Диэлькометрический метод измерения влажности | Algolpro.ru : Компания Альголь
- Главная
- Полезные статьи
- Диэлькометрический метод измерения влажности
Влажность материалов является показателем качества строительной продукции, оказывающим большое влияние на технологические, потребительские, эксплуатационные и др. свойства изделий и конструкций, изготовленных из этих материалов. Во многих нормативно-технических документах (стандартах, технических условиях, технологических картах и т.п.) строительной отрасли влажность материалов и изделий из них нормируется на определенном уровне и должна измеряться достаточно часто. Метод измерения влажности, регламентируемый этими документами, традиционно предусматривал отбор проб /изготовление образцов, их взвешивание, высушивание при определенной температуре, повторные взвешивания до достижения постоянной массы и вычисление влажности по стандартной формуле. Этот метод получил название «термо-гравиметрический» и мог использоваться только в лабораторных условиях.
По мере развития индустриального домостроения и массового жилищного строительства в СССР все более актуальной становилась задача контроля качества строительной продукции, в частности влажности используемых материалов.
Термо-гравиметрический метод оказался в этих условиях малопригодным в силу его длительности и трудоемкости, в связи с чем возникла необходимость разработки неразрушающего метода экспрессного измерения влажности непосредственно в натурных условиях стала очевидной.
Работы в области поиска новых методов и средств измерений влажности для нужд строительной отрасли начаты в НИИСФ более 40 лет назад. Были проведены теоретические и экспериментальные исследования по применению электрических, радиоизотопных и нейтронных методов и средств измерения влажности и плотности конструктивных строительных материалов. Результатом этого этапа исследований стала разработка первых нормативных документов, регламентирующих в строительной отрасли применение новых физических методов измерения влажности: ГОСТ 21718-76 «Бетоны легкие и ячеистые.
Диэлькометрический метод измерения влажности», ГОСТ 23422-79 «Материалы строительные. Диэлькометрический и нейтронный методы измерения влажности», ГОСТ 25611-83 « Влагомеры диэлькометрические строительных материалов. Общие технические условия».
Следующим этапом стали опытно-конструкторские работы по созданию образцов новых приборов, способных стать рабочими средствами измерений для разработанных нормативных документов. Здесь возникла проблема, связанная с тем, что номенклатура материалов, используемых в строительной отрасли, чрезвычайно разнообразна, включая в себя различные виды конструктивных, теплоизоляционных, сыпучих и других материалов. Проблема заключалась в технической и экономической нецелесообразности выпуска семейства однотипных влагомеров частного применения, например, один для древесины, другой для бетонов, третий для песков и т.д. Наиболее оправданным был признан промышленный выпуск универсального влагомера строительных материалов и изделий, реализующего диэлькометрический метод измерений, комплектуемого разными датчиками для твердых и сыпучих материалов.
Родоначальником линейки отечественных влагомеров строительных материалов стал диэлькометрический влагомер типа ВСКМ-12 (свидетельство на промышленный образец «Влагомер строительных материалов» № 17770 с приоритетом 31.10.1983 г.) который был запущен в серийное производство на заводе «Манометр». В завершение метрологического обеспечения этого влагомера (измерителя влажности) совместно с УНИИМ были разработаны и изготовлены стандартные образцы (СО) влажности бетона и песка, внесенные в Государственный реестр, и ГОСТ 8.519-84 «Влагомеры диэлькометрические строительных материалов. Методика поверки».
Последняя модификации влагомера ВСКМ-12У, выпускавшегося до 2005 г., представляла собой современный портативный прибор с микропроцессорной программой, ЖК-дисплеем и зашитыми в энергонезависимую память градуировочными зависимостями наиболее распространенных материалов. Влагомер нашел широкое применение в строительной отрасли как для технологического контроля в производстве строительных материалов, изделий и конструкций, так и для оперативного неразрушающего контроля непосредственно на строящихся или эксплуатируемых строительных объектах в процессе строительно-монтажных, отделочных, гидроизоляционных работ, а также ремонта и реконструкции зданий и сооружений.
С 1985 г. введен в действие ГОСТ 21718-84 «Материалы строительные. Диэлькометрический метод измерения влажности», разработанный взамен стандарта 1976 г., в связи с существенным расширением номенклатуры материалов, влажность которых целесообразно измерять диэлькометрическим методом.
