FI116583B - Method of calibrating an apparatus for measuring moisture content in wood - Google Patents

Method of calibrating an apparatus for measuring moisture content in wood Download PDF

Info

Publication number
FI116583B
FI116583B FI972106A FI972106A FI116583B FI 116583 B FI116583 B FI 116583B FI 972106 A FI972106 A FI 972106A FI 972106 A FI972106 A FI 972106A FI 116583 B FI116583 B FI 116583B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
moisture content
wood
drying
timber
density
Prior art date
Application number
FI972106A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI972106A0 (en
FI972106A (en
Inventor
Johnny Schatvet
Original Assignee
Inst Energiteknik
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 Inst Energiteknik filed Critical Inst Energiteknik
Publication of FI972106A0 publication Critical patent/FI972106A0/en
Publication of FI972106A publication Critical patent/FI972106A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI116583B publication Critical patent/FI116583B/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/22Controlling the drying process in dependence on liquid content of solid materials or objects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/025Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material using neutrons
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/46Wood

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

116583116583

Menetelmä laitteen kalibroimiseksi, joka on tarkoitettu kosteuden mittaamiseen puutavarastaMethod for calibrating a device for measuring moisture in timber

Tekninen käyttöala 5 Tämä keksintö koskee puutavaran kosteuspitoisuuden mittaamista termalisoimalla nopeita neutroneita, joita puutavaran vetypi-toisuus vaimentaa. Sitten kalibrointitietojen avulla voidaan puutavaran kosteuspitoisuus laskea termalisoitujen neutronien lukumäärästä aikayksikössä mitattuna, ja sitä voidaan käyttää 10 kuivausparametrien säätämiseen kuivausprosessin aikana.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the measurement of the moisture content of wood by the thermalization of fast neutrons dampened by the hydrogen content of the wood. The calibration data can then be used to calculate the moisture content of the timber from the number of thermalized neutrons per unit time and can be used to adjust the drying parameters during the drying process.

Tekniikan tasoState of the art

Noin 30-35 vuotta sitten puutavaran kuivaus suoritettiin ulkoilmassa. Nykyään lähes kaikki puutavara kuivataan kuivaus-kammioissa tai -kanavissa. Sopivan kuivausgeometrian luomisek-15 si tällaiseen kuivauskammioon laudat järjestetään pinoihin, lautakerrosten välien ollessa noin 22 mm. Välissä käytetään puisia listoja. Lautakerrosten välisessä tilassa kiertää lämmin ilma energian ja poisvirtaavan kosteuden kantajana. Mitä tulee kuljetusolosuhteisiin, kuivausjärjestely on muodostettu 20 lautanipuista, joista jokainen muodostuu 100-200 laudasta >’: riippuen laudan mitoituksesta. Kuivauskammiossa saattaa olla : 16 nippua toisiinsa liittyneinä muodostaen esimerkiksi neljä pylvästä. Suuret kiertotuulettimet aiheuttavat ilman virtaami-sen lautanippujen välissä, ja lämmitinyhdistelmä toimittaa 25 tarvittavan lämmön. Halutun ilmaston saamiseksi kuivausproses-; sin aikana osa ilmasta voidaan viedä ilmanpoistoaukon kautta ulkopuolelle ja korvata kuivemmalla ulkoilmalla, tai jos se on » » *;* liian kuivaa käytettäväksi kuivauskammiossa, voidaan lisätä : : höyryä tai vettä suuttimien avulla (kalttaus/kostutus) .About 30-35 years ago the timber was dried in the open air. Today, almost all timber is dried in drying chambers or ducts. In order to create suitable drying geometry for such a drying chamber, the boards are arranged in stacks, with spacings of the board layers of about 22 mm. In between, wooden moldings are used. In the space between the board layers, warm air circulates as a carrier of energy and outflow moisture. With regard to the transportation conditions, the drying arrangement is formed of 20 board bundles, each consisting of 100-200 boards> ': depending on the board size. The drying chamber may have: 16 bundles interconnected to form, for example, four columns. The large circulation fans cause air to flow between the bundles, and the heater combination delivers the 25 required heat. To obtain the desired climate in the drying process; During this period, some of the air can be vented through the vent and replaced with drier outdoor air, or if it is »» *; * too dry for use in a drying chamber, the following can be added: steam or water through nozzles (dehumidification / wetting).

