FI108163B - Method and arrangement for measurement of the water vapour which diffuses into or out of a material - Google Patents

Method and arrangement for measurement of the water vapour which diffuses into or out of a material Download PDF

Info

Publication number
FI108163B
FI108163B FI981295A FI981295A FI108163B FI 108163 B FI108163 B FI 108163B FI 981295 A FI981295 A FI 981295A FI 981295 A FI981295 A FI 981295A FI 108163 B FI108163 B FI 108163B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
moisture
measuring
diffusion
chamber
humidity
Prior art date
Application number
FI981295A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI981295A0 (en
FI981295A (en
Inventor
Matti Lyyra
Original Assignee
Vaisala Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaisala Oyj filed Critical Vaisala Oyj
Priority to FI981295A priority Critical patent/FI108163B/en
Publication of FI981295A0 publication Critical patent/FI981295A0/en
Publication of FI981295A publication Critical patent/FI981295A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI108163B publication Critical patent/FI108163B/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Description

108163108163

Menetelmä ja laite materiaalista tai materiaaliin diffusoituvan vesihöyryn mittaamiseksiMethod and apparatus for measuring water vapor diffusible from or to a material

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä. 5 Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 10 johdannon mukainen laite.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a device according to the preamble of claim 10.

Tämänkaltaisia menetelmiä ja laitteita käytetään mittaamaan materiaalista diffusoituvaa vesihöyryä. Kosteuden haihtumisnopeutta ja imeytymisnopeutta, josta voidaan laskea diffuusiokerroin ja kosteusvuo, mitataan materiaalin pinnalta. Erityisesti menetelmiä ja laitteita käytetään mittaamaan rakenteiden kuivumis- tai to kostumisnopeutta.Methods and devices of this kind are used to measure diffusible water vapor from a material. The rate of moisture evaporation and the rate of absorption, from which the diffusion coefficient and the moisture flux can be calculated, are measured from the surface of the material. In particular, methods and devices are used to measure the drying or wetting rate of structures.

Tunnetun tekniikan mukaisesti rakenteiden tasapainokosteutta on mitattu sekä materiaalin sisältä että materiaalin pinnalta käsin mittaamalla. Materiaalin pinnalta mittaavissa tekniikoissa on luonnollisesti se etu, että itse mitattavaa materiaalia ei tarvitse fyysisesti vaurioittaa. Materiaalin pinnalta haihtuvaa kosteutta on mitattu 15 lähinnä menetelmillä, jotka perustuvat mitattavan materiaalin pinnalle asetettujen mittauskammioiden käyttöön. Mittauskammion mitattavaa materiaalia vasten tuleva sivu on avoin, mutta muuten se on tehty höyry tiiviiksi. Mittauskammio käsittää myös kosteutta imevää ainetta, kuten kalsiumkloridia, sisältävän mittausrasian. Mittaus tapahtuu siten, että mittauskammioon tuleva mittausrasia punnitaan ja asennetaan *·“· 20 mittauskammioon ja tämän jälkeen mittauskammio asetetaan tiiviisti materiaalin pintaa *.1.1 vasten avoin sivu materiaalin pintaan päin. Materiaalista mittauskammion avoimen • · · sivun kohdalta haihtuva kosteus diffusoituu mittauskammioon ja imeytyy mittausrasiaan. Mittausajan, tyypillisesti noin 72 tunnin, jälkeen mittauskammio • · · • · · irrotetaan pinnasta ja sen sisällä ollut, kosteutta absorboinut mittausrasia punnitaan.According to the prior art, equilibrium moisture content of structures has been measured by measuring both the inside and the surface of the material. Of course, surface measurement techniques have the advantage that the material itself does not need to be physically damaged. Moisture volatility from the surface of the material has been measured mainly by methods based on the use of measuring chambers placed on the surface of the material to be measured. The side facing the measuring chamber of the measuring material is open, but otherwise it is made steam-tight. The measuring chamber also comprises a measuring container containing a moisture-absorbing material, such as calcium chloride. The measurement is done by weighing and installing the measuring box entering the measuring chamber * · “· 20 into the measuring chamber and then placing the measuring chamber tightly against the material surface * .1.1 with the open side facing the material surface. From the material, the volatile moisture on the open side of the measuring chamber diffuses into the measuring chamber and is absorbed into the measuring box. After the measuring time, typically about 72 hours, the measuring chamber is removed from the surface and the moisture absorbing measuring cup inside is weighed.

• · · • » · 25 Materiaalista haihtuneen kosteuden määrä voidaan laskea mittausrasian massan • « · ‘ kasvusta mittauksen aikana. Haihtuneen kosteuden, mittauspinta-alan ja mittausajan perusteella voidaan tehdä karkeita päätelmiä haihduttavan materiaalin sisältämästä vesimäärästä, materiaalin tasapainokosteudesta ja kosteuden haihtumisnopeudesta.• · · • »· 25 The amount of moisture evaporated from the material can be calculated from the increase in the mass of the measuring container during the measurement. Based on evaporated moisture, measuring area and measuring time, rough conclusions can be drawn about the amount of water contained in the evaporating material, the equilibrium moisture content of the material and the rate at which the moisture evaporates.

* 9 , 108163* 9, 108163

Kosteutta imevän rasian punnituksiin perustuva menetelmä on virhealtis. Mittausvirhettä aiheutuu tyypillisesti punnitusvirheestä, mittauksen aikaisista kosteusvuodoista sekä siitä, että mittausmenetelmällä mitataan koko mittausajan kosteusabsorbtion integraali. Useimmiten mittauksen alkujaksolla diffuusion määrää 5 mitattavan aineen pintakerros, jonka kosteuspitoisuuteen vaikuttaa voimakkaasti muutaman mittausta edeltävän päivän aikana ympäristössä vallinnut kosteus. Vasta mittauksen loppujaksolla diffuusion määrään vaikuttaa mitattavan aineen tasapainokosteus, jota menetelmällä halutaan mitata. Tässä mittausperiaatteessa mittauksen alkujakson epämääräisyys onkin suurin periaatteellinen virhelähde. 10 Kosteutta imevien rasioiden punnituksiin perustuvien menetelmien puutteena on myös niiden tarvitsema pitkä mittausaika. Mittausaika voi olla esim. 1-5 vuorokautta.The method based on the weights of the moisture-absorbent box is prone to error. The measurement error is typically caused by a weighing error, moisture leaks during measurement, and the fact that the measurement method measures the integral of moisture absorption throughout the measurement period. In most cases, during the initial period of measurement, diffusion is determined by the surface layer of the substance to be measured, the moisture content of which is strongly influenced by the ambient humidity during the few days prior to measurement. Only at the end of the measurement is the amount of diffusion affected by the equilibrium moisture content of the substance to be measured. Thus, in this measurement principle, the uncertainty of the initial measurement period is the greatest source of fundamental error. Another disadvantage of the methods based on the weighing of the moisture-absorbing boxes is their long measuring time. The measurement time can be, for example, 1-5 days.

US-patenttijulkaisussa 4,066,068 on kuvattu menetelmä ja laite pinnasta haihtuvan kosteusvuon mittaamiseksi. Menetelmä ja laite on tarkoitettu erityisesti ihon pinnalta haihtuvan kosteuden mittaamiseen. Menetelmä perustuu molemmista päistään 15 avoimen, putkimaisen suojakotelon käyttämiseen. Suojakotelon ensimmäinen pää asetetaan ihon pintaa vasten, ja toinen pää jätetään vapaasti kosketuksiin ympäröivän ilman kanssa. Ihon haihduttaessa kosteutta ihon pinnan läheisyydessä olevan ilman kosteus kasvaa ympäröivän ilman kosteutta suuremmaksi. Tästä aiheutuu suojakotelon sisällä olevaan ilmaan kosteusgradientti. Kosteusgradienttia mitataan suojakotelon . 20 sisälle kahteen ihon pinnan normaalin suunnassa poikkeutettuun pisteeseen sijoitetuilla kahdella kosteusanturilla. Suojakotelossa vallitsevaa lämpötilagradienttia mitataan • » vastaavalla tavalla sijoitetuilla kahdella lämpötila-anturilla. Mitatuista kosteus- ja :lämpötilagradienteista voidaan diffuusioyhtälöiden avulla laskea ihon pinnan * haihduttama kosteusvirta.U.S. Patent 4,066,068 describes a method and apparatus for measuring the volatile moisture flow from a surface. The method and apparatus are particularly intended for measuring the moisture content of the skin. The method is based on the use of 15 open tubular protective housings at each end. The first end of the protective case is placed against the surface of the skin and the other end is left free from contact with the ambient air. As the moisture evaporates, the moisture in the air near the surface of the skin grows higher than the humidity in the surrounding air. This causes a moisture gradient to the air inside the enclosure. The moisture gradient is measured in the enclosure. 20 with two moisture sensors positioned at two points deflected in the normal direction of the skin surface. The temperature gradient in the enclosure is measured with »» two temperature sensors placed in a similar manner. From the measured moisture and temperature gradients, the diffusion equations can be used to calculate the moisture flow evaporated by the skin surface *.