Начиная с 2005 г. освоен выпуск экспресс-измерителя типа ИВТП-12 двух модификаций, внесенных в Гос. реестр средств измерений РФ. Модификация ИВТП-12-1 полностью заменяет универсальный влагомер ВСКМ-12У, отличаясь от него более высокими метрологическими, техническими, эргономическими и потребительскими показателями. Модификация ИВТП-12-2 представляет собой новый класс приборов, не имеющих аналогов, позволяющих диэлькометрическим методом одновременно экспрессно измерять влажность и теплопроводность строительных материалов и изделий в натурных условиях. Применение приборов типа ИВТП-12 регламентировано ГОСТ Р 8.621-2006 «ГСИ. Материалы и изделия строительные.
Методика выполнения измерений влажности и теплопроводности диэлькометрическим методом», введенным в действие с 2007 г.
На разработки НИИСФ в области неразрушающего контроля качества строительной продукции выдано более 50 патентов и авторских свидетельств, они награждены 5-ю медалями ВДНХ, в том числе 3-мя золотыми.
Влагомер диэлькометрический
Влагомер диэлькометрический, принцип работы которого основан на корреляции диэлектрической проницаемости материала с величиной его влажности.
Простой, малогабаритный влагомер содержит корпус с плоским коаксиальным емкостным датчиком, съемный бункер для сыпучих продуктов, загрузочное устройство, устройство обработки и отображения информации, съемный бункер в сочетании с плоским датчиком позволяют использовать влагомер для измерения, как сыпучих продуктов, так и твердых плоских материалов. Засыпное устройство увеличивает точность измерения влажности.
1. Техническое решение относится к влагомерам косвенного метода измерения влажности, метод основан на корреляции диэлектрической проницаемости материала с величиной его влажности.
2. Диэлькометрические (емкостные) влагомеры применяются для измерения влажности твердых плоских и сыпучих продуктов и материалов. Аналогами заявляемому влагомеру диэлькометрическому являются влагомеры зерна we-65 [1], mn GAC pus [2] и Фауна-М [3] влагомер зерна и сыпучих продуктов Атпаз-01 [4], универсальный влагомер древесины, стройматериалов и сыпучих продуктов МГ4У [5]. в качестве прототипа взят влагомер Фауна-М.
Перечисленные влагомеры, за исключением влагомера древесины МГ4У, имеют корпус с бункером для исследуемого продукта, емкостной коаксиальный датчик, устройство обработки и отображения информации, во всех этих приборах бункер для исследуемого продукта и датчик составляют единое целое с корпусом влагомера, недостатком конструкций влагомеров с традиционным коаксиальным датчиком в виде бункера является то, что они могут использоваться только для измерения влажности сыпучих продуктов.
Погрешность измерения влагомеров сыпучих продуктов емкостного типа очень зависит от варианта засыпки исследуемого продукта в бункер, что связано со степенью уплотнения продукта.
Разброс показаний при этом может достигать нескольких процентов, во влагомерах we эта проблема решается с помощью специального устройства уплотнения исследуемого продукта с нормализованным усилием, во влагомере Атпаз-01 имеются специальные весы, позволяющие вести измерение при определенной удельной плотности продукта, все это усложняет конструкции и удорожает стоимость приборов.
Перечисленные влагомеры предназначены для измерения влажности только сыпучих продуктов и не могут применяться для твердых плоских материалов.
Имеются влагомеры, которые могут применяться для измерения влажности, как твердых плоских материалов, так и сыпучих продуктов. Пример такого прибора – универсальный влагомер МГ4У. Такие приборы имеют выносной измерительный датчик, связанный с электронным блоком с помощью кабеля. Это не очень удобно в работе и может привести к увеличению погрешности измерений из-за влияния емкости соединительного кабеля.
3. Задачей полезной модели является создание влагомера диэлькометрического с устранением недостатков аналогов.
техническим результатом является разработка влагомера универсального по назначению, точного, небольших размеров и простого в изготовлении путем применения в нем плоского коаксиального датчика, съемного бункера для сыпучего продукта и специального засыпного устройства.
4. В конструкциях влагомеров для сыпучих продуктов используется емкостные датчики коаксиального типа. эти датчики обладают хорошей чувствительностью и достаточно экранированы от внешних влияний, датчики, конструктивно объединенные с бункером, имеют стакан с наружной обкладкой и внутреннюю деталь с центральной обкладкой, полость, образованная стаканом и внутренней деталью, исполняет роль бункера для измеряемого продукта.
