DE708045C - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Durchschnittsfeuchtigkeit von Holz durch Messung des elektrischen Widerstands - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Durchschnittsfeuchtigkeit von Holz durch Messung des elektrischen Widerstands In der Holztechnik wird es längst als dringendes Bedürfnis empfunden, den Feuchtigkeitsgehalt des Holzes .auf einem kürzeren Wege als dem gewichtsanalytischen bestimmen zu können. Neben verschiedenen Methoden ist schon versucht worden, den mit der Holzfeuchtigkeit sich ändernden elektrischen Widerstand zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts zu benutzen. Meßgeräte dieser Art konnten sich jedoch bis heute in der Praxis nicht durchsetzen, was einerseits auf ihren hohen Preis, andererseits auf die zum Teil sehr unzuverlässigen Ergebnisse zurückzuführen sein dürfte. Letztere rührten daher, daß die Einflüsse der Eiektrodenform, die Art der Anbringung der Elektroden am Holz und vor allem der Einfluß. der Feuchtigkeitsverteilung im Holz entweder gar nicht oder nicht genügend beachtet wurden. Beispielsweise wurden zur Zu- und Abführung des Stromes einfache Plattenelektroden verwendet, zwischen denen das zu messende Holz an sich gegenüberliegenden Seiten mittels einer zwingenähnlichen Klemm.vorrichtung gefaßt wurde, durch die die Elektroden an die Holzprobe angepreßt werden konnten.
• Ferner wurden zwei Spitzen verwendet, die unabhängig voneinander an beliebigen Stellen des zu messenden Holzes angebracht wurden, oder es bestanden die Elektroden aus nebeneinanderliegenden Spitzen oder Schneiden, die in eine Heizfläche eingedrückt oder eingeschlagen wurden und zwischen denen der Strom überging. Während man mit einfachen Plattenelektroden, die am Holzkörper außen angelegt werden, den Einfluß einer untersclliedlichen Feuchtigkeitsverteilung nicht erfassen kann, hat die Feuchtigkeitsmessung unter Verwendung dieser Spitzen andere Nachteile. Da die Elektroden von Hand in das Holz eingedrückt werden müssen, können nur wenig Spitzen verwendet werden. Der hierdurch bedingte kleine Leitquerschnitt im Holz erfordert eine empfindliche und damit teure Meßapparatur, da der Widerstand trockenen Holzes äußerst groß ist. Weiter wird bei Verwendung der angeführten Elektroden das Meßergebnis stark von der örtlichen Struktur des Holzes an der Meßstelle beeinflußt, und zwar in ganz besonderem Maße von einer örtlichen Oberflächenfeuchtigkeit, da in diesem Falle der elektrische Strom überhaupt nicht in das Holz eindringt, sondern an der Oberfläche übergeht. Bei allen Elektroden, die in das Holz eindringen, verdient die Eindringtiefe die größe Beachtung, während diese meist als nebensächlich betrachtet wurde. Durch sie allein kann der Einfluß der im Holz fast stets vorhandenen ungleichmäßigen Feuchtigkeitsverteilung erfaßt werden. Alles Holz, das den hygroskopischen Gleichgewichtszustand noch nicht erreicht hat, weist ein Feucbtigkeitsgefälle von der Holzmitte nach den Oberflächen auf. Hieraus folgt, daß das Meßergebnis von der Eindringtiefe abhängig sein muß. Untersuchungen haben ergeben, daß bei Feuchtigkeitsmessungen an Holz in Brettform nebeneinanderliegende Spitzenelektroden in eine Tiefe von 0,3 mal der Holzstärke eingebracht werden müssen, um eine Durchschnittsfeuchtigkeit bei jedem Feuchtigkeitsgefälle messen zu können. Spitzen in diese Tiefe einzudrücken, ist jedoch besonders bei Hartholz größerer Stärke schwierig, der benötigte Kraftaufwand ist grill, die Spitzen können leicht abbrechen oder werden nur ungenügend eingedrückt, was zu Fehlmessungen führen kann.
• Diese durch umfangreiche Untersuchungen bestätigten Überlegungen führten - unter Zugrundelegung einer während des Trockenprozesses meist vorhandenen parabolischen Feuchtigkeitsverteilung über den Holzquerschnitt zu dem die Grundlage der vorliegenden Erfindung bildenden Ergebnis, daß bei Verwendung von Elektroden, die das zu messende Holzbrett zwischen sich fassen, bei jedem praktisch vorkommenden Feuchtigkeitsgefälle die Durchschnittsfeuchtigkeit in einer Tiefe von 0,I bis 0,2 mal der Holzstärke gemessen werden kann, d. h. daß der Strom in einer Tiefe von o, i bis 0,2 mal der Holzstärke auf der einen Brettiläche eingebracht und ebenso auf der gegenüberliegenden Brettfläche wieder abgeleitet werden muß. Dieser Gedanke, den fehlerhaften Einfluß der äußersten Holzschichten auf diese Weise auszuschalten, läßt sich gemäß der Erfindung entweder dadurch verwirklichen, daß sich gegenüberliegende Spitzenelektroden verwendet werden, die in Plattenelektroden eingesetzt sind und bis zu einer Tiefe von 0,I bis 0,2 mal der zwischen den Elektroden liegenden Holzstärke einzubringen sind, oder aber dadurch, daß, gemäß der Erfindung, diese äußeren Schichten bis zu dieser Tiefe zu beiden Seiten des Holzbrettes vor der Messung weggearbeitet werden, worauf die Messung mit gewöhnlichen Plattenelektroden durchzuführen ist.
