DE19712365C2 - Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung einer Holztrocknungskammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung einer Holztrocknungskammer mit in der Holztrocknungskammer örtlich verteilt im Außenbereich oder in den inneren Zwi­ schenräumen wenigstens eines Stapels gemeinsam zu trocknender Holzstücke plazierbaren und zum Erfassen der Innenfeuchte des Holzstücks der Meßstelle eingerichteten Feuchtigkeitsmessern und mit je einer Datenübertragungseinrichtung zwischen den Feuchtigkeitsmessern und einer außerhalb der Holztrocknungs­ kammer angeordneten Auswerteelektronik.

Das genaue Erfassen der Holzfeuchte an den verschiedenartig­ sten Stellen der in der Holztrocknungskammer insgesamt unter­ gebrachten Holzcharge ist eine wichtige Voraussetzung für die auf ein optimales Trocknungsergebnis abgestimmte Regelung des Trocknungsprozesses. Je nach Holzart und Holzstärke können die Betriebsprogramme für das Umwälzgebläse, die Heizung, den Befeuchter und den Entfeuchter der Holztrocknungskammer stark variieren. Vorzugsweise werden Feuchtigkeitsmesser verwendet, die den feuchtigkeitsabhängigen elektrischen Widerstand einer bestimmten Meßstrecke in einem dem Trocknungsprozeß unterwor­ fenen Holzstück ermitteln. Die Genauigkeit der Holzfeuchte­ feststellung nach diesem Widerstandsmeßverfahren wird vom Zu­ sammenhang zwischen dem elektrischen Widerstand und der Holz­ feuchte und von der Genauigkeit der Messung des elektrischen Widerstandes beeinflußt. Bei abnehmender Holzfeuchte verbes­ sert sich die Genauigkeit zwischen dem elektrischen Wider­ stand und der Holzfeuchte, wird aber andererseits die Messung des elektrischen Widerstandes durch sein Ansteigen auf sehr hohe Werte erschwert.

Aus der Publikation DE-AS 12 75 473 ist bereits eine Holz­ feuchte-Erfassungseinrichtung der eingangs angeführten Art bekannt. Zur Regelung automatischer Trocknungsvorgänge wird dort die Feuchtigkeit des zu trocknenden Holzes beispielswei­ se auf elektrischem Wege gemessen und ebenfalls auf elektri­ schem Wege auch die Holzgleichgewichtsfeuchte gemessen, zu deren Ermittlung ein als elektrische Widerstandsmeßstrecke dienender sehr dünner Span des zu trocknenden Holzes dient. Die Vorteile der Einbeziehung der Holzgleichgewichtsfeuchte können jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, daß die zwischen den Feuchtigkeitsmessern und der Auswerteelektronik üblichen Kabel nicht nur einen hohen Installationsaufwand beim Be­ schicken der Holztrocknungskammer sowie Deinstallationsauf­ wand beim Entladen der Holztrocknungskammer erfordern, son­ dern auch einer Verfälschung der Meßergebnisse durch Störsig­ nale Vorschub leisten. Da in den meisten Fällen die zur Luft­ umwälzung in der Kammerdecke montierten Ventilatoren mittels Frequenzwandler drehzahlgeregelt sind und hohe Ströme mit ho­ hen Frequenzen schalten, besteht ein erhebliches elektromag­ netisches Störpotential. Die Aufnahme der Störsignale wird dadurch begünstigt, daß eine zumeist extrem hochohmige Mes­ sung über bei großen Holztrocknungskammern bis zu fünfzig Meter lange Kabel zwischen Sensor und Meßelektronik erfolgt. Diese Kabel sind schon deshalb sehr teuer, weil sie in der Holztrocknungskammer hohen Temperaturen bis zu 85°C, einer hohen Luftfeuchtigkeit bis zur Sättigung mit Wasserdampf und korrosiv wirkenden flüchtigen Bestandteilen aus dem Holz wi­ derstehen müssen. Die als Schutzmaßnahme gebräuchliche Be­ schichtung der Kabel mit Teflon führt bei der Ausmusterung überalterter Kabel zu einem Entsorgungsproblem.

