Как измерить влажность древесины в домашних условиях. Измеритель влажности древесины (влагомер): виды устройства, обзор моделей. Определение влажности древесины

Одним из моих хобби является деревообработка, а при работе с натуральным деревом важна его влажность.
В данном обзоре расскажу о цифровом приборе для измерения влажности древесины.

Для большинства эта вещь бесполезная, но для столяра незаменимая.
В off-line такой прибор стоит… на вскидку первая же и что самое примечательное вид 1 в 1:-D помоему очень не скромно! хотя реально я их видел в магазинах по 800-1000 р.

Немного теории.
1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ.

Для определения влажности древесины существует несколько способов. Для определения влажности можно использовать специальный прибор - электровлагомер. Действие прибора основано на изменении электропроводности древесины в зависимости от ее влажности. Иглы электровлагомера с подведенными к ним электропроводами вводят в дерево и пропускают через них электрический ток, при этом на шкале прибора сразу отмечается влажность древесины в том месте, где введены иглы. Широкое распространение получили электровлагомеры ЭВА-2М, определяющие влажность в диапазонах 7 - 60%.
Многие опытные столяры определяют влажность дерева на глаз. Зная виды древесины, ее плотность и другие физические свойства, можно определить влажность древесины по массе (взвешивая поочередно несколько одинаковых заготовок одной породы), по наличию трещин на торце или вдоль волокон древесины, по короблению и другим признакам.

При обработке пиломатериала рубанком тонкая его стружка, сжатая рукой, легко сминается - значит, материал влажный. Если стружка ломается и крошится, это указывает на то, что материал достаточно сухой. При поперечных порезках острыми стамесками также обращают внимание на стружки. Если они крошатся или выкрошивается сама древесина заготовки, это значит, что материал слишком сухой.

На практике различают древесину: комнатно-сухую (с влажностью 8-12%), воздушно-сухую искусственной сушки (12-18%), атмосферно- сухую древесину (18-23%) и влажную (влажность превышает 23%).
Древесину только что срубленного дерева или находившуюся долгое время в воде, называют мокрой, ее влажность до 200%. Различают также эксплуатационную влажность, соответствующую равновесной влажности древесины в конкретных условиях.

о сушке пиломатериала можно прочитать подробнее в

Теперь о приборе…
выглядит он собственно как и на картинке в комплекте батарейка типа «Крона» 9V

Инструкция

Тестирование работоспособности проводилось на недавно закупленной обрезной доске 40мм x 200мм x 5 метров. На момент покупки лес был сырой, беглое тестирование показало влажность в районе 30 %.

Измерение влажности двух разных досок стопки

Измерение влажности одной доски в разных местах на небольшом расстоянии друг от друга. как видно результаты измерений на одном уровне.

Измерение влажности кожи пальца

По результатам измерений можно сказать что прибор не врет, хотя в некоторых местах показывал влажность 0% %-|

Резюме: покупкой доволен, по хорошему нужно провести поверку с фирменным прибором, но в целом уровень влажно показывает и это главное.

Прямой - по методике , косвенный - при помощи электрических . Первый способ - точный, второй способ - быстрый.

Определение влажности древесины по ГОСТ 17231-78 (ГОСТ 16483.7-71)

Способ первый - прямой (стандартный, дедовской, проверенный временем)

На данный момент, на территории России действуют два стандарта, оба регламентирующие одну и ту же методику определения влажности древесины:

1. ГОСТ 17231-78 Лесоматериалы колотые и круглые.
   Методы определения влажности
   Скачать (cкачиваний: 1226)
2. ГОСТ 16483.7-71 Древесина.
   Методы определения влажности
   Скачать (cкачиваний: 914)

Аналоги данных стандартов легко отыщутся в метрологии любой постсоветской страны. Оба документа (ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71) регламентируют порядок отбора образцов, методы испытаний и анализа для объективного определения влажности деревоматериалов, лесоматериалов и дров (всего того, откуда можно вырезать или отпилить образец для исследований). Методика определения влажности по ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71 предельно проста и заключается в систематическом отборе и последующем высушивании образцов испытуемого материала. При этом, исследуемый образец находится в сушильном шкафу до полного своего высыхания. После чего, производится взвешивание и сравнение веса исследуемой древесины до, и после высушивания.

