Namen določanja vlažnost lesa

Transcript

1

2 Namen določanja vlažnost lesa V svežem lesu določitev količine vode v lesu Pred izvajanjem sušenja izbira pravilnega programa sušenja Med izvajanjem sušilnega postopka primerjava dejanskega stanja s programiranim Po sušenju odgovarjajoče nadaljnji predelavi ali uporabi V postopkih predelave preprečevanje delovanja in ustrezna zahtevam nadaljnjih postopkov (npr. lepljenje, površinska obdelava) Po vgraditvi vpliv nihajočih klimatskih razmer ali morebitnih napak 2

3 Vlažnost določamo na izbranih kosih, ki nakazujejo povprečno vlažnost celotne šarže zadostno število meritev in pravilna izbira merilnih mest KRITERIJI PRI IZBIRI METODE ZA DOLOČITEV LESNE VLAŽNOSTI ali je izmerjena lesna vlažnost enaka dejanskemu vlažnostnemu stanju lesa, kateri dejavniki in v kolikšni meri vplivajo na izmerjeno vrednost, kolikšna so možna odstopanja glede na uporabljeno metodo, kakšno variabilnost lesne vlažnosti lahko pričakujemo v celotni šarži in katera metoda je najzanesljivejša. 3

4 V praksi najpogostejše metode določanja lesne vlažnosti gravimetrična metoda (metoda tehtanja) električne metode uporovna, merjenje dielektrične konstante, kota izgub, Ostale metode destilacijska, titracijska (Karl-Fischerjeva metoda), z β delci ali žarki, z nevtroni z visoko energijo, z nuklearno magnetno resonanco (stacionarna pulzirajoča). 4

5 Gravimetrična metoda (metoda tehtanja - EN ) POSTOPEK DOLOČANJA Vzorce odvzamemo na primerni oddaljenosti od čela elementov 5

6 Gravimetrična metoda VILIČNI TEST VLAŽNOSTNI GRADIENT POVPREČNA VLAŽNOST 6

7 Gravimetrična metoda (metoda tehtanja - EN ) POSTOPEK DOLOČANJA Vzorce odvzamemo na primerni oddaljenosti od čela elementov Vzorce tehtamo v svežem stanju ali pri vlažnosti, ki jo določamo osušimo do sušilnično (absolutno) suhega stanja (T = 103º ± 2ºC) Pri doseženi konstantni masi vzorec ponovno tehtamo Vlažnost izračunamo po definicijski formuli 7

8 Gravimetrična metoda IZRAČUNI Relativna vlažnost u m m m m vode vl 0 vl m0 = = U = 100 m0 m m 0 0 Absolutna vlažnost m m m vl 0 x = vl X = m vl m vl m Zveza Natančnost določevanja x = u 1 u m = m 0 u 100 u x = 1 x 8

9 Destilacijska metoda ρ a > ρ VODE ρ b < ρ VODE tetrakloretilen tetrakloretan trikloretilen kloroform ksilen toluen benzen 9

10 VPLIV ELEKTRIČNIH LASTNOSTI LESA NA DOLOČEVANJE LESNE VLAŽNOSTI UPOROVNI MERILNIKI (pren ) inherentne lesne lastnosti eksperimentalne spremenljivke lesna vlažnost in njena porazdelitev temperatura orientacija vlaken gostota kemična zgradba vrsta in oblika elektrod stični tlak oblika in velikost vzorcev elektrolitski učinek elektrod velikost in trajanje napetosti 10

11 VPLIV ELEKTRIČNIH LASTNOSTI LESA NA DOLOČEVANJE LESNE VLAŽNOSTI UPOROVNI MERILNIKI (pren ) lesna vlažnost in njena porazdelitev suh les električni izolator - spec. el. upornost do Ωcm les vlažen do U = 7% 5X U = 1% les vlažen do U = 27% 2-3X U = 1% nad TNCS vrsta elektrolita (število ionov, koncentracija, mobilnost) 11

12 VPLIV ELEKTRIČNIH LASTNOSTI LESA NA DOLOČEVANJE LESNE VLAŽNOSTI UPOROVNI MERILNIKI (pren ) Vpliv temperature in lesne vlažnosti na električno upornost du/dt (0, ,85 U) 12

13 VPLIV ELEKTRIČNIH LASTNOSTI LESA NA DOLOČEVANJE LESNE VLAŽNOSTI orientacija vlaken UPOROVNI MERILNIKI (pren ) U < 15 % orientacija ima zanemarljiv vpliv 15 % < U < UTNCS vzdolžno je prevodnost 1,9 do 3,2 X večja od radialne in 2,1 do 3,9 od tangencialne gostota U < UTNCS prevodnost z gostoto narašča k = k`(ρ/ρ`) 13