Недостатком такого решения является определенная технологическая сложность в изготовлении и некоторая громоздкость всей конструкции влагомера в целом, такие датчики могут применяться для работы только с сыпучими продуктами, для измерения влажности твердых плоских материалов они непригодны.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом влагомере применен плоский коаксиальный датчик, съемный бункер для сыпучих продуктов и специальное загрузочное устройство.
Датчик (Фиг.1) выполнен в виде пластины из изоляционного материала 1 с обкладками, из металлической фольги, обкладка емкостного датчика 3 занимает центральную площадь пластины, вторая обкладка 2 располагается по периметру пластины 1. датчик является деталью корпуса влагомера.
Влагомер сыпучих продуктов (Фиг.2) имеет корпус 4, коаксиальный емкостной датчик 3, съемный бункер для сыпучего продукта 1 с засыпным устройством 2, устройство обработки и отображения информации 5.
Бункер представляет собой прямоугольный стакан, который соединяется с корпусом влагомера. Стенка бункера, обращенная к датчику, отсутствует. Благодаря этому продукт, засыпанный в бункер, имеет контакт с датчиком 3. При снятом бункере (Фиг.3) влагомер может использоваться для измерения влажности плоских материалов: древесины, бетона, различных стройматериалов.
Загрузочное устройство 2 представляет собой вставку в бункер в виде прямоугольного стакана без дна. в нижней части стенки стакана сужены в виде плоской воронки, исследуемый продукт, насыпанный в стакан загрузочного устройства, при плавном его извлечении, равномерно высыпается в бункер.
Это позволяет определенным образом нормализовать засыпку продукта и минимизировать ее влияние на результат измерений.
Загрузочное устройство размещается внутри бункера влагомера, и не увеличивает общие габариты прибора в отличие от модели mn GAC pus, где загрузочное устройство выполнено в виде дополнительной приставки.
Влагомер диэлькометрический отличается от прототипа тем, что благодаря применению плоского датчика и съемного бункера пригоден для измерения как сыпучих, так и твердых плоских материалов, также для измерения влажности сыпучих продуктов в россыпи или через тонкую упаковку. Специальное загрузочное устройство позволяет снизить погрешность измерения сыпучих продуктов.
Литература
1. Влагомер зерна we-65, (Финляндия), www.farmcomp.fi
2. Влагомер зерна Mn GAC pus (США), www.dckey-john.com
3. Влагомер зерна Фауна-М (Россия), www.agroepta.ru
4. Влагомер зерна и сыпучих продуктов Атпаз-01 (Россия), www.soitonntt.ru/05.htm
5.
Универсальный влагомер МГ4У (Россия), www.stroyprbor.ru
Влагомер диэлькометрический, имеющий корпус, коаксиальный емкостной датчик, бункер для измеряемого продукта, устройство обработки и отображения информации, характеризующийся тем, что емкостной коаксиальный датчик имеет плоскую форму, и обкладки его расположены в одной плоскости; бункер для сыпучих продуктов съемный; бункер для сыпучих продуктов снабжен загрузочным устройством.
Знаете ли вы разницу между влагомерами древесины
Влагомеры древесины используют два основных метода определения содержания влаги: Емкостной и сопротивительный.
Измерители сопротивления (штыревые влагомеры)
Известный как штыревой влагомер, этот тип был наиболее широко используемым измерителем во всем мире. Два или более штифта втыкаются непосредственно в древесину в двух разных местах, и от одного штифта к другому проходит постоянный ток. Этот процесс измеряет сопротивление току между контактами и соотносит это сопротивление с влажностью древесины.
Технология электромагнитного поля, ЭМП (измерители влажности без штифтов)
Часто называемый влагомером без штифтов, этот тип измеряет содержание влаги в древесине, не прокалывая древесину штифтами. Электрическая волна излучается через датчик, прижатый к дереву. Это создает электромагнитное поле (ЭМП) размером с датчик и глубиной от 0,75 до 1,0 дюйма в зависимости от указанной модели. Поле ведет себя по-разному в зависимости от количества влаги, присутствующей в древесине.
Бесконтактные влагомеры основаны на емкостном методе, но правильно спроектированный влагомер будет учитывать множество других факторов. Эти измерители влажности измеряют способность древесины накапливать энергию (емкость), количество энергии, которую древесина поглощает из поля (потери мощности), или сопротивление древесины полю (импеданс). Бесконтактные счетчики преобразуют эту электрическую информацию в процент содержания влаги.