• · • · · 25 US-patenttijulkaisussa 4,066,068 kuvattu menetelmä soveltuu materiaalin ja sen • · · ympäristön välisen kosteusvaihdon mittaamiseen vallitsevissa ympäristöolosuhteissa. Menetelmällä voitaisiin rakennekosteuden mittaukseen sovellettuna siis lähinnä ';' määrittää, millä nopeudella rakenteen pinnasta siirtyy kosteutta ympäröivään ilmaan : vallitsevissa olosuhteissa. Mitään varsinaista rakennekosteuden mittaukseen soveltuvaa 30 ratkaisua julkaisussa ei ole esitetty. Julkaisussa esitetyssä laitteessa on lisäksi ongelmana se, että ympäristön ilmavirtaukset voivat aiheuttaa pyörteitä suojakotelon 3 108163 sisälle. Pyörteilevässä tai virtaavassa ilmassa kosteusvirta ei enää määräydy pelkästään diffuusiovirran perusteella, ja laitteella voidaan päätyä erheelliseen mittaustulokseen.The method described in U.S. Patent 4,066,068 is suitable for measuring moisture exchange between the material and its environment under prevailing environmental conditions. The method could thus be applied to the measurement of structural humidity mainly ';' determines the rate at which moisture is transferred from the surface of the structure to the ambient air: under prevailing conditions. No actual solution for measuring structural humidity is disclosed in the publication. A further problem with the device disclosed in the publication is that ambient air currents can cause turbulence inside the protective housing 3 108163. In turbulent or flowing air, the humidity flow is no longer solely determined by the diffusion flow, and the device may end up with an erroneous measurement result.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä kuvatut puutteellisuudet ja aikaansaada aivan uudentyyppinen menetelmä ja laite materiaalin haihduttaman tai imemän 5 kosteuden mittaamiseksi.The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a completely new method and device for measuring the moisture evaporated or absorbed by the material.

Keksintö perustuu siihen, että kosteusvirtaa mitataan määrittämällä kosteuspitoisuuden gradientti suljetussa mittauskammiossa. Kosteuspitoisuutta mitataan ainakin yhdessä pisteessä. Kussakin kosteuden mittauspisteessä mitataan myös lämpötilaa edullisesti kosteusanturiin integroidun lämpötila-anturin avulla. Keksintö perustuu myös siihen, 10 että mittauskammion avoimelle sivulle vastakkaiseen päähän sijoitetaan joko kosteutta mittauskammion ilmatilaan vapauttava kosteuslähde tai kosteutta mittauskammion ilmatilasta itseensä sitova kosteudensitoja. Kosteusgradientista lasketaan kosteusvirta, ja kosteusvirtaa ja/tai sen muutosta analysoimalla määritetään mitattavan materiaalin Kuivumis- tai kostumisnopeus. Mitattavan materiaalin tasapainokosteus voidaan 15 päätellä kuivumisnopeuden perusteella. Mikäli mitataan lisäksi tasapainokosteus materiaalin sisältä sopivalta, tyypillisesti 2-4 cm:n, syvyydeltä, voidaan määrittää materiaalin permeabiliteetti. Näiden tietojen perusteella voidaan myös ennakoida . rakenteen tasapainokosteuden käyttäytyminen esim. materiaalin kuivaessa tai kostuessa tai materiaalia pinnoitettaessa. Menetelmässä voidaan ottaa huomioon myös 20 mahdollinen lämpögradientin syntyminen ja sen aiheuttama konvektio mittaamalla ””· lämpötila diffuusiotien molemmista päistä ja kolaamalla konvektion vaikutus f · :: laskennallisesti.The invention is based on the measurement of moisture flow by determining a moisture gradient in a closed measuring chamber. The moisture content shall be measured at at least one point. The temperature at each humidity measurement point is also preferably measured by a temperature sensor integrated in the humidity sensor. The invention is also based on placing on the opposite side of the measuring chamber, on the opposite end, either a moisture source which releases moisture into the air space of the measuring chamber or a moisture binding device which binds itself from the air space of the measuring chamber. The moisture gradient is calculated from the moisture gradient, and the moisture flow and / or its variation is analyzed to determine the drying or wetting rate of the material to be measured. The equilibrium moisture content of the material to be measured can be deduced from the drying rate. Further, if equilibrium moisture is measured from within the material at a suitable depth, typically 2 to 4 cm, the permeability of the material can be determined. This information can also be used to predict. behavior of the equilibrium moisture content of the structure, for example, when the material dries or wets or when the material is coated. The method can also take into account 20 possible thermal gradients and their convection by measuring "" · temperature at both ends of the diffusion path and collapsing the effect of convection f · :: by computation.

• · * • * * Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle • · 25 laitteelle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 10 . tunnusmerkkiosassa.More particularly, the method of the invention is characterized in what is set forth in the characterizing part of claim 1. The device according to the invention, in turn, is characterized by what is stated in claim 10. characterizing part.

« ‘ · ’ Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.The invention provides significant advantages.

V Keksinnön avulla voidaan parantaa rakennekosteusmittauksen tarkkuutta ja nopeutta.V. The invention can improve the accuracy and speed of structural humidity measurement.

Vettä imevän aineen massan muutokseen perustuvaan rakennekosteuden 108163 4 mittausmenetelmään verrattuna keksintö nopeuttaa ja tarkentaa kosteusmittausta huomattavasti. Keksinnön mukaisella menetelmällä diffuusion mittaus voidaan nimittäin tehdä esim. 15 minuutissa. Mittauksen nopeuden ansiosta voidaan käyttää useampia mittauspisteitä tai esim. tehdä tarvittavat rakennuksen kosteusmittaukset 5 mittaushenkilön yhden käynnin aikana.Compared to the method for measuring structural humidity 108163 4 based on the change in mass of the water-absorbing material, the invention significantly speeds up and refines the moisture measurement. Namely, by the method according to the invention, the diffusion measurement can be made, for example, in 15 minutes. Due to the speed of measurement, several measuring points can be used or, for example, the necessary humidity measurements of the building can be made during one visit of 5 persons.

Keksinnöllä on myös lisäetuja taijoavia edullisia sovellusmuotoja.The invention also has further advantages or advantageous embodiments.

Mikäli keksinnön yhteydessä käytetään mittauskammiossa kosteudensitojan tilalla kosteuslähdettä, kuten kostutettua huopaa, voidaan mitata myös materiaalin kosteudenimemiskykyä.If, in connection with the invention, a moisture source, such as a dampened blanket, is used in the measuring chamber in place of the moisture binder, the moisture absorption capacity of the material can also be measured.

10 Mikäli käytettäessä kosteudensitojaa tai kosteuslähdettä kosteuden diffuusiovirtaa mitataan välittömästi mittalaitteen mitattavalle pinnalle asettamisen jälkeen, voidaan määrittää pinnan maksimaalinen haihdutuskyky tai vastaavasti maksimaalinen kosteudenimemiskyky kyseisessä mittausolosuhteessa. Jatkettaessa mittausta edelleen voidaan määrittää materiaalin haihdutuskyky ja kosteudenimemiskyky.10 If, when using a moisture binder or a moisture source, the moisture diffusion current is measured immediately after placing the meter on the surface to be measured, the maximum evaporation capacity of the surface or, respectively, the maximum moisture absorption capacity under that measurement condition can be determined. As the measurement continues, the evaporation and moisture absorption properties of the material can be determined.

15 Kosteusvuon aikariippuvuuden perusteella voidaan määritellä mitattavan materiaalin tasapainokosteus ja permeabiliteetti.15 The time dependence of the moisture flow can be used to determine the equilibrium moisture content and permeability of the material to be measured.

Tasapainokosteus voidaan haluttaessa varmistaa helposti ja yksinkertaisesti mittaamalla tietyltä syvyydeltä mitattavasta materiaalista, jolloin mitattavan aineen • ; permeabiliteetti voidaan laskea mitatun tasapainokosteuden diffuusion ja materiaalin * · . . 20 pinnassa oleva anturin mittaustiedon perusteella.If desired, equilibrium humidity can be easily and simply assured by measuring a certain depth from the material being measured, whereby the material to be measured; permeability can be calculated by the measured equilibrium moisture diffusion and material * ·. . 20 based on sensor measurement data.

• · · » · • · · v : Mikäli keksinnön avulla seurataan rakennusmateriaalin kuivumista ja mitataan materiaalin kosteus, keksintö tarjoaa erinomaisen menetelmän rakennusmateriaalien • · '.'. * pinnoitettavuuden arvioimiseen.If the invention is to monitor the drying of the building material and to measure the moisture content of the material, the invention provides an excellent method for the construction of building materials. * for evaluating coatability.

