями при сушке или LOD.

 

Корреляция электрических или диэлектрических изменений с уровнями влажности

 

Другая система обнаружения влаги основана на том факте, что многие материалы меняют электрические или

 диэлектрические характеристики в зависимости от уровня влажности материала.Большинство этих приборов измеряют изменения сопротивления, проводимости или емкости. Поскольку эти методы измеряют косвенное воздействие влаги, необходима калибровка. Калибровка выполняется путем сравнения показаний диэлектрической проницаемости с известной влажностью образца. График готовится и используется для перевода электрической характеристики в количество влаги в образце материала. В автоматических приборах эти таблицы обрабатываются компьютером для получения показаний в процентах влажности.

 

Титрование по Карлу Фишеру

 

Третий метод основан на химической реакции и известен как титрование по Карлу Фишеру . Это названо в честь химика, который разработал химическое вещество / реагент. Реагент вступает в реакцию с водой, устраняя проводимость, созданную водой в испытуемом образце. Этот тест выполняется путем введения материала в растворитель с последующим добавлением реагента Карла Фишера. Реагент добавляют до тех пор, пока в результате реакции вся вода не станет непроводящим химическим веществом.Количество используемого реагента измеряют и переводят в единицы воды. Методы Карла Фишера удобны для измерения небольших количеств воды, для образцов, содержащих летучие вещества, которые ухудшают точность определения потери веса при сушке, а также для выделения связанной воды в некоторых материалах.

 

Оптическая и электромагнитная энергия

 

Применение концепций отражения и поглощения электромагнитной энергии становится широко используемым, особенно для встроенных или оперативных измерений. Эти методы основаны на том факте, что вода (как и другие химические вещества) имеет очень специфические длины волн поглощения. Наиболее часто используются технологии ближнего инфракрасного диапазона (NIR) и микроволновая печь . Хотя методы NIR и микроволн различны, они оба основаны на концепции поглощения электромагнитной энергии. В этих тестах поглощение длин волн, связанных с водой, сравнивают с эталонной длиной волны. Когда известна влажность калибровочного образца, результаты поглощения могут быть соотнесены с влажностью.Использование лазеров для этой цели является более новой родственной техникой.

Просмотрите конкретные модели каждой доступной категории. Кликните сюда.

Другие

Существует несколько других методов, которые включают создание химической реакции с водой для создания давления (ярким примером является быстрый тестер влажности) или перегрев образца и измерение объема/веса воды, которая была вытеснена.

Я надеюсь, что это краткое знакомство с миром измерения влажности было полезным.Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться им с коллегами, которым необходимо провести тест на влажность.

Арт

П.С. Знаете ли вы, что вы можете подписаться на эти разоблачения, разглагольствования, рейвы и бред? Все, что вам нужно сделать, это ввести свой адрес электронной почты в поле справа от заголовка.

P.P.S. Ознакомьтесь с одним из лучших балансов влажности LOD.

 

 

 

Принципы измерения влажности | KPM Analytics

Перед представлением различных измерений влажности важно определить содержание влаги.Содержание влаги обычно выражается в процентах по массе либо всего продукта (влажная основа), либо сухого продукта (сухая основа).

Содержание влаги во влажном состоянии:
M = 100 x (влажный вес – сухой вес) / сырой вес

Влажность в сухом состоянии:
M = 100 x (влажный вес – сухой вес) / сухой вес

Исходя из приведенных выше уравнений, содержание влаги во влажном состоянии не может превышать 100%. Влажность сухого вещества может превышать 100% и является нелинейной функцией.

Содержание влаги может быть определено многочисленными методами.Их можно разделить на две основные категории: первичные и вторичные измерения.

Первичная влажность Методы включают прямое химическое определение содержания воды, обычно путем извлечения влаги из продукта.

Все первичные методы разрушительны и требуют много времени. Первичные методы выполняются в автономном режиме, но обычно очень точны. Небольшой размер выборки может неадекватно отражать оптовую продукцию.

Наиболее распространенным первичным методом является потеря веса, при котором образец взвешивают, сушат до прекращения потери веса и затем повторно взвешивают.

Другие методы включают титрование по методу Карла-Фишера. Точность всех автономных первичных методов зависит от точности лабораторных приборов и навыков лабораторного персонала.

Поскольку автономные методы требуют отбора проб продукта из технологического процесса, метод отбора проб должен обеспечивать наличие последовательных проб продукции для тестирования.

Вторичная влажность методы измеряют свойство переменной (влажность), а не переменную напрямую. Все непрерывные анализаторы влажности используют вторичные принципы измерения и должны быть откалиброваны по первичному эталонному методу.Их преимущество заключается в непрерывном или быстром измерении проб и может использоваться для мониторинга и контроля процесса в режиме реального времени.

Без возможности непрерывного измерения типичный процесс будет контролироваться путем отбора проб продукции и проведения лабораторного анализа. Эти методы отнимают много времени. К моменту получения результата процесс вполне может существенно измениться.

В своей простейшей форме анализатор влажности непрерывного действия предоставляет информацию о тенденциях между лабораторными отборами проб, даже если он не откалиброван.В этой форме прибор представляет собой полезный контроллер уставки, где уставка процесса может быть скорректирована после каждого лабораторного образца.

Существует множество онлайн-методов измерения влажности. Измерение диэлектрической проницаемости и отражение в ближнем инфракрасном диапазоне — это два метода, которые доказали свою точность и надежность во многих отраслях промышленности.

RF Dielectric Technique

Этот метод основан на относительно высокой диэлектрической проницаемости воды по сравнению с большинством твердых тел.

Для определения диэлектрической проницаемости были разработаны многочисленные методы, включая радиочастотную, микроволновую и рефлектометрию во временной области.Чтобы измерить относительную диэлектрическую проницаемость материала, необходимо электрически соединить материал с измерительной цепью. Это можно сделать, поместив материал между двумя параллельными электродами, но это не подходит для онлайн-приложения. Если сенсорная схема работает на радиочастоте, довольно просто распространить радиочастотную энергию через материал и, таким образом, связаться с продуктом без физического контакта. Плоские краевые полевые электроды обеспечивают одностороннюю структуру измерения, менее мешающую процессу.

Электрическая аналогия твердого продукта представляет собой конденсатор, подключенный параллельно с проводимостью рассеяния. Оба эти компонента подвержены влиянию влаги, но в то время как диэлектрическая проницаемость связана весьма предсказуемым образом, коэффициент потерь — нет. Объединенные компоненты представляют собой сложный импеданс, который можно легко измерить, но на который могут влиять другие переменные, помимо влажности.

Влагомеры с настоящими диэлектриками встречаются редко, так как большинство недорогих приборов не пытаются разделить компоненты диэлектрика и потерь.Приборы с наименьшими затратами практически не предпринимают попыток даже измерить комбинированный импеданс с какой-либо долговременной стабильностью и воспроизводимостью. Техника диэлектрических измерений Sensortech Systems усовершенствована до такой степени, что два компонента полностью изолированы и могут измеряться независимо друг от друга. Запатентованный принцип резонансной частоты повышает точность и повторяемость.

