CN107014867A - 电阻校准木材含水率测量仪示值的方法 - Google Patents

电阻校准木材含水率测量仪示值的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电阻校准木材含水率测量仪示值的方法，其校准步骤如下：（1）、选取一款校准合格的木材含水率测量仪作为标准测量仪；（2）、选若干阻值不同的测试电阻，并用步骤（1）中的标准测量仪对每块测试电阻进行测量，获得对应的含水率标准数值，并绘制“电阻值与含水率标准数值对照表”；（3）、选取至少三个不同阻值的测试电阻，用被校准的测量仪分别对所选取的测试电阻进行测量，并记录下各个含水率检测数值；（4）、将测得的含水率检测数值与含水率标准数值进行对比，看得到的最大误差值是否在国家检定规程中的最大允许误差范围内。本发明的优点是：降低了校准成本，提高了工作效率；校准结果更加准确。

Description

电阻校准木材含水率测量仪示值的方法
技术领域
本发明涉及到校准木材含水率测量仪示值的方法。
背景技术
在木制产品的生产过程中木材含水率是影响木制产品质量的一个关键因素，为了能够对木材的含水率进行检测，需要使用到木材含水率测量仪，根据国际上通用的树木品种的木材气干密度P，通常在木材含水率测量仪上设置有若干检测档位，每个档位对应一个木材气干密度P的区间值，即：一档为P≤0.4g/cm3、二档为0.4g/cm3＜P＜0.6g/cm3、三档为0.6g/cm3≤P＜0.7g/cm3、四档为0.7g/cm3≤P＜0.8g/cm3等等。目前市场上不同型号的木材含水率测量仪上的档位会有所不同，木材含水率测量仪上的档位越多，该测量仪能够测量的树木品种就越丰富。在实际工作中，为了确保木材含水率测量仪能够正确地检测出木材中的含水率，需要定期对木材含水率测量仪的测量示值进行校准。目前市场上常用的木材含水率测量仪分为两种：一种是不带有温度补偿器的普通木材含水率测量仪，另一种是带有温度补偿器的木材含水率测量仪，不带有温度补偿器的木材含水率测量仪通常选择在常温环境下对木材进行检测，以避免环境温度的变化对检测结果造成不良影响，而带有温度补偿器的木材含水率测量仪则能够通过设置温度补偿器上的温度补偿点来模拟所需要的环境温度，从而测得所需温度下对应的木材含水率数值。
目前通常是根据JJG 986-2004《木材含水率测量仪》国家检定规程中的检定方法对上述两种木材含水率测量仪进行校准，具体的校准方法如下：首先选用若干结构、形状、大小、重量均相同、并符合要求的杨木木块作为样品，用铅笔分别对这些样品进行标号，然后将这些样品放入到（103±2）℃的烘箱中，进行6小时以上的烘干工作，然后将样品取出并放在装有变色硅胶的干燥器中冷却至25℃±5℃的室温，再分别对每块样品进行称重和记录干重W1。然后根据JJG 986-2004《木材含水率测量仪》中的附录B中表B.1要求，分别在三个（或以上）干燥器内制作两套（或以上）饱和盐水溶液及一份纯水溶液，然后将部分已知干重的样品分别放置在30%～40%RH，60%～80%RH和纯水的干燥器中，平衡15天以上。在校准前将所有平衡后的样品取出，分别进行称重并记录湿重W2，然后根据公式计算出样品的标准含水率Wr，Wr=[（样品平衡后的湿重W2-样品的干重W1）/样品的干重W1]×100%。然后在25℃±5℃的温度环境下用被校准的木材含水率测量仪对每块样品重复测量三次，若被校准的木材含水率测量仪是带有温度补偿器的木材含水率测量仪，则需要先将温度补偿器设置在25℃的温度补偿点上，然后再对每块样品重复测量三次，取三次测量的平均值作为该检定点的含水率测量数值Wh，将被校准的测量仪测出的平均值Wh减去标准含水率Wr就能得出被校准的测量仪在测量每块样品时的示值误差Sh，即：Sh=Wh-Wr。
使用上述校准方法有如下缺陷：1、每校准一款木材含水率测量仪前都需要制备木材样品，每次在制备木材样品的过程中容易发生人为误差，从而使得样品的稳定度不是很理想；2、由于木材样品的密度不完全均匀、中心至表面的水分挥发速率不同等因素容易导致检定误差大；3、利用上述校准方法在制备样品时耗时长，而且样品不能重复利用，每校准一次都需要利用大量时间和大量材料进行样品的制备，增加了校准成本，降低了工作效率。
发明内容
本发明提供了一种能够大大缩短校准时间、提高工作效率、并且校准样品能够重复利用的电阻校准木材含水率测量仪示值的方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：电阻校准木材含水率测量仪示值的方法，其校准步骤如下：
