DD292543A5

DD292543A5 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR MEASURING WOOD HUMIDITY IN CUTTING WOOD DRYING

Info

Publication number: DD292543A5
Application number: DD33863190A
Authority: DD
Inventors: Martin Vogel; Reinhart Vogel; Michael Doerfler; Andreas Lippold; Gert Traenkner
Original assignee: Veb Wtz Der Holzverarbeitenden Industrie,De; Tu Dresden,De
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1990-03-13
Publication date: 1991-08-01

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Messung der Holzoberflaechenfeuchte bei der Schnittholztrocknung. Es wird ein Feuchtesensor fuer die Messung nach dem elektrischen Leitfaehigkeitsmeszprinzip vorgeschlagen. Dieser besteht aus einer hygroskopischen Schicht aus Zellulosematerial, in der oder auf der drahtfoermige Elektroden angebracht sind und die mittels eines feuchtigkeitsisolierenden Klebstoffes auf die Holzoberflaeche aufgeklebt ist. Die Anordnung des Feuchtesensors erfolgt so, dasz er in eine in die Holzoberflaeche eingearbeitete Vertiefung eingeklebt ist. Die mit der Anordnung ermittelte Gleichgewichtsfeuchte der Luft an der Phasengrenzflaeche wird zur Regelung des Trocknungsprozesses des Schnittholzes verwendet.{Verfahren; Anordnung; Messung; Holzfeuchte; Gleichgewichtsfeuchte; Phasengrenzflaeche; Schnittholz; Trocknung; Regelung; Zellulosematerial; Leitfaehigkeitsmessung; Feuchtesensor; Elektroden, drahtfoermig; Holzoberflaechenfeuchte}The invention relates to a method and an arrangement for measuring the wood surface moisture in the wood drying. A moisture sensor is proposed for the measurement according to the electrical conductivity principle. This consists of a hygroscopic layer of cellulosic material, in which or on the wire-shaped electrodes are attached and which is glued by means of a moisture-insulating adhesive on the wood surface. The arrangement of the humidity sensor is made so that it is glued into a recess incorporated in the wood surface. The equilibrium moisture content of the air at the phase boundary surface determined with the arrangement is used to control the drying process of the sawn timber. {Method; Arrangement; Measurement; Wood moisture; Equilibrium moisture content; Phasengrenzflaeche; Lumber; drying; Regulation; Cellulosic material; Leitfaehigkeitsmessung; Humidity sensor; Electrodes, wire-shaped; Holzoberflaechenfeuchte}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Ermittlung der Holzoberflächenfeuchte durch Messung der dem Luftzustand an der Holzoberfläche (Phasengrenzfläche) entsprachenden Gleichgewichtsfeuchte, auf deren Grundlage die Prozeßparameter bei der Schnittholztrocknung geregelt werden können.The invention relates to a method and an arrangement for determining the wood surface moisture by measuring the equilibrium moisture content corresponding to the air condition at the wood surface (phase boundary surface), on the basis of which the process parameters can be controlled during lumber drying.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Beim großtechnischen Trocknen von Schnittholz bildet die Triebkraft für den äußeren Feuchtetransport von der Brettoberfläche in die Kernströmung die Differenz zwischen der Holzoberflächenfeuchte und der Gleichgewichtsfeuchte der Kernströmung. Eine hohe Luftgeschwindigkeit (und damit ein hoher Elektroenergieverbrauch zum Antrieb der Vontilatoren) wirkt sich nur solange beschleunigend auf den Trocknungsprozeß aus, wie die genannte Feuchtedifferenz eine bestimmte Höhe überschreitet. Nähert sich im Verlaufe des Trocknungsprozesses die Oberflächenfeuchte der Feuchte der Kernströmung, kann durch eine Luftgeschwindigkeitserhöhung keine Beschleunigung der Trocknung erreicht werden, und der Elektroenergieverbrauch steigt unnötig an.In large-scale drying of sawn timber, the driving force for external moisture transport from the board surface to the core flow is the difference between the wood surface moisture and the equilibrium moisture content of the core flow. A high air speed (and thus a high electric energy consumption to drive the Vontilatoren) affects only as long as accelerating on the drying process, as said moisture difference exceeds a certain level. If, during the drying process, the surface moisture of the core flows closer to the surface, increasing the air velocity does not accelerate the drying and the consumption of electrical energy increases unnecessarily.

