Was ist ein Holzfeuchtemessgerät?
Ein Holzfeuchtemessgerät ist ein Messgerät, das zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Holz verwendet wird.
Es ist wichtig, den Feuchtigkeitsgehalt von Holz genau zu bestimmen, da er einen erheblichen Einfluss auf Schwinden, Quellen, Gewicht, Festigkeit und Haltbarkeit hat. Außerdem kann sich Holz mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt bei der Verarbeitung während des Trocknungsprozesses verziehen, verbiegen und Risse bekommen.
Es gibt verschiedene Methoden zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts von Holz, darunter elektrische Methoden zur Messung des elektrischen Widerstands, der elektrischen Kapazität, der Absorption von Radiowellen usw., die Gesamttrocknungsmethode, bei der das Gewicht vor und nach der Trocknung gemessen wird sowie chemische Analysemethoden.
Anwendungen von Holzfeuchtemessgeräten
Holzfeuchtemessgeräte werden zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts in Holztrocknungs- und Holzschutzmittelbehandlungsanlagen, Sägewerken, Hackschnitzelwerken, Sperrholzfabriken, Holzmöbelfabriken, Wohnungsbauunternehmen und Bauunternehmen eingesetzt.
So sind z. B. Baumaterialien für den Wohnungsbau bei hohem Feuchtigkeitsgehalt schwerer und weniger stabil, so dass sie durch Trocknen gebrauchsfertig gemacht werden können. Ein hoher Feuchtigkeitsgehalt kann auch zur Entwicklung von Verfärbungen und Fäulnispilzen führen, was ein korrektes Baumanagement erfordert.
Holzfeuchtemessgeräte werden auch zur Kontrolle des Feuchtigkeitsgehalts von Holzhackschnitzeln für die Energieerzeugung eingesetzt. Die Holzfeuchte ist ein wichtiges Kontrollkriterium, da sie einen erheblichen Einfluss auf die Effizienz der Stromerzeugung hat.
Funktionsweise der Holzfeuchtemessgeräte
Die Holzfeuchte kann mit der elektrischen Widerstandsmethode, der elektrischen Kapazitätsmethode, der Mikrowellenmethode, der Infrarotmethode oder der Trockengewichtsmethode gemessen werden.
1. Elektrische Widerstandsmethode
An das zu messende Holz wird Elektrizität angelegt und der elektrische Widerstand gemessen. Der Widerstandswert wird in einen Feuchtigkeitswert umgerechnet. Da der Widerstand etwa 100 MΩ beträgt, wird eine hohe Spannung von einigen zehn Volt angelegt.
Es ist geeignet für die Messung von Objekten mit großen Schwankungen des spezifischen Gewichts, aber der Nachteil ist, dass die Nadel, die einen Durchmesser von 2-3 mm hat, das zu messende Objekt beschädigt.
2. Elektrisch kapazitiver Typ
Hochfrequenter Strom wird an das Messobjekt angelegt, die Änderung der elektrischen Kapazität wird gemessen, in einen Feuchtigkeitswert umgewandelt und angezeigt. Bei der Detektion wird eine Senderschaltung verwendet, und die Kapazitätsänderung wird als Änderung der Sendefrequenz oder -periode gemessen. Die am häufigsten verwendeten Sendefrequenzen liegen zwischen 100 KHz und 20 MHz.
Zu den Vorteilen gehört die einfache Miniaturisierung als Handmessgerät. Die Messungen können von der Oberfläche des Holzes bis zu einigen Zentimetern im Inneren durchgeführt werden. Dieser Typ wird auch als Hochfrequenz-Feuchtemesser bezeichnet.
Der Nachteil des kapazitiven Feuchtigkeitsmessers besteht darin, dass er durch das spezifische Gewicht und die Dicke des Messobjekts beeinflusst wird, so dass das spezifische Gewicht und die Dicke eingestellt werden müssen. Da die Messung durch Berührung erfolgt, können außerdem Garne und andere Stoffe am Sensor haften bleiben, wenn große Mengen gemessen werden.
3. Mikrowellengerät
Es handelt sich um ein Feuchtemessgerät, das die Menge der durch die Feuchtigkeit geschwächten Mikrowellen misst, sie in einen Feuchtewert umwandelt und diesen anzeigt. Die in Feuchtigkeitsmessern verwendeten Mikrowellen liegen im Bereich von 10 GHz. Mikrowellen werden von der Feuchtigkeit leicht absorbiert und leicht in Wärme umgewandelt.
