DE2524283A1 - Verfahren und vorrichtung zur holzfeuchtemessung und holztrocknung - Google Patents

Description

GÜNTER L. GEISS PATENTINGENIEUR 7760 RADOLFZELL / BODENSEE MARKTPLATZ 9 - FERNRUF 07732-37 82

MEIN ZEICHEN: B 475 -RADOLFZELL/AM 28.5.1975

Ludwig Bollmann KG., Maschinenfabrik»

7703 Rielasingen/Singen,, Hardtbergstraße 8-Ί3

Verfahren und Vorrichtung zur

Holzfeuchteraessung und Holztrocknung

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Holzfeuchtemessung und Holztrocknung mittels mehrerer in die Holzstapel eingesetzter, über elektrische Widerstände die jeweilige Feuchte »essender Sonden, deren Meßwerte von den Sonden in «it ihnen verbundene bender eingegeben und von diesen aus drahtlos auf an Überwachungs- und Regelgeräte anschließbare Empfänger übertragen werden.

Es ist bereits bekannt, die spezifische Holzfeuchte von Holzstapeln mittels den elektrischen Widerstand messenden Sonden zu ermitteln und sie über Sender drahtlos an Empfänger zu übertragen, die ihrerseits über Regelgeräte das Klima einer Trokkenkammer steuern. Zugleich besteht dabei die Möglichkeit, auch die anderen im Betrieb gelagerten Holzstapel ganz oder teilweise zentral zu überwachen, wenn und soweit diese Stapel mit Sonden und Sendern ausgerüstet sind. Ein zentraler Empfänger erlaubt dann auch in weitläufigen Betrieben die laufende Beurteilung der Lagerstapel bezüglich ihrer jeweiligen Eigenfeuchte, um so z.B. die zweckmäßigste und rationellste Reihenfolge der Trockenvorgänge in den verschiedenen Kammern einzuhalten oder um bestimmte Stapel für eine sonstige Bearbeitung freizugeben.

Ein Nachteil der bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art liegt darin, daß für das Uberwachungsverfahren (welches regelmäßig eine gröSere Zahl von Sendern mit verschiedenen Frequen-

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zen erfordert) über unterschiedliche Fnaqtenzen die Anfälligkeit gegen Sendestörungen wächst« da in manchen örtlichen Raunen andere Kleinsender mit überschneidendem Frequenzband tätig sein können. Im übrigen muß bei fortschreitender Verbreitung drahtlos sendender Vorrichtungen auch mit einer noch weitergehenden Überfüllung der hierfür zur Verfügung stehenden Sendekanäle und Frequenzbänder gerechnet werden, so dafi je nach den örtlichen Verhältnissen wachsende Schwierigkeiten in Bezug auf die Betriebsgenehmigungen solcher Sender zu erwarten sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für das vorbeschriebene Verfahren so auszubilden, daß eine weitestgehende Störfreiheit des Betriebs auch bei einer grösseren Zahl im Empfangsbereich tätiger Sender gewährleistet bleibt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Sender über je einen Zeitgeber periodisch jeweils nur eine kurze Zeitspanne lang für die Übertragung je eines Meßwerts in Betrieb gesetzt und danach über eine lange Zeitspanne äußer Betrieb gehalten werden. Zweckmäßigerweise wird weiterhin von jedem Sender vor jedem der periodisch übertragenen Meßwerte zuerst mindestens ein nur ihm zugeordnetes Kennsignal ausgesendet. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Unteransprüchen.

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Mehrere Ausführungsbeispiele der für die Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Sender sind schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Senders mit einen gesondert betriebenen Zeitgeber,

Fig. 2 ein zweites Äusführungsbeispiel desselben Senders mit einem mit der Sendeeinheit gemeinsam betriebenen Zeitgeber und

Fig. 3 das beispielsweise Schaltbild eines in einem Sender nach 2 enthaltenen Zeitgebers.

Da sich die Eigenfeuchte des Holzes in einem Lagerstapel wie auch während der Trocknung in einer Kammer nur extrem langsam verändert, bringt eine kontinuierliche Messung keinerlei Vorteile. Die Erfindung sieht deshalb vor, die Messung diskontinuierlich vorzunehmen, so daß die Meßwertübertragungen intermittierend beispielsweise nur alle Stunde einmal erfolgen. Hierzu wird zweckmäßigerweise der an die Meßsonde anschließbare Sender zusammen mit seiner Stromquelle in einem Gehäuse untergebracht, in welchem sich außerdem ein Zeitgeber befindet, der periodisch z.B. alle Stunde einmal eine Unterbrechung in einer der Leitungen zwischen Akku und Sender kurzzeitig - z.B. für etwa zwei Sekunden - schließt. Eine solche Sendeeinheit ist schematisch in Fig. 1 und 2 dargestellt.