Прим. Согласно ГОСТ 17231-78 и ГОСТ 16483.7-71, сухим считается такой образец, масса которого не изменилась более чем на 1% после выдерживания в сушильном шкафу в течение 24-х часов при температуре 101...103°С

Плюсы и минусы

ГОСТ-овские методы определения влажности древесины очень объективны, но имеют один большой недостаток - они громоздки и медлительны. Анализ древесины на влажность может растянуться до 3-х дней, пока сохнут образцы. Кроме того, для анализа на влажность требуется вырезать образец из массы исследуемого материала, что абсолютно неприемлемо для определения влажности древесины у готовых изделий

Определение влажности древесины влагомером

Способ второй - косвенный (быстрый и современный)

Чтобы не заморачиваться с утомительным отбором и просушкой образцов, гораздо проще и удобнее «ткнуть» в древесину влагомером. Влагомер - это специальный электрический прибор для определения влажности древесины. Действие влагомера основано на принципе изменения удельного электрического сопротивления древесины в зависимости от её влажности. У влагомера есть специальные иглы-электроды, которые нужно ввести в контакт с исследуемой древесиной и просто нажать на кнопку. Результат измерения тут же высветится на экране (или будет указан отклонением стрелки на нужную величину, если у прибора шкала рычажного типа).

Плюсы и минусы

Определение влажности древесины влагомером невероятно быстро и удобно, относится к неразрушающему методу контроля и, поэтому - идеально подходит для готовых изделий. Увы, электрические влагомеры дают большую погрешность

Погрешности измерений при определении влажности древесины

Погрешность при измерения влажности древесины составляют

1. По методике , не более 1%
2. При использовании электрического , в пределах 2...10%

Почему такая большая погрешность при использовании влагомеров:

1. Иглы-электроды проникают локально, только на глубину 5...15мм. Из-за этого получается поверхностное и местное изучение древесного материала. Как результат - большой процент погрешности, по сравнению со стандартными ГОСТ-овскими методами, где высушивание образцов происходит по всему объёму
2. Использование принципа изменения удельного электрического сопротивления древесины в зависимости от её влажности даёт дополнительную погрешность . Потому что, величина удельного электрического сопротивления древесины зависит не только от её влажности, но и от её плотности и смолистости (для хвойных пород). А поскольку, древесины - очень переменчивая величина, то увеличивается вероятность погрешности при измерении древесины разных по плотности пород деревьев.
   Поэтому, для древесины каждой породы дерева имеется собственная шкала влажности . Электрические влагомеры настраиваются на плотность древесины какой-то одной породы, как правило - сосны. Для остальных пород дерева, производители влагомеров прикладывают таблицы или встраивают калькуляторы для пересчёта влажности.
   Но, даже такие ухищрения не позволяют снизить погрешность измерения меньше 2...3%, поскольку удельное электрическое сопротивление древесины напрямую зависит от плотности древесины, которая может сильно изменяться даже в пределах одной породы дерева
   см.

   Таблица удельного электрического сопротивления древесины в зависимости от породы дерева (наглядное пособие к объяснению, зачем нужны таблицы для пересчёта влажности в зависимости от породы дерева при использовании электрических влагомеров)

   Порода дерева	Удельное электрическое сопротивление (влажность 0%, 20°С, ОМ*см)
   	поперёк волокон	вдоль волокон
   Сосна	2,3*10 15	1,8*10 15
   Ель	7,6*10 16	3,8*10 16
   Ясень	3,3*10 16	3,8*10 15
   Граб	8,0*10 15	1,3*10 15
   Кедр	2,5*10 16	1,9*10 15
   Лиственница	8,6*10 15	3,3*10 15
   Прим. Данные таблицы найдены в Сети, их достоверность - неизвестна. Однако, даже поверхностного взгляда достаточно, чтобы понять, насколько может разниться величина удельного электрического сопротивления древесины, положенная в основу принципа работы электрического влагомера

3. Погрешность измерений в зависимости от породы дерева при определении влажности древесины влагомером уменьшается с ростом этой самой влажности и практически исчезает при показателе 100%. Это объясняется тем, что в напитанной водой древесине электрический ток идёт «напрямую» через воду, «игнорируя» при этом сопротивление

Единицы измерения величины влажности древесины

Каким-бы способом не была измерена влажность древесины - величина её всегда выражается в процентах от общей массы. Влажность древесины - это количественный показатель процентного содержания влаги в ней. Само собой разумеется, что влажность древесины не зависит от породы дерева.