30 Tuoreessa puutavarassa vesi on ei sitoutuneessa ja sitoutu-; '.· neessa tilassa. Yhdistymätön vesi on kapillaaritiehyissä ja on helppo poistaa haihduttamalla. Yhdistynyt vesi muodostaa kuitenkin osan puun solurakenteesta ja täytyy poistaa diffuusion avulla. Kun yhdistymätön vesi poistetaan, saavutetaan puun 116583 2 kosteus, joka määritellään puun kyllästyspisteeksi. Mikä tahansa muutos kosteuspitoisuudessa puun kyllästymisen alapuolella aiheuttaa muutoksen puun tilavuudessa: kuivumalla se kutistuu ja vettä absorboimalla se turpoaa. Kyllästyspisteestä 5 absoluuttisen kuivaan puutavaraan kutistuminen ja turpoaminen tapahtuvat suunnilleen suhteessa kosteuspitoisuuden muutokseen. Muutokset kosteuspitoisuudessa kyllästyspisteen yläpuolella eivät aiheuta muutoksia tilavuuteen.30 In fresh timber, water is not bound and bound; '. · Mode. Unconsolidated water is in the capillary tubes and is easily removed by evaporation. However, the combined water forms part of the cellular structure of the wood and must be removed by diffusion. When the uncoupled water is removed, the moisture of wood 116583 2, defined as the wood's saturation point, is achieved. Any change in the moisture content below the saturation of the wood causes a change in the volume of the wood: as it dries it shrinks and absorbs water swells. From impregnation point 5 to absolute dry timber, shrinkage and swelling occur approximately in proportion to the change in moisture content. Changes in the moisture content above the saturation point do not cause volume changes.

Puutavaran alkuperäisen laadun säilyttämiseksi kuivattaessa 10 kyllästyspisteen alapuolelle täytyy kuivausparametrit säätää sellaisiksi, että vedenkuljetus puutavaran sisältä kohti pintaa on tasapainotettu puutavarassa olevaa sopivaa jännitystä vastaan, koska tämä jännitys aiheutuu vedenkuljetuksen tuloksena . Tämä voidaan saavuttaa tietämällä kaiken aikaa puutava-15 ran kosteuspitoisuus ja sovittamalla kuivausprosessin parametrit sitä vastaavaksi. Toisin sanoen, kuivausparametrit pitää synkronoida puutavaran kosteuspitoisuuden, halutun kuivumisno-peuden ja aiotun lopullisen kosteuspitoisuuden kanssa.In order to maintain the original quality of the wood during drying below 10 saturation points, the drying parameters must be adjusted so that the water transport from the inside of the wood towards the surface is balanced against the appropriate stress in the wood, as this stress results from water transport. This can be achieved by knowing the moisture content of the lumber at all times and adjusting the drying process parameters accordingly. In other words, the drying parameters must be synchronized with the moisture content of the timber, the desired drying rate and the desired final moisture content.

Nykyään puutavaran kuivumisen säätely perustuu tavallisesti 20 kuivauskaavioon, joka ilmaisee kuiva ja märkälämpötilojen ni-''·* mellisarvot koko kuivausprosessin ajan. Tällainen kuivauskaa- » I · vio perustuu kokemusarvoihin ja koko ajan se yrittää tuottaa ‘:"ί kuivausilmaston, joka aiheuttaa minimaaliset kuivumisvahingot : puutavaralle. Jos ei tiedetä puutavaran kosteuspitoisuutta, ei 25 ole mahdollista saavuttaa kuivausilmaston normaalia säätelyä, koska tällaisen säätelyn täytyy perustua kosteustason tuntemiseen koko ajan.Today, the control of timber drying is usually based on 20 drying charts, which indicate dry and wet temperature values throughout the drying process. Such drying conditions are based on empirical values and constantly try to produce ': "ί drying climate that causes minimal drying damage: to timber. Without knowing the moisture content of the timber, it is not possible to achieve normal regulation of the drying climate, since such regulation must be based on knowledge of humidity. all the time.

Puutavaran kosteuspitoisuuden jatkuva mittaus kuivausproses- sin aikana antaa mahdollisuuden parantaa kuivausilmaston sää- 30 telyä, niin että kuivumisesta johtuvat vauriot vähenevät.Continuous measurement of the moisture content of the timber during the drying process provides an opportunity to improve the control of the drying climate so as to reduce the damage caused by drying.

,···, Silloin on myös mahdollista lopettaa kuivausprosessi, kun puu- * · ’·’ tavaralla on havaittu olevan haluttu lopullinen kosteuspi- : toisuus, ja siis ennalta määrätyt määritelmät kosteuspitoisuu- i den määrän suhteen voidaan helposti ja toistettavasti toteut-35 taa. Lisäksi ei tarvitse seurata materiaalia, jolloin säästetään sekä aikaa että kuivausenergiaa. On olemassa muitakin 116583 3 käyttöaloja, joissa on hyödyllistä mitata kosteuspitoisuus, kuten aineiden karkealajittelu ja laadunvalvonta., ···, It is also possible to terminate the drying process when wood has been found to have the desired final moisture content, and thus predetermined definitions of moisture content can be easily and reproducibly implemented. . In addition, there is no need to follow the material, saving both time and drying energy. There are other uses of 116583 3 where it is useful to measure moisture content, such as coarse sorting and quality control.

