Jak měřit vlhkost dřeva?

Dřevo je organický materiál, který má schopnost absorbovat vlhkost z okolí, tzn. hygroskopičnost. Díky své porézní struktuře obsahuje i dobře vysušené dřevo vždy určité množství vlhkosti. Před použitím dřeva pro stavební práce, dokončovací práce nebo výrobu nábytku je bezpodmínečně nutné určit stupeň jeho vlhkosti. Pokud tuto fázi zanedbáte, můžete se následně setkat s takovými neblahými následky, jako je deformace hotových výrobků, nebo jejich znehodnocení.

Vlhkost distribuovaná ve dřevě se dělí do dvou hlavních kategorií:

• Volný (kapilární) vlhkost se nachází v dutinách dřevěných buněk. Tato vlhkost má se dřevem pouze mechanické spojení. Jeho množství závisí na objemu dutin, který se u různých druhů dřeva liší a je určen měřením objemové hmotnosti. Čím nižší je tento indikátor, tím více dutin je ve dřevě – tím více volné vlhkosti takové dřevo pojme.

• Vázaný (hygroskopický) vlhkost je v tloušťce buněčných stěn. Jeho množství je téměř stejné pro všechny druhy dřeva a při pokojové teplotě je asi 30 %. Veškerá vlhkost nad tuto hodnotu je již klasifikována jako volná.

Když mokré dřevo prochází procesem sušení, prvním krokem je odstranění volné vlhkosti z materiálu. A po dosažení vlhkosti dřeva 30 % (spodní hranice nasycení buněčných membrán) dochází k odpařování navázané vlhkosti.

Metody měření vlhkosti

Jak jsme již psali v jednom z předchozích článků, vlhkost je jednou z kvalitativních charakteristik při určování jakosti řeziva. Protože právě tento parametr výrazně ovlivňuje fyzikální a mechanické vlastnosti a pevnost hotového řeziva. Při měření obsahu vlhkosti však může být obtížné získat přesné výsledky, protože fyzikální veličina, která může poskytnout informaci o úrovni vlhkosti, závisí na mnoha dalších parametrech dřeva. Jako je například hustota dřeva ve zcela suchém stavu, teplota, orientace vláken, struktura.

Stávající metody měření vlhkosti lze rozdělit do dvou hlavních skupin:

• přímý metody – vlhkost se měří pomocí přímá separace vzorku materiálu na sušinu a vlhkost. Příkladem takové techniky je metoda gravimetrického měření nebo metoda sušení.
• nepřímý metod – stanovení stupně vlhkosti nastává v důsledku měření dalších parametrů funkčně souvisejících s vlhkostí materiálu(například elektrické metody měření – dielektrické, konduktometrické)

Hmotnostní metoda (metoda sušení)

Tradičně běžné v dřevozpracujícím průmyslu, protože umožňuje získat nejpřesnější výsledky. Podstata metody je následující: vzorek materiálu se zváží před a po sušení, rozdíl v hodnotách udává množství vlhkosti odstraněné ze dřeva. Podle GOST 16483.7-71 se experimentální sušení provádí v sušárně při teplotě asi 100 °C.

Vlhkost dřeva se vyjadřuje v procentech a vypočítá se pomocí vzorce:

Kde mw je hmotnost vody obsažené ve vzorku, m0 je hmotnost v absolutně suchém stavu.

Pomocí této metody je skutečně možné získat vysoce přesné výsledky, ale ve výrobě není vždy možné vytvořit potřebné podmínky pro měření. Mezi nevýhody metody patří také poměrně dlouhá doba trvání procesu měření. Měření vlhkosti materiálu sušeného v pecích nelze provádět kontinuálně. Mimochodem, po měření se prototypy stávají prakticky nevhodnými pro zamýšlené použití.

Nepřímé metody stanovení se používají k rychlému a kontinuálnímu měření obsahu vlhkosti materiálu. Nejrozšířenější jsou elektrické metody měření pomocí konduktometrických a dielektrických vlhkoměrů.