  • Это проникающее измерение, позволяющее измерять неоднородные продукты.
  • Он имеет большую площадь измерения, которая обеспечивает более репрезентативное среднее значение влажности продукта.
  • Это относительно недорого по сравнению с другими онлайн-методами.
  • Он очень надежный и прочный, в нем нет движущихся частей, которые могут изнашиваться или ломаться.
  • Различные конструкции механических датчиков подходят для широкого диапазона технологических условий и могут использоваться в условиях высоких температур.
ИК-метод

Метод отражения в ближней инфракрасной области, БИК или ИК, широко используется для оперативного тестирования влажности. Его популярность во многом объясняется простотой его применения.

Источник света (обычно кварцевая галогенная лампа) коллимируется и фильтруется до определенных длин волн. Фильтры, установленные во вращающемся колесе, разбивают свет на серию импульсов определенной длины волны. Отфильтрованный луч направляется на поверхность измеряемого продукта. Часть света отражается обратно к детектору (обычно из сульфида свинца). Определенные длины волн света поглощаются водой. Если фильтры выбраны таким образом, что одна длина волны будет поглощаться водой (пробный луч), а другая длина волны не будет подвергаться влиянию воды (опорный луч), то отношение амплитуд двух отраженных длин волн будет пропорционально количеству воды в фильтре. товар.Метод соотношений устраняет влияние расстояния до продукта и старения источника.

  • Простота применения. Обычно устанавливается на высоте от 6 до 10 дюймов над продуктом. Умеренные колебания высоты продукта мало влияют на измерение.
  • Небольшая площадь точечного измерения в сочетании с рамкой сканирования обеспечивает профиль продукта.
  • Определенные длины волн могут быть выбраны для измерения переменных, отличных от влажности.

Часто задаваемые вопросы Измерение влажности древесины

Как работает влагомер?

Используя принцип электрического сопротивления, счетчики штыревого типа используют плату как элемент цепи, вбивая в нее два штыря или электрода.Этот метод работает, потому что влага хорошо проводит электричество, а сухая древесина является эффективным изолятором.
В большинстве бесштифтовых счетчиков используется емкостной метод, в котором используется взаимосвязь между содержанием влаги и диэлектрическими свойствами древесины.
Как сопротивление, так и диэлектрические свойства древесины изменяются прямо пропорционально ее влажности в определенных пределах.

В каком диапазоне влагосодержания работают измерители штифтового типа?

Измерители сопротивления выражают содержание влаги в процентах от сухой массы древесины в печи.Эти измерители лучше всего работают в диапазоне точки насыщения волокна (от 25 до 30 процентов) до примерно 6 процентов. Ниже 6 процентов трудно получить точные и воспроизводимые показания из-за высокого электрического сопротивления действительно сухой древесины. Это особенно верно при низких уровнях относительной влажности, как правило, ниже 30 процентов.

Электрическая точность всех расходомеров Delmhorst лучше 0,5% при содержании влаги от 6 до 12%; лучше 1 процента при влажности от 12 до 20 процентов; и лучше, чем 2 процента между 20 и 30 процентами или в точке насыщения волокна.Вы можете проверить точность либо с помощью внутренней проверки, либо с помощью стандарта содержания влаги.

Как определить распределение влаги в доске?

Вот где Делмхорст рекомендует использовать влагомер игольчатого типа.
Во-первых, чтобы определить, как влага движется через доску, сделайте серию замеров скорлупы в слое непосредственно под поверхностью; затем сделайте серию замеров керна, ближе к центру толщины доски.Электрод Delmhorst 26-ES с изолированными штырями — это самый простой и надежный способ определения градиента влажности.
Поскольку выводы 26-ES не изолированы, два или три быстрых считывания на разных уровнях проникновения покажут, хорошо ли выдержана плата или правильно ли она высушена. Нормальный градиент обычно развивается от более влажной сердцевины к более сухой поверхности со средним значением от 1/4 до 1/5 толщины доски. Даже неизолированные штифты, измеряющие самые влажные волокна, дают хорошее представление о том, как сохнет древесина.
Если вы используете неизолированные штифты, вставьте штифты примерно на 1/16 дюйма в поверхность, снимите показания счетчика, а затем вставьте штифты на полную глубину. 12 %, первое показание примерно на 1 % ниже. Для воздушно-сухого сырья окончательные показания обычно составляют от 12 до 19 %, а первое показание — от 2 до 3 %. Показания счетчика за пределами этих диапазонов указывают на то, плохо выдержан
Бесштифтовые измерители сканируют поперечное сечение доски с учетом влажности во всей проходимой области.Если на поверхности высокая концентрация влаги, показания будут искажены, чтобы отразить эту поверхностную влажность. Если поверхность сухая, а в сердцевине имеется влага, показания будут ниже репрезентативных уровней влажности по всей плате.

Искажает ли поверхностная влажность показания измерителя Дельмхорста?

Влага, вызванная дождем, туманом или высокой относительной влажностью, легко и точно определяется с помощью изолированных штифтов.
Если вы используете неизолированные штифты, вставьте их в древесину на 1/16 дюйма и прочтите показания счетчика.Затем протолкните их до полного проникновения. Показания счетчика должны увеличиться на 1-2 пункта только из-за большего контакта. Если прироста нет или прирост составляет менее 1 процента, древесина мокрая на поверхности и показания недостоверны.
Как описано в ответе на вопрос выше, на показания поверхностного измерителя влияет поверхностная влажность, что затрудняет определение того, является ли поверхностная влажность результатом стоячей воды, вызванной дождем, или она является репрезентативной для содержания влаги. по всей доске.

Сколько измерений Delmhorst рекомендует для точного отбора проб?

Точность показаний зависит от того, насколько репрезентативны образцы для всей загрузки. В идеальной ситуации, когда все доски в партии имеют одинаковое содержание влаги, а распределение в каждой доске равномерное, требуется всего несколько измерений.
Но так как такое идеальное состояние встречается нечасто, начните с проверки большого процента деталей. Если показания находятся в пределах близкого диапазона, очевидно, что нагрузка достаточно равномерна.При критическом использовании проверьте 5 или 10 процентов нагрузки и обязательно осмотрите платы со всех частей нагрузки. Проверьте более медленно сохнущие четвертные пиломатериалы, а также плоские пиломатериалы. Если вы можете вбивать штифты только в край, убедитесь, что используете самые длинные штифты, чтобы достать до волокон на глубину, равную толщине доски.
Влагомеры Delmhorst серии RDM с функциями сбора данных и статистического анализа идеально подходят для упрощения всей процедуры отбора проб и предоставления резервной документации.

Как далеко я должен вбивать неизолированные штифты в дерево?

На полную глубину, если это возможно. Однако при уровне влажности ниже 10% обычно достаточно обеспечить хороший положительный контакт с древесиной. При более высоком уровне влажности и особенно при крутом уклоне необходимо полное проникновение. В противном случае возможны расхождения между показаниями счетчика и фактической влажностью до 5-6 баллов, особенно в диапазоне выше 20 процентов.Для достижения наилучших результатов в таких случаях используйте изолированные контакты.

Получу ли я одинаковые показания, если буду использовать 2-контактные изолированные или 4-контактные неизолированные электроды?