Aus Gründen der Ökonomie ist es daher sinnvoll, den Zeitpunkt der in der letzten Phase des Trocknungsprozesses möglich werdenden Luftstromreduzierung möglichst exakt zu bestimmen, um so durch eine entsprechende Regulierung der Lüftermotoren eine erhebliche Elektroenergieeinsparung zu erzielen.For reasons of economy, it is therefore advisable to determine the time of the possible in the last phase of the drying process air flow reduction as accurately as possible, so as to achieve a considerable saving of electrical energy by appropriate regulation of the fan motors.

Moderne Regelungen (Brunner, Hildebrandt. Die Schnittholztrocknung. 5. Auflage, Hannover 1987) nutzen die gemessene Gleichgewichtsfeuchte an einem außerhalb des Stapels in der Kernströmung der Trocknungsluft liegenden Meßpunkt und die gomessene Luftgeschwindigkeit zur näherungsweisen Ermittlung der Gleichgewichtsfeuchte an der Holzoberfläche auf der Grundlage empirischer Berechnungsgleichungen. Nachteilig bei diesem Verfahren sind die notwendige und technisch aufwendige Messung der Luftgeschwindigkeit, die auf empirischer Grundlage beruhende Berechnung der Gleichgewichtsfeuchte an der Phasengrenze sowie die Ergebnisverfälschung durch unterschiedliche Grenzschichtausbildung. Ein weiteres diesbezügliches Verfahren zur Regelung des Luftdurchsatzes bei der Schnittholztrocknung, bei dem die Geschwindigkeit der die Bretter im Stempel umströmenden Luft in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der dem LuftzustandModern regulations (Brunner, Hildebrandt, Schnittholz-Trocknung, 5th edition, Hanover 1987) use the measured equilibrium moisture content at a measuring point outside the stack in the core flow of the drying air and the measured air velocity for approximate determination of the equilibrium moisture content on the wood surface on the basis of empirical calculation equations , Disadvantages of this method are the necessary and technically complicated measurement of the air velocity, the empirically based calculation of the equilibrium moisture content at the phase boundary as well as the falsification of results due to different boundary layer formation. Another relevant method for controlling the air flow in the wood drying, wherein the speed of the air flowing around the boards in the stamp depending on the difference between the air condition

in der Kernströmung entsprechenden Gleichgewichtsteuchte und der Feuchte der Holzoberfläche geregelt wird, wurde in der DD-PS 273099 vorgeschlagen.In the core flow corresponding equilibrium and the humidity of the wood surface is regulated, has been proposed in DD-PS 273099.

Verfahren zur Messung der GleichgeVvichtsfeuchte der Kernströmung sind bekannt, dagegen existiert für die genaue Messung der Holzoberflächenfeuchte wio auch der genauen Messung der Gleichgewichtsfeuchte der Luftströmung an der Phasengrenzfläche (die entsprechend der Theorie von NERNST den gleichen Wert besitzt wie die Holzfeuchte an der Brettoberfläche) noch keine großtechnisch in der Schnittholztrocknung einsetzbare Lösung.Methods for measuring the equilibrium moisture content of the core flow are known, but for the exact measurement of the wood surface moisture wio even the exact measurement of the equilibrium moisture content of the air flow at the phase interface (according to the theory of NERNST has the same value as the wood moisture on the board surface) yet none industrially applicable in the wood drying drying solution.

Die kontinuierliche Messung der Oberflächenfeuchte von Holz beim Trocknungsprozeß, die allgemein durch Messung der elektrischen Eigenschaften (Leitfähigkeitsmessung) erfolgt, ist bisher nur mittels aufgesetzter oder auch eingeschlagener Elektroden möglich.The continuous measurement of the surface moisture content of wood in the drying process, which generally takes place by measuring the electrical properties (conductivity measurement), has hitherto been possible only by means of electrodes applied or hammered.