（1）、根据JJG 986-2004《木材含水率测量仪》国家检定规程中所记载的检测示值误差的方法，任意选取一台示值误差在±0.5%区间内的木材含水率测量仪作为标准测量仪；
（2）、在25℃±5℃的环境温度下，选取若干不同阻值的测试电阻，使用步骤（1）中所选定的标准测量仪，分别依次选择该标准测量仪上相应的档位，在每个档位下分别对各测试电阻进行测量，记录下测量得到的各个含水率标准数值，然后根据各档位、阻值及所测得的含水率标准数值之间的对应关系制作得到与各档位相关的“电阻值与含水率标准数值对照表”；所述的测试电阻为实际阻值与标识阻值之间的误差值在±10%区间内的电阻，若标准测量仪是带有温度补偿器的木材含水率测量仪，则需要先将温度补偿器设置在25℃的温度补偿点上，然后在25℃±5℃的环境温度下再对测试电阻进行测量；
（3）、首先取一台需要被校准的木材含水率测量仪，若被校准的木材含水率测量仪是带有温度补偿器的木材含水率测量仪，则需要先将温度补偿器设置在25℃的温度补偿点上，然后任选至少三个在“电阻值与含水率标准数值对照表”中有记录的不同阻值的测试电阻，再在被校准的木材含水率测量仪上依次分别在该对照表中有记录的各个档位，每选取一个档位，就在温度为25℃±5℃的环境温度下对选取的各个测试电阻分别进行测量，并记录下测量得到的每个档位下各个不同阻值的测试电阻分别对应的含水率检测数值；
（4）、将步骤（3）中测量得到的各个含水率检测数值分别与“电阻值与含水率标准数值对照表”中所对应的各个含水率标准数值进行对比，对比得到的误差绝对值就是该被校准的木材含水率测量仪的各个测量误差，选取这些测量误差中的最大误差值作为被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值；然后参照JJG 986-2004《木材含水率测量仪》国家检定规程中的“仪器示值允许误差表”进行对比，若被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值处于“仪器示值允许误差表”中所示的示值最大允许误差之内，则说明该被校准的木材含水率测量仪符合国家标准，并根据“仪器示值允许误差表”中的准确度等级对被校准的木材含水率测量仪进行定级，若被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值超出了“仪器示值允许误差表”中最大的示值最大允许误差，则说明该被校准的木材含水率测量仪不符合国家标准。
进一步的，前述的电阻校准木材含水率测量仪示值的方法，其中，将步骤（2）中的若干不同阻值的测试电阻组合成一个专用电阻箱，所述专用电阻箱的结构包括：箱体，在箱体内设置有若干不同阻值的测试电阻，每个测试电阻的前端均通过导线相互连接在一起，导线的一端与箱体上的第一电阻输出接线桩连接，在箱体上设置有一个与第二电阻输出接线桩连接的多档位选择开关，各个测试电阻的后端分别与多档位选择开关相连接，并且各个测试电阻通过多档位选择开关只能择一地与箱体上的第二电阻输出接线桩连接。
进一步的，前述的电阻校准木材含水率测量仪示值的方法，其中，在箱体内设置有一个由变色硅胶构成的干燥装置，从而使箱体内的测试电阻能够处于干燥的环境中。
进一步的，前述的电阻校准木材含水率测量仪示值的方法，其中，在电阻箱上设置有一个能够给多种型号的木材含水率测量仪供电的可变电压电源。
本发明的优点是：电阻校准木材含水率测量仪示值的方法中所使用的测试电阻能够重复利用，不需要在每次校准木材含水率测量仪时都进行样品准备工作，这样就节省了大量的时间和材料，降低了校准成本，提高了工作效率；而且测试电阻的阻值稳定，使得校准结果更加准确。
附图说明
图1是本发明所述的电阻校准木材含水率测量仪示值的方法中的专用电阻箱的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
电阻校准木材含水率测量仪示值的方法，其校准步骤如下：
（1）、根据JJG 986-2004《木材含水率测量仪》国家检定规程中所记载的检测示值误差的方法，选取一台示值误差在±0.5%区间内的不带有温度补偿器的普通木材含水率测量仪或是带有温度补偿器的木材含水率测量仪作为标准测量仪；
