Влагомеры — это измерительные приборы, используемые для измерения процентного содержания воды в данном веществе, поскольку физические свойства сильно зависят от содержания влаги, а высокое содержание влаги в течение определенного периода времени может постепенно ухудшать качество материала. Существуют измерители для различных веществ, включая древесину, строительные материалы , бетон и почву .
Влагомеры — это измерительные приборы, используемые для измерения процентного содержания воды в данном веществе. Прямое гравиметрическое измерение свободной влаги требует удаления, высушивания и взвешивания образца, поэтому датчики влажности измеряют объемное содержание воды косвенно, используя некоторые другие свойства субстрата, такие как электрическое сопротивление или диэлектрическая проницаемость .
Содержание влаги может быть использовано для определения того, готов ли материал к использованию, неожиданно влажный или сухой или нуждается ли он в дальнейшей проверке. Изделия из дерева и бумаги очень чувствительны к содержанию влаги. Физические свойства сильно зависят от содержания влаги, и высокое содержание влаги в течение определенного периода времени может постепенно ухудшить качество материала.
Содержание влаги в свежесрубленных бревнах может составлять 80% и более, в зависимости от породы. Поскольку древесина дает усадку, а также может раскалываться, скручиваться или иным образом менять форму по мере высыхания, большую часть древесины перед использованием сушат. Чаще всего это делается с помощью печи , но может использоваться и метод воздушной сушки, который намного медленнее. В большинстве районов Соединенных Штатов минимальное содержание влаги, которое обычно можно получить при воздушной сушке, составляет около 12–15 процентов. Большинство высушенных на воздухе материалов обычно имеют содержание влаги ближе к 20 процентам при использовании. [1]
Сушка в печи обычно контролируется каким-либо типом влагомера. Влагомеры используются для измерения количества воды в древесине, чтобы плотник мог определить, подходит ли она для предполагаемой цели. Строительные инспекторы и многие другие, плотники, любители и другие плотники часто обязаны иметь влагомеры. Например, установщики деревянных полов должны проверить, что MC древесины соответствует относительной влажности воздуха в здании. Если этот шаг пропустить, может возникнуть широкий спектр проблем: растрескивание, коробление, выпучивание, коробление, запавшие стыки и потрескавшаяся отделка.
Проблемы, вызванные различной степенью содержания влаги в древесине, выходят за рамки простой усадки размеров деревянных деталей. Проблемы с искажениями формы древесины, такими как скручивание, коробление и коробление, возникают из-за разницы в степени изменения размеров клеток древесины по касательной (перпендикулярно волокну и параллельно годичным кольцам ) и по радиальной (перпендикулярно годичным кольцам) оси. [2]
Влагомер дает показания приблизительного содержания влаги в древесине. Показания помогают определить, является ли древесина достаточно сухой для своего предполагаемого использования. Показания содержания влаги также могут помочь в планировании дизайна проекта, который будет учитывать будущие изменения размеров, вызванные изменениями относительной влажности. Количество общей усадки, которую претерпит древесина в процессе сушки, варьируется от породы к породе. Разница между радиальной и тангенциальной усадкой также варьируется от породы к породе. Древесина с низким соотношением тангенциальной и радиальной усадки, такая как тик и красное дерево, менее склонна к деформации из-за изменений содержания влаги, чем древесина с высоким соотношением, такая как восточная белая сосна и некоторые виды дуба. Породы как с низкой общей усадкой, так и с низким соотношением тангенциальной/радиальной усадки более стабильны и будут лучше реагировать на изменения содержания влаги. [3]
Для древесины, которая будет использоваться в производстве мебели, для деревянных полов , в строительстве или для любого строительного проекта, идеальным состоянием является состояние равновесного содержания влаги (EMC). EMC означает, что древесина находится в равновесии с относительной влажностью окружающей среды, и, следовательно, не приобретает и не теряет влагосодержания. В действительности, однако, крайне редко среда поддерживает постоянную фиксированную относительную влажность, и следует ожидать некоторой степени изменения размеров вместе с сезонными изменениями относительной влажности. [4]
Для типичных операций по деревообработке доступны два основных типа влагомеров. [5] В зависимости от марки, штыревые измерители измеряют электрическое сопротивление , называемое удельным сопротивлением, или его обратную величину, проводимость , древесного субстрата. [6] Вода свободно проводит электричество; следовательно, увеличение содержания воды коррелирует с увеличением проводимости. Штыревые измерители включают два штыревых электрода, которые вбиваются в древесные волокна и напрямую измеряют электрическое сопротивление или проводимость. Каждая марка влагомера использует собственные расчеты и отображает конечное содержание влаги в процентах.
Второй тип влагомера основан на диэлектрических свойствах древесины. Измеритель включает в себя две прокладки, которые служат резиновыми электродами, которые передают и принимают сигнал при нажатии на древесную подложку. Влагомер влагомера в виде прокладки является неинвазивным по своей природе и требует только поверхностного контакта с древесиной для получения показаний. [7] [8] Неинвазивный измеритель создает низкочастотную электрическую волну между двумя прокладками и измеряет электрические свойства древесины, аналогично инвазивному штыревому измерителю. [9]
Измерители влажности также могут использоваться профессионалами строительной отрасли и консультантами по восстановлению после затопления для определения точного содержания влаги в широком спектре материалов , встречающихся в застроенной среде, таких как гипсокартон или внутренняя отделка штукатуркой. Определение высокой влажности внутри зданий имеет важное значение для обнаружения утечек, которые могут быть невидимы глазу. [10] Содержание влаги измеряется таким же образом, как и в древесине, и отображается в эквиваленте влажности древесины, или WME. WME — это теоретическое содержание влаги, которое содержалось бы в субстрате, если бы он был деревянным. Эта способность обнаруживать и измерять аномалии влажности может помочь управлять и контролировать качество воздуха в помещении путем обнаружения и предотвращения скрытого роста плесени внутри зданий. [11]