• * · • · · • · «• * · • · · ««

Keksintöä ryhdytään seuraavassa tarkastelemaan esimerkkien avulla ja oheiseen ·, 25 piirustukseen viitaten.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be illustrated by way of example and with reference to the accompanying drawings.

• - ’: Kuvio 1 esittää poikkileikkauksena yhtä keksinnön mukaista mittalaitetta.Figure 1 shows a cross-section of one measuring device according to the invention.

5 1081635, 108163

Keksinnön yleinen mittausperiaate on se, että mitattavan pinnan yläpuolelle muodostetaan olennaisesti höyrytiivis mittauskammio, jonka sisältämää ilmatilaa pitkin voi kosteutta diffusoitua joko mitattavasta pinnasta kammion toiseen päähän tai päin vastoin. Ilman kosteuspitoisuus määritetään ainakin kahdessa 5 mittauskammionpisteessä ja tuloksista lasketaan mittauskammion läpäisevä kosteusvirta. Määrittäminen tehdään mittaamalla. Vaihtoehtoisesti kosteusvirta voidaan määrittää myös siten, että kosteuspitoisuus mitataan ainoastaan yhdessä pisteessä materiaalin pinnalla ja oletetaan tunnetuksi mittauskammion toisessa päässä.The general measurement principle of the invention is that a substantially vapor-tight measuring chamber is formed above the surface to be measured, the humidity of which can be diffused from the surface to be measured to the other end of the chamber or vice versa. The moisture content of the air is determined at least at two of the 5 measuring chamber points and the moisture flow through the measuring chamber is calculated from the results. The determination is made by measurement. Alternatively, the moisture flow can also be determined by measuring the moisture content at only one point on the surface of the material and assuming it is known at the other end of the measuring chamber.

Kuvion 1 mukainen mittalaite käsittää ensimmäisestä ja toisesta päästä avoimen, 10 sylinterimäisen rungon 1, jonka sisäpuolelle jää mittauskammio 7. Mittalaite käsittää myös rungon 1 toisen avoimen pään sulkemaan sovitetun kannen 2, rungon 1 ja kannen 2 väliin sovitetun kosteudensitojan 3 tai kosteuslähteen 13, rungon 1 ensimmäiseen päähän sovitetun tiivisteen 4 sekä mittauskammioon 7 lähelle rungon 1 ensimmäistä ja toista päätä sijoitetut lämpötila- ja kosteusanturit 5, 6. Kuviossa on 15 myös esitetty materiaalia 8, jonka kosteutta mitataan. Kosteutta mitataan asettamalla mittalaite materiaalin 8 pintaa 9 vasten. Kosteudensitojan 3 tai kosteuslähteen 13 kosteutta sitova tai vastaavasti vapauttava pinta on puolestaan pinta 10. Mittalaite käsittää myös laskentayksikön ja tarvittavat johtimet mittaustietojen johtamiseksi laskentayksikköön. Näitä elimiä ei kuitenkaan ole esitetty kuviossa 1.The measuring device according to Fig. 1 comprises an open end 10 and a cylindrical body 1 with a measuring chamber 7 inside thereof. temperature and humidity sensors 5, 6 disposed near the first and second ends of the housing 1 in the measuring chamber 7 and in the measuring chamber 7. Figure 15 also shows the material 8 whose moisture is being measured. Moisture is measured by placing the measuring device against the surface 9 of the material 8. The moisture-binding or releasing surface of the humidity binder 3 or the moisture source 13, in turn, is the surface 10. The measuring device also comprises a calculating unit and the necessary conductors for supplying the measurement data to the calculating unit. However, these elements are not shown in Figure 1.

20 Rungon 1 tehtävänä on yhdessä kannen 2 kanssa rajata mitattavan pinnan 9 päälle : olennaisesti höyrytiivis mittauskammio 7. Lisäksi runko 1 tukee joitakin mittalaitteen « · osia. Itse mittauskammion 7 ja siten rungon 1 muodolle ei ole juurikaan ··· • · · ’·’ periaatteellisia rajoituksia. Rungon 1 ensimmäisessä päässä olevien reunojen tulee kuitenkin tasopintoja mitatessa olla mahdollisimman hyvin ja tasaisesti yhdessä • · · • · · I.: 25 tasossa, jotta voidaan saavuttaa hyvä tiivistys rungon 1 ja mitattavan pinnan 9 välille.The function of the body 1, together with the cover 2, is to define on the surface 9 to be measured: a substantially vapor-tight measuring chamber 7. In addition, the body 1 supports some parts of the measuring device. The shape of the measuring chamber 7 itself, and thus of the body 1, has very few fundamental restrictions. However, when measuring plane surfaces, the edges at the first end of the frame 1 must be as smooth and smooth as possible in one of the 25 levels in order to achieve good sealing between the frame 1 and the surface 9 to be measured.

• · · • · ·• · · • · ·

Mittauskammion 7 poikkileikkaus mitattavan pinnan 9 suunnassa taas voi periaatteessa * olla minkä muotoinen tahansa. Valmistusteknisesti edullisia muotoja ovat kuitenkin suorakaide, neliö ja erityisesti ympyrä. Muutoin mittauskammio 7 on edullisesti siten ' ' : muotoiltu, että mittausasennossa oleva mittauskammio 7 jatkuu mitattavan pinnan 9 30 normaalin suunnassa tasalevyisenä ja poikkileikkaukseltaan yhtenäisenä. Mittauskammio 7 on siis edullisesti muodoltaan esim. kuutio tai sylinteri.The measuring chamber 7, on the other hand, in the direction of the surface 9 to be measured, can in principle * be of any shape. However, the preferred forms of fabrication are rectangle, square and especially circle. Otherwise, the measuring chamber 7 is preferably shaped such that the measuring chamber 7 in the measuring position extends in the normal direction of the surface 9 to be measured and is uniform in cross-section. The measuring chamber 7 is thus preferably in the form of e.g. a cube or a cylinder.

6 1081636, 108163

Periaatteessa mittauskammio 7 voi kuitenkin kaventua, leventyä tai muuttaa muotoaan liikuttaessa mittauskammion 7 ensimmäisestä päästä toiseen päähän, mutta säännöllinen muoto helpottaa diffuusioilmiön mallintamista ja siten mittausta. Diffuusiotie, joka voidaan määritellä mittauskammion 7 sisällä olevaksi reitiksi 5 rungon 1 ensimmäisessä päässä olevalta mitattavalta pinnalta 9 rungon 1 toiseen päähän, on siis edullisesti tasaleveä ja mitattavan pinnan 9 normaalin suuntainen. Diffuusiotien suunta voi olla myös edellä kuvatulle päinvastainen. Mittauskammio 7 toimii siis diffuusiokammiona.In principle, however, the measuring chamber 7 may be tapered, widened, or deformed as it moves from the first end to the second end of the measuring chamber 7, but regular shape facilitates modeling of the diffusion phenomenon and thus measurement. The diffusion path, which can be defined as the path 5 inside the measuring chamber 7 from the measuring surface 9 at the first end of the frame 1 to the other end of the frame 1, is preferably flat and parallel to the normal surface 9 to be measured. The direction of the diffusion paths may also be the opposite of that described above. The measuring chamber 7 thus functions as a diffusion chamber.

Rungon 1 materiaalin tulee olla vettä ja höyryä olennaisesti sitomatonta ja hyvin 10 lämpöä johtavaa materiaalia, jotta mittauskammio 7 itse vaikuttaisi mahdollisimman vähän mittaukseen. Veden tai höyryn adsorption materiaalin pinnalle pitää olla pientä tai olematonta. Sopivia materiaaleja ovat esim. alumiini, teräs tai polytetrafluorietyleeni. Runko 1 voi myös koostua kahdesta eri materiaalista, joista toinen on vettä sitomatonta. Tällöin rungon 1 mittauskammioon 7 rajoittuvat osat on 15 päällystetty vettä sitomattomalla materiaalilla.The material of the housing 1 must be substantially water-and-vapor-free and highly heat conductive material so that the measuring chamber 7 itself will have a minimal effect on the measurement. Water or vapor adsorption to the surface of the material must be low or non-existent. Suitable materials are, for example, aluminum, steel or polytetrafluoroethylene. The body 1 can also consist of two different materials, one of which is water-free. In this case, the parts adjacent to the measuring chamber 7 of the body 1 are covered with water-free material.

Kuvion 1 esittämässä laitetyypissä rungon 1 mitat voivat sovelluksesta riippuen olla esim. sellaiset, että mittauskammion 7 muodostavan sylinterin korkeus on 6 - 10 cm ja halkaisija 5-10 cm.In the device type shown in Fig. 1, the dimensions of the body 1 may, depending on the application, be e.g. such that the cylinder forming the measuring chamber 7 is 6-10 cm in height and 5-10 cm in diameter.