（2）、在25℃±5℃的环境温度下，选取五块不同阻值的测试电阻，所述的测试电阻为实际阻值与标识阻值之间的误差值在±10%区间内的电阻，并且该五块测试电阻的阻值分别为：R1=1MΩ、R2=10MΩ、R3=100MΩ、R4=1GΩ、R5=10GΩ。使用步骤（1）中所选定的标准测量仪，分别依次选择该标准测量仪上相应四个的档位，在每个档位下分别对各测试电阻进行测量，记录下测量得到的各个含水率标准数值，然后根据各档位、阻值及所测得的含水率标准数值之间的对应关系制作得到与各档位相关的“电阻值与含水率标准数值对照表”，具体数值见表一，所述标准测量仪若是带有温度补偿器的木材含水率测量仪，则需要先将温度补偿器设置在25℃的温度补偿点上，然后再对测试电阻进行测量；
首先取一台需要被校准的木材含水率测量仪，若被校准的木材含水率测量仪是带有温度补偿器的木材含水率测量仪，则需要先将温度补偿器设置在25℃的温度补偿点上，然后任选至少三个在“电阻值与含水率标准数值对照表”中有记录的不同阻值的测试电阻，再在被校准的木材含水率测量仪上依次分别在该对照表中有记录的各个档位，每选取一个档位，就在温度为25℃±5℃的环境温度下对选取的各个测试电阻分别进行测量，并记录下测量得到的每个档位下各个不同阻值的测试电阻分别对应的含水率检测数值；
（4）、将步骤（3）中测量得到的各个含水率检测数值分别与“电阻值与含水率标准数值对照表”中所对应的各个含水率标准数值进行对比，对比得到的误差绝对值就是该被校准的木材含水率测量仪的各个测量误差，选取这些测量误差中的最大误差值作为被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值；然后参照表二中所示的JJG 986-2004《木材含水率测量仪》国家检定规程中的“仪器示值允许误差表”进行对比，若被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值处于“仪器示值允许误差表”中所示的示值最大允许误差之内，则说明该被校准的木材含水率测量仪符合国家标准，并根据“仪器示值允许误差表”中的准确度等级将被校准的木材含水率测量仪进行定级，若被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值超出了“仪器示值允许误差表”中最大的示值最大允许误差，则说明该被校准的木材含水率测量仪不符合国家标准。
表二 仪器示值允许误差表
准确度等级 示值最大允许误差%
1.0级 ±1.0
2.0级 ±2.0
5.0级 ±5.0
从上表可知，当被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值在±1.0%区间内则为1.0级仪器，当被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值在±2.0%区间内则为2.0级仪器，当被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值在±5.0%区间内则为5.0级仪器，当被校准的木材含水率测量仪上的最终示值误差值超出±5.0%的区间时则为不合格仪器。
步骤（1）中选取标准测量仪的方法是根据JJG 986-2004《木材含水率测量仪》国家检定规程中的检定方法对所选取的木材含水率测量仪进行校准选取，具体的校准选取方法如下：首先选用若干结构、形状、大小、重量均相同、并符合要求的杨木木块作为样品，用铅笔分别对这些样品进行标号，然后将这些样品放入到（103±2）℃的烘箱中，进行6小时以上的烘干工作，然后将样品取出并放在装有变色硅胶的干燥器中冷却至25℃±5℃的室温，再分别对每块样品进行称重和记录干重W1。然后根据JJG 986-2004《木材含水率测量仪》中的附录B中表B.1要求，分别在三个（或以上）干燥器内制作两套（或以上）饱和盐水溶液及一份纯水溶液，然后将部分已知干重的样品分别放置在30%～40%RH，60%～80%RH和纯水的干燥器中，平衡15天以上。在校准前将所有平衡后的样品取出，分别进行称重并记录湿重W2，然后根据公式计算出样品的标准含水率Wr，Wr=[（样品平衡后的湿重W2-样品的干重W1）/样品的干重W1]×100%。然后在25℃±5℃的环境下用被选取的木材含水率测量仪对每块样品重复测量三次，若被选取的木材含水率测量仪是带有温度补偿器的木材含水率测量仪，则需要先将温度补偿器设置在25℃的温度补偿点上，然后再对每块样品重复测量三次，取三次测量的平均值作为该检定点的含水率测量数值Wh，将被选取的测量仪测出的平均值Wh减去标准含水率Wr就能得出被选取的测量仪在测量每块样品时的示值误差Sh，即：Sh=Wh-Wr。若得到的三块样品的示值误差Sh均小于±0.5%，则被选取的该款木材含水率测量仪就能够作为标准测量仪，若测到的其中某一块样品的示值误差Sh超出±0.5%区间，则说明该款木材含水率测量仪不符合作为标准测量仪的标准，再选其他木材含水率测量仪进行校准检测，直至选取到符合要求的木材含水率测量仪。