14 VPLIV ELEKTRIČNIH LASTNOSTI LESA NA DOLOČEVANJE LESNE VLAŽNOSTI UPOROVNI MERILNIKI (pren ) kemična zgradba osnovne lesne komponente monovalentni ioni ekstraktivi zaščitna sredstva posredno preko sorpcijskih lastnosti (nekoliko večja prevodnost lignina?) Na, K vodotopni prevodnost povečujejo netopni zmanjšujejo z elektroliti prevodnost povečujejo organska zmanjšujejo 14

15 VPLIV ELEKTRIČNIH LASTNOSTI LESA NA DOLOČEVANJE LESNE VLAŽNOSTI UPOROVNI MERILNIKI (pren ) vrsta in oblika elektrod ploščate elektrode igelne elektrode merjenje vlažnosti površine (furnir, obdelane površine) merijo najvlažnejši sloj stični tlak potrebno doseganje minimalnega tlaka postopek sušenja relaksacija, razpoke 15

16 VPLIV ELEKTRIČNIH LASTNOSTI LESA NA DOLOČEVANJE LESNE VLAŽNOSTI UPOROVNI MERILNIKI (pren ) oblika in velikost vzorcev električni fluks (pretok) je koncentriran na konicah elektrod elektrolitski učinek polarizacija na stiku različnih snovi mobilnost Na, K ionov zmanjšuje napetostni gradient vpliv vlažnosti in časa ohmsko segrevanje (pri manjših napetostih je zanemarljivo) 16

17 VPLIV ELEKTRIČNIH LASTNOSTI LESA NA DOLOČEVANJE LESNE VLAŽNOSTI DIELEKTRIČNI MERILNIKI inherentne lesne lastnosti eksperimentalne spremenljivke lesna vlažnost in njena porazdelitev temperatura orientacija vlaken gostota kemična zgradba specifična upornost vrsta in oblika elektrod frekvenca 17

18 VPLIV ELEKTRIČNIH LASTNOSTI LESA NA DOLOČEVANJE LESNE VLAŽNOSTI DIELEKTRIČNI MERILNIKI lesna vlažnost dielektrična konstanta - ε suh les 4 voda 80 kot izgub - tg δ do vl. 8% narašča hitro nato zmerneje do 20 % temperatura ε in tg δ z naraščajočo temperaturo naraščata 18

19 Vpliv gostote in lesne vlažnosti na dielektrično konstanto lesa 19

20 VPLIV ELEKTRIČNIH LASTNOSTI LESA NA DOLOČEVANJE LESNE VLAŽNOSTI DIELEKTRIČNI MERILNIKI orientacija vlaken ε in tg δ sta v vzdolžni smeri 2 do 3 x večja kot v prečni razlika med radialno in tangencialno smerjo ni očitna gostota ε in tg δ z naraščajočo gostoto naraščata kemična zgradba ε narašča s padajočo kristalizacijo večji delež lignina zmanjšuje ε 20

21 VPLIV ELEKTRIČNIH LASTNOSTI LESA NA DOLOČEVANJE LESNE VLAŽNOSTI DIELEKTRIČNI MERILNIKI specifična upornost pri visoki h frekvencah je odvisnost od lesne vlažnosti majhna frekvenca ε pada pri vseh vlažnostih lesa tg δ doseže maksimum pri frekvancah med 5 in 10 MHz 21

22 Natančnost in točnost določevanja lesne vlažnosti z električnih merilnikov 25,0 25,0 20,0 20,0 Meritev [%] 15,0 10,0 Meritev [%] 15,0 10,0 5,0 5,0 0,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 Vlažnost [%] 0,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 Vlažnost [%] 22

23 VPLIV UPOROVNI MERILNIK KAPACITIVNOST NI MERILNIK GRAVIMETRIČNA METODA IZGUBA MATERIALA NEDESTRUKTIVNA NEDESTRUKTIVNA DESTRUKTIVNA TRAJANJE TRENUTNA TRENUTNA UR OBMOČJE UPORABNOSTI 6-25 % 0-25 % NEOMEJENO LESNA VRSTA VLAŽNOSTNI GRADIENT KARAKTERISTIČNA UPOROVNA KRIVULJA SUKCESIVNO MERJENJE (izolirane elektrode!) VPLIV GOSTOTE POVPREČNA VLAŽNOST NE VPLIVA (hlapne komponente!) VZPOREDNE PLASTI SMER VLAKEN DRUGI DEJAVNIKI u < 15 % NI VPLIVA u > 20 % PREČNO SKLADIŠČENJE V MORJU, ZAŠČITNA SREDSTVA REŽE, SMOLNI ŽEPI NI VPLIVA (simetrične elektrode!) EKSTRAKTIVNE SNOVI REŽE, SMOLNI ŽEPI NI VPLIVA HLAPNE KOMPONENTE 23

24 Iglični in kontaktni merilnik lesne vlažnosti Sistem za kontinuirano merjenje lesne vlažnosti 24