Анализаторы влажности для деревообрабатывающей промышленности и производства изделий из древесины | Решения для испытаний в деревообрабатывающей промышленности | Стандарты испытаний в деревообрабатывающей промышленности — VicoMeter | Jiangsu Victor Instrument Meter Co., Ltd.

Обзор отрасли
Решения & обновления
Похожие материалы

Древесина & изделия из древесины.jpg

1. Обзор влияния влаги на древесину

Известно, что вода составляет 50–65 % массы тела человека и играет жизненно важную роль в его нормальном функционировании. Подобно тому как организм человека нуждается в воде, древесина неизбежно содержит определённую долю влаги, и это содержание влаги изменяется под влиянием влажности окружающей среды. Как и кожа человека, древесина пориста и расширяется и сжимается при изменении температуры, поэтому влага в древесине постоянно меняется. Процентное отношение массы воды в древесине к массе древесины называется содержанием влаги, и именно этот показатель обычно используется для описания изменения влажности древесины.

Состояния воды в древесине: в соответствии с формой связи и местом нахождения в древесине вода подразделяется на три категории: свободная вода, адсорбированная вода и связанная вода. Основную влагу древесины составляют свободная и адсорбированная вода, тогда как содержание химически связанной воды очень мало. В повседневном применении адсорбированная вода играет решающую роль в свойствах древесины.

Как показано на рисунке выше, содержание влаги, при котором клеточные стенки древесины (адсорбированная вода) насыщены, а клеточные полости не содержат свободной воды, называется точкой насыщения волокна. Точка насыщения волокна для древесины обычно принимается равной 30 %, хотя у разных пород древесины она несколько различается.

Точка насыщения волокна является переломным моментом в изменении свойств древесины. Ниже точки насыщения волокна волокна древесины в клеточных стенках впитывают воду подобно прессованным галетам — древесина разбухает, содержание влаги увеличивается, а прочность древесины снижается. При достижении точки насыщения волокна клетки древесины и межклеточные пространства запасают воду подобно водохранилищу, и объём и свойства древесины остаются практически неизменными. И наоборот, выше точки насыщения волокна потеря воды практически не вызывает изменения объёма или свойств древесины, тогда как ниже точки насыщения волокна потеря воды вызывает усушку древесины и повышение её прочности.

Проще говоря, при сушке древесины поддержание её влажности вблизи порогового значения точки насыщения волокна 30 % обеспечивает её твёрдость. Если содержание влаги в древесине не контролируется эффективно, это неблагоприятно скажется на использовании древесины.

1.1 Вызывают побеление влажных покрытий

Влага из древесины проникает в покрытие по мере испарения разбавителя, вызывая побеление; если влага не может быть удалена, это также влияет на прозрачность покрытия.

1.2 Образование пор и пузырей, влияние на адгезию покрытия

Поскольку покрытие легко вступает в реакцию с влагой с образованием газа, при выходе газа образуются пузыри, а при их разрыве появляются поры, что приводит к плохой адгезии — растрескиванию, вспучиванию и отслаиванию лакокрасочной плёнки.

1.3 Влияние на сушку и отверждение покрытия

Если содержание влаги в древесине велико, граница раздела между покрытием и древесиной остаётся влажной, что влияет на скорость сушки и правильное отверждение покрытия, вызывая неполное высыхание и даже появление плесени.

1.4 Влияние на насыщенность цвета

Высокое содержание влаги в древесине влияет на её окрашивание; при изменении содержания влаги покрытие меняет цвет вслед за усушкой древесины, что делает цвет менее насыщенным.

1.5 Возникновение деформации и растрескивания изделий из древесины

Когда содержание влаги велико, а изделия из древесины с покрытием всё ещё могут обмениваться влагой с окружающей средой, влага в древесине и влага в воздухе перемещаются между собой до достижения равновесия; содержание влаги в древесине в этот момент называется равновесным содержанием влаги — состоянием, при котором влажность древесины сбалансирована с влажностью воздуха. Когда содержание влаги в древесине ниже равновесного, древесина поглощает воду из воздуха и разбухает; когда выше равновесного, древесина теряет воду и усыхает, из-за чего изделия из древесины коробятся, деформируются и растрескиваются.

Поэтому сушка древесины должна обеспечивать снижение содержания влаги ниже равновесного значения.