Первоначальная калибровка Дельмхорста была разработана с 4-штырьковым электродом – четырьмя неизолированными стальными иглами с глубиной проникновения 8 мм – в образцах с равномерным распределением влаги. Для наибольшей точности необходима небольшая поправка при использовании электродов с двумя изолированными штырями. Последние доступные модели Delmhorst откалиброваны либо только для 2-контактного электрода, либо могут быть запрограммированы как для 2-контактных, так и для 4-контактных электродов.

Как температура влияет на точность показаний счетчиков?

После содержания влаги и градиента влажности, если он существует, температура древесины является наиболее важным фактором, влияющим на точность ваших показаний. По мере повышения температуры древесины ее электрическое сопротивление уменьшается, а указанная влажность увеличивается. Чем ниже температура, тем ниже указанное содержание влаги. В зависимости от температуры и влажности вам, возможно, придется внести поправку.
Счетчики Delmhorst калибруются при 20°C (70°F). При использовании в полевых условиях коррекция не требуется, если температура древесины находится в диапазоне от 10°C (50°F) до 32°C (90°F). Если температурная коррекция не встроена в счетчик, используйте логарифмическую линейку или таблицу, которые поставляются с каждым счетчиком.
Температура древесины не влияет на счетчики бесштифтового типа, если только древесина не промерзла.

Точно ли расходомеры Delmhorst измеряют замороженные пиломатериалы?

Пока древесина не промерзла и остается токопроводящей, стержневой измеритель будет давать надежные показания.Однако большинство приборов, если они специально не предназначены для экстремальных погодных условий, не будут хорошо работать при постоянных отрицательных температурах.

Как счетчики Delmhorst корректируют видовую изменчивость?

При использовании стержневого измерителя все виды дают разные показания при одинаковом содержании влаги. Это связано с тем, что электрические характеристики разных пород древесины различаются. Компания Delmhorst использует стандарт USDA — Douglas Fir — в качестве основы для всех калибровок.
При использовании измерителя Delmhorst для других видов либо обратитесь к таблице коррекции видов, либо введите свой вид в один из наших микропроцессорных измерителей для автоматической коррекции.
Бесконтактные счетчики также дают разные показания для разных видов. Однако на показания влияют не электрические характеристики, а плотность древесины. Обратитесь к таблице коррекции видов, прилагаемой к вашему измерителю, чтобы соответствующим образом скорректировать показания.

Обеспечивает ли поправка на групповые виды точные показания счетчика?

Корректировка вида наиболее точна, когда обрабатывается как индивидуальная коррекция либо с помощью диаграммы коррекции вида, либо автоматически с помощью программного обеспечения.Хотя групповая поправка не так точна, как индивидуальные поправки, она подходит для практических целей, если поправка близка к индивидуальному фактору для вида.

А как насчет экзотических видов или других видов, не включенных в таблицы?

Позвоните нам по телефону +31 73 6395080. Мы храним данные калибровки для широкого спектра экзотических видов.
Если видовая коррекция просто недоступна, можно взять показания ниже 10 процентов по номиналу.Любая коррекция настолько мала, что в зависимости от приложения; коррекция может и не понадобиться.
Хороший влагомер по-прежнему ценен даже без поправочного коэффициента, потому что его можно использовать для определения равновесного содержания влаги (ЭМС). Показания счетчика сами по себе не всегда так важны, как обеспечение того, чтобы древесина достигла своего уровня ЭМС, при котором она не изменит свои размеры, не растрескается и не расколется.

Влияет ли клей, используемый в фанере, на точность измерителя?

В большинстве случаев нет.Чтобы убедиться в этом, используйте изолированные булавки, чтобы провести отдельные тесты, касаясь внешнего слоя, линий склеивания и центральных слоев. Если показания клея такие же, как у дерева, используйте измеритель на фанере, как на любом твердом материале, и принимайте показания за чистую монету, без поправки на породу.

А как насчет химикатов в обработанной древесине?

Недавние исследования показали, что вы можете с уверенностью использовать расходомер Delmhorst на очистных сооружениях, строительных площадках или при эксплуатации древесины, если в качестве консерванта используется формула «оксида углерода» (CCA-C), широко используемая сегодня.Наш опыт показал, что при более высоких уровнях влажности (более 20 процентов) химически обработанная древесина имеет тенденцию давать несколько неустойчивые показания.

А как насчет ДСП и других промышленных материалов?

Химические добавки могут влиять или не влиять на показания счетчика. Используйте измеритель, чтобы сделать качественные, сравнительные показания. Если требуется более высокая точность, Delmhorst может помочь вам разработать специальную калибровку.

Как расходомеры Delmhorst справляются с показаниями пиломатериалов с шероховатой поверхностью и досок с чашечками?

Со счетчиком штифтового типа эти условия не являются проблемой.Просто двигайте штифты, как обычно, обеспечивая надежный контакт и обнаруживая неизвестные уклоны. Однако счетчики без штифтов требуют полного воздействия на плоскую поверхность, поэтому их показания на некоторых неровных поверхностях могут быть ненадежными.

Существуют ли ограничения по ширине платы при использовании влагомеров?

Ширина платы не является ограничивающим фактором при использовании влагомера штифтового типа. Пока штифты имеют хороший контакт, счетчик можно использовать на чем угодно, от маленьких дюбелей до широких досок.
Для получения точных результатов с помощью бесконтактного измерителя ширина тестируемого материала должна быть не меньше ширины области сканирования в нижней части измерителя.

Что произойдет, если я принесу расходомер Delmhorst в сушильную печь?

Влагомеры, как и большинство прецизионных приборов, чувствительны к влаге. Мы не рекомендуем брать метр в печь, особенно из холодного окружения. Если необходимо, потратьте несколько минут, чтобы прогреть измеритель и электрод до максимальной температуры 38°C (100°F), чтобы более высокая температура и уровень влажности в печи не влияли на измеритель в течение нескольких минут.Если вы не акклиматизируете измеритель, показания будут в лучшем случае неустойчивыми.
Несмотря на то, что расходомеры Delmhorst созданы для суровых производственных условий, постоянное воздействие высоких температур и влажности вызывает коррозию и сокращает срок службы клавиатуры, дисплея и компонентов печатной платы расходомера.

Как я могу контролировать содержание влаги во время сушки, не заходя в печь?

Используйте Delmhorst Kil-Mo-Trol, систему удаленных датчиков, которая измеряет влажность пиломатериалов в процессе сушки.Датчики сопротивления или контактные штифты расположены на различных «станциях» по всей упаковке пиломатериалов для контроля показаний содержания влаги в скорлупе и сердцевине или только в сердцевине. Этот метод хорошо зарекомендовал себя при сушке как твердой, так и мягкой древесины, и может использоваться в сушильных камерах любого типа, в установках предварительной сушки или воздушной сушке. Для получения дополнительной информации о Kil-Mo-Trol закройте это окно и нажмите кнопку Монитор влажности Kil-Mo-Trol.

Как статическое электричество влияет на показания счетчика?