• Bei den gemäß ersterem Verfahren zu verwendenden kombinierten Platten- und Spitzen elektroden lassen sich die Spitzen mechanisch einfach in den Platten befestigen und leitend miteinander verbinden. Nach vollständigem Eindringen der Spitzen einer Elektrode legt sich die Elektrodenplatte, in der die Spitzen befestigt sind, an das Holz an und gleicht den Einfluß örtlicher Unregelmäßigkeiten der Holzoberfläche aus. Da für die verschiedenen Holzstärken unterschiedliche Spitzenlängen erforderlich sind, kann eine Rontaktvorrichtung verwendet werden, bei der die Elektroden mit den entsprechenden Spitzenlängen ausgewechselt werden können oder bei der die in die Platten aus leitendem Material eingebrachten Spitzen in diesen in der Länge verstellbar und bis zur Plattenelektrode vollständig verseiikbar sind oder bei der die verschiedenen Spitzeneindringtiefen durch Unterlegen von Scheiben entsprechender Stärke, durch die die Spitzen hindurchgehen, erreicht werden.
• Die Hauptbedeutung dieser Elektrodenart liegt in der Berücksichtigung des Feuchtigkeitsgefälles; doch hat sie darüber hinaus gegenüber den obenerwähnten nebeneinanderliegenden Spitzenelektroden mit einer Spitzeneindringtiefe von 0,3 mal der Holzstärke, die ebenfalls das Feuchtigkeitsgefälle erfassen, eine Reihe von Vorzügen. So werden alle eingangs angeführten Nachteile vermieden, die Eindringtiefe der Spitzen und damit die Holzverletzung beträgt nur etwa die Hälfte, weiter sind diese Elektroden mittels einer zwingenförmigen Vorrichtung durch Kraftübersetzung leicht und mit großer Spitzenzahl in das Holz einzudrücken. Hierdurch wird ein großer Leitquerschnitt für den Strom geschaffen, das Meßgerät braucht weniger empfindlich und teuer zu sein, und der Einfluß örtlich bedingter Leitfähigkeitsunterschiede wird verkleinert. Da hierbei der Strom durch die ganze Holzstärke hindurchtreten muß, ist auch eine nicht übermäßig große Oberflächenfeuchtigkeit für das Meßergebnis unbedeutend, während diese bei nebeneinanderliegenden Elektroden beträchtliche Fehlergebnisse zur Folge haben kann. Der Einfluß der Holzstärke bei dieser Messung ist sehr geringfügig, da der Widerstand exponentielle Abhängigkeit von der Holzfeuchtigkeit besitzt und die Stromlinienstreuung in körperlichen Leitern einfiußmildernd wirkt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Bestimmung der Durch schnittsfeuchtigkeit von Holz durch Messung des elektrischen Widerstands mittels Elektroden, die an gegenüberliegende Seiten der Holzprobe angedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Spitzenelektroden verwendet werden, die in Plattenelektroden eingesetzt sind und bis zu einer Tiefe von o, l bis 0,2 mal der zwischen den Elektroden liegenden Holzstärke eingebracht werden, wodurch bei allen praktisch vorkommenden Feuchtigkeitsgefallen Durchschnittswerte der Feuchtigkeit gemessen werden können.
2. 2. Verfahren zur Bestimmung der Durchschnittsfeuchtigkeit von Holz durch Messung des elektrischen Widerstands mittels Elektroden, die an gegenüberliegende Seiten der Holzprobe angedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß an den sich gegenüberliegenden Meßflächen des Prüfkörpers 0,I bis 0,2 mal der dazwischenliegenden Holzstärke weggearbeitet werden, worauf die Messung der Durch 5 chnittsfeuchtigkeit ohne weitere Verletzung des Prüfkörpers mit einfachen Plattenelektroden durchgeführt wird.
3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feuchtigkeitsmessung an Mkörpern verschiedener Stärke bzw. zur Messung nach dem Verfahren Igemäß Anspruch 2 eine Kontaktvorrichtung verwendet wird, bei der die Elektroden mit den entsprechenden Spitzenlängen ausgewechselt werden können oder die in Platten aus leitendem Material eingebrachten Spitzen in diesen in der Länge verstellbar und bis zur Plattenelektrode vollständig versenkbar sind oder die verschiedenen Spitzeneindringtiefen durch Unterlegen von Sclleiben entsprechender Stärke, durch die die Spitzen hindurchgehen, erreicht werden können.