Tunnetaan erilaisia menetelmiä mitata puutavaran kosteuspitoisuutta. Tavallisin on kuivaus- ja punnitusmenetelmä, ja sel-5 lainen, jossa käytetään kädessä pidettäviä instrumentteja puutavaran vastuksen tai kapasitanssin mittaamiseksi. Tässä yhteydessä viitataan kirjallisuusviitteen 1 julkaisuun selitysosan lopussa. Näitä menetelmiä voidaan hyödyntää kosteus-pitoisuuden mittaamiseen puutavaran kuivauksen aikana.Various methods are known for measuring the moisture content of timber. The most common is the drying and weighing method, and one where handheld instruments are used to measure timber resistance or capacitance. Reference is made to the publication of Literature Reference 1 at the end of the specification. These methods can be used to measure the moisture content during timber drying.

10 Puutavaran kosteuden mittaamiseksi jatkuvasti voidaan kosteus-taso mitata elektrodien avulla, jotka on porattu puun sisään sähköisen vastuksen mittaamiseksi. Tällä tavalla voidaan kosteuspitoisuus kuitenkin mitata vain pienestä osasta puutavaraa, ja sen vuoksi voi olla vaikeata saada vaikutelmaa kui-15 vauskammion keskimääräisestä kosteuspitoisuudesta kokonaisuutena. Tämä mittausmenetelmä ei myöskään ole sopiva mittaamaan kosteuspitoisuuksia yli 25-30 %, ja siksi käyttämällä tällaista mittauslaitetta ei ole mahdollista kontrolloida kuivumisen kulkua kuidun kyllästyspisteen yläpuolella. Käytännös-20 sä useimmilla kosteusmittareilla, joita kaupallisesti on saa-tavissa, on erittäin rajoitettu tarkkuus, johtuen sopivan läm-·,,,· pötilakompensaation puuttumisesta, ja/tai koska niillä ei kye- "·' '> tä mittaamaan kosteuspitoisuutta puutavarauunissa jatkuvasti.10 To continuously measure the moisture content of the timber, the moisture level can be measured with electrodes drilled into the wood to measure electrical resistance. However, in this way the moisture content can only be measured on a small portion of the timber, and it may therefore be difficult to obtain an impression of the average moisture content of the drying chamber as a whole. Also, this measuring method is not suitable for measuring moisture contents of more than 25-30% and therefore it is not possible to control the drying course above the fiber saturation point by using such a measuring device. In practice, most of the humidity meters that are commercially available have very limited accuracy due to the lack of suitable temperature compensation, and / or because they cannot continuously measure the moisture content in the timber furnace.

Tällaisissa mittauksissa mittaustarkkuus on hyvin epävarma 25 johtuen monimutkaisesta vuorovaikutuksesta vastuksen, lämpöti-.’|. lan ja kosteuden välillä (katso kirjallisuusviitteiden 2, 3 ja 4 mukaiset julkaisut).In such measurements, the measurement accuracy is very uncertain due to the complex interaction of the resistor, temperature. and moisture (see publications according to references 2, 3 and 4).

i Ii I.

: Puutavaran kosteuspitoisuuden mittausta ydinsäteilyllä on ·,,,· aikaisemmin tutkinut esimerkiksi Loos (katso kirjallisuusviit- 30 teen 5 julkaisu) . Tuona aikana tultiin siihen johtopäätökseen, ,··. että oli käytettävä kahta eri mittausta, jotta kosteuspitoi suus pystyttiin määrittämään. Ydinsäteilytekniikkaa on käytet-: ty myös puulastujen kosteuspitoisuuden mittaamiseen, mutta silloin tällainen mittaus oli yhdistettävä toisen mittausmene-35 telmän kanssa tiheyden mittaamiseen (katso kirjallisuusviitteen 6 julkaisu).: Measurement of the moisture content of wood by nuclear radiation has been previously studied by, for example, Loos (see publication reference 5). At that time, we came to the conclusion,, ··. that two different measurements had to be used to determine the moisture content. Nuclear radiation technology has also been used to measure the moisture content of wood chips, but then such measurement had to be combined with another measurement method for density measurement (see publication 6).

116583 4116583 4

Kuitenkin tuntematta puutavaran tiheyttä on silti mahdollista tämän keksinnön mukaan mitata kosteuspitoisuus, kun suoritetaan kosteuspitoisuuden mittaaminen sillä tavalla, että se voi erottaa veteen sitoutuneen vedyn ja puuhun sitoutuneen vedyn, 5 vastaavasti. Institutt for Energiteknikk-laitoksessa suoritetut mittauksen osoittavat, että keksinnön mukaan kehitetty ydinkosteusmittari sopii hyvin puutavaran kosteuden jatkuvaan mittaamiseen ilman lisämittauksia, koska on ilmennyt, että nopeiden neutronien termalisointiprosessi kosteassa puutavarassa 10 on suuresti riippuvainen siitä, onko vety sitoutunut veteen vai puuhun.However, without knowing the density of the wood, it is still possible, according to the present invention, to measure the moisture content by measuring the moisture content in such a way that it can distinguish between water-bound hydrogen and wood-bound hydrogen, respectively. Measurements carried out at the Institutt for Energiteknikk show that the nuclear humidity meter developed according to the invention is well suited for continuous measurement of wood moisture without further measurement, since it has become apparent that the rapid neutron thermalization process in moist wood 10 is highly dependent on hydrogen binding to water or wood.