Aus der Publikation DE 40 31 981 A1 ist ein Feuchtegradmeß­ fühler bekannt, der zusammen mit einem Temperaturmeßfühler, einem Meßfühler zur Messung der chemischen Zusammensetzung von Waschlauge, einer Meßelektronik, einer Sendeeinheit zur drahtlosen Übertragung der Meßergebnisse und einem elektri­ schen Energiespeicher in einem Behältnis untergebracht ist, welches sich zusammen mit dem Waschgut in der Waschtrommel einer Waschmaschine befindet. Die Meßergebnisse werden von der außerhalb der Waschtrommel befindlichen Empfangseinheit an die Steuereinheit der Waschmaschine weitergeleitet. Über den Zugang in das Behälterinnere zu den unterschiedlichen Meßfühlern und der auswechselbaren oder aufladbaren Batterie sind keine Angaben gemacht.

Im Dokument US 48 52 802 ist ein Bewässerungssystem mit neben den Sprinklerköpfen in den Erdboden gesteckten Feuchtesonden beschrieben, die drahtlos ein Schaltsignal zum Betätigen eines zugeordneten Wasserventils für mindestens einen Sprink­ lerkopf abgeben, wobei in der Feuchtesonde ein Parameterwäh­ ler für den für bestimmte Pflanzen benötigten Wasserbedarf, ein Identifikationswähler für die Zuordnung zu einem bestimm­ ten Wasserventil und eine von einer Solarzelle wiederauflad­ bare Batterie vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Holz­ feuchte-Erfassungseinrichtung der eingangs angeführten Art den Zeitaufwand für den Anschluß der Feuchtigkeitsmesser an die außerhalb der Holztrocknungskammer angeordnete Auswerte­ elektronik zu verkürzen und zugleich unter Niedrighaltung der Gestehungs- und Entsorgungskosten die Störfestigkeit zu erhö­ hen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Feuchtigkeitsmesser durch einen zur drahtlosen Übertragung seiner Meßdaten an einen der Auswerteelektronik vorgeschalte­ ten gemeinsamen Empfänger eingerichteten Meßwertsender er­ gänzt ist, mit einer Elektrobatterie hoher Lebensdauer zu seiner und des Meßwertsenders Stromversorgung versehen ist und zusammen mit dem Meßwertsender und der Elektrobatterie in einer vor dem aggressiven Innenklima der Holztrocknungskammer schützenden Kapsel aus einem temperaturstabilen, hochisolie­ renden und chemisch beständigen Vergußmaterial untergebracht ist.

Bei einer solchen Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung lassen sich Datenübertragungskabel zwischen den Feuchtigkeitsmessern und der Auswerteelektronik zumindest innerhalb der Holztrock­ nungskammer völlig vermeiden. Vorzugsweise ist der Empfänger wegen der metallenen Innenflächen der Holztrocknungskammer innerhalb der Holztrocknungskammer an der Kammerwand befe­ stigt, über durch die Kammerwand hindurchgeführte elektrische Leiter mit der außerhalb der Holztrocknungskammer befindli­ chen Auswerteelektronik verbunden und mit einem vor dem ag­ gressiven Innenklima der Holztrocknungskammer schützenden Ge­ häuse versehen. Eine Meßstrecke wird gewöhnlich zwischen zwei in ein Holzstück mit definiertem Abstand gebohrten Löchern gebildet, in die je eine korrosionsfeste Einschlagelektrode eingefügt wird. In die Einschlagelektrode läßt sich ein eben­ falls korrosionsfester Bananenstecker eines zum Feuchtig­ keitsmesser führenden kurzen elektrischen Leiters einstecken. Die an sich schon störsignalsicherere drahtlose Übertragung der Meßdaten läßt sich durch die Ausgestaltung der Sendetech­ nik weiter perfektionieren. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen aber insbesondere auch darin, daß für die Installation und die Deinstallation der bisweilen recht zahl­ reichen Feuchtigkeitsmesser Rüstzeiten eingespart werden.

Ein aufgrund der in den Unteransprüchen angegebenen Erfin­ dungsausgestaltungen bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er­ findung wird im folgenden anhand der stark schematischen Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Holztrocknungs­ kammer und

Fig. 2 einen an einer Meßstelle installierten Feuchtigkeitsmesser.