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Wenn gemäß Fig. 1 die Minusleitung zwischen dem Akku A und dem Sender S durchgehend und die Plusleitung mit einer Unterbrechung, z.B. einem Taster versehen ist, dann kann als Zeitgeber ZG ein Uhrwerk in der Art einer an sich bekannten Schaltuhr verwendet werden, welcher mit einer gesonderten Batterie B, z.B. einer Monozelle betrieben wird. Solche Uhrwerke sind in vielen Formen bereits bekannt und können i.M. eine Laufdauer von etwa einem Jahr mit einer Zelle B aufweisen. Natürlich ist es zweckmäßig, wenn sowohl die Zeitspanne der Kentaktgabe in gewissen Grenzen - z.B. zwischen 1 und 5 Sekunden - wie auch diejenige der Zwischenpausen - z.B. zwischen 30 Minuten und 2 Stunden - einstellbar ist, was etwa mittels verstellbarer Nocken o.dgl. ohne Schwierigkeit vorgesehen werden kann. Im übrigen werden an die Genauigkeit der einzelnen Zeitspannen keinerlei höhere Anforderungen gestellt, da es für den Betrieb keine Nachteile bringt, ob beispielsweise das Signal alle 45 oder alle 55 Minuten übertragen wird, und die Zeitspanne der Kontaktgabe kann mit genügender Sicherheit immer eingestellt sein, um die Gefahr einer verstümmelten Meßwert übertragung auszuschließen. Das Schaltuhrwerk des Zeitgebers ZG kann daher sehr preisgünstig sein und auch das jährlich einmal vorzunehmende Austauschen der Batterie B ist kein nennenswerter Aufwand.

Der Zeitgeber ZG kann andrerseits auch direkt vom Akku A des Senders S aus betrieben werden, wie es in Fig. 2 dargestellt

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ist. Hierbei muß jedoch darauf geachtet werden, daß die elektronische Schaltung des Zeitgebers ZG nur minimale otröme erfordert, da im anderen Falle der Akku relativ oft aufgeladen werden muß, was bei dem sonst zweckmäßigen Aufbau der Sendeeinheit nach Fig. 2 eine Entfernung von der Meßsonde notwendig macht und so doch einen relativ hohen Aufwand mit sich bringt.

Eine elektronische Schaltung für diesen Zweck zeigt die Fig. 3 als Beispiel im Schaltbild. Die Erfindung sieht hierbei vor, daß der Laststromkreis des den Sender speisenden Akkus A durch einen in die Plusleitunp eingeschalteten Kontakt RS eines Relais ReI.1 unterbrochen ist, dessen Spule mit dem fluspol des Akkus A direkt und mit dessen Minuspol über einen ersten emittergeschalteten Transistor Tl verbunden ist, dessen Basis auf den Kollektor eines zweiten emittergeschalteten Transistors T2 geführt ist, dessen Emitter direkt mit dem Jrluspol und dessen Basis mit einem Leitungsast über einen hochohmigen Widerstand Rl am Minuspol und mit einem anderen Leitungsast über einen Kondensator Cl und einem Widerstand R2 am Kollektor des ersten Transistors Tl angeschlossen ist, während ein dritter Leitungsast zwischen Kondensator Cl und der Basis des zweiten Transistors T2 angeschlossen ist, der über einen Widerstand R3 und eine zum Kondensator Cl hin gerichtete Dicdo Dl mit dem Fluspol verbunden ist- Die Buchsen 1 und 2 führen zum Sender S und zum Laden des Akkus A können Buchsen 3,4 vorgesehen sein. Zweckmäßig ist ferner ein Schalter öl bzw. ein

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überbrückbares Buchsenpaar, der während der Lagerung des Senders offen ist und nur bei Inbetriebnahme geschlossen wird, um außer Betrieb eine unnötige Stromentnahme zu verhindern.

Wird dieser elektronische Zeitgeber ZG gemäß Fig. 3 in Betrieb gesetzt, dann ist zunächst der Kondensator Cl entladen und der Transistor T2 - und somit auch Tl - ist gesperrt. Mit dem Schließen des Schalters 31 liegt die Basis des Transistors T2 über den in diesem Augenblick kurzschließenden Kondensator Cl, den Widerstand R2 und die Spule des Relais ReI.1 auf einem Potential von +12 V gegenüber dem Minuspol des Akkus. Zugleich beginnt aber der Kondensator Cl, sich allmählich negativ über den Widerstand Rl aufzuladen, bis die Spannung von T2 erreicht ist, die Basis-Emitter-Spannung also einen Betrag von ca. 0,6 V erreicht hat, was einem Wert vcn ca. 11,4 V gemessen an der Minusleitung entspricht. In diesem Augenblick wird somit der Transistor T2 leitend, was ein sofortiges Ansprechen des Transistors Tl und damit des Relais ReI.1 zur Folge hat. Damit ist die erste Sende-Zeitspanne eingeleitet und der Sender S überträgt nunmehr den ersten Meßwert.