为了能够方便工作人员选取不同阻值的测试电阻进行测量，并且防止测试电阻因存储不当而产生阻值偏差，可将步骤（2）中选取的不同阻值的测试电阻组合成一个专用电阻箱。如图1所示，所述专用电阻箱的结构包括：箱体1，在箱体1内设置有若干个不同阻值的测试电阻3，各个测试电阻3的前端均通过导线2相互连接在一起，导线2的一端与箱体1上的第一电阻输出接线桩11连接；在箱体1上设置有一个与第二电阻输出接线桩12连接的多档位选择开关4，各个测试电阻3的后端分别与多档位选择开关4相连接，并且各个测试电阻3通过多档位选择开关4只能择一地与箱体1上的第二电阻输出接线桩12连接，当扭动多档位选择开关4与任意一个测试电阻3的后端连接时，箱体1上的第一电阻输出接线桩11和第二电阻输出接线桩12就与该测试电阻3连通，将木材含水率测量仪上的探针分别与第一电阻输出接线桩11和第二电阻输出接线桩12连接，就能对该测试电阻3进行测量，从而得到与该测试电阻3所对应的含水率。
在本实施例中，在箱体1内设置有一个由变色硅胶构成的干燥装置5，这样就能确保在专用电阻箱内的测试电阻3处于干燥的环境下，从而防止测试电阻3在潮湿环境下被腐蚀。
当客户拿着木材含水率测量仪过来校准时，有些客户会忘记带用于被校准的木材含水率测量仪的电池，工作人员会在校准场所准备一些不同规格的电池作为备用电池，这些备用电池的使用率不高，长时间闲置会使电池失效从而造成浪费，为了解决上述问题，在箱体1内设置有一个能够给多种型号的木材含水率测量仪供电的可变电压电源6，工作人员将木材含水率测量仪与可变电压电源6连接，然后根据木材含水率测量仪所需要的电压选取可变电压电源6的输出电压，从而使木材含水率测量仪正常工作而进行校准。
下面以深圳市源恒通科技有限公司生产的一台不带有温度补偿器的YHT01型木材含水率测量仪为校准对象对本发明作进一步的说明。将专用电阻箱处于25℃±5℃的环境下，将YHT01型木材含水率测量仪上的两个探针分别与箱体1上的第一电阻输出接线桩11与第二电阻输出接线桩12连接，然后分别依次选取该台YHT01型木材含水率测量仪上的四个档位，并且每选取一个档位就扭动多档位选择开关4分别依次与专用电阻箱中的1MΩ、10MΩ、100MΩ三个不同阻值的测试电阻3相连接，YHT01型木材含水率测量仪上就会分别显示出在25℃±5℃环境中每个档位下1MΩ、10MΩ、100MΩ三个不同阻值的测试电阻3所对应的含水率检测数值，然后在“电阻值与含水率标准数值对照表”中查找出各个档位下1MΩ、10MΩ、100MΩ分别对应的含水率标准数值，最后将得到的含水率检测数值与“电阻值与含水率标准数值对照表”中对应的含水率标准数值进行对比，分别得出误差绝对值，如表三：
表三
从表三可知，YHT01型木材含水率测量仪上的最大示值误差值为1.8%，参照“仪器示值允许误差表”中的示值最大允许误差，YHT01型木材含水率测量仪上的最大示值误差值超出±1%的区间，但是处于±2%区间之内，所以该台YHT01型木材含水率测量仪符合国家标准，并且属于2.0级仪器。
下面再以上海木材工业研究所生产的一台带有温度补偿器的ST-85型数字式木材含水率测量仪为校准对象对本发明作进一步的说明。首先在25℃±5℃的环境中将该台ST-85型数字式木材含水率测量仪上的温度补偿器设置在25℃的温度补偿点上，然后将该台ST-85型数字式木材含水率测量仪上的两个探针分别与箱体1上的第一电阻输出接线桩11与第二电阻输出接线桩12连接，然后分别依次选取该台ST-85型数字式木材含水率测量仪上的四个档位，在各个档位下分别扭动多档位选择开关4依次与专用电阻箱中的1MΩ、10MΩ、100MΩ三个测试电阻3相连接，该台ST-85型数字式木材含水率测量仪上就会分别显示出在25℃的温度补偿点上及每个档位下1MΩ、10MΩ、100MΩ三个测试电阻3分别对应的含水率检测数值，然后在“电阻值与含水率标准数值对照表”中查找出各个档位下1MΩ、10MΩ、100MΩ分别对应的含水率标准数值，最后将得到的含水率检测数值与“电阻值与含水率标准数值对照表”中对应的含水率标准数值进行对比，分别得出误差绝对值，如表四：