В холодном и/или сухом климате статические заряды могут вызвать неверные показания счетчика в диапазоне ниже 8 процентов.Измерить такое высокое сопротивление в этих условиях достаточно сложно, но зимние месяцы могут усложнить задачу. Стрелка аналогового измерителя «прыгает» по всей шкале или на цифровом дисплее могут отображаться ошибочные цифры. Чтобы свести к минимуму эффект статического электричества:

  • Старайтесь, чтобы кабель электрода не болтался.
  • Вставьте штыри электрода в дерево при выключенном счетчике, а затем включите его, когда будете готовы снять показания.
  • После забивания булавок положите руки рядом с ними с каждой стороны электрода, чтобы помочь снять статическое электричество с платы.
  • Вы также можете попробовать провести влажной тканью по поверхности доски, чтобы снять статический заряд, прежде чем забивать кегли.
В зависимости от условий любой из них может работать как отдельно, так и в сочетании с другим.

Почему показания счетчиков не всегда совпадают?

Если два расходомера изготовлены разными производителями, показания, скорее всего, не будут совпадать из-за разных используемых калибровок.
Даже показания двух счетчиков одного и того же производителя могут отличаться.Предполагая, что оба измерителя электрически верны, разница обычно может быть связана с использованием разных электродов, проникновением штифта, а также поправками на виды и температуру. Когда счетчики используются для проверки пиломатериалов продавцами и покупателями, обе стороны должны иметь основу для сравнения показаний, полученных с помощью приборов, которые они используют.

Как поддерживать расходомер Delmhorst в хорошем рабочем состоянии?

Влагомеры Delmhorst хорошо известны своей прочностью и способностью выдерживать годы небрежного обращения.Как и в случае с любым контрольно-измерительным прибором, небольшая осторожность поможет обеспечить бесперебойную работу:

  • Храните измеритель в чистом, сухом месте
  • Замена батарей и контактов по мере необходимости
  • Держите глюкометр и электрод в чистоте, экономно используя любое биоразлагаемое чистящее средство только для внешних частей.
Если у вас есть какие-либо сомнения относительно рабочего состояния вашего счетчика, отправьте его нам. Мы можем отремонтировать и повторно откалибровать ваш прибор до его первоначальных стандартов и быстро вернуть его вам.

Если у вас есть дополнительные вопросы по использованию влагомера, позвоните нам по телефону
+31 73 6395080 или отправьте нам электронное письмо.

Верх

Как измеряется влажность почвы?

Мы рассмотрели, как вода удерживается в почве и почему важно знать, сколько там воды. Теперь рассмотрим, как измерить количество воды в почве.

Во-первых, нам нужно решить, как количественно определить содержание влаги в почве; есть два способа сделать это, по массе или по объему.- четко m t =m s +m w . Содержание воды может быть выражено как доля сухого веса почвы, т. е. м w / м с . Это безразмерная величина, известная как гравитационное содержание воды, обычно обозначаемая как Θ m (греческая заглавная буква тета с нижним индексом m для массы).

Объемное содержание воды является аналогичным соотношением, но выражается как v w / v t , где v w  объем воды, а v t  объем пробы почвы. В этом случае v t = v s + v w + v g , где v s  — объем почвы, а v г  — объем газа (воздуха) в почве. Газ имеет пренебрежимо малую массу и им можно пренебречь при выражении содержания воды по массе, но объем газа, т.е.е. все поровое пространство, которое существует между зернами почвы, имеет большое значение и должно быть признано. Объемное содержание воды обычно обозначается Θ.

Эти различные массы и объемы можно использовать для определения других свойств почвы, таких как объемная плотность (ρ b = m s / v t  — это строчная греческая буква rho с нижним индексом b) и пористость (f= {v w + v g }/v t ).

Методы измерения

Влагосодержание, Θ m , определяется путем взвешивания образца почвы для получения m t , высушивания почвы для удаления влаги и повторного взвешивания для определения m s ; m w  is m t -m s .Сушка должна происходить при 105 град С и достаточно долго, чтобы удалить всю воду, т. е. дальнейшая сушка не дает другого значения m s . Обратите внимание, что это недостаточно для удаления прочно связанной (гигроскопичной) воды, которая содержится в m s , но это мало по сравнению с другими компонентами. Нагревание при более высоких температурах выжигает органические соединения в почве, которые следует учитывать как массу почвы m s , а не добавлять к массе воды m w .

 Объемное содержание воды получается с помощью того же процесса, за исключением того, что отбирается проба определенного, известного объема. Поскольку это известный объем, можно рассчитать объемную плотность ρ b образца, а объемное содержание воды Θ составляет Θ м ρ b w , где плотность воды, которая является известной константой (1 кг/л или 1 г/куб.см).

Требование о высушивании образца почвы означает, что образец должен быть получен с поля и возвращен в лабораторию для анализа, что является разрушительной процедурой (почва удаляется физически) и требует много времени для каждого требуемого измерения влажности почвы.По этим причинам было разработано несколько альтернативных методов, которые являются неразрушающими, требуют меньших усилий и могут быть автоматизированы. Все это косвенные методы, в которых измеряется некоторое свойство почвы, а затем преобразуется в содержание влаги. Поэтому они требуют калибровки, чтобы обеспечить точное преобразование между выходным сигналом прибора и содержанием влаги в почве.

Первый из этих методов, тензиометр, измеряет давление в почве, вызванное силами поверхностного натяжения (всасывания), описанными ранее.Традиционно это давление считывалось с помощью манометра, но существуют электронные датчики, которые можно использовать для автоматизации измерения. Давление связано с содержанием воды кривой удержания почвы, которая меняется в зависимости от типа почвы и обычно имеет гистерезис, т. е. различные кривые описывают увлажнение и высыхание почв. Это недорогие инструменты, которые обычно используются для информирования фермеров о необходимости орошения.

Гипс, или электрическое сопротивление, блокирует работу по тому принципу, что вода в почве снижает ее электрическое сопротивление.Материал, из которого изготовлен блок, таков, что он хорошо связан с режимом влажности окружающего грунта, так что содержание воды и поровое давление в блоке такие же, как и в грунте. Датчики, встроенные в блок, позволяют измерять удельное сопротивление, опять же без участия оператора. Как и в случае с тензиометрами, этот метод требует калибровки для конкретного грунта и будет подвержен гистерезису.

Два других метода, рефлектометрия во временной области (TDR) и трансмиссометрия во временной области (TDT), также основаны на изменениях (диэлектрических) свойств почвы, которые можно измерить с помощью электромагнитных импульсов.Эти методы являются точными, быстрыми, неразрушающими, могут работать в автоматическом режиме и могут использоваться без калибровки для конкретного места.

Другой метод измерения основан на рассеянии нейтронов. Источник быстрых нейтронов опускается в лючок в грунте. Нейтроны сталкиваются с ядрами водорода в почве и превращаются в медленные (термализованные) нейтроны, которые отражаются и контролируются счетчиком. Источник и счетчик обычно монтируются в одном зонде, который может работать на разных глубинах для отслеживания изменений влажности почвы в пределах профиля почвы.Объемное содержание воды получают из коэффициента подсчета, который сравнивает количество подсчетов с фоновым значением эталонной среды. Методы рассеяния нейтронов стали менее широко использоваться, поскольку другие методы были разработаны в основном из-за проблем, связанных с работой устройств, излучающих излучение.