Nach der Zeichnung besteht die Holzcharge der Holztrocknungs­ kammer 10 aus mehreren Stapeln mit nicht dargestellten Ab­ standshaltern übereinandergeschichteter Bretter 11. Die Zwi­ schenräume zwischen den einzelnen Brettern 11 machen es mög­ lich, daß die von dem über der Zwischendecke 12 der Holz­ trocknungskammer 10 angebrachten Umwälzgebläse 13 umgewälzte Luft zwischen den Brettern 11 hindurchstreichen kann. Die den Feuchtigkeitsmesser 14, den Meßwertsender 15 und die Elektro­ batterie 16 gemeinsam vor dem aggressiven Innenklima der Holztrocknungskammer 10 schützende Kapsel 17 ist besonders flach gestaltet, damit sie in die üblichen Zwischenräume des Bretterstapels hineinpaßt. Dem steht es nicht entgegen, einen Feuchtigkeitsmesser 14 in seiner Kapsel 17 auf dem obersten Brett 11 zu installieren. Dadurch, daß einer der Feuchtig­ keitsmesser 14 zur Feststellung der Gleichgewichtsfeuchte modifiziert ist, läßt sich der Holztrocknungsprozeß weiter perfektionieren. Ansonsten sind den Feuchtigkeitsmessern 14 zwei Einschlagelektroden 18 zugeordnet, mit denen sie über je einen kurzen geschützten elektrischen Leiter 19 und je einen korrosionsbeständigen Bananenstecker 20 verbunden werden.

Dadurch, daß eine Elektrobatterie 16 hoher Lebensdauer ver­ wendet ist und die den Feuchtigkeitsmesser 14, den Meßwert­ sender 15 und die Elektrobatterie 16 vor dem aggressiven Innenklima der Holztrocknungskammer 10 schützende Kapsel 17 aus einem temperaturstabilen, hochisolierenden und chemisch beständigen Vergußmaterial besteht, ist eine völlig zugriffs­ lose und völlig wartungsfreie Baueinheit geschaffen. Diese Baueinheit wird insgesamt ersetzt, wenn sich die Elektrobat­ terie 16 erschöpft hat. Erleichtert wird die Austauschbarkeit der durch das Vergußmaterial zusammengefaßten Bauteile durch den Umstand, daß sämtliche Meßwertsender 15 mit der gleichen Sendefrequenz arbeiten, vorzugsweise im 433,92 Mhz-ISM-Band. Um hierbei in dem der Auswerteelektronik 21 vorgeschalteten gemeinsamen Empfänger 22 dennoch eine Zuordnung zu erhalten, ist jedem übertragenen Meßergebnis ein individuelles Kennzei­ chen des Feuchtigkeitsmessers 14 beigefügt.

Von den Meßwertsendern 15 wird selbsttätig in regelmäßigen Zeitabständen und ohne gegenseitige Synchronisation je ein Meßergebnis übertragen. Es wird also bewußt hingenommen, daß die von zwei oder mehr Meßwertsendern 15 übermittelten Daten im Empfänger 22 miteinander kollidieren und die Meßwertüber­ tragung in diesem Fall scheitert. Da sich die Holzfeuchte beim Trocknungsprozeß in einer Holztrocknungskammer 10 rela­ tiv langsam verändert, muß der Meßwert eines Feuchtigkeits­ messers 14 nur in entsprechend großen Zeitabständen erfaßt werden. Bei einer Sendedauer pro Meßstation von nur wenigen Millisekunden ist selbst im Extremfall von etwa sechzehn Meß­ stationen die Wahrscheinlichkeit gering, daß der Meßwert ei­ ner Meßstation in der Auswerteelektronik 21 einmal nicht ak­ tualisiert wird.

Die Häufigkeit der Messungen und der Datenübertragungen eines jeden Feuchtigkeitsmessers 14 ist bei einem tatsächlichen oder fiktiven Meßergebnis von annähernd null Prozent Holz­ feuchte zur Senkung des Stromverbrauchs der Elektrobatterie 16 herabgesetzt. Diese Maßnahme ergänzt die Verwendung von elektronischen Bauteilen und Schaltungstechniken, die den Stromverbrauch aus der Elektrobatterie 16 klein halten und erleichtert somit die Zusammenfassung des Feuchtigkeitsmes­ sers 14, des Meßwertsenders 15 und der Elektrobatterie 16 durch eine dauerhaft umschließende Kapsel 17 aus Vergußmate­ rial. Die eingebaute Selbstbeschränkung wird wirksam, wenn sich die Meßwerte am Ende des Holztrocknungsprozesses praktisch nicht mehr ändern, aber auch dann, wenn der Feuch­ tigkeitsmesser 14 nicht mehr an Holz angeschlossen ist. Die Fortsetzung der Messungen und Datenübertragungen im Reduzier­ betrieb erlaubt es, automatisch zu erkennen, wann ein neuer Einsatz an feuchtem Holz beginnt.