Niinpä tämän keksinnön tarkoituksena on antaa käyttöön mittauslaite puutavaran kosteuspitoisuuden mittaamiseen, sekä menetelmä tällaisen laitteen kalibroimiseksi sillä tavalla, että 15 kosteuspitoisuus voidaan mitata tyydyttävällä tarkkuudella riippumatta puun tiheydestä.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a measuring device for measuring the moisture content of timber, and a method for calibrating such a device such that the moisture content can be measured with satisfactory accuracy regardless of the density of the wood.

Keksinnön toinen tarkoitus on määritellä menetelmä puutavaran kuivaamisen säätämisestä, jota kontrolloi tällainen kalibroitu mittauslaite.Another object of the invention is to define a method for controlling the drying of timber controlled by such a calibrated measuring device.

; 2 0 Keksinnön kuvaus » ? »; 2 0 Description of the Invention »? »

Keksintö koskee menetelmää kalibroida laite puutavaran kosteuspitoisuuden mittaukseen mitattavien erityyppisten puutava- i < » h "> roiden muuttuvan kuivatiheyden suhteen, jolloin puutavaraa sä- : ’*· teilytetään nopeilla neutroneilla neutronilähteestä, ja synty ni ί 2 5 vien termisten neutronien lukumäärä, joita puutavaran kosteuspitoisuudessa olevat vetyatomit aikayksikössä ovat vaimenta- • neet, rekisteröidään ainakin yhden detektorin avulla ilmaise- * k · t maan puutavaran kosteuspitoisuutta ja osoitettuna mittauslait-teella, jolloin menetelmälle ovat tunnusomaisia seuraavat vai- '·' 3 0 heet: » · a) mitattavalle puutavaralle rekisteröidään käyrät mittaus- i » ’ laitteen lukemista tunnetun kosteuspitoisuuden funktiona mak simi- ja minimikuivatiheydessä, vastaavasti, ja määritetään keskiarvokäyrä maksimikäyrän ja minimikäyrän väliltä, 116583 5 b) määritetään ensimmäinen muutos laitteen lukemassa keskiar-vokäyrän ja maksimi- ja minimikuivatiheydessä saatujen käyrien välille, vastaavasti, annetulla vakiokosteuden arvolla, jossa käyrien välillä on suurin ero kuivatiheydessä, 5 c) määritetään toinen muutos muutoksena laitteen lukemassa kosteuspitoisuusprosenttia kohti mitattuna keskiarvokäyrältä, ja d) jaetaan ensimmäinen muutos toisella vaihtelulla ja käytetään näin saatua osamäärää laitteen mittaustarkkuuden ilmauk-10 sena määrätyllä mittausalueella maksimi- ja minimikuivati-heyden käyrien välillä, vastaavasti.The invention relates to a method for calibrating a device for measuring the moisture content of timber with respect to the variable dry density of various types of wood to be measured, whereby the wood is irradiated with fast neutrons from a source of neutrons, and the number of thermal neutrons hydrogen atoms per unit of time have been suppressed, • at least one detector is used to record the moisture content of the wood * and indicated by a measuring device, the method being characterized by the following steps: »· (a) the timber to be measured is recorded plotting the measurement as a function of the device's known moisture content at maximum and minimum dry densities, respectively, and determining the mean curve between the maximum curve and the minimum curve, 116583 5 b) determining the first change in the device reading the mean curve and maximum and c) determining a second change as a change in the device reading per percent moisture content measured from the mean curve; and d) dividing the first change by a second variation of the device, 10 as a defined measuring range between the maximum and minimum dry density curves, respectively.