Все рассмотренные выше технологии обеспечивают измерение влажности почвы в очень небольшом объеме почвы, они могут быть очень трудоемкими и требовать множества таких мер для описания содержания влаги на поле.Чего не хватало, так это методики измерения, которая работает в полевых или ландшафтных масштабах. Два метода могут обеспечить оценку влажности почвы в ландшафтном масштабе. Один из них — датчик почвы на основе космических лучей (CRS), другой — дистанционное измерение со спутников. Спутники могут обеспечивать повторные наблюдения в глобальном масштабе, но все же требуют калибровки с помощью наземных датчиков. Спутниковые методы далее здесь не описываются.

Датчик влажности почвы (CRS) для космических лучей

Датчик CRS работает аналогично нейтронному зонду, с той лишь разницей, что в качестве источника быстрых нейтронов он использует космические лучи, что позволяет избежать проблем, связанных с обращением с радиоактивным источником .

Большим преимуществом этого метода является то, что CRS интегрирует влажность почвы на площади до 400 м в диаметре и на глубину до 80 см; на самом деле эти цифры площади и глубины, вероятно, являются максимальными и уменьшаются с содержанием воды, так что во влажной почве эффективная глубина может составлять всего 15 см. Еще одним преимуществом CRS является то, что она находится над землей и может работать удаленно с минимальным обслуживанием.

Получение информации о влажности почвы с помощью CRS требует многих корректировок отслеживаемых подсчетов медленных нейтронов для корректировки изменений поступающих космических лучей, атмосферного давления, влажности и высоты над уровнем моря.На практике также необходима калибровка по объемной влажности почвы, полученной из нескольких образцов в пределах области измерения.

Подводя итог, можно сказать, что существует множество методов измерения, которые в основном используют косвенные методы. Их различные характеристики означают, что разные методы подходят для разных приложений.

Сеть COSMOS-UK основана на CRS для получения картины в масштабе ландшафта, но подкреплена точечными измерениями, основанными на диэлектрических свойствах почвы.

Понимание того, как лучше всего использовать эти различные методы для предоставления информации в режиме реального времени по всей Великобритании, является предметом текущих научных исследований (см. публикации в разделе «Наука и ресурсы»).

Как измерить влажность древесины для проектов «сделай сам»

Если вы бесстрашный энтузиаст «сделай сам», готовящийся к завершению крупного проекта, связанного с деревом, важно знать, как измерить содержание влаги в этом дереве для вашего проекта «сделай сам».

Независимо от того, производите ли вы домашнюю мебель или укладываете паркетные полы, влага в древесине может быть серьезной проблемой для вас. Почему?

Например, избыток влаги может вызвать вздутие или деформацию древесины.Или, если оставить в покое на достаточно долгое время, влажная древесина может даже покрыться плесенью, по существу гниющей изнутри.

Имея это в виду, как вы можете измерить содержание влаги в древесине в своих проектах «сделай сам»?

Существует несколько способов с разным уровнем практичности для применения в домашних условиях.

Метод A: Испытание на сушку в печи

Одним из старейших способов измерения содержания влаги в любом гигроскопичном материале является испытание на сушку в печи. Этот тест имеет два метода, описанных в ASTM D4442, метод A и метод B («первичный» научный тест и «вторичный» метод соответственно).

Общая стратегия испытаний на сушку в печи включает сушку древесины в хорошо вентилируемой печи или печи для обжига в течение длительного периода времени. После каждого цикла сушки древесину взвешивают, чтобы проверить ее вес. Этот процесс повторяется до тех пор, пока вес дерева не перестанет изменяться.

Сравнивая вес высушенного дерева с первоначальным весом дерева, вы можете установить очень точное исходное значение %MC для этого куска дерева.

Например, скажите, что у вас есть кусок дерева весом 10 фунтов, и подвергайте его тесту на сушку в печи, пока он не перестанет терять вес на 9.5 фунтов. В этом случае %MC древесины будет примерно 5%, так как 0,5 фунта веса древесины составляет вода, а 0,5/10 = 0,05, или 5%.

Вообще говоря, тесты на сушку в печи считаются наиболее точным способом определения влажности в гигроскопичных материалах, таких как древесина, при условии, что тест проведен правильно.

Однако энтузиасты, занимающиеся самоделкой, обычно не предпочитают этот метод по нескольким причинам:

  1. Медленно. Проверка влажности путем высушивания образца дерева может занять несколько часов, а спешка может сжечь древесину и испортить ее.
  2. Делает проверенную древесину непригодной для использования во многих случаях. Несмотря на то, что этот процесс позволяет установить % MC по весу воды, пересушенная древесина может оказаться непригодной для первоначального использования из-за деформации, которая может возникнуть в результате воздействия тепла и быстрой сушки.
  3. Не у всех есть подходящий тип духовки. Профессиональные столяры могут иметь печь только для сушки древесины, но у мастеров-любителей может не быть вентилируемой печи, способной равномерно сушить древесину.Духовка, которая не может поддерживать нужную температуру или обеспечить достаточную вентиляцию, может исказить результаты теста.

Одних этих трех проблем достаточно, чтобы помешать большинству энтузиастов, занимающихся самодельными работами, использовать метод испытаний на сушку в печи для своих проектов по деревообработке.

Тем не менее, есть более быстрый способ проверить содержание влаги в древесине, который по-прежнему более чем достаточно надежен для ваших нужд в тестировании проекта по дереву своими руками:

Метод B: Использование влагомера для деревянных полов

Вместо того, чтобы тратить часы на то, чтобы тщательно высушить образцы пиломатериалов и взвесить их, чтобы проверить их первоначальную влажность, многие энтузиасты-сделай сам теперь используют современные технологии, чтобы быстро и точно определить % MC древесины на ходу.

Влагомеры для древесины бывают разных типов, каждый из которых имеет множество различных функций. Эти счетчики можно разделить на две большие категории по методу измерения:

  • Штифтовые счетчики. В этих устройствах используются два или более электрода для измерения содержания влаги в образце древесины с использованием электрического сопротивления. Поскольку древесина является естественным изолятором, а вода проводником, то чем больше сопротивление электрическому току, тем суше древесина, и наоборот.
  • Бесштифтовые влагомеры. Эти влагомеры, также называемые некоторыми «измерителями без повреждений», используют специальную сканирующую пластину для прохождения электромагнитной волны через образец материала и создания показаний среднего содержания влаги в области сканирования.

Эти самодельные влагомеры имеют как преимущества, так и недостатки.

Например, булавочные измерители оставляют крошечные отверстия в материалах, которые они тестируют, потому что вам нужно проникнуть в поверхность электродами, чтобы получить показания.С другой стороны, бесконтактные измерители должны обеспечить полный контакт между сканирующей пластиной и сканируемым материалом, чтобы получить точное измерение.

В большинстве случаев использование этих счетчиков удивительно просто.

Чтобы использовать штифтовой измеритель влажности древесины, просто вставьте штифты в материал, который вы хотите проверить, и активируйте измеритель. Электрический ток будет проходить от одного штыря к другому, и измеритель даст вам показания, основанные на сопротивлении току.

При использовании бесштифтовых измерителей все, что вам нужно сделать, это надежно прижать основание сканирующей пластины к проверяемой древесине и активировать измеритель. Опять же, счетчик запустит сканирование и даст вам показания, которые вы можете использовать.

Бесштифтовые измерители быстрее, чем штифтовые, при сканировании больших площадей, поскольку они измеряют большую площадь. Кроме того, они не оставляют микроотверстий в тестируемой древесине, что делает их идеальными для измерения влажности красивых полов из твердой древесины.