Das Mikrowellen-Feuchtemessgerät besteht aus einem Sender und einem Empfänger, von dem eine Radiowelle auf eine Seite des Holzes abgestrahlt wird, während auf der gegenüberliegenden Seite des Holzes ein Empfänger angebracht ist, der die gesendete Radiowelle empfängt. Je höher der Feuchtigkeitsgehalt ist, desto mehr Radiowellen werden absorbiert, und die Stärke der empfangenen Radiowellen wird gemessen, um den Feuchtigkeitswert anzuzeigen.
Einer der Vorteile von Mikrowellen-Feuchtigkeitsmessgeräten ist, dass sie den Feuchtigkeitsgehalt im Inneren des Holzes bis zur Mitte des Holzes messen können. Die Feuchte kann gemessen werden, ohne das Messobjekt zu beschädigen. Darüber hinaus können die Messungen kontinuierlich durchgeführt werden. Nachteilig ist die große Größe des Geräts. Es wird z. B. in Sägewerken eingesetzt.
4. Nahinfrarotmethode
Nahinfrarotstrahlen sind unsichtbares Licht außerhalb der Farbe Rot. Da es von Feuchtigkeit gut absorbiert wird, wird bei dieser Methode Licht mit Nahinfrarotstrahlen eingestrahlt, dessen Reflexionsgrad gemessen und in einen Feuchtigkeitswert umgerechnet.
Nahinfrarot-Feuchtemessgeräte haben den Vorteil, dass sie einfach zu installieren sind, da sie nur die Oberfläche des Messobjekts messen. Außerdem können sie auch dünne Messobjekte messen und verursachen keine Kratzer. Der Nachteil ist, dass sie nur die Oberflächenfeuchtigkeit in einem Abstand von weniger als 1 mm zur Oberfläche messen können. Sie werden daher durch Oberflächenwasser beeinträchtigt sowie durch Farbveränderungen des Messobjekts.
5. Trockengewichtsmethode
Bei dieser Methode wird das Messobjekt in einem Konvektionstrockner getrocknet und der Feuchtigkeitsgehalt anhand des Gewichts vor und nach dem Trocknen gemessen. Sie wird als Gesamttrockenmethode bezeichnet. Sie zeichnet sich durch eine hohe Genauigkeit aus: Das Gewicht des bei 105 °C getrockneten Holzes, das sich nicht mehr verändert, wird als Gesamttrockengewicht bezeichnet, das mit dem Gewicht des Holzes vor der Trocknung berechnet werden kann, um den Feuchtigkeitsgehalt zu bestimmen.
Der Nachteil der Trockengewichtsmethode besteht darin, dass die Messung zeitaufwändig ist und nicht in Produktionslinien durchgeführt werden kann. Außerdem kann das Produkt beschädigt werden, wenn die Probe abgeschnitten wird. Ein weiterer Nachteil ist, dass sie viel Personal erfordert.
6. Sonstige
Andere Methoden sind die Neutronenmethode, bei der Holz mit schnellen Neutronen bestrahlt wird und die Menge der in thermische Neutronen umgewandelten Neutronen gemessen wird, und die chemische Analysemethode, bei der Karl-Fischer-Reagenzien verwendet werden.
Arten von Holzfeuchtigkeitsmessgeräten
1. Handlicher Typ
Der handliche Typ ermöglicht die Messung des Feuchtigkeitsgehalts durch einfaches Auflegen des Sensors auf die Oberfläche des Holzes und kann bei etwa 20 verschiedenen Holzarten eingesetzt werden. Zusätzlich zum Feuchtigkeitsgehalt verfügen einige Produkte über Funktionen wie Durchschnittswert, Temperaturkompensation und Obergrenzenalarm.
Holzfeuchtemessgeräte sind speziell für die Messung des Feuchtigkeitsgehalts in Holzspänen konzipiert. Die Messung erfolgt durch Einführen des Sensors des Feuchtemessgeräts in den Hackschnitzelhaufen.
2. Stationärer Typ
Stationäre Geräte werden in Sägewerken und anderen Anlagen installiert und können den Feuchtigkeitsgehalt kontinuierlich messen. Bei den meisten handelt es sich um Mikrowellen-Holzfeuchtemessgeräte, bei denen Sender und Empfänger separat installiert sind. Das Holz bewegt sich zwischen ihnen und der Feuchtigkeitsgehalt wird gemessen.