Рис. 13. Семейство зависимостей R=f(W%), построенных при временном дрейфе влаги в процессе контроля.

На практике для конкретного ИВлаг рис. 9.11 означает следующее: при измерении влажности в начале мы имеем показание 18,7 %, через час оно изменилось до 20,1 %, через 20 часов мы определили, что оценка влажности стала равна 23,1 %. То есть Погр измерения от такого временного перераспределения влаги внутри образца дает Погр в смещении хар-к на dW= 4,4 %. На самом деле влажность образца в действительности не менялась и была равна 21,2 %.

Эти выкладки позволяют нам сделать следующий вывод: в зависимости места и времени контроля влажности при неравномерно распределенной влажности мы будем получать разные значения влажности. Погр измерения только в этом случае составила d=4,4 %.

Известно, что электрическое сопротивление древесины изменяется под воздействием температуры. Однако вопрос, касающийся корректировки по температуре не так прост. При втыкании игл в диэлектрик мы должны реально представлять весь процесс взаимодействия. В процессе контактирования тепло в месте соединения будет распределяться между иглой и древесиной. Следовательно по всему объему будет одно значение температуры, а по месту соединения будет возникать иная температура. Это мы показываем на рис. 14.

Рис. 14. Графическая интерпретация места соединения иглы с древесиной и распределения температур в месте контактирования.

Температура в месте контактирования будет значительно ниже, так как игла обладает другой теплопроводностью и энергии для равномерного распределения температуры не будет достаточно для выравнивания. Кроме того у диэлектрика (древесины) отсутствует дополнительная энергия для поддержания температуры в месте контакта, так как сама древесина обладает низкой теплопроводностью и теплоемкостью.

Следовательно, коррректировка по температуре носит чаще рекламный характер. Она не всегда компенсирует изменение сопротивления от температуры. Наиболее приемлемый вариант – это установка датчика температуры в игле. Но этого нет в ИВлаг.

Метод измерения влажности, основанный на зависимости диэлектрической проницаемости от влажности называют диэлькометрическим или емкостным. Чаще всего с помощью этого метода создаются Влаг с датчиками, не требующими втыкания игл в древесину и их иногда называют бесконтактными или безигольчатыми (БВлаг).

На практике отделить реактивную составляющую (связанную с т. н. током смещения) от активной (связанной с током проводимости) очень сложно. Поэтому большинство емкостных Влаг фактически измеряет комплексное сопротивление. Для древесины диэлектрическая проницаемость вдоль волокон для ели составляет отн=3,06. С увеличением влажности отн увеличивается. Увеличиваются и потери (активная составляющая тока).

Современные тенденции развития средств контроля и управления требуют своих правил, к которым можно отнести: – высокая информативность метода измерения,

– возможность получения многопараметровых данных для комбинированной обработки для повышения точностных хар-к,

– высокое быстродействие контроля,

– бесконтактность измерения,

– высокая чувствительность в широком диапазоне,

– исключение влияния мешающих факторов,

– малая трудоемкость измерения,

– высокая проникающая способность,

– возможность измерения при резко меняющихся температурах,

– возможность измерения в труднодоступных местах,

– возможность сбора и обработки большого объема полученной информации при малых трудозатратах для регистрации и управления,

– возможность выбора большого количества электронных схем обработки, линеаризации, последующего ввода информации в компьютерные системы управления и регистрации,

– выявление новых оригинальных бесконтактных методов технологического контроля.

Все это подходит к диэлькометрической влагометрии.

На рис. 15.1 приведена хар-ка БВлаг, работающего в СВЧ диапазоне f=3000 мГц. Как видно из рисунка, при широком диапазоне влажностей имеет место большая относительная Погр, так как сказывается много мешающих факторов. На рис. 10.2. приведена хар-ка БВлаг, работающего в диапазоне ВЧ f=30 мГц. В этом случае диапазон измерения уже, но относительный разброс точек меньше. В обоих случаях, как показали исследования, ни анизотропия древесины, ни ее температура не оказывают влияния на погрешность измерения.

Из рис. 15.1., 15.2 видно, что на хар-ках отсутствуют зоны нечувствительности в диапазоне 0–8 %, характерные для ИВлаг.

Важное достоинство диэлькометрического метода измерения, делающего его весьма перспективным состоит в том, что можно: широко экспериментировать, комбинировать частоты для поиска оптимальных, уменьшать либо компенсировать влияние мешающих факторов.

В реальных хар-ках существует значительный разброс вдоль номинальной усредненной хар-ки. Они и устанавливаются на шкалы приборов. Чем больше будет замеров, тем больше точек будет в пространстве. При увеличении числа замеров мы будем приближаться к истинной хар-ке. Но в реальных процессах мы имеем дело с выборочными методами построения хар-к. Если мы возьмем другую партию образцов и будем строить новую хар-ку, то получим измененную номинальную хар-ку. При построении нескольких хар-к с разными партиями образцов, мы можем получить несколько смещенных друг относительно друга хар-к. Множество отдельных выборочных хар-к будут иметь свою нелинейность и положение в пространстве и колебаться “дышать” в пределах допусковой зоны.