Konduktometrická metoda

Použití vlhkoměru výrazně zjednodušuje měření vlhkosti dřeva ve výrobním prostředí. V elektrickém konduktometrickém vlhkoměru je měření založeno na závislost odolnosti dřeva na jeho vlhkosti. Taková zařízení mají poměrně jednoduchý design, jsou mobilní a spolehlivá v provozu.

Dřevo v suchém stavu je dielektrikum. S rostoucí vlhkostí se zvyšuje jeho elektrická vodivost. Do hygroskopické meze dochází k tomuto nárůstu dosti prudce při dosažení hygroskopické meze elektrická vodivost roste pomalu a při 80-100% vlhkosti se zastavuje na konstantní hodnotě.

Je důležité vzít v úvahu, že při měření vlhkosti dřeva konduktometrickým vlhkoměrem (například EV-2K) je výsledek ovlivněn teplotou dřeva a polohou jehel čidla. Při zjišťování vlhkosti vzorku, který je v procesu sušení, je proto před měřením nutné vyjmout obrobek z komory a provést měření až po ochlazení kontrolního vzorku na pokojovou teplotu. Vlhkoměry nové generace však automaticky korigují teplotu dřeva.

Konduktometrické vlhkoměry se používají především pro ruční měření konečné vlhkosti řeziva, které je již zcela vysušené. Jsou také vhodné pro výběr sortimentů se stejným obsahem vlhkosti. Kromě toho tato metoda pomáhá řídit proces sušení v peci. Konduktometrická metoda se poměrně často používá v sušících komorách ke sledování a řízení procesu sušení.

Dielkometrická metoda

Princip fungování dielektrického vlhkoměru je založen na korelační závislost dvou parametrů – dielektrické konstanty dřeva a množství vlhkosti v něm obsažené při kladných teplotách. Příkladem zařízení tohoto typu je vlhkoměr MG4D. Ve svém nastavení má patnáct kalibračních závislostí pro různé druhy dřeva (modřín, cedr, borovice, smrk, bříza, osika, dub, jasan, lípa, topol, buk atd.)

Tento model je rozšířený mezi dřevozpracujícími a jeho použití je jednoduché a intuitivní. Hlavní výhoda oproti vlhkoměru konduktometrické spočívá v tom, že zařízení nenarušuje strukturu dřeva (v tomto provedení nejsou jehly). Dielkometrické zařízení je optimální pro jednotlivá měření vlhkosti, ale dobře si poradí i se sérií měření (například pokud potřebujete detekovat oblasti s vysokým obsahem vlhkosti).

Vlhkost dřeva je jedním z jeho nejdůležitějších parametrů. Informace o množství vody v konkrétní šarži, odrůdě, výrobku je důležitá jak pro prodejce a výrobce, tak pro kupujícího.

Při stavbě domu, výrobě nábytku nebo dekoraci interiéru musíte vědět, kolik vody obsahuje dřevo, které bude použito. Vlhkoměr dřeva je zařízení, pomocí kterého lze rychle, přesně a bez poškození výrobku zjistit, kolik vlhkosti daný vzorek dřeva obsahuje.

Dekorativní výrobky vyrobené z příliš vlhkého dřeva časem ztratí svůj dekorativní účinek a budovy ztratí pevnost a stanou se pro člověka nebezpečnými.

Účel vlhkoměrů

Měřič vlhkosti dřeva se používá v těžebních podnicích při výrobě dřevěných výrobků. Kvalita a hodnota samotných surovin a výrobků, které jsou z těchto surovin vyrobeny, závisí na obsahu vlhkosti.

Úroveň kvality vyráběných dřevěných výrobků, od židle po srub, přímo závisí na množství vlhkosti obsažené ve dřevě. Tento parametr je variabilní a závisí na sezóně nákupu surovin, podmínkách a době skladování. Podnik, jehož činnost je zaměřena na zásobování, skladování a těžbu dřeva, musí mít speciální vlhkoměry pro kontrolu jeho vlhkosti. Z takového zařízení budou těžit i řemeslníci, kteří pracují se dřevem.