Der Kondensator Cl lädt sich nunmehr über die Strecke Dl - R3, R2 - Tl auf + 12 V (abzüglich der Schwellspannung von Dl) auf. Dieser Vorgang führt zum Sperren der Transistoren T2 und Tl, womit auch das Relais ReI.1 und über dessen Kontakt RS der Sender 8 stromlos wird, der inzwischen seine Signalkette wei-

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tergegeben hat. Die Dauer dieser Sende-Betriebs-Zeitspanne ergibt sich aus der Bemessungskombination des Kondensators Cl und der beiden Widerstände R3 und R2.

Nach der Sperrung der Transistoren Tl und T2 wird der Kondensator Cl nun, abgesehen von geringfügigen Sperrströmen der Halbleiter, im wesentlichen über den Widerstand Rl allmählich entladen, bis das Potential der Basis des Transistors T2 gemessen gegen den Minuspol des Akkus wieder ca. 11*4 V beträgt. Die Dauer dieser Ruhe-Zeitspanne hängt wiederum von der Bemessung des Kondensators Cl und der des Widerstands Rl ab. Die einzelnen Zeitspannen lassen sich bei der erfindungsgemäßen Schaltung beliebig von m see. bis zu mehreren Stunden wählen.

Ein besonderer Vorteil der vorbeschriebenen Schaltung nach Fig. 3 liegt darin, daß während der Betriebspause nur ein Strom von ca. IC Amp. aufgenommen wird, was die Stromversorgung praktisch unbelastet läßt» so daß die nahezu volle Ladung des Akkus ausschließlich für den Sendebetrieb zur Verfügung steht.

Die Erfindung bietet eine Reihe wesentlicher Vorteile. Während eine kontinuierliche Messung, wenn der Sender mit einem han- delsüblichen Akku betrieben wird, einen Akku-Austausch bzw. eine Wiederaufladung schon nach ein bis zwei Stunden erforderlich machen würde, hält eine Akkuladung bei der erfindungs-

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geraäßen, intermittierenden Meßwertübertragung nach praktischer Erfahrung etwa einen Monat vor. Da eine Netzstromversorgung für das der Erfindung zugrundeliegende Verfahren schlechthin unanwendbar ist, bringt diese verlängerte Betriebszeit einer Akkuladung ganz beachtliche Einsparungen, von den sonstigen Betriebsstörungen und Unterbrechungen ganz abgesehen.

Das intermittierende Senden der Meßwerte hat darüber hinaus noch den sehr beachtlichen Vorteil, daß es die Verwendung nur einer einzigen Frequenz für sämtliche Sender eines auch großen Betriebes erlaubt. Eine gleichzeitige Sendung von Meßwerten aus mehreren Sendern ist äußerst unwahrscheinlich, da das Verhältnis von Sende- zu Ruhezeit zwischen 1:2000 und 1:10.000 liegt. Es kann dieser Umstand vielleicht bei vierzig Sendern in vier Tagen einmal vorkommen und bleibt dann ohne spürbaren Nachteilj weil sich dieses bei den gleichen Sendern aufgrund der relativen Ungenauigkeiten (Temperatur- und Spannungsabhängigkeit etc.) der Zeitgeber kaum wiederholen kann.

Damit ist zugleich auch die Störanfälligkeit gegen andere Sender im Empfangsbereich auf ein Minimum herabgesetzt.

Zur weiteren Sicherheit sieht die Erfindung vor, daß jeder Meßwertübertragung ein gleichbleibendes Kennsignal vorgeschaltet wird. Dieses kann einmal aus einem Sicherheitssignal des Betriebs an sich bestehen, so daß betriebsfremde Signale zufäl-