2. Применение анализаторов влажности, работающих по методу потери при сушке, в деревообрабатывающей промышленности

Метод потери массы при высушивании, также называемый методом нагревательной потери массы, — физический метод определения влажности: нагрев удаляет и высушивает воду в материале. Традиционный и наиболее распространённый подход — метод сушильного шкафа: образец высушивают в шкафу, взвешивают на электронных весах до и после, а значение влажности рассчитывают вручную... Узнать больше о принципе потери при высушивании

Принцип работы анализаторов влажности по потерям при высушивании

Метод потери массы при высушивании, также называемый методом нагревательной потери массы, — физический метод определения влажности: нагрев удаляет и высушивает воду в материале. Традиционный и наиболее распространённый подход — метод сушильного шкафа: образец высушивают в шкафу, взвешивают на электронных весах до и после, а значение влажности рассчитывают вручную. При таком способе испытание одного образца занимает 2–4 часа; для производителей с высоким темпом работы метод сушильного шкафа серьёзно снижает эффективность производства и уже не отвечает их потребностям.

Галогенная технология нагрева разогревается на 40 % быстрее, чем традиционная инфракрасная технология нагрева, представленная на рынке

В этих условиях анализаторы влажности VicoMeter используют высокоэффективный сушильный нагреватель — высококачественную кольцевую галогенную лампу (в дальнеинфракрасных быстрых анализаторах влажности применяется дальнеинфракрасный темнопольный нагреватель) — для нагрева образцов вместо традиционного сушильного шкафа, обеспечивая быстрый и равномерный нагрев. Быстрый анализатор влажности VicoMeter по методу потери при высушивании объединяет и модернизирует метод сушки в шкафу, идеально сочетая модули нагрева, взвешивания, управления и интеллектуального человеко-машинного интерфейса. Система интеллектуально останавливается по тренду определения, анализирует влажность образца и выводит результат прямо на экран — запуск одной кнопкой даёт надёжные результаты, согласующиеся с методом сушильного шкафа. Типичный образец занимает всего несколько минут, что гораздо эффективнее метода сушильного шкафа, поэтому эти анализаторы широко востребованы и получают хорошие отзывы промышленных пользователей.

Исходя из разных потребностей пользователей, мы предлагаем следующие решения:

Галогенные анализаторы влажности и дальнеинфракрасные анализаторы влажности с темнопольным нагревом
Выберите прибор, подходящий вашим задачам, или обратитесь за консультацией напрямую в службу поддержки VicoMeter.

VM-E01 Галогенный анализатор влажности

VM-E01 Галогенный анализатор влажности (0,1 мг)

VM-E10 Галогенный анализатор влажности (1 мг)

VM-E20 Галогенный анализатор влажности (2 мг)

VM-E50 Галогенный анализатор влажности (5 мг)

3. Применение поточных анализаторов влажности в деревообрабатывающей промышленности

Поточный анализатор влажности — это прибор, который непрерывно контролирует влажность продукции в процессе производства и отображает её в реальном времени. В деревообрабатывающей промышленности микроволновый и инфракрасный методы являются двумя основными решениями. Поточные анализаторы влажности также относятся к решениям для быстрого определения влажности; в отличие от портативных анализаторов влажности, они могут устанавливаться непосредственно на рабочей площадке для контроля влажности материала в реальном времени. Предприятия могут анализировать исторические данные для совершенствования производственных процессов, а также использовать функцию сигнализации о влажности для оперативного реагирования на превышение влажности на площадке, что помогает производству работать стабильно и играет очень важную роль в производственной деятельности предприятия...Узнать больше о принципе работы онлайн-анализаторов влажности

Принцип работы онлайн-анализаторов влажности ближнего инфракрасного диапазона

Связи O-H в воде и связи C-H в органических веществах поглощают свет ближнего инфракрасного диапазона на определённых длинах волн; отражённая энергия обратно пропорциональна количеству поглощающих молекул. Анализатор отслеживает изменения энергии NIR на определённой длине волны, исходя из поглощения водой.

Молекулы воды колеблются в определённых энергетических полосах — связи O-H растягиваются, сжимаются, крутятся. Полосы NIR особенно сильны для воды и легко генерируются, фильтруются и детектируются; длины волн для измерения влажности лежат в пределах 1–2,5 мкм.

Принцип работы онлайн-анализаторов влажности ближнего инфракрасного диапазона

Поглощение зависит от числа встреченных молекул воды и интенсивности поглощения — оно пропорционально влажности. Будучи методом отражения, он также зависит от отражательной способности и поглощения материала; измерение в NIR является неразрушающим, бесконтактным и выполняемым в реальном времени.

Принцип работы систем онлайн-контроля влажности ближнего инфракрасного диапазона

Несколько пучков NIR фокусируются на поверхности материала; отражённые пучки принимаются современной оптической системой детектирования со встроенным высокопроизводительным DSP-чипом для быстрой обработки, хранения и отображения — выдающаяся точность и стабильность.