; , Kansi 2 muotoillaan puolestaan siten, että se voidaan tiivistää runkoa 1 vasten. Kansi ^ ! 20 2 voidaan tehdä esim. painamalla paikoilleen sovitettavaksi. Mikäli runko 1 on sylinterimäinen, kansi 2 voidaan tehdä myös kierteiden avulla kiinnitettäväksi. Kannen * ♦ · • · .·:·. 2 ja rungon 1 välisen liitoksen ei tarvitse välttämättä olla höyrytiivis, mikäli liitos ei rajoitu mittauskammion 7 diffuusiotiehen, vaan sijaitsee esim. kosteudensitojan 3 takana. Kanteen 2 muotoillaan myös tila, johon kosteudensitoja 3 tai vastaavasti • ♦ :T: 25 kosteuslähde 13 voidaan sijoittaa. Vaihtoehtoisesti kosteudensitoja 3 tai kosteuslähde . 13 voidaan suunnitella asetettavaksi runkoon 1 tehtyyn upotukseen tai rungon 1 ja : ‘: kannen 2 väliin. Edullisen muotoisessa mittauskammiossa 7 myös mitattava pinta 10 : ja kosteutta sitova tai vapauttava pinta 10 ovat yhdensuuntaiset.; In turn, the lid 2 is shaped so that it can be sealed against the frame 1. Cover ^! 20 2 can be done, for example, by pressing to fit. If the body 1 is cylindrical, the cover 2 may also be threaded. Cover * ♦ · • ·. ·: ·. The connection between the body 2 and the body 1 need not necessarily be vapor-tight if the connection is not limited to the diffusion path of the measuring chamber 7 but is located behind e.g. The cover 2 also forms a space in which the humidity binder 3 or the • ♦: T: 25 humidity source 13 can be located. Alternatively, a moisture binder 3 or a moisture source. 13 may be designed for insertion into body 1 or between body 1 and: ': cover 2. Also, in the advantageously shaped measuring chamber 7, the surface 10 to be measured and the moisture-binding or releasing surface 10 are parallel.

Kosteudensitojan 3 ja vastaavasti kosteuslähteen 13 suunnittelussa on olennaista se, 30 että kosteutta sitova tai vapauttava pinta 10 kattaa olennaisesti koko diffuusiotien 7 108163 poikkipinnan. Edullisen muotoista mittauskammiota 7 käytettäessä tällaisella muotoilulla voidaan välttää kosteudensitojan 3 tai kosteuslähteen 13 pinnan 10 suuntaisen kosteusgradientin syntyminen mittauskammion 7 sisälle. Kosteudensitojan 3 kosteutta sitovana aineena voi olla esim. silikageeli, kalsiumkloridi tai muu vastaava 5 aine. Olennaista on, että kosteudensitoja 3 kykenee sitomaan kosteutta ainakin jotakuinkin samalla nopeudella jolla mitattava pinta 9 sitä vapauttaa. Kosteudensitojan 3 tulisi myös kyetä sitomaan kosteutta tasaisesti koko pinnan 10 alueelta. Kosteuslähteen 13 kosteutta vapauttavana aineena voi puolestaan olla esim. kostutettu huopa. Olennaista kosteuslähteelle 13 on, että se kykenee tarvittaessa vapauttamaan 10 kosteutta ainakin samalla nopeudella jolla mitattava pinta 9 voi tätä diffuusiotien toisessa päässä sitoa. Kosteuslähteen 3 tulisi myös kyetä vapauttamaan kosteutta tasaisesti koko pinnan 10 alueelta.In designing the moisture binder 3 and the moisture source 13, respectively, it is essential that the moisture-binding or releasing surface 10 cover substantially the entire cross-section of the diffusion path 7 108163. When using a preferred shape measuring chamber 7, such a design avoids the formation of a moisture gradient 3 or a moisture gradient inside the measuring chamber 7 parallel to the surface 10 of the moisture source 13. The humectant of the humectant binder 3 may be, for example, silica gel, calcium chloride or the like. It is essential that the moisture binder 3 is capable of absorbing moisture at least at the same rate at which the surface 9 to be measured releases it. The moisture binder 3 should also be able to absorb moisture evenly over the entire surface 10 area. The moisture source 13 of the moisture source 13, in turn, may be, for example, a dampened blanket. Essential to the moisture source 13 is that it is capable, if necessary, of releasing moisture at at least the same rate at which the surface 9 to be measured can bind this at the other end of the diffusion path. The moisture source 3 should also be capable of releasing moisture evenly over the entire surface 10 area.

Tiivisteen 4 tehtävänä on eristää mittauskammion 7 ensimmäistä päätä lähellä oleva osa olennaisen höyrytiiviisti mittalaitetta ympäröivästä ilmasta. Tiivisteen edullinen 15 materiaali ja edulliset mitat riippuvat mittauskammion 7 mitoista sekä mitattavasta materiaalista 8 ja sen pinnan 9 tasaisuudesta. Mikäli veden diffuusio mitattavassa materiaalissa on nopeaa, tiivisteen 4 on oltava riittävän leveä materiaalia 8 pitkin tiivisteen 4 ohi diffusoituvan kosteusvirran merkityksen vähentämiseksi. Useimmiten ; t: tiiviste 4 voi olla esim. kumia ja noin 5-10 mm leveä.The function of the seal 4 is to insulate the part near the first end of the measuring chamber 7 in a substantially vapor-tight manner from the air surrounding the measuring device. The preferred material 15 and the preferred dimensions of the seal depend on the dimensions of the measuring chamber 7 and the material 8 to be measured and the smoothness of its surface 9. If the diffusion of water in the material being measured is rapid, the seal 4 must be wide enough along the material 8 past the seal 4 to reduce the significance of the diffusible moisture flow. Mostly; t: The seal 4 may be e.g. rubber and about 5-10 mm wide.

20 Lämpötila- ja kosteusanturit 5, 6 ovat mieluiten sellaista tyyppiä, jossa lämpötila- *:**: anturit on integroitu kosteusantureihin. Tällöin saadaan mitattua tarkasti • · :.v kosteusanturin lämpötila, joka puolestaan seuraa ympäröivän ilman lämpötilaa. Mikäli *.* * käytetään erillisiä kosteus- ja lämpötila-antureita, kosteus- ja lämpötila-antureiden lämpötilat saattavat poiketa toisistaan, jolloin päädytään väärään mittaustulokseen.The temperature and humidity sensors 5, 6 are preferably of the type in which the temperature *: **: sensors are integrated with the humidity sensors. This allows accurate measurement of the temperature of the · ·: .v humidity sensor, which in turn monitors the ambient temperature. If separate humidity and temperature sensors are used. *, The temperatures of the humidity and temperature sensors may differ, resulting in an incorrect measurement result.

• · • · · *·*·* 25 Käytettäessä kahta lämpötila- ja kosteusanturia 5, 6 nämä sijoitetaan mittalaitteeseen • · ♦ siten, että ensimmäinen anturi 5 sijaitsee lähellä mitattavaa pintaa 9 ja toinen anturi 6 . : lähellä kosteudensitojan 3 tai kosteuslähteen 13 pintaa 10. Antureiden 5, 6 etäisyysWhen two temperature and humidity sensors 5, 6 are used, these are placed in the measuring device with the first sensor 5 located near the surface 9 to be measured and the second sensor 6. : near the surface 10 of the moisture binder 3 or the moisture source 13. Distance of the sensors 5, 6

« · I«· I

em. pinnoista voi olla esim. 2-5 mm. Anturi 5 etäisyys pinnasta 9 minimoidaan.the above surfaces may be e.g. 2-5 mm. The distance of the sensor 5 from the surface 9 is minimized.

• · : ‘ : Anturit 5, 6 voidaan ripustaa esim. diffuusiotien keskelle, ja ripustus voidaan tehdä 30 esim. runkoon 1 kiinnitettyjen ripustimien avulla. Ripustimet käsittävät myös tarvittavat johtimet mittausinformaation siirtämiseksi anturilta laskentayksikköön.• ·: ': The sensors 5, 6 can be hung, for example, in the middle of the diffusion paths, and the suspension can be made, e.g. The hangers also comprise the necessary wires for transferring the measurement information from the sensor to the calculating unit.

8 1081638 108163

Anturit 5, 6 tulee valita siten, että niiden poikkileikkaus ei muodosta merkittävää osaa mittauskammion poikkileikkauksesta eli diffuusiotien pinta-alasta. Muutoin antureiden 5, 6 valintaan vaikuttavat mm. tarvittava mittaustarkkuus ja -alue.The transducers 5, 6 should be selected such that their cross-section does not form a significant part of the cross-section of the measuring chamber, i.e. the area of the diffusion path. Otherwise, the selection of sensors 5, 6 is influenced by e.g. the required measurement accuracy and range.