Přesné stanovení vlhkosti dřeva je možné pouze pomocí laboratorní analýzy. K tomu se v laboratoři odebere „průměrný“ vzorek z dávky řeziva, kusy dřeva se vloží do sušárny a suší se do konstantní hmotnosti. Rozdíl mezi počáteční a konečnou hmotností se používá ke stanovení procentuálního obsahu vlhkosti v daném vzorku. Výhodou této metody je nejvyšší přesnost. Existuje mnohem více nevýhod stanovení vlhkosti podle GOST. V první řadě je to doba trvání analýzy. Proces může trvat několik dní. Kromě toho, abyste změřili vlhkost dřeva podle metody, musíte oddělit kus dřeva, takže tato metoda je pro hotové výrobky nepřijatelná.

Časově náročnou analýzu v laboratoři můžete nahradit jednoduchým a rychlým měřením pomocí elektronického vlhkoměru. Malé zařízení poskytuje spolehlivé výsledky okamžitě. Princip činnosti a hodnocení obsahu vody vlhkoměrem je založen na měření elektrického odporu dřeva, který přímo závisí na vlhkosti materiálu.

Vlhkoměr určuje vlhkost dřeva v procentech. Měření pomocí této metody má malou chybu 2-10%. K takové odchylce od skutečné hodnoty může dojít z několika důvodů:

1. Místní rozměr. Tato chyba se sníží zvýšením počtu bodů měření a následným výpočtem průměrného výsledku.
2. Povaha dřeva. Dřevo různých dřevin má různou elektrickou vodivost, což také vnáší do měření chybu.

Výhody

Vlhkoměr používaný pro dřevo má mnoho výhod:

1. Nedestruktivní metoda měření. Není potřeba odřezávat kus řeziva nebo výrobku.
2. Snadné použití. Měření nevyžaduje žádnou fyzickou sílu.
3. Teplota měřeného objektu a okolního vzduchu nemají vliv na provoz zařízení.
4. Pohodlné použití, což je zvláště důležité v podmínkách blízkých polním podmínkám (pila, staveniště).
5. Nízká cena s vysokou citlivostí a přesností měření.

Typy vlhkoměrů

Nyní byly vyvinuty a komerčně dostupné následující typy:

• jehlový vlhkoměr;
• vlhkoměr pro analýzu povrchu;
• vlhkoměr pro hloubková měření;
• dielektrický vlhkoměr pro analýzu povrchu.

Pojďme se blíže podívat na jednotlivé verze zařízení.

Jehlové vlhkoměry pro měření vlhkosti dřeva

Dielektrická vodivost dřeva jehlovým vlhkoměrem se měří zapichováním speciálních sond (jehel) do řeziva. Na jehlách je generován elektrický impuls, jehož velikost určuje vlhkost předmětu. Naměřená hodnota se zobrazí na displeji.

Proces měření je jednoduchý, jediné pravidlo je, že jehly musí vstupovat do dřeva kolmo k povrchu.

Jehlový vlhkoměr dřeva má své vlastní vlastnosti.

• rozumnou cenu;
• vysoká přesnost výsledků;
• Měřič se snadno používá.

• jehly poškozují dřevo, pokud potřebujete určit vlhkost hotového předmětu, budete to muset udělat na nenápadném místě a velmi opatrně;
• detekční limit pro tento typ zařízení je 4 %, pokud je strom sušší, analýza nebude spolehlivá.

Vlhkoměry pro analýzu povrchu

Zařízení používané ke stanovení vlhkosti, vyznačující se krátkou délkou sondy, se nazývá povrchový vlhkoměr. Jedná se o kompaktní detektor vlhkosti ve vhodném formátu. Pomocí kapesního přístroje jednoduše zjistíte vlhkost např. parketové desky.

