Искусство влагометрии твердых и сыпучих материалов
Шрифт:
8. Ошибки при измерении влажности
В практике подобного бизнеса имеют место конфликтные ситуации, связанные с измерением влажности из-за того, что пользователи измеряют разными влагомерами. Рассмотрим и проанализируем характерные ситуации, корректировка которых поможет найти компромисс.
Исследования технологии контроля с Ивлаг показывает, что одни измеряют влажность только с торцов и по поверхности штабеля. Другие делают несколько замеров и полагают, что этого достаточно для определения средней влажности в партии. Последние ближе к истине, но и они не
Главная ошибка состоит в том, что пользователи недостаточно полно представляют характер распределения влажности в древесине и тем более взаимодействие чувствительных элементов Влаг с древесиной. Это было связано с тем, что традиционно разработчики влагомеров не представляли реальную картину процесса измерения. Но развитие конкуренции и ее ужесточение потребовало расширения знаний в этой части не только разработчиков, но и пользователей.
8.1. Для любого Влаг в Техническом описании (ТО) приводится основная абсолютная погрешность (Погр), измерямая в процентах влажности, например, = ±2,0 %. Это означает, что при соблюдении нормальных условий эксплуатации влагомеров ошибка измерения с вероятностью Р=0,95 окажется в пределах
= ±2,0 %.
Иногда приводится абсолютная среднеквадратическая Погр. Для приведенного примера она будет ±1,0 %. и означает, что с вероятностью 0,68 ошибка не превышает ±1,0 %.
Часто вместо этой Погр в зарубежных Влаг указывается: Resolution: 0,1 % М. С.
Это показатель разрешающей способности Влаг. Он никакого отношения к Погр не имеет. Он показывает аппаратурную Погр при подключении имитатора влажности, который рекомендует фирма-изготовитель данного Влаг. Использование такого имитатора для другого влагомера уже непригодно.
8.2. Диапазон измерения – это область влажностей для которых приведена основная Погр. Если Погр не определена для какого-либо диапазона, это должно быть оговорено словами " не нормируется" либо какими-нибудь другими словами.
При приобретении покупателями игольчатого Влаг (ИВлаг), т. е. такого у которого влажность определяется по электрическому сопротивлению древесины, необходимо знать, что эти Влаг по своему принципу не могут измерять влажность ниже 8 %. Если в паспорте указан, например, диапазон (4–60)%, то стоит усомниться в достоверности характеристики. Для измерения влажности в диапазоне от 0 % и выше пригодны диэлькометрические, инфракрасные, сверхвысокочастотные и некоторые другие Влаг.
Во всем диапазоне от 0 % и выше измеряют влажность все Влаг прямого измерения, основанные на методе высушивания.
Технические данные обычно приводятся для нормальных условий и равномерно распределеной влажности по объему материала. Если эти условия не выполняются, то и Погр может оказаться выше, приведенной в паспорте. Поэтому в паспорте иногда указывают дополнительную Погр или несколько доп. Погр, связанных как правило с изменением какого-либо фактора в условиях эксплуатации.
Например, доп. Погр = 0,5 % / 10 градС. Это означает, что при отклонении температуры от нормальной дополнительная погрешность составляет 0,5 % на каждые 10 градС.
9. Миф
В качестве датчиков (преобразователей влажности) применены иглы. Поэтому кондуктометрические Влаг называют игольчатыми (ИВлаг).
Они широко распространены в мире. Выпускаются они и в России. Наиболее известны влагомеры со светодиодной шкалой. Есть влагомеры с цифровой шкалой и стрелочным индикатором. За рубежом спектр различных игольчатых влагомеров еще шире. на рис. 9.1. представлены наиболее распространенные типы датчиков.
Рис. 9.1. Конструкции игольчатых датчиков
1 – трехигольчатый, 2 – двухигольчатые, 3 – с изолированными электродами.
Длинные и короткие датчики с разными глубинами проникновения и расстояниями между иглами и их количеством захватывают разные объемы древесного вещества и следовательно показывают разные значения влажности.
Теперь рассмотрим как возникает конфликтная ситуация во время контроля влажности.
Например, Поставщик производит замер влажности с помощью трехигольчатого датчика с глубиной проникновения на 10 мм, а Приемщик измеряет с двухигольчатым датчиком с иглами длиной 30 мм доски толщиной 60 мм. При этом длинные иглы, проникая определяют недосущенные участки и в результате этого фактически бракуется вся партия досок. Но на самом деле все выглядит намного сложнее, чем это представляют две конфликтующие стороны.
Рассмотрим процедуру измерения, используя контрольные замеры с помощью датчика с изолированными иглами. Процедура измерения представлена на рис. 9.2. Иностранный Влаг, который был использован для эксперимента считается на рынке влагомеров одним из лучших. Он имеет изолированные иглы, оголенные на концах. Это позволяет измерять перепад по влажности в доске на любой толщине. Иглы достаточно длинные. Контрольные замеры дали следующие показатели по глубине проникновения 9 %, 12,1 %, 13,5 %, 14 %.
Мы видим, что при глубине проникновения на двух уровнях средняя влажность равна примерно Wср1=(9+12,1)/2=10,5 %. В тоже время на глубине она равна примерно Wср2=(13,5+14)/2= 13,7 %. Общее же значение будет равно примерно Wср3=(9+12,1+13,5+14)/4= 12,1 %.
Этим примером мы показываем, что даже правильно измеряя влажность одним и тем же влагомером мы получаем разные значения.
Так и Погр в распределении влажности с поверхности по слоям распределяется по отношению к средней:
dW1=-3,1 %, dW2=0 %, dW3=1,4 %, dW4=1,9 %.
Так какую же влажность брать за основу при таком замере?
Для расширения понятия о влажности, мы вводим такие термины как:
– действительная влажность – это реальная влажность, которая определяется при контроле с использованием метода высушивания.
– интегральная (средняя влажность) – она стремится к действительной влажности и определяется как среднее, состоящее из выборочных замеров с определенным числом. Этот параметр образуется в результате многократных замеров больших объемов пиломатериалов.