Keksinnön mukaisessa mittausmenetelmässä käytetään apuna esim. edellä kuvatun 5 kaltaista mittalaitetta. Menetelmässä muodostetaan mitattavan materiaalin 8 pinnan 9 yläpuolelle diffuusiokammio 7, joka tiivistetään mitattavaa pintaa 9 vasten. Diffuusiokammiota 7 muodostettaessa tai muodostamisen jälkeen mitattavalle pinnalle 9 vastakkaiselle diffuusiokammion 7 sivulle muodostetaan haihdutusta mitattaessa diffuusiokammiosta höyryä puoleensa sitova pinta 10. Mikäli taas mitataan höyryn 10 imeytymistä materiaaliin 8, diffuusiokammioon 7 muodostetaan vastaavasti kosteutta diffuusiokammion 7 ilmaan vapauttava pinta. Näin luodaan diffuusiokammioon olennaisesti häiriötön diffuusiotie sekä olosuhteet, joissa diffuusiokammion ensimmäisessä ja toisessa päässä on erilaisen kosteuden omaavat pinnat 9, 10. Kosteus pyrkii tasoittumaan pintojen 9, 10 ja näitä vasten olevan ilman välillä, ja 15 diffuusiokammion 7 ilmatilaan syntyy kosteusgradientti pintojen 9, 10 välisessä suunnassa. Kosteusgradientti puolestaan aiheuttaa kosteuden diffusoitumisen diffuusiokammion ilmatilassa kosteammasta päästä kuivempaan päähän.The measuring method according to the invention uses, for example, a measuring device as described above. In the method, a diffusion chamber 7 is formed above the surface 9 of the material 8 to be measured and sealed against the surface 9 to be measured. When forming or after forming diffusion chamber 7, a vapor-binding surface 10 is formed on the opposite side of the diffusion chamber 7 when measuring the evaporation chamber. This creates a substantially undisturbed diffusion path in the diffusion chamber and conditions at which the first and second ends of the diffusion chamber have surfaces of varying humidity 9, 10. The humidity tends to equalize between the surfaces 9, 10 and the air against them. direction. The moisture gradient, in turn, causes moisture to diffuse from the humid end to the drier end of the diffusion chamber air space.

Diffuusiokammion 7 muodostamisen jälkeen määritetään diffuusiokammion ilmatilasta : : : vesihöyryn osapaine Pw kahdessa pisteessä. Ensimmäinen mittauspisteistä sijaitsee : /. i 20 lähellä mitattavaa pintaa 9 ja toinen lähellä kosteutta sitovaa tai vapauttavaa pintaa 10.After forming the diffusion chamber 7, the partial pressure Pw of the water vapor at two points is determined from the airspace of the diffusion chamber. The first of the measuring points is located: /. i 20 near the surface 9 to be measured and the other near the surface 10 which absorbs or releases moisture.

Vesihöyryn osapaine Pw voidaan määrittää esim. mittaamalla ilman suhteellinen kosteus Rh ja lämpötila T, ja laskemalla vesihöyryn osapaine Pw näistä suureista. '·* * Vesihöyryn osapaine Pw voidaan tällöin laskea kaavasta: :·!·! PwCn = £flP-*PmCO [hPa], (1) 100 I » « 25 jossa on kyllästyneen vesihöyryn osapaine. Kyllästyneen vesihöyryn osapaine \: saadaan puolestaan esim. taulukosta tai laskemalla kaavasta: ' ’ : 7.5»r(oc)The partial vapor pressure Pw for water vapor can be determined, for example, by measuring the relative humidity Rh and the temperature T, and calculating the partial vapor pressure Pw for these vapors. '· * * The partial pressure Pw of the water vapor can then be calculated from the formula:: ·! ·! PwCn = £ flP- * PmCO [hPa], (1) 100 l »« 25 with partial pressure of saturated water vapor. The partial pressure \: of saturated water vapor, in turn, is obtained, for example, from the table or from the formula: '': 7.5 »r (oc)

Pws(T) = 6,1078*10r(°C)+237-3°c [hPa]. (2) 9 108163Pws (T) = 6.1078 * 10r (° C) + 237-3 ° C [hPa]. (2) 9108163

Mikäli veden höyrynpaine ensimmäisessä mittauspisteessä PW1 eroaa veden höyrynpaineesta toisessa mittauspisteessä Pm, mittauspisteiden edustamien höyrynpainetasojen välille syntyy diffuusiovirta W. Diffuusiovirta W diffuusiokammion 7 ensimmäisestä päästä toiseen päähän voidaan laskea 5 höyrynpaineiden eron, mittauspisteiden edustamien höyrynpainetasojen välimatkan L, diffuusiotien poikkipinta-alan A ja vesihöyryn permeabiliteetin u perusteella. Vesihöyryn permeabiliteetti u on ilmassa 174 ng/s*m*Pa. Kuvion 1 laitetta käytettäessä A on sylinterin pohjan pinta-ala ja L mittauspisteiden välimatka sylinterin korkeussuunnassa. Diffuusiovirralle W saadaan em. yksikköjä käyttäen yhtälö: 10 V = 3,6*10' [g/h], (3)If the water vapor pressure in the first measurement point PW1 is different from water vapor pressure at the second measuring point M, the measuring points represent the vapor pressure levels is the diffusion W. the diffusion W of the diffusion chamber 7 from the first end to the second end may be reduced to 5 vapor pressure difference, the measurement points represent the vapor pressure levels, the distance L, diffuusiotien cross-sectional area A and the water vapor permeability u by. The vapor permeability of water vapor in air is 174 ng / s * m * Pa. When using the device of Fig. 1, A is the bottom surface area of the cylinder and L is the distance between the measuring points in the height of the cylinder. The diffusion current W is given by the above units using the equation: 10 V = 3.6 * 10 '[g / h], (3)

Mikäli kosteutta siirtyy mitattavasta materiaalista 8 kosteudensitojaan 3, kaavasta 3 laskettu diffuusiovirta W on positiivinen. Mikäli taas käytetään kosteuslähdettä 13, josta siirtyy kosteutta mitattavaan materiaaliin 8, kaavasta 3 laskettu diffuusiovirta W on negatiivinen.If moisture is transferred from the material being measured 8 to the moisture binders 3, the diffusion current W calculated from formula 3 is positive. If, on the other hand, a moisture source 13 is used to transfer moisture to the material 8 to be measured, the diffusion current W calculated from formula 3 is negative.

15 Mikäli mitattavan materiaalin 8 pinta 9 voi luovuttaa tai vastaanottaa kosteutta, diffuusiovirta W alkaa muodostua välittömästi diffuusiokammion 7 muodostamisen ‘ jälkeen. Aivan aluksi diffuusiovirtaa ei kuitenkaan voida luotettavasti mitata, koska v : kosteusgradientit diffuusiokammion 7 ilmatilassa sekä pintojen 9 ja 10 ja näiden ;‘ : lähellä olevan ilman välillä eivät ole vielä tasaantuneet. Tämä vaihe kestää tapauksesta * * 20 riippuen noin 30 - 600 sekuntia. Tasaantumisvaihetta seuraa tyypillisesti suuren • · · '·*;* diffuusiovirran vaihe, jolloin materiaalin 8 pinnasta 9 haihtuu voimakkaasti kosteutta » * · • kosteudensitojan 3 kuivattamaan ilmaan. Materiaalin 8 pinnan 9 kosteudenIf the surface 9 of the material 8 to be measured can transmit or receive moisture, the diffusion current W begins to form immediately after the diffusion chamber 7 is formed. Initially, however, the diffusion current cannot be reliably measured, since the v: humidity gradients in the air space of the diffusion chamber 7 and between the surfaces 9 and 10 and these; This step takes about 30 to 600 seconds, depending on the case * * 20. The equilibration step is typically followed by a phase of high diffusion flow, whereby the surface 9 of the material 8 evaporates strongly into the air dried by the moisture binder 3. The moisture of the surface 9 of the material 8

. . vähentyessä myös diffuusiovirta W pienenee nopeasti. Diffuusiovirran W. . also, as the diffusion current W decreases, it decreases rapidly. Diffusion current W

pieneneminen ajan funktiona tapahtuu tyypillisesti eksponentiaalisesti, A*e'B*' - • ·, 25 tyyppisesti. Mitattaessa diffuusiovirtaa W tällä aika-alueella, noin 30 - 600 sekuntia ;;! diffuusiokammion 7 muodostamisen jälkeen, voidaan määrittää mitattavan pinnan 9 ' ·' maksimaalinen haihdutuskyky vallitsevissa kosteusolosuhteissa.decrease over time typically occurs exponentially, A * e'B * '- • ·, 25. When measuring the diffusion current W in this time range, about 30 to 600 seconds ;; After the formation of the diffusion chamber 7, the maximum evaporation capacity of the surface to be measured under the prevailing humidity conditions can be determined.