Свободная и связанная влага в древесине

Основная часть влаги (воды) содержится в древесине во внутриклеточных и околоклеточных полостях и пустотах, каналах, трещинах и т.д. Но, кроме этого, молекулы воды содержатся в химически-связанном состоянии непосредственно в толще .

В зависимости от места расположения влаги в древесной массе, она (влага) разделяется на два вида - и

Свободная влага

Свободная влага - это влага, которая находится во внутриклеточном и междуклеточном пространстве, а также в полостях и пустотах древесины. Свободную влагу ещё называют «капиллярной». Свободная влага удерживается в древесной толще за счёт простых механических связей и легко удаляется из неё при обычной сушке. Свободная влага - это вода, которую древесина может впитывать в себя и затем отдавать при высушивании.

Связанная влага

Связанная влага - это специфический термин. Связанная влага - это влага, которая находится внутри материала стенок клеток древесины, непосредственно в самом

Перед использованием дерево должно быть высушено. Для измерения влажности снаружи и внутри заготовки используют влагомер. Большинство моделей гигрометров определяют уровень влаги в бревне или срубе с высокой точностью. Это осуществляется на лесоперерабатывающих предприятиях и в цехах по изготовлению пиломатериалов.

Принцип действия устройства

До появления электронных влагомеров уровень влажности определяли по ГОСТу. Это длительный и трудоемкий процесс, которых давал точные показатели только при строгом соблюдении алгоритмов исследования. Недостаток метода – сложности для получения значения.

Влагомеры предназначены для почти мгновенного определения влажности материала . Принцип работы приборов основан на измерении удельного электрического сопротивления дерева. Этот параметр меняется в зависимости от количества воды в структуре материала, на что и реагирует устройство. Измерители рассчитывают степень влажности с погрешностью от 0,5 до 4% по нескольким параметрам:

Локальные замеры. В одном стволе на разных участках уровень насыщения влагой отличается. Чтобы снизить неточность, замеры осуществляют в нескольких местах заготовки.

Разная плотность у пород. Хвойные и лиственные деревья имеют разные характеристики. Например, по плотности. Учесть эту особенность могут многие влагомеры, в программное обеспечение которых включена функция идентификации породы.

Безусловное преимущество применения прибора для измерения влажности перед методом ГОСТ – сохранение целостности изделия.

Основные виды

Принцип работы влагомера – анализ удельного сопротивления материала на прохождение тока, но точность зависит от характеристик прибора. Устройство нужно выбирать, опираясь на цель его использования и масштаб производства.

Кондуктометрический игольчатый влагомер

Прибор для определения влажности контактным методом оборудован щупами, которые нужно вводить в древесину. В ее теле устройство создает электрический импульс между электродами и определяет размер сопротивления среды. Значение высвечивается на экране.

Достоинства приборов:

• низкая цена;
• высокая достоверность результата при правильном введении игл в массу;
• простота в использовании.

Недостатки:

• приходится повреждать материал, а это нежелательно при измерении твердых и дорогих пород, готовых изделий;
• электровлагомер неспособен достоверно измерять влажность ниже 4%. Этот недостаток несущественный, менее 5% – нормальный уровень содержания воды в готовом изделии.

Прибор редко приходит в негодность, для наладки иногда требуется заменить крону, что можно сделать самому.

Электровлагомер бесконтактного действия (диэлькометрический)

Влагомер имеет встроенный генератор радиочастот. Он сканирует стройматериалы на расстоянии без необходимости проникновения внутрь массы.

Достоинства прибора:

• электровлагомер может определить влажность с низкой погрешностью;
• подходит для анализа качества сырья и готовых деревянных изделий;
• во многих моделях включена функция памяти значений;
• не требует повреждения древесины.

Недостатки:

• высокая стоимость прибора;
• ремонт влагомера обойдется недешево, требуется специалист.