Keksintö koskee myös laitetta puutavaran kosteuspitoisuuden mittaamiseksi, joka käsittää neutronilähteen puutavaran sätei-lyttämiseksi nopeilla neutroneilla ja ainakin yhden detektorin 15 laskemaan syntyneiden termisten neutronien lukumäärää, joita puutavaran vesipitoisuuden sisältämät vetyatomit aikayksikössä vaimentavat, ja mittauslaitteen antamaan mitattu arvo neutronien lasketun lukumäärän funktiona puutavaran kosteuspitoisuuden mitaksi. Keksinnön laitteelle on tunnusomaista se, että : 20 neutronilähde ja detektori on järjestetty vierekkäin seinälle, lattialle tai kattoon puutavaran viereen, ja siitä, että laite käsittää tietorekisterin kuivausparametrien säilyttämiseen ja ,·, : detektorista saatujen neutroninmittaustietojen kalibroidun kä- .! ’ sittelyn niiden saamiseksi näkyviin mittauslaitteeseen.The invention also relates to an apparatus for measuring the moisture content of a wood, comprising a neutron source for irradiating the wood with fast neutrons and at least one detector 15 for counting the number of thermal neutrons generated by the hydrogen atoms The device of the invention is characterized in that: the neutron source and the detector are arranged side by side on a wall, floor or ceiling next to the timber, and that the device comprises a data register for storing drying parameters and, ·,: calibrated hand of neutron measurement data obtained from the detector! 'To make them visible to the measuring device.

· 25 Edullisesti mittauslaite käsittää tietokoneen näytön puutava ran kosteuspitoisuuden näyttämiseksi ajan funktiona.· 25 Preferably, the measuring device comprises a computer display for plotting the moisture content of the wood as a function of time.

< » ( *!!,’ Lisäksi keksintö koskee menetelmää märän puutavaran kuivaami- seksi kontrolloidun paineilmavirtauksen sekä säädetyn ilma-: virran märkä- ja kuivalämpötilojen avulla käyttäen edellä esi- 30 tettyä mittauslaitetta ja kalibrointia.The invention further relates to a method for drying wet timber by means of a controlled compressed air flow and a controlled air: flow wet and dry temperature using the measuring apparatus and calibration described above.

: Silloin menetelmän tunnusomaiset piirteet muodostuvat seuraa- vista vaiheista: 116583 6 a) luetaan kuivausta säätelevään moduliin puulaji ja mitattavan puutavaran dimensiot, sekä ulkotilan rekisteröity lämpötila, puutavaran alkuperäinen keskimääräinen kosteuspitoisuus ja sen haluttu loppukosteuspitoisuus, 5 b) jotta säätömodulia käyttämällä saadaan kuivaus tapahtumaan kokonaan halutulla tavalla, lasketaan empiirisesti sopivat kuivausparametrit (ts. märkä- ja kuivalämpötilat, ja puhalti-men toimintaohjelma) vaiheessa a) talletettujen tietojen perusteella, 10 c) säätömodulin säätämänä piirretään kuivauksen kulku mittauslaitteen tietokoneen näytölle käyrän muodossa, jossa kosteuspitoisuudet on esitetty ordinaatta-akselilla ja kuivausaika abskissa-akselilla, ja d) kuivauksen tapahtuessa mitataan puutavaran kosteuspitoisuus 15 mittauslaitteen avulla, ja muuttamalla kuivausparametreja korjataan mahdollinen ero mitatun kuivausarvon ja aiotun ja näkyvissä olevan kuivauksen tapahtumisen välillä.: Then, the characteristic features of the method consist of the following steps: 116583 6 a) reading the type of wood and the dimensions of the timber to be measured, the registered outdoor temperature, the initial average moisture content of the timber and its desired final moisture content; calculating empirically appropriate drying parameters (i.e., wet and dry temperatures, and fan operation program) based on the data recorded in step a), 10 c) plotting the drying process on the computer screen of the measuring device in the form of curves showing the moisture content and (d) during drying, the moisture content of the timber is measured by means of 15 measuring devices and any variation in the drying parameters corrects any difference between the measured drying value and the intended and visible between drying.

Puutavaran kosteuspitoisuus mitataan edullisesti jatkuvalla tavalla mittauslaitteen avulla ja lasketaan keskimääräinen !!! 20 kosteuspitoisuus valittuna ajankohtana, kuten kolmena viimei senä tuntina, ja näytetään tietokoneen näytöllä varsinaisena kontrolliarvona, ja jos tämä varsinainen arvo näyttöhetkellä eroaa vastaavasta nimellisarvosta kuivaustapahtuman käyrällä, ; '·· tehdään nopea korjaus kuivausilmastoon muuttamalla kuivauspa- ν’ : 25 rametreja. Sitten laskettu kosteuspitoisuus voidaan näyttää tietokoneen näytöllä kiinteinä aikaväleinä, kuten kerran tun- | nissa.Preferably, the moisture content of the timber is measured continuously with a measuring device and the average !!! 20 the moisture content at a selected time, such as the last three hours, and displayed on the computer screen as the actual control value, and if this actual value at the time of display differs from the corresponding nominal value on the drying curve; '·· Make a quick correction to the drying climate by changing the drying parameters ν': 25. The calculated moisture content can then be displayed on the computer screen in fixed intervals, such as once an hour oven.