Jatkettaessa mittausta edelleen mitattavan materiaalin 8 pintaosat kuivuvat, eivätkä ne voi enää merkittävästi luovuttaa kosteutta itsestään. Mikäli mitattavan materiaalin 8 10 108163 sisäosissa on kuitenkin kosteutta, kosteus alkaa siirtyä materiaalissa 8 sisäosista pintaa 9 kohti. Tässä vaiheessa diffuusiovirta lähestyy eksponentiaalikäyrällä absoluuttisina arvoina tarkasteltuna tasapainovirtaa. Tämä perushaihtumisnopeus kuvaa puolestaan materiaalin 8 ominaisuuksia. Jos materiaalin permeabiliteetti tunnetaan, niin 5 perushaihtumisnopeuden perusteella voidaan päätellä materiaalin tasapainokosteus.As the measurement continues, the surface portions of the material 8 to be dried will no longer be capable of significantly releasing moisture by themselves. However, if moisture is present in the inner parts of the material 8 10 108163 to be measured, the moisture begins to move in the material 8 towards the inner surface 9. At this point, the diffusion current approaches the equilibrium current on the exponential curve in absolute values. This basic evaporation rate, in turn, describes the properties of the material 8. If the permeability of the material is known, the equilibrium moisture content of the material can be deduced from the 5 basic evaporation rates.

Mittaamalla diffuusiovirran lisäksi materiaalin tasapainokosteus tietyltä syvyydeltä d voidaan laskea kyseisen materiaalin permeabiliteetti em. tasapainokosteuden, mittaussyvyyden ja anturin 5 lukeman perusteella kaavasta: μ-—~— [kg*m'1*s'Ii|,Pa'1], (4)By measuring, in addition to the diffusion flow, the equilibrium moisture content of a material at a given depth d, the permeability of that material can be calculated from the equilibrium moisture, measurement depth, and sensor 5 reading from the formula: μ-— ~ - [kg * m'1 * s'Ii |, Pa'1], (4)

^WM ~ ^WS^ WM ~ ^ WS

10 jossa - μ on vesihöyryn permeabiliteetti materiaalissa, - W on diffuusiovirta kilogrammoina neliömetriä ja sekuntia kohti, - Pym on tasapainokosteusmittauksella mitattu vesihöyryn osapaine materiaalin sisällä syvyydellä d ja " ΛνΜ on materiaalin pinnalta diffuusiokammion anturilla 5 mitattu 15 vesihöyryn osapaine.10 where - μ is the water vapor permeability in the material, - W is the diffusion flux in kilograms per square meter per second, - Pym is the partial vapor pressure of water vapor measured at equilibrium with depth d, and "altaνΜ

Diffuusiovirran tasapainoalue saavutetaan tyypillisesti 5-30 minuutissa. Materiaalista ·.'·: 8 ja mittausjärjestelyistä riippuen tasapainon saavuttaminen voi viedä huomattavasti * * enemmänkin aikaa. Tasapainon saavuttamista voidaan kuitenkin seurata mittaamalla • · ♦ · ♦ diffuusiovirtaa ajan funktiona. Tasapaino on saavutettu, kun diffuusiovirran • · · * 20 absoluuttinen muutos ei ole enää merkittävä.The equilibrium range of the diffusion current is typically achieved in 5 to 30 minutes. Depending on the material ·. '·: 8 and the measuring arrangements, it may take * * more time to reach equilibrium. However, the achievement of equilibrium can be monitored by measuring the diffusion current • · ♦ · ♦ as a function of time. The equilibrium is reached when the absolute change in the diffusion current • · · * 20 is no longer significant.

: Materiaalin tasapainokosteus määräytyy materiaalin sisältämästä vesimäärästä ja * · · v J kyvystä sitoa vettä. Vedensitomiskyky on materiaalikohtainen. Samalla : vesipitoisuudella suuren vedensitomiskyvyn omaavan materiaalin tasapainokosteus on : : pienempi verrattuna pienen vedonsitomiskyvyn omaavaan materiaaliin. Tarkemmin : 25 rakenteiden kosteusfysiikkaa ja rakennusmateriaalien ominaisuuksia on kuvattu kirjassa: ’’Manual on Moisture Control in Buildings” (ISBN: 0-8031-2051-6).: The equilibrium moisture content of a material is determined by the amount of water it contains and * · · v J its ability to bind water. Water retention is material specific. At the same time: at a water content, the equilibrium moisture content of the material with high water-binding capacity is:: lower than that of the material with low water-binding capacity. More specifically, 25 the moisture physics of structures and the properties of building materials are described in: '' Manual on Moisture Control in Buildings '' (ISBN: 0-8031-2051-6).

11 10816311 108163

Mitattaessa pinnan 9 kosteudenimemiskykyä toimitaan vastaavasti kuin edellä on esitetty. Mittaus eroaa siinä, että diffuusioprosessi ovat tällöin päinvastainen.When measuring the moisture-absorbing capacity of the surface 9, proceed as described above. The measurement differs in that the diffusion process is reversed.

Pinnan 9 maksimaalinen haihdutus tai kosteudenimemiskyky sekä tasapainoalueen perushaihtumisnopeus tai kostumisnopeus voidaan määrittää mittaamalla nämä suureet 5 edellä kuvatulla tavalla. Vaihtoehtoisesti, mikäli diffuusioprosessia voidaan kuvata eksponentiaaliyhtälöllä, voidaan mitata ajan funktiona riittävä määrä pisteitä eksponentiaalisen relaation määrittämiseksi. Tämän jälkeen halutut suureet voidaan ekstrapoloida muodostetusta eksponentiaaliyhtälöstä.The maximum evaporation or moisture absorption capacity of the surface 9 and the base evaporation rate or wetting rate of the equilibrium area can be determined by measuring these quantities 5 as described above. Alternatively, if the diffusion process can be described by an exponential equation, a sufficient number of points can be measured as a function of time to determine the exponential relation. The desired quantities can then be extrapolated from the resulting exponential equation.

Mitattava materiaali 8 ei kuitenkaan välttämättä aina noudata eksponentiaalista 10 riippuvuutta. Tämä voi johtua esim. mittavasta rakenteesta itsestään tai siitä, että materiaalissa on mittaushetkeä edeltäneestä kosteushistoriasta johtuvia suuria kosteusgradientteja. Mittavasta rakenteesta johtuvia poikkeamia voivat aiheuttaa esim. mittausaluetta lähellä olevat kosteusjohteet, kuten halkeamat tai kosteutta hyvin johtavat materiaalit tai materiaaliliitokset. Tällöinkin mittauksilla voidaan saada 15 arvokasta tietoa rakenteista, niiden kosteusolosuhteista ja/tai kosteuskäyttäytymisestä.However, the material 8 to be measured may not always follow the exponential 10 dependence. This may be due, for example, to the large size of the structure itself or to the fact that the material has high humidity gradients due to the moisture history prior to the measurement. Deviations due to the large structure can be caused, for example, by moisture conductors close to the measuring area, such as cracks or materials or joints that are highly conductive. Here, too, measurements can provide 15 valuable insights into structures, their moisture conditions and / or moisture behavior.

Keksinnön puitteissa voidaan ajatella myös yllä kuvatuista sovellusmuodoista poikkeavia ratkaisuja. Kuten edellä on mainittu, laitteiston muoto voi olla hyvinkin erilainen kuvion 1 laitteeseen verrattuna. Laitteeseen voidaan myös haluttaessa liittää ' lisää toimintoja, tai laite voidaan yhdistää tietokoneeseen. Menetelmä ei myöskään • ; 20 rajoita mitattavaa materiaalia. Menetelmällä voidaan mitata myös esim. maata.Solutions other than those described above may also be contemplated within the scope of the invention. As mentioned above, the configuration of the apparatus may be very different from that of the apparatus of Figure 1. You can also add more features to the device, or connect it to a computer. The method also does not •; 20 limit the material to be measured. The method can also be used to measure, for example, land.

• · . . Mitattava rakennusmateriaali 8 voi puolestaan olla lähes mitä tahansa, esim. betonia, • · · puuta, tiiltä, kaakelia tai kipsi-, puu- tai lastulevyä. Mitattava kohde voi olla myös eri • · · materiaalien saumakohta. Materiaali 8 voi olla joko irrallista rakennusmateriaalia tai . V. kuulua kiinteästi rakenteisiin.• ·. . Measured Building Material 8, in turn, can be almost anything, eg concrete, · · · wood, brick, tile or gypsum, wood or chipboard. The object to be measured can also be the seam of different materials. The material 8 may be either a loose building material or. V. be an integral part of the structures.