Как пользоваться влагомером: включите прибор, приложите контактную поверхность к материалу или отведите на указанное в инструкции расстояние. У устройств рабочий орган может находиться на задней стороне прибора или как выносной измерительный цилиндр (см. фотографии бесконтактных устройств).

Обзор гигрометров

Психрометры для измерения количества влаги в древесине применяются при исследовании материала в лабораториях, в цехах деревообработки и при производстве изделий. Крупные компании, добросовестно относящиеся к своему делу, проводят контроль качества сырья на всех производственных этапах . Для этого используют приборы с определенными характеристиками от разных брендов.

Игольчатые измерители

• Электровлагомер ЭВ 2К (см. фото) по характеристикам соответствует требованиям ГОСТ 22261-76 и ГОСТ 24447-80. Это промышленный измеритель влажности, предназначенный для работы со всеми видами пиломатериалов из разных пород дерева. Кондуктометрическая модель старого образца работает контактным методом. Позволяет определять влажность при температуре воздуха +5–400 ˚C. Средняя цена прибора – 2000 р.

• Влагомер KWB 0121-00 – китайский кондуктометрический прибор современного образца. Он способен измерять и анализировать состояние дерева, бетона и некоторых других строительных материалов. Его недостаток – низкий уровень проникновения в материал, как следствие – высокая степень погрешности. Функция автоматического отключения при бездействии продлевает срок службы батареек. Средняя цена – 2000 р.

• Игольчатые древесные влагомеры Gann (Германия) применяются в цехах по сушке и хранению древесины. Разные модели проводят измерения на глубине от 5 до 40 мм в диапазоне от 5 до 50%. Выбор модели осуществляется, исходя из производственных потребностей предприятия. Цена от 120 до 440 евро.

Бесконтактные приборы

• Влагомер строительных материалов ВСМ-1 – универсальный инструмент для определения уровня водонасыщения в дереве, камне, бетоне в процессе строительства и при ремонтных работах. В прибор можно занести 25 градуированных зависимостей, что снизит величину погрешности результата. Устройство широко применяется в лабораторных исследованиях. Средняя цена прибора высокая – около 35 000 р.

• Бесконтактный влагомер hydrocondtroleasy – прибор отечественной сборки. Предназначен для быстрого измерения влажности в пиломатериалах по ГОСТ 16588. Устройство определяет количество влаги внутри крупных бревен и брусьев по всей длине. Работает с 7 группами пород дерева. При универсальности применения электровлагомер стоит сравнительно недорого – от 5800 р.

• Приборы merlin (Австрия) предназначены для измерения влаги в древесине разной толщины: в бревнах, досках, паркете, со строганой и необработанной поверхностью. Выбор модели следует осуществлять, исходя из толщины проверяемых изделий. Универсальным можно назвать измеритель merlin HM8-WS25: глубина исследуемой поверхности до 40 мм, спектр анализа от 4 до 99%. Удобный сенсорный экран и понятный интерфейс делают использование прибора доступным любому контролеру. Стоимость влагомера – 37 000 р.

• Прибор micro hydro control измеряет увлажнение неглубоких слоев, применяется на производстве мебели, отделочных материалов из древесины, паркета, дверей из массива. Устройство способно анализировать 23 вида древесины . Компактные размеры влагомера (см. фото) и невысокая цена (около 3000 р.) – главные его преимущества.

• Измеритель влажности дерева МГ4У – универсальный прибор для определения состояния сыпучих и твердых строительных материалов. Это влагомер для опилок, щебня и других сыпучих материалов, а также твердых изделий. Программное обеспечение соответствует нормам ГОСТ 21718 и ГОСТ 16588. Прибор внесен в Госреестр. Цена – около 43 000 р.

• Прибор МГ4Б оснащен 13 градуировочными зависимостями твердых материалов из камня разной плотности и 15 алгоритмами на древесину. По характеристикам схож с МГ4У, адаптирован для работы с твердыми материалами. Цена 32 000 р.

• Измерители бренда ADA ZFM предназначены для дерева твердых и мягких пород, гипсокартона, кирпичной кладки. Рабочая поверхность находится на задней стороне прибора. Диапазон измерения – 0–100% влажности, точность измерения ±4%. Стоимость изделия 2200 р.