* 1 · · · * · ‘;1 Keksinnön mukainen mittausperiaate perustuu vedyn kykyyn muut- ν' : taa nopeat neutronit hitaiksi, niin kutsutuiksi termalisoi- 30 duiksi neutroneiksi. Sen vuoksi tätä neutronien termalisointia voidaan käyttää mittaamaan kosteuspitoisuutta veden ja kuiva- • > ' \ aineen seoksesta, jolloin rekisteröidään mitattavien väliai neeseen siirtyneiden nopeiden neutronien lukumäärän ja heijastuneiden termalisoituneiden neutronien lukumäärän välinen suh- 116583 7 de. Termalisoituneiden ja havaittavien neutronien lukumäärä määritetään muun muassa aineiden koostumuksen, kuivatiheyden, vesipitoisuuden ja mitattavan esineen dimensidoiden (mittaus-geometria) perusteella.* 1 · · · * · '; 1 The measurement principle of the invention is based on the ability of hydrogen to convert fast neutrons into slow, so-called thermalized neutrons. Therefore, this neutron thermalization can be used to measure the moisture content of a mixture of water and dry matter, recording the ratio of the number of fast neutrons transferred to the measured medium to the number of reflected thermalized neutrons. The number of neutrals that are thermalized and detected are determined, inter alia, by the composition of the materials, the dry density, the water content and the dimensions of the object being measured (measurement geometry).

5 Kun mitattavan kohteen kuiva-aine koostuu pääasiassa molekyyleistä, joissa on "raskaita" atomeita, käytännössä vain vedessä oleva vety vaikuttaa termalisointiin, ja havaittujen termisten neutronien lukumäärä on silloin kyseisen mitattavan kohteen kosteuspitoisuuden mitta. Tämä mahdollistaa laitteen 10 kalibroinnin kosteusnäytteiden perusteella, jotka on otettu mitattavasta väliaineesta.5 When the dry matter of the object to be measured consists mainly of molecules containing "heavy" atoms, in practice only hydrogen in water affects thermalization, and the number of thermal neutrons detected is then a measure of the moisture content of the object to be measured. This allows the device 10 to be calibrated on the basis of moisture samples taken from the medium to be measured.

Jos mitattavan esineen kuiva-aine on orgaanista ainetta, kuten puuta, kuiva-aine auttaa myös jossain määrin termalisoitumista. Silloin havaittavien termisten neutronien lukumäärä ei ole 15 funktio ainoastaan veden tiheydestä ja geometriasta, vaan myös kuivatiheydestä. Jotta mahdollistetaan yksi mittaus, joka perustuu vain nopeiden neutronien termisoitumiseen, kun on kaksi tuntematonta suuretta, ts. kuiva-aine- ja vesipitoisuus, kuiva-aineen vaikutus termalisointiin täytyy kartoittaa kalibroi-20 maila. Puun kuiva-aine sisältää noin 6,2 % vetyä (H), 50 % hiiltä (C) ja noin 43 % happea (0), ja pitoisuudet vaihtelevat puulajista toiseen. Lisäksi puulajeilla on suuria eroja kuiva-tiheydessä.If the dry matter of the object being measured is an organic substance, such as wood, the dry matter also contributes to some degree of thermalization. The number of thermal neutrons detected then is a function not only of the density and geometry of the water, but also of the dry density. In order to allow a single measurement based solely on the rapid neutron thermalization of two unknown quantities, i.e. solids and water, the effect of the solids on thermalization must be mapped to a calibration 20-bar. The dry matter of the wood contains about 6.2% hydrogen (H), 50% carbon (C) and about 43% oxygen (0), and the concentrations vary from wood to wood. In addition, wood species exhibit large differences in dry density.

,1 ' Vetyatomin ja neutronin massa on suunnilleen sama (1 amu) ., 1 'The mass of the hydrogen atom and the neutron is approximately the same (1 amu).

, 25 Vetyatomien ja neutronien törmäysaste vaihtelee sivuluisuista, '·' ' jolloin ei tapahdu lähes lainkaan neutronienergian menetystä, vastaikkaintörmäykseen, jolloin neutroni menettää lähes kaiken • * ; energiansa. Tarvitaan keskimäärin noin 18 törmäystä vetyato- mien kanssa hidastamaan nopea neutroni lähteestä termiseen 30 energiaan, joka tarkoittaa sitä, että se tasapainottuu termi- sesti mitattavan väliaineen kanssa. Vertailun vuoksi, termali- soitaessa neutroni hiiliatomien avulla tarvitaan keskimäärin ; 114 törmäystä, ja vastaavasti 150 törmäystä, jos termalisointi t*: suoritetaan happiatomien avulla. Sen vuoksi neutronien herk- 35 kyys vetyatomeille on olennaisesti korkeampi kuin muille puussa oleville atomeille., 25 The collision rate of hydrogen atoms and neutrons varies from skid, '·' 'to almost no loss of neutron energy, to collision, whereby the neutron loses almost everything • *; energy. On average, about 18 collisions with hydrogen atoms are required to slow the fast neutron from source to thermal 30, which means that it is thermally equilibrated with the medium being measured. By way of comparison, on average thermal neutronization with carbon atoms is required; 114 collisions, and 150 collisions, respectively, if the thermalization t *: is performed by oxygen atoms. Therefore, the sensitivity of neutrons to hydrogen atoms is substantially higher than to other atoms in the tree.