• · ♦ • · » »» • ♦ ♦ *') 1 25 Keksintöä voidaan soveltaa myös siten, että vesihöyryn osapaine mitataan ainoastaan yhdessä diffuusiokammion 7 pisteessä. Tällöin tämän mittauspisteen tulee olla lähellä t 1 ' · ’ mitattavaa pintaa 9. Diffuusiovirran laskennassa tarvittava toinen osapaine lasketaan • 1 ; tällöin sillä oletuksella, että diffuusiokammion 7 ilman suhteellinen kosteus kosteudensitojan 3 pinnalla 10 on nolla. Vastaavasti kosteuslähteen 13 pinnalla 10 30 ilman suhteelliseksi kosteudeksi voidaan olettaa 100 %. Mittaustarkkuuden 12 108163 parantamiseksi oletettujen kosteusarvojen 0 % ja 100 % sijasta voidaan käyttää myös näistä poikkeavia kalibroituja arvoja. Kalibroidut arvot voivat olla esim. väleillä 1-3 % ja 97 - 99 %. Pyrittäessä hyvään mittaustarkkuuteen käytetään kuitenkin edullisesti ainakin kahta mittauspistettä. Mittauspisteitä voidaan haluttaessa sijoittaa 5 mittalaitteeseen myös esim. kolmeen tai neljään mittaustasoon ja myös siten, että kussakin mittaustasossa on esim. kaksi, kolme tai neljä erillistä anturia. Mittaustasolla tarkoitetaan tässä oletettuja tasakosteuspintoja.The invention may also be applied so that the partial pressure of the water vapor is measured at only one point of the diffusion chamber 7. In this case, this measuring point should be close to the surface to be measured at t 1 '·' 9. The second partial pressure needed to calculate the diffusion current is calculated by • 1; thereby assuming that the relative humidity of the air in the diffusion chamber 7 at the surface 10 of the humidifier 3 is zero. Similarly, on the surface 10 of the moisture source 13, the relative humidity of the air can be assumed to be 100%. In order to improve the measuring accuracy 12 108163, instead of the assumed humidity values of 0% and 100%, different calibrated values may be used. The calibrated values can be, for example, between 1-3% and 97-99%. However, at least two measurement points are preferably used for good measurement accuracy. If desired, the measuring points can also be placed in 5 measuring devices, for example in three or four measuring planes, and also in such a way that each measuring plane has, for example, two, three or four separate sensors. The measurement level here refers to the assumed uniform humidity surfaces.

Runko 1 voidaan myös muotoilla siten, että varsinaista kantta 2 ei tarvita. Tämä voidaan toteuttaa esim. siten, että rungon 1 sivuun mittauskammion 7 toiseen päähän 10 tehdään aukko, jonka kautta kosteudensitoja 3 tai kosteuslähde 13 voidaan työntää mittauskammion sisälle. Tällöin rungon 1 toinen pää voidaan muutoin suunnitella suljetuksi ja höyrytiiviiksi. Rungon sivussa olevan aukon tässä sovellusmuodossa sulkee kosteudensitoja 3 tai kosteuslähde 13. Mittausmenetelmässä voidaan haluttaessa jättää kansi 2 myös pois, mikäli kosteudensitoja 3 tai kosteuslähde 13 peittävät rungon 15 1 toisessa päässä olevan aukon riittävän hyvin. Tässä tapauksessa tosin kosteudensitoja kyllästyy nopeammin, koska se sitoo kosteutta myös mittauskammion 7 ulkopuolisesta ilmatilasta. Vastaavasti kosteuslähde 13 luovuttaa osan kosteudestaan ulkopuoliseen , , ·, ilmatilaan.The body 1 can also be shaped such that the actual cover 2 is not needed. This can be accomplished, for example, by providing an opening to the other end 10 of the measuring chamber 7 on the side of the body 1 through which the humidity binder 3 or the moisture source 13 can be inserted into the measuring chamber. Otherwise, the other end of the body 1 may otherwise be designed to be closed and vapor-tight. In this embodiment, the opening on the side of the body is closed by the moisture binders 3 or the moisture source 13. In the measuring method, the cover 2 can also be omitted if desired, if the opening on the other end of the body 15 is sufficiently covered by the moisture binders 3 or moisture. In this case, however, moisture binding becomes more saturated because it also binds moisture from outside the measuring chamber 7. Similarly, the moisture source 13 transfers part of its moisture to the outside air space.

• · • · · • · · * · * 1 1 • · · • · • · · • · • · · • · · · · • · »• 1 * • 1 1 • • • • • • • • • • • • * 1 1 • • • • • * •

Claims (15)