Vlhkoměry dřeva pro hloubková měření

Pomocí takového zařízení se zjišťuje vlhkost velkého řeziva (řeziva, kulatiny). Tento typ se také používá k měření množství vlhkosti v pilinách a dřevěných štěpkách. Tento typ vlhkoměru používají profesionálové, vyžaduje opatrné zacházení během provozu;

Povrchové nebo dielektrické vlhkoměry

Dielektrický vlhkoměr je založen na vysokofrekvenčním generátoru. Tato metoda měření umožňuje získat vysoce přesné výsledky bez poškození produktu. Vlhkoměry dřeva tohoto typu umožňují zohlednit typ materiálu a druh dřeva, ze kterého byl vyroben, což výrazně zjednodušuje práci operátora.

Po nastavení počátečních parametrů se stačí jednoduše dotknout povrchu dřeva sondou. Výsledek se během okamžiku zobrazí na displeji zařízení.

Práce s bezkontaktním vlhkoměrem je jednoduchý a vysoce přesný postup. Objednávka je:

1. Pomocí nabídky na displeji vyberte druh dřeva použitého k výrobě zkoumaného dřeva.
2. Kontaktní prvek zařízení aplikujeme na povrch výrobku.
3. Stisknutím tlačítka aktivujeme proces měření.
4. Hodnotu vlhkosti odečítáme z displeje přístroje.
5. Měření opakujeme 3-5x Počet měření závisí na velikosti výrobku.
6. Aritmetický průměr všech výsledků udává vlhkost dřeva daného produktu.

Vlhkoměr povrchového typu má své vlastní vlastnosti.

• přesná měření;
• používá se pro suroviny a hotové dřevěné výrobky;
• měření bez narušení integrity výrobků, to se stává důležitým při použití cenného dřeva nebo kontrole drahých výrobků;
• Software zařízení umožňuje zapamatovat si hodnoty minulých měření;

• vysoká cena;
• drahý servis a opravy.

Výběr vlhkoměru pro dřevo

Výběr nejvhodnějšího modelu vlhkoměru by měl být založen především na oblasti, ve které bude použit.

Kritéria, podle kterých se vlhkoměr vybírá:

1. Rozsah citlivosti zařízení je jeho hlavním parametrem Rozsah hodnot vlhkosti dřeva, který vlhkoměr spolehlivě diagnostikuje, se nazývá rozsah citlivosti. Ideální možnost je od 0 do 100 %. Takové zařízení je velmi drahé, je obtížné ho najít v běžných obchodech, je určeno výhradně pro profesionály Pro kontrolu kvality řeziva je docela vhodný vlhkoměr s rozsahem měření 1-50%.
2. Dalším kritériem, podle kterého je vlhkoměr hodnocen, je chyba měření. Tento parametr je uveden v pasu zařízení. Pro přesné stanovení vlhkosti dřeva stačí chyba 3 %.
3. Další funkce. Tento parametr není tak důležitý, ale další možnosti usnadňují, zpříjemňují a zpříjemňují práci se zařízením. Vlhkoměr může být vybaven LED svítilnou, indikátorem nabití baterie, možností výběru druhu dřeva a vedení statistického deníku.

Pro usnadnění výběru vlhkoměru jsou v tabulce popsány charakteristiky nejoblíbenějších zařízení:

model	Země výrobce	Typ	Rozsah, %	Chyba, %	Hloubka měření, mm	Odhadovaná cena, rub
EV 2K	Rusko	jehla	7-22

Při výběru mezi profesionálním a domácím vlhkoměrem s omezenými finančními prostředky by optimálním řešením bylo pořízení dvou domácích přístrojů různých typů. Průměrný výsledek měření s takovými zařízeními bude přesný a náklady jsou několikanásobně nižší.

Na trhu je mnoho modelů vlhkoměrů dřeva. Jejich cena se velmi liší. V žádném případě nejsou náklady na pořízení přístroje úměrné riziku ztráty času, peněz a nervů z nákupu nekvalitních stavebních materiálů nebo surovin. Pokud plánujete stavební projekt nebo zakládáte vlastní podnikání související se zpracováním dřeva, musíte se zásobit vlhkoměrem!