表四
从上表可知，该台ST-85型数字式木材含水率测量仪上的最大示值误差值为1.8%，参照“仪器示值允许误差表”中的示值最大允许误差，该台ST-85型数字式木材含水率测量仪上的最大示值误差值超出±1%的区间，但是处于±2%区间之内，所以该台ST-85型数字式木材含水率测量仪下符合国家标准，并且该台ST-85型数字式木材含水率测量仪属于2.0级仪器。
本发明的优点是：电阻校准木材含水率测量仪示值的方法中所使用的测试电阻能够重复利用，不需要在每次校准木材含水率测量仪时都进行样品准备工作，这样就节省了大量的时间和材料，降低了校准成本，提高了工作效率；而且测试电阻的阻值稳定，使得校准结果更加准确。

Claims (4)

1.电阻校准木材含水率测量仪示值的方法，其特征在于：其校准步骤如下：
（1）、根据JJG 986-2004《木材含水率测量仪》国家检定规程中所记载的检测示值误差的方法，任意选取一台示值误差在±0.5%区间内的木材含水率测量仪作为标准测量仪；
（2）、在25℃±5℃的环境温度下，选取若干不同阻值的测试电阻，使用步骤（1）中所选定的标准测量仪，分别依次选择该标准测量仪上相应的档位，在每个档位下分别对各测试电阻进行测量，记录下测量得到的各个含水率标准数值，然后根据各档位、阻值及所测得的含水率标准数值之间的对应关系制作得到与各档位相关的“电阻值与含水率标准数值对照表”；所述的测试电阻为实际阻值与标识阻值之间的误差值在±10%区间内的电阻，若标准测量仪是带有温度补偿器的木材含水率测量仪，则需要先将温度补偿器设置在25℃的温度补偿点上，然后在25℃±5℃的环境温度下再对测试电阻进行测量；
（3）、首先取一台需要被校准的木材含水率测量仪，若被校准的木材含水率测量仪是带有温度补偿器的木材含水率测量仪，则需要先将温度补偿器设置在25℃的温度补偿点上，然后任选至少三个在“电阻值与含水率标准数值对照表”中有记录的不同阻值的测试电阻，再在被校准的木材含水率测量仪上依次分别在该对照表中有记录的各个档位，每选取一个档位，就在温度为25℃±5℃的环境温度下对选取的各个测试电阻分别进行测量，并记录下测量得到的每个档位下各个不同阻值的测试电阻分别对应的含水率检测数值；
（4）、将步骤（3）中测量得到的各个含水率检测数值分别与“电阻值与含水率标准数值对照表”中所对应的各个含水率标准数值进行对比，对比得到的误差绝对值就是该被校准的木材含水率测量仪的各个测量误差，选取这些测量误差中的最大误差值作为被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值；然后参照JJG 986-2004《木材含水率测量仪》国家检定规程中的“仪器示值允许误差表”进行对比，若被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值处于“仪器示值允许误差表”中所示的示值最大允许误差之内，则说明该被校准的木材含水率测量仪符合国家标准，并根据“仪器示值允许误差表”中的准确度等级对被校准的木材含水率测量仪进行定级，若被校准的木材含水率测量仪的最终示值误差值超出了“仪器示值允许误差表”中最大的示值最大允许误差，则说明该被校准的木材含水率测量仪不符合国家标准。
2.根据权利要求1所述的电阻校准木材含水率测量仪示值的方法，其特征在于：将步骤（2）中的若干不同阻值的测试电阻组合成一个专用电阻箱，所述专用电阻箱的结构包括：箱体，在箱体内设置有若干不同阻值的测试电阻，每个测试电阻的前端均通过导线相互连接在一起，导线的一端与箱体上的第一电阻输出接线桩连接，在箱体上设置有一个与第二电阻输出接线桩连接的多档位选择开关，各个测试电阻的后端分别与多档位选择开关相连接，并且各个测试电阻通过多档位选择开关只能择一地与箱体上的第二电阻输出接线桩连接。
3.根据权利要求2所述的电阻校准木材含水率测量仪示值的方法，其特征在于：在箱体内设置有一个由变色硅胶构成的干燥装置，从而使箱体内的测试电阻能够处于干燥的环境中。
4.根据权利要求2或3所述的电阻校准木材含水率测量仪示值的方法，其特征在于：在电阻箱上设置有一个能够给多种型号的木材含水率测量仪供电的可变电压电源。
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