1. Menetelmä materiaalin pinnalta tai pinnalle diffusoituvan kosteuden diffuusiovirran määrittämiseksi, jossa menetelmässä 5. muodostetaan mitattavalle pinnalle diffuusiotila, jonka ensimmäisessä päässä on mitattava pinta, - määritetään vesihöyryn osapaine ainakin ensimmäisellä ja toisella etäisyydellä mitattavasta pinnasta sijaitsevissa ainakin ensimmäisessä ja toisessa diffuusiotilan pisteessä ja ίο - lasketaan diffuusiovirta määritettyjen osapaineiden avulla, tunnettu siitä, että - muodostetaan kosteutta haihduttava tai puoleensa sitova pinta ja - diffuusiotila muodostetaan siten, että kosteutta haihduttavan tai puoleensa sitovan pinnan ja mitattavan pinnan välille muodostuu olennaisesti suljettu 15 diffuusiokammio, ! . jolloin kosteutta voidaan siirtää mitattavan pinnan ja kosteutta haihduttavan tai puoleensa sitovan pinnan välillä diffuusiokammion sisätilan kautta tapahtuvan . ·. *. diffuusion välityksellä. ♦ · ♦ · · ♦ ♦ · * · · » :Y: 20A method of determining a diffusion flow of moisture diffusible from or to a surface of a material, comprising: diffusion flow through defined partial pressures, characterized in that - a moisture evaporating or absorbing surface is formed, and - a diffusion space is formed such that a substantially closed diffusion chamber is formed between the moisture evaporating or absorbing surface and the measured surface,! . wherein moisture can be transferred between the surface to be measured and the surface evaporating or absorbing moisture through the interior of the diffusion chamber. ·. *. by diffusion. ♦ · ♦ · · ♦ ♦ · * · · »: Y: 20 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · :T: vesihöyryn osapaine määritetään ainakin ensimmäisessä määrityspisteessä siten, että • · · * ·: ·' - mitataan pistettä ympäröivän ilman suhteellinen kosteus, • t : ’ · f - mitataan pistettä ympäröivän ilman lämpötila ja t 1 · · : : - lasketaan vesihöyryn osapaine suhteellisen kosteuden ja lämpötilan 25 perusteella. I4 108163Method according to Claim 1, characterized in that: ·: T: the partial pressure of the water vapor is determined at least at the first measuring point by: · · · * ·: · '- measuring the relative humidity of the surrounding air, t:' · f - measuring the point ambient temperature and t 1 · ·:: - Calculate the partial pressure of the water vapor based on relative humidity and temperature 25. I4 108163 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että - ainakin yksi toinen vesihöyryn osapaineen määrityspiste valitaan siten, että se sijaitsee kosteutta haihduttavan tai puoleensa sitovan pinnan olennaisessa läheisyydessä, ja 5. kosteutta haihduttavan tai puoleensa sitovan pinnan olennaisessa läheisyydessä sijaitsevaa määrityspistettä ympäröivän ilman suhteellinen kosteus oletetaan tunnetuksi.The method according to claim 2, characterized in that - at least one second point for determining the partial pressure of the water vapor is selected so as to be substantially adjacent to the humidity evaporating or attracting surface, and 5. relative to the humidifying air surrounding the measuring point. let's be known. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että to kosteutta haihduttava pinta muodostetaan sijoittamalla diffuusiokammion mitattavalle pinnalle vastakkaiseen toiseen päähän kostutettua imukykyistä materiaalia, kuten huopaa.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the moisture-evaporating surface is formed by placing an absorbent material, such as felt, on the opposite end of the measuring surface of the diffusion chamber. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 15 kosteutta puoleensa sitova pinta muodostetaan sijoittamalla diffuusiokammion mitattavalle pinnalle vastakkaiseen toiseen päähän kosteutta imevää materiaalia, kuten silikageeliä tai kalsiumkloridia. • 4Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the moisture-binding surface is formed by placing a moisture-absorbing material such as silica gel or calcium chloride on the opposite end of the measuring surface of the diffusion chamber. • 4 • · • · · *·'·* 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · · *·* 20 diffuusiovirta määritetään ainakin ensimmäisellä ja toisella hetkellä, joista . . ensimmäinen hetki on 0 - 5 minuuttia diffuusiokammion muodostamisen jälkeen ja M ainakin yksi toinen 5-15 minuuttia diffuusiokammion muodostamisen jälkeen.The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the diffusion flow rate is determined at least at the first and second time from which. . the first moment is 0-5 minutes after the diffusion chamber is formed and M is at least one second 5-15 minutes after the diffusion chamber is formed. • ' ' 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ‘ : 25 diffuusiovirta ajan funktiona määritetään sovittamalla määritetyt hetkelliset diffuusiovirran arvot eksponentiaalikäyrälle. 15 108163The method according to claim 6, characterized in that the diffusion current as a function of time is determined by fitting the determined instantaneous diffusion current values to an exponential curve. 15 108163 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eksponentiaalikäyrän perusteella määritetään mitattavan aineen, jonka permeabiliteetti on tunnettu, tasapainokosteus.8. A method according to claim 7, characterized in that the equilibrium moisture content of the measured substance of known permeability is determined from the exponential curve. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, jossa lisäksi mitataan materiaalin tasapainokosteus tietyltä syvyydeltä materiaalin sisältä, tunnettu siitä, että - määritetään olennaisesti materiaalin pinnalla vallitseva vesihöyryn osapaine ja 10. määritetään materiaalin tasapainokosteuden ja materiaalin pinnalla vallitsevan vesihöyryn osapaineen avulla vesihöyryn permeabiliteetti materiaalissa.The method according to any one of claims 1 to 8, further comprising measuring the equilibrium moisture content of the material at a certain depth within the material, characterized in that: - substantially determining the partial vapor pressure of the material surface and 10. determining the permeability of the water vapor. 10. Laite materiaalin (8) pinnalta (9) tai pinnalle (9) diffusoituvan kosteuden . ·. 15 diffuusiovirran määrittämiseksi, joka käsittää - rungon (1), - ainakin osittain rungon (1) sisällä olevan ainakin rungon (1) ensimmäisen pään puolelta avoimen mittauskammion (7), jonka sisällä on diffuusiotie • · · :rungon ensimmäisen ja toisen pään välillä, « « · • · · * · · » 20. ainakin yhden mittauskammion (7) sisäpuolelle sijoitetun kosteusanturin (5) • · *... sekä • a • « • * · * ;*·*. - ainakin yhden mittauskammion (7) sisäpuolelle sijoitetun lämpötila-anturin (5), tunnettu siitä, että 25. laite käsittää mittauskammion (7) sisältä kosteutta sitomaan sovitetun kosteudensitojan (3) tai mittauskammion (7) sisälle kosteutta vapauttamaan κ 108163 sovitetun kosteuslähteen (3), joka kosteudensitoja (3) tai kosteuslähde (3) on sijoitettu mittauskammion (7) toiseen päähän, ja - ainakin yksi kosteusanturi ja lämpötila-anturi (5) on sovitettu diffuusiotiehen lähelle rungon (1) ensimmäistä päätä ja välimatkan päähän mittauskammion 5 toiseen päähän sijoitetusta kosteudensitojasta (3) tai kosteuslähteestä (3).Device for diffusible moisture from the surface (9) or surface (9) of the material (8). ·. 15 for determining a diffusion flow, comprising: - a measuring chamber (7), open at least partially from the first end of the body (1), at least partially within the body (1), with a diffusion path between the first and second ends of the body; 20. a humidity sensor (5) located inside at least one of the measuring chambers (7) and of a humidity sensor (5). - at least one temperature sensor (5) disposed inside the measuring chamber (7), characterized in that the device 25 comprises a humidity binder (3) fitted inside the measuring chamber (7) or a moisture source (3) to release moisture inside the measuring chamber (7). ) located at one end of the measuring chamber (7) or moisture source (3) or moisture source (3), and - at least one humidity sensor and a temperature sensor (5) arranged near the first end of the body (1) and spaced to the other end from a placed humidity binder (3) or a moisture source (3). 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite käsittää rungon (1) toisessa päässä olevan aukon sekä kannen (2) tämän aukon sulkemiseksi. toDevice according to Claim 10, characterized in that the device comprises an opening at one end of the body (1) and a cover (2) for closing this opening. to 12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että runko (1) on sylinterimäinen ja valmistettu olennaisesti kosteutta sitomattomasta materiaalista, kuten metallista.Device according to Claim 10 or 11, characterized in that the body (1) is cylindrical and made of a material substantially free of moisture, such as metal. 13. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että 15 ainakin yksi kosteusanturi ja lämpötila-anturi (6) on sovitettu lähelle rungon (1) toista päätä.Device according to one of Claims 10 to 12, characterized in that at least one humidity sensor and a temperature sensor (6) are arranged close to one end of the housing (1). 13 10816313 108163 14. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että • · 1 • · · I.. runkoon (1) on liitetty tiiviste (4) mittauskammion (7) avonaisen sivun reunojen • · · 20 tiivistämiseksi mitattavaa pintaa (9) vasten. • · « « W « 4 1 • · • · • 1 · on mittauskammiota (7) rajaavilta osiltaan (1, 2) olennaisesti höyrytiivis. ♦ · *·’ 1Device according to one of Claims 10 to 13, characterized in that a seal (4) is attached to the body (1) for sealing the surface (9) of the open side (9) of the measuring chamber (7). against. The "W" 4 1 is substantially vapor-tight at its periphery (1, 2) to the measuring chamber (7). ♦ · * · '1 15. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että se * « • · · 17 ρ, Λ, 108163Device according to one of Claims 10 to 14, characterized in that it
FI981295A 1998-06-05 1998-06-05 Method and arrangement for measurement of the water vapour which diffuses into or out of a material FI108163B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI981295A FI108163B (en) 1998-06-05 1998-06-05 Method and arrangement for measurement of the water vapour which diffuses into or out of a material

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI981295A FI108163B (en) 1998-06-05 1998-06-05 Method and arrangement for measurement of the water vapour which diffuses into or out of a material
FI981295 1998-06-05

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI981295A0 FI981295A0 (en) 1998-06-05
FI981295A FI981295A (en) 1999-12-06
FI108163B true FI108163B (en) 2001-11-30

Family

ID=8551925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI981295A FI108163B (en) 1998-06-05 1998-06-05 Method and arrangement for measurement of the water vapour which diffuses into or out of a material

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI108163B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI113702B (en) 1999-11-16 2004-05-31 Delfin Technologies Ltd Device for measuring skin evaporation

Also Published As

Publication number Publication date
FI981295A0 (en) 1998-06-05
FI981295A (en) 1999-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schwab et al. Dependence of thermal conductivity on water content in vacuum insulation panels with fumed silica kernels
CN108645748B (en) Device and method for measuring water vapor transmission coefficient of porous material under temperature gradient
CN108009309B (en) Method for calculating heat conductivity coefficient of building material
Steeman et al. Experimental validation and sensitivity analysis of a coupled BES–HAM model
Cheng et al. Simulation of heat and moisture transfer with phase change and mobile condensates in fibrous insulation
Vrána et al. Frost formation and condensation in stone–wool insulations
Campanale et al. Thermal conductivity of moist autoclaved aerated concrete: Experimental comparison between heat flow method (HFM) and transient plane source technique (TPS)
Langlais et al. Moisture migration in fibrous insulating materials under the influence of a thermal gradient and its effect on thermal resistance
Fantucci et al. Hygrothermal characterization of high-performance Aerogel-based internal plaster
FI108163B (en) Method and arrangement for measurement of the water vapour which diffuses into or out of a material
Richter et al. Water vapour permeability of wood–remarks on cup method procedure and measured data of spruce wood
Worch The behaviour of vapour transfer on building material surfaces: the vapour transfer resistance
Jones Modelling water vapour conditions in buildings
Peuhkuri Quantifying time dependent moisture storage and transport properties
Tye et al. A study of the effects of moisture vapour on the thermal transmittance characteristics of cellulose fibre thermal insulation
Ramos et al. Hygrothermal properties applied in numerical simulation: Interstitial condensation analysis
Bomberg Testing Water Vapor Tmnsmission: Unresolved Issues
TenWolde Moisture transfer through materials and systems in buildings
Guldbrandsen et al. Analytical model of heat transfer in porous insulation around cold pipes
WO2002023158A1 (en) Device for measuring the diffusion of a gaseous substance on a surface of a material
Jayamaha et al. Effect of rain on the heat gain through building walls in tropical climates
Assaad et al. Effect of moisture migration on the thermal conductivity measurement of wet isolating materials during an HFM test
Sandberg Determination of the effects of moisture on the thermal transmissivity of cellulose fiber loose-fill insulation.
Siau Steady-state moisture movement
Laukkarinen et al. Comparison of calculated and measured values of wall assembly tests using Delphin 5