Für den Fall, daß sonst größere Metallteile den Empfang der von den Meßwertsendern 15 abgestrahlten Funkwellen stören würden, und insbesondere, wenn sonst die Holztrocknungskammer 10 eine totale elektromagnetische Abschirmung bedeuten würde, ist der Empfänger 22 innerhalb der Holztrocknungskammer 10 an der Kammerwand befestigt, über durch die Kammerwand hindurch­ geführte elektrische Leiter mit der außerhalb der Holztrock­ nungskammer 10 befindlichen Auswerteelektronik 21 verbunden und mit einem vor dem aggressiven Innenklima der Holztrock­ nungskammer 10 schützenden Gehäuse versehen. Um den Holz­ trocknungsprozeß noch feinfühliger zu steuern, ist die Aus­ werteelektronik 21 zur automatischen Regelung des Umwälzge­ bläses 13, der Heizung 23, des Befeuchters 24 und des Ent­ feuchters 25 der Holztrocknungskammer 10 herangezogen.

Claims (9)

1. Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung einer Holztrocknungs­ kammer mit in der Holztrocknungskammer örtlich verteilt im Außenbereich oder in den inneren Zwischenräumen wenig­ stens eines Stapels gemeinsam zu trocknender Holzstücke plazierbaren und zum Erfassen der Innenfeuchte des Holz­ stücks der Meßstelle eingerichteten Feuchtigkeitsmessern und mit je einer Datenübertragungseinrichtung zwischen den Feuchtigkeitsmessern und einer außerhalb der Holz­ trocknungskammer angeordneten Auswerteelektronik, da­ durch gekennzeichnet, daß jeder Feuchtigkeitsmesser (14) durch einen zur drahtlosen Über­ tragung seiner Meßdaten an einen der Auswerteelektronik (21) vorgeschalteten gemeinsamen Empfänger (22) einge­ richteten Meßwertsender (15) ergänzt ist, mit einer Elek­ trobatterie (16) hoher Lebensdauer zu seiner und des Meß­ wertsenders (15) Stromversorgung versehen ist und zusam­ men mit dem Meßwertsender (15) und der Elektrobatterie (16) in einer vor dem aggressiven Innenklima der Holz­ trocknungskammer (10) schützenden Kapsel (17) aus einem temperaturstabilen, hochisolierenden und chemisch bestän­ digen Vergußmaterial untergebracht ist.

2. Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Holzfeuchte durch Messung des elektrischen Widerstandes zwischen zwei Einschlag­ elektroden (18) ermittelt wird.

3. Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß einer der Feuchtigkeitsmesser (14) zur Feststellung der Gleichgewichtsfeuchte modifi­ ziert ist.

4. Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswer­ teelektronik (21) zur automatischen Regelung des Um­ wälzgebläses (13), der Heizung (23), des Befeuchters (24) und des Entfeuchters (25) der Holztrocknungskammer (10) herangezogen ist.

5. Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (22) innerhalb der Holztrocknungskammer (10) an der Kam­ merwand befestigt ist, über durch die Kammerwand hin­ durchgeführte elektrische Leiter mit der außerhalb der Holztrocknungskammer (10) befindlichen Auswerteelektronik (21) verbunden ist und ein vor dem aggressiven Innenklima der Holztrocknungskammer (10) schützendes Gehäuse be­ sitzt.

6. Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Meß­ wertsender (15) mit der gleichen Sendefrequenz arbeiten.

7. Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß jedem übertragenen Meßergebnis ein individuelles Kennzeichen des Feuchtigkeitsmessers (14) beigefügt ist.

8. Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Meßwertsender (15) selbst­ tätig in regelmäßigen Zeitabständen und ohne gegenseiti­ ge Synchronisation je ein Meßergebnis übertragen.

9. Holzfeuchte-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Häufigkeit der Messungen und der Datenübertragungen eines jeden Feuchtigkeitsmes­ sers (14) bei einem tatsächlichen oder fiktiven Meßer­ gebnis von annähernd null Prozent Holzfeuchte zur Sen­ kung des Stromverbrauchs der Elektrobatterie (16) herab­ gesetzt ist.