Для удобства выбора

Чтобы легко подобрать влагомер, сведем представленные модели в таблицу с основными техническими показателями.

Влагомеры отличаются основными параметрами: точностью определения, наличием идентификации разных пород деревьев, глубиной пропускания измерительных импульсов. Именно на эти характеристики необходимо опираться при выборе прибора. Имеет значение и размер погрешности: для производства ответственных изделий необходимо получение точных и достоверных данных. С другой стороны, на производстве прибор пригодится и для измерения влажности ствола – сырья, и состояние готовой доски после сушки. Во всех случаях требуются разные характеристики влагомера.

Табличные данные могут отличаться от фактических, информация ознакомительная. Более точные характеристики предоставят продавцы.

Казалось, предприняли все меры предосторожности при строительстве дома, но на торцах бревен все время появляются трещины, а фасад покрыт грибком? Остается одна причина – вы не учли влажность стройматериалов.

Почему важно учитывать влажность древесины

Зарубежный опыт показывает, что степень усадки древесины меняется на 1–2 % при изменении влажности на каждые 5 %. Доска шириной в 10 см при уменьшении влажности с 20 % до 10 % даст усадку около 4 мм. Более того: прочность соединения клеем или герметиком деревянных поверхностей уменьшится вдвое, если разница во влажности будет всего 4 %.

Стоит учитывать, что при неправильном хранении увеличивается и риск появления плесени или гнили. В этом случае придется обрабатывать стройматериалы или готовое сооружение специальной пропиткой .

Как определить влажность древесины

Узнать влажность древесины на глаз можно, но показатель этот будет с большой погрешностью, но даже этого бывает достаточно. Если при распиливании из древесины выступает влага, не трудно догадаться, что дерево сырое.

Есть еще несколько народных способов, которые помогут приблизительно определить влажность древесины:

• Провести по строганой стороне химическим карандашом. Если след от карандаша фиолетовый, древесина влажная.
• Провести по дереву рубанком. У сухой древесины стружка хрупкая, у влажной –эластичная.
• Постучать по дереву. Сырая древесина дает глухой звук, у сухой он более мягкий и мелодичный.

Кстати, если при распиле древесина крошится, значит она пересушена и тоже не подойдет для строительства.

Самый надежный способ измерить влажность – воспользоваться электровлагомером. Иглы прибора вставляют в материал, и на дисплей выводится значение влажности.

Ошибки при сушке древесины

Сырую древесину перед использованием нужно высушить – в ином случае постройка рискует дать различную усадку или пасть жертвой биологических вредителей. Делают это естественным способом на воздухе или в печи. Иногда (на крупных складах) используют комбинацию начальной сушки на воздухе с последующей в печи.

Процесс сушки нужно контролировать, чтобы избежать следующих дефектов досок/бревен.

Деформация:

• искривление вдоль края или по ширине;
• выгибается вдоль;
• искривление на концах в противоположные стороны (напоминает пропеллер).

• на торцах;
• на лицевой стороне;
• внутри древесины – становятся видимыми после механической обработки.

При слишком быстром процессе высыхает только внешняя часть доски, а середина остается влажной. Это создает в древесине внутреннее напряжение, что опасно в заморозки. Средний влажный слой замерзает, увеличивается в объеме, и доска/бревно растрескивается.

Влажность древесины и ее обработка герметиками

• 15–20 % – окна, строительная древесина;
• 10–15 % – мебель;
• 8–10 % – столярные изделия в помещениях, которые непрерывно нагреваются.

При обработке герметиками нужно ориентироваться на эти показатели влажности, чтобы качественно защитить древесину.

Существует несколько способов, как определить влажность древесины. Они разнятся по своим подходам, но результат имеют примерно одинаковый. Перед тем как задаваться вопросом, каким методом определения лучше воспользоваться, вы должны знать, какая у вас древесина и какова влажность окружающего вас воздуха. Для каждой породы дерева существуют свои отдельные стандарты качества.

Если не учитывать влажность материала, то впоследствии готовое изделие может деформироваться.

Определение влажности древесины — крайне важный момент, соблюсти который необходимо перед началом строительства.