Bei den aufgesetzten Elektroden treten durch unterschiedlich guten Kontakt zur Holzoberfläche und differzierende Holzeigenschaften zum Teil erhebliche Meßfehler auf. Die Einschlagelektroden werden entweder in dem Holzkern und in eine Tiefe von circa einem Drittel der Brettdicke eingeschlagen, wobei aus den hier ermittelten Feuchtigkeitswerten in Abhängigkeit von der Trocknung näherungsweise auf die Oberflächenfeuchte geschlossen wird, oder sie werden in die oberflächennahe Schicht eingeschlagen, wobei dieser Meßwert der Oberflächenfeuchte entspricht.In the attached electrodes occur due to different levels of good contact with the wood surface and differing wood properties sometimes considerable measurement errors. The impact electrodes are either hammered into the wood core and to a depth of approximately one third of the board thickness, whereby the surface moisture is approximated from the moisture values determined here as a function of the drying, or they are smashed into the layer close to the surface, this measured value being Surface moisture corresponds.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, geeignete Meßdaten zu gewinnen, um mit deren Hilfe Soll-Werte für die Prozeßparameter (wie z. B. Luftfeuchte oder Luftgeschwindigkeit) bei der Schnittholztrocknung zur Sicherung einer vorgegebenen Gutqualität bei minimalem Energieverbrauch festzulegen.The object of the invention is to obtain suitable measurement data in order to use it to set desired values for the process parameters (such as air humidity or air velocity) during lumber drying for securing a given product quality with minimal energy consumption.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geeigneten Sensor zur Messung d". Gleichgewichtsfeuchte der Luftströmung unmittelbar an der Phasengrenzfläche vorzuschlagen und einzusetzen.The object of the invention is to propose and use a suitable sensor for measuring the equilibrium moisture content of the air flow directly at the phase interface.

Erfindungsgemäß wird zur Messung der Holzoberflächenfeuchte auf die Holzoberfiäche eine weitgehend homogene hygroskopische Schicht aus einem Zellulosematerial, in der oder auf der drahtförmige Elektroden zur Messung des elektrischenAccording to the invention, a substantially homogeneous hygroscopic layer of a cellulosic material, in or on the wire-shaped electrodes for measuring the electrical surface moisture on the Holzoberfiäche

Resistances are mounted at a defined distance, glued by means of a moisture-insulating adhesive.

Als ZeIIuIo jematerial wird z. B. vorteilhafterweise Transparentpapier verwendet. Als geeignete Klebstoffe haben sich solche aus der Gruppe der Epoxidharz-Kleber herausgestellt, Die zellutosehaltige Schicht wird auf die boi dir Trocknung von Schnittholz dem Luftstrom ausgesetzte Brettober- oder -Unterseite aufgeklebt und die während des Trock.'iungsprozesses gemessene elektrische Größe einem Prozeßrechner zugeführt und zur Regelung des Prozesses oder einzelner Prozeßparameter der Trocknung des Schnittholzes genutzt.As ZeIIuIo jematerial z. B. advantageously tracing paper used. As suitable adhesives, those from the group of epoxy resin adhesive have been found, the cellulosic layer is glued to the boi dir drying of lumber exposed to the air flow board top or bottom and fed during the Trock.'iungsprozesses electrical quantity fed to a process computer and used to control the process or individual process parameters of the drying of the sawn timber.

The measuring arrangement is designed so that the cellulosic material in a previously smoothed depression in the wood surface

mittels eines feuchtigkeitsisolierenden Klebstoffes eingeklebt ist. Die Vertiefung ist so gefertigt, daß keine wesentliche Höhendifferenz zwischen der luftseitigen Oberfläche der aufgeklebten Schicht und der Holzoberfläche besteht.is glued by means of a moisture-insulating adhesive. The recess is made so that there is no significant height difference between the air-side surface of the adhered layer and the wood surface.

Zur Aufnahme der Elektroden in der aufgeklebten Schicht ist diese zweckmäßig so gestaltet, daß sie beispielsweise aus zwei mittels Dextrin verklebten Transparentpapierlagen besteht, zwischen welchen die beiden Elektroden in definiertem Abstand eingeklebt sind.For receiving the electrodes in the glued layer this is expediently designed so that it consists for example of two glued by dextrin transparent paper layers, between which the two electrodes are glued in a defined distance.

Ausführungsbeispielembodiment

In der zugehörigen Zeichnung zeigtIn the accompanying drawing shows

Fig. 1: die Anordnung eines auf einem zu trocknenden Brett angebrachten Feuchtemeßstreifens in der Draufsicht, Fig. 2: dasselbe in seitlicher Ansicht.Fig. 1: the arrangement of a mounted on a board to be dried moisturizing strip in plan view, Fig. 2: the same in a side view.