Некоторые счетчики могут иметь более продвинутые функции в зависимости от их производителя, такие как встроенная коррекция температуры или породы дерева.Чтобы использовать эти функции, вы, вероятно, захотите обратиться к индивидуальному руководству пользователя вашего влагомера.

В целом, влагомеры — это быстрый, точный и удобный способ для домашних мастеров проверить содержание влаги в древесине на ходу.

Содержание влаги — Шведская древесина

Содержание влаги (воды) в древесине измеряется как отношение между содержанием влаги в кг и количеством сухого материала в кг. Содержание влаги, u , определяется как соотношение между массой воды во влажном материале и массой высушенной древесины после сушки при 103°С.

 

Равновесное содержание влаги

Древесина является гигроскопичным строительным материалом, что означает, что она способна поглощать и выделять водяной пар из окружающего воздуха. Таким образом, влажность древесины постоянно адаптируется к окружающему ее климату: влажная древесина сжимается в сухой среде, а сухая древесина расширяется во влажной среде. Когда содержание влаги в древесине в конечном итоге полностью адаптируется к условиям окружающей среды, говорят, что древесина достигла своего равновесного содержания влаги.На равновесное содержание влаги влияют относительная влажность (RH) и температура, при этом относительная влажность оказывает наибольшее влияние в диапазоне температур 0–20°C.

Поскольку климат меняется в течение года, влажность древесины также будет меняться. В помещении древесина высыхает и дает усадку в зимние месяцы, а летом снова впитывает влагу.

Относительная влажность

Количество водяного пара, которое может удерживать воздух, зависит от температуры.Теплый воздух может содержать больше водяного пара, чем холодный, поэтому точка насыщения повышается с повышением температуры. Если добавить больше влаги, превышающей точку насыщения, или если температура упадет достаточно низко, избыточный пар сконденсируется в воду.

Августовские туманы над полями и болотами, запотевшие окна автомобилей и влага под ломтиком тоста — повседневные примеры охлаждения влажного воздуха, так что водяной пар конденсируется. Когда температура падает после жаркого летнего дня, воздух также кажется влажным, хотя на самом деле он содержит такое же или меньшее количество водяного пара, чем в начале дня.Причина в том, что относительная влажность повысилась.

Относительная влажность (RH) — это отношение количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к максимальному количеству, которое он может удерживать при текущей температуре. Относительная влажность рассчитывается на основе парциального давления водяного пара, то есть давления, при котором водяной пар находился бы, если бы он один заполнил пространство.

Влияние температуры также означает, что хотя концентрация пара на открытом воздухе самая высокая летом и самая низкая зимой, равновесное содержание влаги в древесине на открытом воздухе летом все же ниже, чем зимой.

И наоборот, относительная влажность и равновесное содержание влаги в древесине в помещении летом выше, чем зимой, когда холодный наружный воздух нагревается, снижая относительную влажность. Поэтому относительная влажность воздуха внутри отапливаемого помещения максимальна летом (45–60 %), а минимальна зимой (10–25 %). Чем холоднее на улице, тем суше воздух в помещении.

Содержание влаги в древесине как внутри, так и снаружи адаптируется к относительной влажности и температуре окружающей среды.В отапливаемых домах в центральной части Швеции содержание влаги в древесине в среднем в течение года составляет 7,5%, с самыми высокими показателями летом (7–12%) и самыми низкими зимой (2–6%). В среднем на севере Швеции суше, чем на юге, см. рис. 45 .

Целевое содержание влаги

Целевое содержание влаги описывает желаемое среднее содержание влаги в партии древесины и допустимые колебания содержания влаги между отдельными кусками в партии.Целевое содержание влаги определено в стандарте SS-EN 14298:2004 Пиломатериалы. Оценка качества сушки.

Лесопилки сушат древесину до разной целевой влажности в зависимости от того, для чего древесина будет использоваться. Типичное целевое содержание влаги при поставке для различных продуктов показано в таблице 10 , стр. 41 . Содержание влаги при доставке с лесопилки должно быть адаптировано либо к дальнейшей обработке, либо к окружающей среде, в которой продукт будет использоваться в конечном итоге.Если при доставке древесина слишком влажная, это может привести к деформации и поломке на более позднем этапе. Если древесина слишком сильно высушена, это приведет к потерям производительности и увеличению затрат на энергию, а также может повлиять на качество и уровень деформации на лесопильном заводе.

На процесс сушки влияют различия свойств между различными частями древесины и различия климата между различными частями штабеля в сушильной печи. Плотность, доля сердцевины, ориентация волокон, сучки, время года и период хранения перед распиловкой и сушкой — все это факторы, влияющие на результат сушки.Это означает, что всегда будет существовать определенный разброс значений содержания влаги по кускам в партии. Таким образом, среднее содержание влаги в партии и содержание влаги в отдельных изделиях могут варьироваться в определенном диапазоне в соответствии с таблицей 9 , которая является частью стандарта SS-EN 14298.

Таблица 9 Целевое содержание влаги

Допустимое отклонение среднего содержания влаги в соответствии с SS-EN 14298

Таблица пропусков
Заказное содержание влаги (целевое содержание влаги) Допустимое отклонение среднего содержания влаги в партии древесины Допустимый диапазон содержания влаги в 93.5 процентов штук в партии
% Нижний предел (%) Верхний предел (%) Нижний предел (%) Верхний предел (%)
8 7 9 5,6 10,4
12 10,5 13,5 8,4 15,6
16 13,5 18 11,2 20,8

  При измерении содержания влаги во всех изделиях в партии с целевым содержанием влаги 16 % среднее значение содержания влаги во всей партии (среднее содержание влаги) может находиться в пределах 13.5% и 18% подлежат утверждению. Что касается отдельных изделий в партии, то содержание влаги в 93,5% из них должно находиться в пределах от 11,2% до 20,8%.

Таким образом, при покупке партии древесины важно, чтобы среднее содержание влаги было близко к целевому содержанию влаги, а диапазон содержания влаги был узким, чтобы куски находились в пределах допустимого интервала.

Изменение содержания влаги в поперечном сечении древесины

В результате процесса сушки содержание влаги будет меняться в поперечном сечении высушенной древесины.Сушильные камеры нагревают древесину и высушивают поверхность. Затем перемещение влаги из внутренней части древесины к поверхности определяется разницей в содержании влаги между этими двумя частями. Это означает, что после завершения фазы сушки поверхность всегда будет более сухой, чем внутренние части. Разница содержания влаги в поперечном сечении древесины называется градиентом влажности.

В зависимости от того, для чего будет использоваться древесина, процесс сушки либо заканчивается сразу после фазы сушки, либо древесина может быть кондиционирована перед тем, как ее достанут из печи.Кондиционирование включает повторное увлажнение поверхности для выравнивания распределения влаги в поперечном сечении. Фаза кондиционирования также позволяет снять внутренние напряжения, которые возникают в древесине во время сушки.