Вот краткий список факторов, влияющих на каждый тип счетчика:
| EMW Meter | Pin Meter | |
| Temperature | No | Yes |
| Chemicals | No | Yes |
| Wood Orientation | No | Yes |
| Градиент влажности | Нет | Да |
| Влажные карманы | Нет | Да |
| Породы древесины | Yes* | Yes** |
| Wood Density | Yes* | No |
| Surface Texture | Yes | No |
*Certain EMW moisture meters correct this either digitally or с помощью таблицы поиска.
**Некоторые игольчатые влагомеры могут исправить это с помощью справочной таблицы.
Некоторые факторы из этого списка могут быть вам знакомы. Поскольку измерители EMW считывают большое трехмерное среднее значение MC древесины, ориентация древесины не влияет на их показания. На штифтовые влагомеры влияют влажные карманы, даже если окружающая древесина значительно суше, и они могут давать более высокие показания MC из-за меньшего пути тока, проходящего через него. Температура также может влиять на сопротивление древесины, измеряемое пинметрами.
Судя по приведенному выше списку, вы, возможно, уже развили здоровый скептицизм в отношении точности показаний пинметра. Хотя некоторым столярам редко приходится иметь дело с химическими веществами, труднее всего оценить факторы, влияющие на пинметры.
Текстура поверхности, плотность и виды могут быть либо оценены визуально, либо уже известны. Однако мокрые карманы невозможно исправить с помощью пинметра.
С другой стороны, показания некоторых измерителей EMW на очень шероховатых поверхностях будут на 1-2% ниже, поскольку вы начнете измерять воздух, находящийся там, а не саму древесину. На большинстве досок простое плотное прижатие счетчика к дереву сводит на нет этот фактор. Но на очень грубой древесине вы можете добавить 1% к показаниям.
Кроме того, имейте в виду этот малоизвестный, но важный фактор — Многие штифтовые влагомеры имеют шнур, соединяющий штифты, которые вбиты в древесину (модели со штифтами и подключенным измерителем не могут входить достаточно глубоко в дерева, чтобы получить точные показания). На этих конкретных счетчиках попробуйте просто изменить положение шнура и посмотрите, как изменятся показания! Это было бы почти забавно, если бы последствия неточных показаний не были столь серьезными.
Влагомер диэлькометрический FIZEPR-SW100.30 для лабораторных исследований
Лабораторный диэлектрический влагомер FIZEPR-SW100.30 обладает высокой чувствительностью и точностью измерений, обеспечивает измерение не только влажности, но и комплексной диэлектрической проницаемости.
Может использоваться как для контроля жидкостей, так и мелкозернистых сыпучих материалов.
FIZEPR-SW100.30.1 FIZEPR-SW100.30.2 и FIZEPR-SW100.30.26 Лабораторный влагомер имеет малый вес и небольшой размер датчика. Благодаря диаметру датчика (Ø46 мм) его можно использовать для контроля жидкостей в стандартных мерных цилиндрах, которые широко используются в химических лабораториях.
Датчик влагомера герметичен и оснащен переходной муфтой для крепления на штанге, что позволяет контролировать параметры жидкостей непосредственно в емкостях и определять эти параметры в зависимости от уровня погружения датчика.
В комплект поставки влагомера входит не только датчик и электронный блок, но и комплект кластеров, мерный цилиндр и ноутбук (нетбук). Установленное программное обеспечение позволяет проводить анализ и математическую обработку результатов измерений и исследования материалов в радиодиапазоне.
FIZEPR-SW100.30.1
FIZEPR-SW100.30.261 Анализ диэлектрических свойств материалов проводится путем измерения показателя преломления (коэффициента замедления) электромагнитной волны в контролируемой среде в метровом и дециметровом диапазонах длин волн.
При измерении определяется отношение резонансной частоты воздушного зонда датчика к его резонансной частоте в материале образца.
Этот принцип обеспечивает независимость результатов измерений от длины зонда датчика и особенностей его конструкции. Но что еще более важно, нет необходимости в калибровке устройства контроля влажности. Это обеспечивает точность измерения диэлектрической проницаемости до 4 значащих разрядов.
Влагомер лабораторный выпускается в следующих модификациях:
| Описание | Применение | Строительство |
|---|---|---|
FIZEPR-SW100.30.1 FIZEPR-SW100.30.11 | Лабораторные измерения преимущественно жидких материалов, а также измерения на разных глубинах в резервуарах | Датчики выполнены в виде зонда, вставляемого в мерный цилиндр на 500 мл. Опция 30.11 может быть установлена на штоке и позволяет проводить измерения в резервуарах |
FIZEPR-SW100.  |