Дерево зачастую сплавляют по реке, в момент доставки оно может впитать в себя большое количество воды. Влага проникает в структуру дерева и расширяет его, со временем она испарится, для этого древесину сушат. Конечно же, сделать из влажного дерева доски можно, но в будущем они потрескаются, рассохнутся и потеряют свой первоначальный вид. Именно поэтому следует подвергать тщательной проверке каждую вновь прибывшую партию древесины.

Итак, определить влажность древесины можно двумя наиболее распространенными способами. Первый подразумевает использование точных весов, а для второго необходимо наличие специального приспособления, называемого электровлагомер.

Весовой способ определения влажности

Для его проведения необходимо наличие:

• сверхточных весов (вплоть до мг);
• доски;
• пилы;
• линейки.

Он заключается в следующем:

1. Из доски выпиливается небольшой брусок, который должен стать контрольной пробой. Его еще принято называть секцией влажности. Очень важно взять контрольную пробу в середине доски или спустя 30-50 см от торца. Торцевой отрезок вам не понадобится, показания его влажности неактуальны, так как эта часть имеет меньшую влажность, чем остальные части пиломатериала.
2. Ширина секции влажности должна составлять 10-15 мм. После выпиливания ее тщательно очищают от опилок и заусенцев и взвешивают на специальных технических весах. Такие весы способны показать максимально точную цифру, вплоть до одной сотой грамма.
3. Полученные данные следует записать. Условно эту цифру можно обозначить как Ph — начальная масса пробы.
4. После того как брусок пройдет процедуру взвешивания, его отправляют в специальный сушильный шкаф. Температура в таком шкафу поддерживается на уровне 100-105 С°.
5. На протяжении нескольких часов пробу вынимают из шкафа и заново взвешивают, записывая показания. Первое контрольное взвешивание осуществляют спустя 5 часов после закладки бруска в сушильный шкаф. Все последующие взвешивания делают каждые 1-2 часа.
6. Когда показатели взвешивания начнут повторяться, вы получите абсолютно сухую древесину. Этот показатель следует зафиксировать и обозначить как Pc — последняя масса пробы.
7. Определить влажность древесины в процентном выражении можно, использовав следующую формулу:

W = (Ph-Pc) / (Pc * 100%),

Где W — это изначальный показатель влажности в процентах;

Ph — начальная масса пробы;

Pc — последняя масса пробы.

Специалисты советуют: для получения более точных результатов желательно использовать не один контрольный образец, а два.

Вернуться к оглавлению

Измерение влажности при помощи электроприбора

Бесконтактный влагомер позволяет измерить влажность древесины толщиной до 4 см.

Использование первого метода занимает очень много времени. У вас уйдет около 8-9 часов на измерение влажности древесины таким способом. Да и сушильный шкаф есть не у всех. Куда проще воспользоваться специальным инструментом, который позволит быстро и точно измерить влажность дерева.

Принцип действия электровлагомера основан на законах физики, определяется косвенным путем. А полученные данные опираются на показатели омического сопротивления, которое, в свою очередь, напрямую будет зависеть от значения гигроскопической влажности в волокнах древесины.

За пределами показателей гигроскопической влажности прямая зависимость величины влажности и электрического сопротивления разительно отличается. Поэтому в данном случае измерять влажность древесины путем использования электровлагомера можно, но вероятная погрешность значительно вырастет.

Большинство конструкций, которые выпускаются на серийном производстве, имеет аккумуляторное питание и может быть использовано в измерении древесины влажностью от 7% до 60%. Аналогичные устройства построены по мостовой схеме.

Через испытуемый брусок дерева проходит поток тока, постепенно усиливается и измеряется прибором, микроамперметром. Его шкала уже отградуирована и показывает, каков процент влажности у испытуемого дерева.

Шкала прибора имеет два основных диапазона с различной степенью погрешности. Первый диапазон рассчитан на влажность древесины от 7% до 24%, погрешность в данном случае составляет 1-2%. А второй диапазон измеряет древесину с повышенной влажностью от 22% до 60%, здесь возможное расхождение в вычислении может достигать 10%. Погрешность может отображаться как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.

Благодаря использованию аккумуляторных батарей с возможностью подзарядки от бытовой электросети прибор мобилен и компактен.