Шкала градиента влажности определяется свойствами древесины и процессом сушки. Сразу после того, как древесина высушена до средней влажности, например, 16%, поверхность древесины очень сухая, часто с влажностью менее 10%.В то же время влажность в центре древесины может быть выше 20%. Градиент влажности постепенно выравнивается после сушки за счет диффузии, но этот процесс может занять много времени, особенно при низких температурах. Поверхности древесины могут быть увлажнены снаружи, если древесина наклеена и хранится на открытом воздухе, что приводит к меньшему уклону.

Некондиционированная древесина с большим градиентом влажности может привести к деформации, если древесину распилить или значительно изменить поперечное сечение, например, путем профилирования.Если, с другой стороны, древесина будет использоваться практически с таким же поперечным сечением, как и при сушке, например, в качестве стоек для стен, большой уклон при низком содержании поверхностной влаги может обеспечить хорошую защиту от микробного роста. См. раздел Микроорганизмы .

Точное измерение градиента влажности или содержания влаги на поверхности затруднено. Тем не менее, как градиент, так и содержание влаги на поверхности можно оценить с помощью влагомера электрического сопротивления с изолированными молотковыми электродами, , см. раздел «Измерение содержания влаги» ниже.

Кондиционированная древесина на лесопилке

Древесина кондиционируется, чтобы уменьшить градиент влажности и внутренние напряжения, вызванные процессом сушки. Вода или пар добавляются в сушильную печь для увлажнения поверхности древесины. Одновременное добавление тепла и влаги снимает любые внутренние напряжения.

Древесина, подлежащая повторной распиловке на более позднем этапе, должна иметь выровненные в поперечном сечении напряжения и содержание влаги. Если древесину с внутренними напряжениями перепиливать или профилировать, деформации будут возникать сразу же в процессе обработки.Если повторно распилить древесину с высоким градиентом влажности, деформации проявятся позже, по мере выравнивания содержания влаги в древесине. Кондиционированные изделия из древесины необходимы столярному производству для эффективного использования материала и получения столярных изделий высокого качества.

Кондиционирование также может привести к меньшему изменению содержания влаги, поскольку более влажные куски древесины в сушильной партии поглощают меньше влаги, чем сухие, или даже продолжают немного высыхать во время кондиционирования.Кондиционирование улучшает размерную стабильность древесины и снижает риск того, что готовое деревянное изделие изменит форму после процесса сушки. В дополнение к правильному целевому содержанию влаги строительная древесина также улучшается, если используются вышеуказанные параметры качества. Балки перекрытий и конструкционная древесина, например, становятся более стабильными по размеру, если древесина равномерно нагружена.

Внутренние напряжения оцениваются с использованием метода срезов, описанного в стандарте SS-ENV 14464.

 

Рис. 49 Движение в древесине при различной влажности

 

Измерение средней влажности

Измерение влажности куска дерева дает значение средней влажности поперечного сечения. Среднее содержание влаги в куске дерева можно определить методом сухой массы или оценить с помощью влагомера электрического сопротивления. Влагомер сопротивления должен иметь молотковые электроды с изолированными зондами.С помощью изолированных зондов, которые можно вводить глубоко в древесину, можно точно решить, где в древесине следует измерить содержание влаги, что позволяет, например, определить градиент влажности в древесине. Другие типы электрических влагомеров дают гораздо менее точные измерения. Измерители влагосодержания с короткими неизолированными зондами могут давать только показания поверхностного влагосодержания, которое может существенно отличаться от среднего влагосодержания изделия. Поэтому такие счетчики следует использовать только для проверки влажности поверхности, например, перед покраской.Емкостные измерители влажности, которые вы размещаете на поверхности дерева, зависят от содержания влаги на поверхности, но на измерения также могут отрицательно влиять электропроводящие материалы рядом с куском дерева, такие как стальная балка под ним.

Метод сухого веса включает сначала взвешивание куска дерева, его сушку в печи при температуре 103 ± 2°C до тех пор, пока его вес не изменится не более чем на 0,1% за два часа, а затем повторное взвешивание всего сухого куска дерева.Затем содержание влаги рассчитывается по приведенной выше формуле см. стр. 36 . Метод, описанный в стандарте SS-EN 13183-1 Содержание влаги в пиломатериале – Часть 1: Определение методом сушки в печи является одновременно фактическим определением содержания влаги и единственным практическим методом точного определения влажности. содержание. Недостатком, конечно же, является то, что метод разрушает образец и занимает относительно много времени.

Более простым, быстрым и неразрушающим способом измерения содержания влаги является использование влагомера электрического сопротивления с изолированными молотковыми электродами.Ручные влагомеры электрического сопротивления с изолированными молотковыми электродами обычно работают по принципу измерения сопротивления между двумя изолированными зондами, вставленными в материал. Недостатком резистивных измерений влагосодержания является низкая точность, поскольку на измерение влияет как плотность древесины, так и другие ее свойства. Кроме того, на результаты влияет способ использования измерителя — например, градиент влажности означает, что даже небольшая разница в глубине погружения может оказать существенное влияние на результаты.В целом это означает, что влагомер электрического сопротивления с изолированными молотковыми электродами может давать результат только в пределах ± 2% от истинного содержания влаги в конкретном куске дерева. Таким образом, влагомеры электрического сопротивления с изолированными молотковыми электродами лучше всего подходят для оценки содержания влаги в партии, а не для отдельных изделий. Измерения сопротивления влаге должны проводиться в соответствии с методом, описанным в стандарте SS-EN 13183-2 Содержание влаги в пиломатериале – Часть 2: Оценка методом электрического сопротивления.

Альтернативой влагомеру сопротивления является измерение емкости под передатчиком и приемником в приборе. Емкостные измерения влажности должны проводиться в соответствии с методом, описанным в стандарте SS-EN 13183-3 Содержание влаги в пиломатериале – Часть 3: Оценка емкостным методом . Ключевым преимуществом этих счетчиков является то, что они не повреждают древесину, так как в них не нужно вставлять щупы. Однако ручной емкостной измеритель гораздо менее точен, чем резистивный, из-за нескольких факторов: электрическое поле, используемое для измерения емкости, больше всего реагирует на ближайший к прибору материал, а это означает, что поверхностная влага оказывает большее влияние, чем внутренние части дерева; на результаты влияет то, насколько сильно датчик прижат к дереву, близлежащие куски дерева и близость металлических предметов.Поэтому ручной емкостной влагомер следует использовать только для испытаний и проверок, а не для определения влажности древесины.

Стационарные емкостные влагомеры эффективно используются на линиях обрезки лесопильных заводов и на строгальных станках для контроля производства. Эти устройства позволяют контролировать всю древесину и быстро выявлять сбои в производственном процессе. Некоторые влагомеры на производственной линии компенсируют общую плотность древесины, что повышает точность измерений, но точность все еще недостаточна для измерения отдельных кусков древесины.

Измерение содержания влаги методом сопротивления

При правильном использовании влагомер электрического сопротивления с изолированными молотковыми электродами является эффективным инструментом для измерения влажности древесины. Устройство можно использовать для определения среднего содержания влаги в партии древесины и ее вариаций, оценки содержания влаги на поверхности и градиента влажности, мониторинга условий влажности во время строительства или проверки содержания влаги в существующих конструкциях.

Функционирование влагомера электрического сопротивления с изолированными молотковыми электродами следует регулярно проверять с помощью калибровочного образца.