116583 8116583 8

On tunnettua, että vedessä olevan vedyn efektiivinen vaikutusala on suurempi kuin parafiinissa olevan vedyn. Ei ole saatavissa yhtään tunnettua arvoa vedyn efektiivisestä vaikutusalasta puussa. Haluttiin kuitenkin selvittää, erosiko jälkim-5 mäinen niin paljon vedyn efektiivisestä vaikutusalasta vedessä, että olisi mahdollista mitata, missä määrin vetyatomit olivat sitoutuneet veteen tai puuhun. Jos efektiiviset vaikutusalat olivat olennaisen erilaiset, termalisoituneiden neutronien lukumäärä olisi muuttuva, vaikka vetyatomien lukumäärä 10 on vakio.It is known that the effective range of hydrogen in water is greater than that of hydrogen in paraffin. No known values for the effective range of hydrogen in wood are available. However, it was sought to determine whether the latter differed so much from the effective range of hydrogen in water that it was possible to measure the extent to which the hydrogen atoms were bound to water or wood. If the effective fields of action were substantially different, the number of thermalized neutrons would be variable even though the number of hydrogen atoms is constant.

Lyhyt kuvaus piirroksista Tätä taustaa vasten keksintöä selitetään nyt tarkemmin kuvaamalla tähän keksintöön johtavaa kehitystyötä ja viittaamalla mukaan liitettyihin piirroksiin, joissa: 15 Kuva 1 on kaaviokuva kuivauskammiosta, kuva 2 esittää kaaviollisesta keksinnönmukaisen mittauslaitteen kosteuspitoisuuden mittaamiseksi puutavaraa kuivattaessa kammiossa, kuva 3 on diagrammi, joka esittää laitteen lukemakäyrät kos-20 teusmittarissa täysin kuivalle puulle, jolla on erilainen kui-‘>”1 vatiheys, ja puulle, jossa on vakiokuivatiheys ja vaihtuva kosteuspitoisuus, vastaavasti, tiheyden funktiona, kuva 4 on diagrammi, joka esittää käyrät kahden eri kuivaus-** ' tapahtuman vertaamiseksi yhdellä ja samalla puuaineella, joil- 25 la kuitenkin on erilainen lähtökosteuspitoisuus, kuva 5 esittää kalibrointikäyrän, joka esittää laitelukemat 50 mm:n kuusen kosteuspitoisuuden funktiona, kuva 6 on diagrammi järjestelmän järjestyksestä, joka käyttää ydinkosteusmittareita puutavarauunin säätämiseksi,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Against this background, the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a schematic diagram of a drying chamber; reading curves on a kos-20 meter for a completely dry wood with a different wattage density and a wood with a constant dry density and variable moisture content, respectively, as a function of density, Figure 4 is a graph showing the curves for two different drying - ** ' for comparing the event with one and the same wood material with different initial moisture content, Figure 5 shows a calibration curve showing device readings as a function of 50mm spruce moisture content, Figure 6 is a diagram of the system order using the core teem meters for adjusting the wood furnace,

» I»I

H‘*: 30 kuva 7 on graafinen esitys, joka esittää laitelukemat kosteus pitoisuuden muutoksen funktiona puutavarassa, jossa on muuttu- 116583 9 va kuivatiheys, jota voidaan käyttää mittaustarkkuuden laskemiseen, ja kuva 8 on kalibrointikäyrädiagrammi, joka esittää laitelukemat vedyntiheyden funktiona alhaisella, keskimääräisellä ja suu-5 rella tiheydellä, vastaavasti.H '*: 30 Figure 7 is a graph showing device readings as a function of moisture concentration in timber with a variable dry density that can be used to calculate measurement accuracy, and Figure 8 is a calibration graph showing device readings as a function of low, average mouth-5 rele density, respectively.

Paras tapa keksinnön suorittamiseksiThe best way to carry out the invention

Alkutestit tehtiin ydinkosteusmittarilla, jonka on kehittänyt Noratom/Norcontrol ram. koksin vesipitoisuuden mittaamiseen. Ensisijainen tarkoitus oli havaita, voitiinko tätä kosteus-10 mittaria käyttää kosteuspitoisuuden määrittämiseen lautani-puissa. Ensin laitetta käytettiin tavalliseen tapaan mittaus-geometrian ollessa vastaavasti määrittämätön ja ei-määrittämätön. Ilmeni, että olemassa olevaa laitetta voitiin käyttää määrittämättömän mittausgeometrian kosteuden määrittämiseen, 15 jos kuivatiheys oli vakio. Sitten laitetta käytettiin eri tavalla, toisin sanoen pelkästään yhdellä neutronikanavalla. Näiden kokeiden tulokset olivat niin mielenkiintoiset, että lisätyötä haluttiin tehdä.Initial tests were performed with a nuclear humidity meter developed by Noratom / Norcontrol ram. for measuring the water content of coke. The primary purpose was to see if this moisture-10 meter could be used to determine the moisture content of my board trees. First, the device was used as usual with the measurement geometry being undefined and unspecified, respectively. It turned out that an existing device could be used to determine the moisture content of the unspecified measurement geometry, if the dry density was constant. The device was then operated in a different way, that is, with only one neutron channel. The results of these experiments were so interesting that additional work was needed.