Auf der Oberfläche eines Brettes 1 wurde mittels eines Handhobels eine Vertiefung 2 eingearbeitet. In diese ist mittels feuchtigkeitsisolierendem Klebstoff 5 (auf Epoxidharzbasis) der aus Transparentpapier bestehende Feuchtemeßstreifen 3 eingeklebt.On the surface of a board 1, a recess 2 was incorporated by means of a hand plane. In this moisture-insulating adhesive 5 (based on epoxy resin) consisting of transparent paper Moisture meter 3 is glued.

Die Abmessungen sind so gewählt, daß die dem Luftstrom ausgesetzte Oberfläche des Meßstreifens mit der Brettoberfläche abschließt. Im Meßstreifen 3 sind die Elektroden 4 sichtbar, die eine Messung des feuchteabhängigen Widerstandes im zellulosehaltigen Meßstreifen ermöglichen. In der hygroskopischen Schicht stellt sich eine Feuchte ein, die der Gleichgewichtsfeuchte der Luft an der Phasengrenzfläche entspricht.The dimensions are chosen so that the air flow exposed surface of the measuring strip terminates with the board surface. In the measuring strip 3, the electrodes 4 are visible, which allow a measurement of the moisture-dependent resistance in the cellulose-containing measuring strip. In the hygroscopic layer, a humidity is established which corresponds to the equilibrium moisture content of the air at the phase interface.

Durch die in der Schicht eingebrachten Elektroden ist es möglich, den sich mit der Feuchte der hygroskopischen Schicht ändernden elektrischen Widerstand kontinuierlich meßtechnisch zu erfassen und einem Prozeßrechner zuzuführen, der über eine Kalibrierungskurve die Feuchte der hygroskopischen Schicht berechnet.By means of the electrodes introduced in the layer, it is possible to continuously measure the electrical resistance changing with the moisture of the hygroscopic layer and to supply it to a process computer which calculates the moisture of the hygroscopic layer via a calibration curve.

Wird mit einem bekannten Verfahren zur Gasfeuchtemessung gleichzeitig die Gleichgewichtsfeuchte der Kernströmung ermittelt und zusammen mit den erfindungsgemäß gemessenen Werten der Holzoberflächenfeuchte dem Prozeßrechner zugeführt, so stellen diese Werte die Grundlage einer effektiven Regelung des Trocknungsprozesses des Schnittholzes, insbesondere der Luftgeschwindigkeit, dar.If the equilibrium moisture content of the core flow is simultaneously determined with a known method for gas moisture measurement and supplied to the process computer together with the values measured according to the invention, these values form the basis of an effective control of the drying process of the sawn timber, in particular the air velocity.

Claims

1. A method for measuring the wood moisture in the wood drying, taking advantage of the moisture-dependent electrical conductivity properties, characterized in that a substantially homogeneous hygroscopic layer of a cellulose material, are mounted in or on the wire-shaped electrodes for measuring the electrical resistance at a defined distance means a moisture-insulating adhesive is adhered to the wood surface.

2. The method according to claim!, Characterized in that is used as cellulosic material tracing paper.

3. The method according to claim 1, characterized in that the cellulosic layer by means of a

Epoxy adhesive is glued.

4. The method according to claim 1, characterized in that the cellulosic layer adhered to the exposed during the drying of lumber wood board top or bottom and measured during the drying process electrical quantity supplied to a process computer and for controlling the process or individual process parameters of Drying of the timber is used.

5. Arrangement for measuring the wood moisture in wood drying using the moisture-dependent electrical conductivity properties, characterized in that a substantially homogeneous hygroscopic layer of a cellulose material, are mounted in or on the wire-shaped electrodes for measuring the electrical resistance at a defined distance in a previously smoothed recess in the wood surface by means of a moisture-insulating adhesive is glued.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the depth of the recess incorporated in the wood surface corresponds approximately to the thickness of the cellulose and adhesive layer, so that there is no significant height difference between the air-side surface of the glued layer and the wood surface.

7. Arrangement according to claim 5, characterized in that the layer of cellulosic material consists of two glued by dextrin transparent paper layers, between which the two electrodes are glued.