Принцип работы систем онлайн-контроля влажности ближнего инфракрасного диапазона

Многие материалы поглощают инфракрасное излучение только на определённых длинах волн; выбирают как минимум две — опорную длину волны (не поглощаемую материалом и водой) и измерительную длину волны (поглощаемую только водой).

Прецизионные светофильтры на вращающемся колесе поочерёдно пропускают опорный и измерительный импульсы на образец; два импульса с заданной периодичностью отражаются на детектор в виде двух сигналов. Опорный сигнал показывает ожидаемое отражение, измерительный ослабляется поглощением воды. Объединённые в отношение, различия с другими уровнями влажности пропорциональны разнице влажности.

Сила сигналов двух каналов объединяется в: R/M X M1/R1=отношение

Где: R — опорный канал измерительного пучка

M — измерительный канал измерительного пучка

M1 — измерительный канал компенсационного пучка

R1 — опорный канал компенсационного пучка

При появлении дрейфа M и M1 смещаются одинаково, взаимно компенсируясь в отношении, что сохраняет стабильность.

Принцип работы микроволновых онлайн-анализаторов влажности

Ослабление и сдвиг фазы микроволн зависят от диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь среды — у полярной воды они значительно выше, чем у обычных сред. Влажность рассчитывается по полученным ослаблению и сдвигу фазы.

Поскольку микроволны полностью проникают в технологический материал, может быть измерена вся физически присутствующая влага — не только поверхностная, но и внутренняя. Эта технология обеспечивает высокую точность и прецизионность измерений прибора, причём цвет и структура поверхности материала не влияют на результаты измерений. Она может широко применяться для угля, агломерационных (окатышевых) шихт, железной руды, химикатов, бокситов, никелевой руды, сахара, табака, багассы, зерна, кремния, древесной щепы, шерсти, пиломатериалов, песка, полимеров, хлопка и других непроводящих материалов.

Подробный обзор микроволновых онлайн-анализаторов влажности

Зонд измеряет на глубине 150–200 мм, анализируя общую влажность (в ядре и на поверхности); глубина проникновения означает, что поверхностные загрязнения не имеют значения.

Ключевой принцип — изменение относительной диэлектрической проницаемости; проще говоря:

εr воды ≈ 80 против примерно 1–10 у большинства материалов (песок/гравий 3–4) — большое измеримое различие.

Влажность измеряется непосредственно по этому различию и выдаётся в виде стандартного сигнала массового процента.

Иными словами: чем больше воды содержит материал, тем ближе его относительная диэлектрическая проницаемость εr к 80.

Сигналы получают при прохождении материала мимо датчика — даже на высокоскоростных линиях; можно измерять и неподвижные сыпучие материалы.

Исходя из разных потребностей пользователей, мы предлагаем следующие решения:

Онлайн-влагомер NIR
Онлайн-анализатор влажности микроволновый
Выберите прибор, подходящий вашим задачам, или обратитесь за консультацией напрямую в службу поддержки VicoMeter.

WKT-R-50ZSNIR Онлайн-влагомер

WKT-R-150ZS Онлайн-анализатор влажности ближнего инфракрасного диапазона

4. Применение портативных анализаторов влажности в деревообрабатывающей промышленности

Портативный анализатор влажности по сути представляет собой прибор для быстрого измерения влажности материала. Его общая точность ниже, чем у лабораторного анализатора влажности, но он надёжнее и точнее, чем ощущение и опыт «опытного мастера». Откалиброванный портативный анализатор влажности позволяет быстро измерить содержание влаги в образцах на месте; если обнаружено, что содержание влаги в древесном материале превышает пороговое значение, образец направляют в профессиональную лабораторию для анализа и подтверждения лабораторным анализатором влажности. Благодаря портативности и быстрому тестированию портативные анализаторы влажности широко применяются в деревообрабатывающей промышленности для входного контроля материалов, на производственных площадках, при выборочных проверках и в других ситуациях.

VM-280W Портативный анализатор влажности

VM-W Портативный анализатор влажности

VM-220 Портативный анализатор влажности

VM-220D Портативный анализатор влажности

5. Применение анализаторов влажности по точке росы в деревообрабатывающей промышленности

Датчик, работающий по резистивно-ёмкостному методу, быстро показывает точку росы и влажность при полном контакте с газом. Он устанавливается на трубопроводах или переносится в полевых условиях, не требует расходных материалов и охватывает газы окружающей среды при хранении и транспортировке, а также технологические газы и оборудование, позволяя выявлять проблемы на ранней стадии.

Подробнее