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liger anderer Sendungen auf der gleichen Frequenz unberücksichtigt bleiben und keine Fehlsteuerungen verursachen können. Zugleich können aber die Kehnsignale durch Zusätze ergänzt werden, die jedem Sender einzeln zugeordnet sind und an der zentralen Empfangsstelle Aufschluß über die Herkunft des Meßwerts geben. Dies ermöglicht es, daß ein Sammelempfänger für alle Sender des Betriebs mit einer der Zahl der zu betreibenden Sender entsprechenden anzahl von Speicherzellen an sich bekannter Art ausgestattet wird und so jeder gesendete Meßwert gesteuert durch das spezifische Kennsignal seines Senders automatisch in die ihm zugeordnete S|eicherzelle eingegeben wird. Zweckmäßigerweise sind die Speicherzellen so geschaltet, daß mit jedem Meßwert der vorangegangene desselben Senders gelöscht wird, so daß bei Abruf jeweils der letzte Nießwertstand abgelesen werden kann. Natürlich kann hieran jeder bekannte Digitaldrucker oder Magnetspeicher angeschlossen werden, so daß ggfs. auch die Folge der Signale später noch verwertet werden kann. Auch der Anschluß an eine Rechenanlage für die Optimierung des Betriebs durch geeignete Auswahl (abhängig von Dicken, Kolzart und derzeitigem Feuchtegehalt errechenbare Zeiten) der jeweils zuerst zu trocknenden Holzstapel des gesamten Lagers ist ohne weiteres möglich.

Patentansprüche! - 11 -

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Claims (9)

Ludwig Bollmann KG., Maschinenfabrik, 7703 Rielasingen Patentansprüche :

1./ Verfahren zur Eolzfeuchteraessung und Holztrocknung mittels mehrerer in die Holzstapel eingesetzter* über elektrische Widerstände die jeweilige Feuchte messender Sonden, deren Meßwerte von den Sonden in mit ihnen verbundene Sender eingegeben und Von diesen aus drahtlos auf an Uberwachungs- und Regelgeräte anschließbare Empfänger übertrag-en werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (S) über je einen Zeitgeber (ZG) periodisch jeweils nur über eine kurze Zeitspanne lang für die Übertragung je eines Meßwerts in Betrieb gesetzt und danach über eine lange Zeitspanne außer Betrieb gehalten werden.

2./ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von jede« Sender (3) vor jedem der periodisch übertragenen Meßwerte zuerst mindestens ein ihm zugeordnetes Kennsignal ausgesendet wird und der Empfänger nur Sendungen berücksichtigt, die an das Kennsignal anschließend empfangen werden.

3../ Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der

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an das Regelgerät einer Trocknungskammer angeschlossene Empfänger so geschaltet ist. daß er nur Meßwertsignale weiterleitet, die den Kennsipnalen der in der Trocknungskammer befindlichen Sender folgen.

4./ Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler uannelempfänger für alle Sender des gesaraten Betriebs mit einer der Zahl der zu betreibenden Sender entsprechenden Anzahl von Speicherzellen ausgestattet wird und der gesendete Meßwert jedes der Sender gesteuert
von einem nur diesem zugeordneten spezifischen Kennsignal in die ihm zUjgeordnete Speicherzelle eingegeben wird, die dabei den in ihr befindlichen. Vorangegangenen Meßwert löscht.

5./ Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der

Sammelempfänger so geschaltet wird, daß er an einen Digitaldrucker, Magnetspeicher oder eine Rechenanlage bekannter Art angeschlossen werden kann.

6./ Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mittels
steckverbindung an die Meßsonde anschließbare Sender (S)
zusammen mit einem Akku (A) in einem Gehäuse untergebracht
ist, in welchem sich ein Zeitgeber (ZG) befindet, der in längeren Intervallen periodisch eine Unterbrechung (Rb) in

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mindestens einer der Leitungen zwischen Akku (n) und Sender (5) kurzzeitig schließt.

7./ Verrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (ZG) aus einem durch eine gesonderte Batterie (B) betriebenen ochaltuhrwerk besteht.

8./ Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (ZG) aus einem vom Akku (A) des Senders (S) betriebenen, elektronischen Schalter besteht.

9./ Vorrichtung nach Anspruch 8> dadurch gekennzeichnet, daß der Laststromkreis des den Sender (S) speisenden Akkus (A) durch einen in die Plusleitung eingeschalteten Kontakt (RS) eines Relais (ReI.1) unterbrochen ist, dessen Spule mit dem tluspol des Akkus (A) direkt und mit dessen Minuspol über einen ersten emittergeschalteten Transistor (Tl) verbunden ist, dessen Basis auf den Kollektor eines zweiten emittergeschalteten Trans isters (T2) geführt ist, dessen Emitter direkt mit dem tluspol und dessen Basis mit einem Leitungsast über einen hochohmigen »Viderstand (Ri) am Minuspol und mit einem anderen Leitungsast über einen Kondensator (Cl) und einen «Viderstand (R2) am Kollektor des ersten Transistors (Tl) angeschlossen ist, während ein dritter Leitungsast über einen Widerstand (R3) und eine zum Kondensator gerichtete Diode (Dl) diesen mit dem Iluspol verbindet. //

Der Vertreter: /

GÜNTER L. GEISS

609850/0516 Patentingenieur

776O RADOLFZELL

MARKTPLATZ O ·

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