Определение содержания влаги в куске дерева

Чтобы уменьшить влияние способа использования счетчика, стандарт SS-EN 13183-2 устанавливает, как изолированные электроды молотка должны быть вставлены в кусок дерева. Средняя влажность древесины измеряется следующим образом: от торца отмеряют 300 мм. Вставьте изолированные молотковые электроды в поверхность древесины в направлении волокон и вдоль воображаемой линии, проходящей от края в 0,3 раза по ширине древесины.Глубина измерения должна быть в 0,3 раза больше толщины древесины, см. рис. 50 .

Определение среднего содержания влаги и колебаний в партии

Чтобы определить среднее содержание влаги и колебания в партии древесины, необходимо измерить содержание влаги в нескольких частях партии. Количество образцов и процесс отбора зависят от размера партии. Два стандарта описывают приемочные проверки древесины: SS-EN 14298 Пиломатериалы.Оценка качества сушки и SIS-CEN/TS 12169 Критерии оценки соответствия партии пиломатериалов . Стандарты очень похожи по содержанию. Процедуры отбора проб и анализа более подробно описаны далее в этом тексте, но количество упаковок и проб, подлежащих измерению, остается прежним.

SS-EN 14298 фокусируется на качестве сушки и устанавливает требования к среднему содержанию влаги и отдельным значениям, количество проб, которые следует отбирать в зависимости от размера партии, и количество измерений, которые могут превышать установленные пределы.Чтобы партия была одобрена, среднее содержание влаги должно находиться в пределах требуемого целевого содержания влаги, а количество измеренных значений, выходящих за пределы содержания влаги, должно быть ниже максимального числа. Стандарт SS-EN 14298 требует относительно большого количества измерений – например, в партии из 91–150 досок необходимо измерить влажность 20 штук, три из которых могут превышать установленные пределы. Поверхностная твердость или остаточные напряжения в древесине должны определяться с использованием метода, описанного в SS-ENV 14464 Пиломатериалы.Метод оценки цементации . Этот метод также называется испытанием на срез, так как поперечное сечение древесины разрезается и измеряется зазор между двумя половинками.

SIS-CEN/TS 12169 дает общее описание того, как брать образцы из партии древесины, чтобы проверить, соответствует ли партия спецификациям, указанным в контракте или описании здания. Этот метод основан на использовании наиболее распространенного метода контроля для всех отраслей промышленности — приемлемого уровня качества (AQL).Приемочная проверка включает случайный выбор установленного количества образцов досок или досок в зависимости от того, сколько досок или досок содержится в партии. Стандарт устанавливает, какие отклонения допустимы в зависимости от выбранного уровня качества.

Примечание В случае рекламации необходимо предоставить все содержимое деревянной упаковки.

Рекомендуемое целевое содержание влаги для поставляемых изделий из древесины

В таблице 10 указано целевое содержание влаги для поставок изделий из древесины для различных целей.

Таблица 10. Целевое содержание влаги для поставок изделий из древесины различного назначения
Пропускной стол
Целевое содержание влаги (%) Применение
8 Половые доски в отапливаемых помещениях
12 Наружная облицовка, молдинги и черновые полы в отапливаемых помещениях
16 Массив дерева и клееный брус для облицовки и внешней облицовки

 

Определение градиента влажности

Только самые кончики изолированных молотковых электродов влагомера электрического сопротивления имеют электрический контакт с древесиной.Это позволяет легко определить градиент влажности в древесине, сначала используя зонды для измерения содержания влаги на поверхности древесины, а затем вставляя их на глубину, в 0,3 раза превышающую толщину. Разница в значениях дает меру общего градиента влажности.

Определение поверхностной влажности

Важно проверять содержание влаги на поверхности, так как это оказывает большое влияние на адгезию краски и имеет решающее значение для риска роста микробов, не в последнюю очередь во время облицовки.

Примечание

Не существует шведского или европейского стандарта для измерения поверхностной влажности древесины. Следующий метод взят из справочника SP Trätek Fukt i trä for byggindustrin – Fuktegenskaper, krav, hantering och mätning .

Измерьте содержание влаги на поверхности с помощью влагомера электрического сопротивления с изолированными электродами-молотками, вдавливая коническую оболочку наконечников изолированных электродов-молотков в пружинную древесину поверхности вручную так, чтобы половина оболочки наконечников электродов оставляла отпечаток в древесина, идущая поперек волокон.Всегда делайте три измерения близко друг к другу в точке измерения, а затем вычисляйте среднее значение. Затем среднее значение можно сравнить с соответствующим требованием.

Высушенная древесина, поставляемая с лесопилки, всегда имеет поверхностную влажность ниже опасного уровня, но древесина может стать влажной из-за дождя, неправильного хранения или контакта древесины с влажным бетоном, что приводит к повышенному содержанию влаги на поверхности. Кратковременное воздействие влаги обычно не влияет на содержание влаги во внутренней части древесины.Содержание влаги во внутренней части древесины также не повлияет на влагосодержание поверхности, так как скорость просачивания влаги сквозь древесину гораздо медленнее, чем испарения с поверхности. Древесина, подвергшаяся воздействию воды, должна быть высушена. В зависимости от степени влажности это можно сделать естественным путем, с помощью осушителя или строительного вентилятора. Влажность поверхности должна быть не более 18 % при облицовке и не более 16 % при обработке поверхности.

Рекомендуемая влажность поверхности при покраске

Древесина, подлежащая окраске на строительной площадке, должна быть как можно быстрее загрунтована для защиты от УФ-излучения, а влажность поверхности при покраске должна быть не более 16%.Рекомендуется, чтобы открытая древесина, такая как внешняя облицовка и внутренние кожухи, подвергалась промышленной обработке поверхности в соответствии с сертифицированной третьей стороной системой обеспечения качества CMP (Certifierad Målad Panel = сертифицированная окрашенная облицовка). Наружная облицовка, грунтуемая на строительной площадке, должна иметь толщину пленки, выраженную количеством краски, нанесенной на квадратный метр, в среднем не менее 60 мкм (микрометров) в сухом слое.

Измерение влажности в зданиях и существующих сооружениях

Проверка содержания влаги в древесине заключается в измерении уровня в различных точках рассматриваемой конструкции.Точки измерения определяются условиями на месте. Ищите места, где риск сырости самый высокий, а условия сушки самые плохие. Определите поверхностную влажность и среднее содержание влаги в древесине в точке измерения.

Неполадки в измерениях содержания влаги с использованием метода сопротивления означают, что единичное высокое значение измерения могло быть вызвано факторами, отличными от влажности. Если в какой-то точке обнаружено высокое содержание влаги, необходимо более тщательно изучить причину.Следует провести дополнительные измерения в древесине вокруг подозрительной точки и принять во внимание контрольные признаки, отличные от значения содержания влаги, такие как видимая влажность, плесень и запах. Проведите оценку того, насколько уязвима и была уязвима деревянная секция для влаги и насколько хорошо вентилируется конструкция. При необходимости образцы сухой массы должны быть извлечены.

Перечни стандартов

Чтобы гарантировать, что все одинаково измеряют содержание влаги и стрессы при сушке в древесине, в настоящее время существует четыре стандарта:

  • SS-EN 13183-1 Влагосодержание пиломатериала.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.