, Sen vuoksi kehitettiin ydinkosteusmittari, joka soveltui käy- ;;; 20 tettäväksi kuivattaessa puutavaraa puutavarauunissa. Mittaus- » · ’·*·’ laite koostui seuraavista pääkomponenteista: - säiliö, joka käsitti lähteen 7, detektorin 4, heijastimen 3 :*. ja nostomekanismin 5, 8, 10 neutroni lähteelle, jota yhdessä • * · nimitetään anturiksi ja joka on esitetty kuvassa 2, * · · 25 - liitoslaatikko, jossa on putkiyhteydet, » · · * « · * · · · ,···, - laite- ja säätökaappi, - hydraulinen sylinteri ja paineensäädin, ja - laskentayksikkö puutavaran kosteusprosentin lukemiseen.Therefore, a nuclear humidity meter was developed that was suitable for use ;;; 20 for drying wood in a wood burning stove. The measuring device · · · · · · consisted of the following main components: - a tank comprising a source 7, a detector 4, a reflector 3: *. and a lifting mechanism 5, 8, 10 neutron for a source, collectively referred to as a sensor, shown in Figure 2, * · · 25 - a junction box with pipe connections, · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · - unit and control cabinet, - hydraulic cylinder and pressure regulator, and - unit for calculating the moisture content of the timber.

« t«T

Neutronilähde 7, jota käytetään mittausanturissa, muodostuu 30 amerikium-beryllium-lähteestä. Amerikium emittoi a-hiukkasia, jotka reagoivat berylliumin ytimien kanssa, jotka sitten emit- 116583 10 toivat neutroneita. Detektori 4 käsittää kaksi 3He-verrannol-lisuuslaskuria. Heijastin on vesisäiliö 3 peitettynä kadmium-levyllä 18.The neutron source 7 used in the measuring sensor consists of 30 americium-beryllium sources. The americium emits α-particles which react with the beryllium nuclei, which then emit neutrons. Detector 4 comprises two 3He proportionality counters. The reflector is a water tank 3 covered with a cadmium plate 18.

Mittausanturi sijoitettiin lattiassa olevaan reikään lautapi-5 non alapuolelle. Institutt for Energiteknikkin (IFE) laboratoriossa mittauslaitteen kalibrointi suoritettiin aineiden avulla, joilla oli tunnettu kosteuspitoisuus ja vaihteleva tiheys. Nämä kokeet vahvistavat sen oletuksen, että veteen ja puuhun sitoutuneen vedyn efektiiviset vaikutusalat, vastaavas-10 ti, ovat keskenään niin erilaiset, että on mahdollista mitata kosteuspitoisuus puutavarassa kehitetyllä mittauslaitteella. Kuten yhtenäinen viiva kuvassa 3 esittää, vaihtelevan tiheyden omaavassa täysin kuivassa puussa suoritettujen mittausten tuloksena saatiin suora viiva, jolla oli nouseva gradientti a 15 laitteen lukemista, mikä osoitti termisten neutronien lukumäärän aikayksikössä tiheyden funktiona. Mittaukset aineilla, joilla oli vakiosuuruinen tiheys ja vaihteleva kosteuspitoisuus, tuottivat suoran viivan, jolla oli nouseva gradientti b samassa koordinaattijärjestelmässä, kuten kuvassa 3 oleva kat-20 koviiva osoittaa. Nouseva gradientti b on ilmeisesti useita kertoja suurempi kuin gradientti a.The probe was placed in a hole in the floor below the board-5. At the Institut for Energy Technician (IFE), the calibration of the measuring device was performed using substances of known moisture content and variable density. These experiments confirm the assumption that the effective areas of action of water and wood bound hydrogen, respectively, are so different that it is possible to measure the moisture content with a measuring device developed in timber. As shown by the solid line in Fig. 3, measurements on a completely dry wood of variable density resulted in a straight line having a rising gradient α of 15 reading the device, indicating the number of thermal neutrons per unit time as a function of density. Measurements with substances of constant density and variable moisture content produced a straight line having a rising gradient b in the same coordinate system, as indicated by the kat-20 dashed line in Figure 3. The rising gradient b is apparently several times greater than the gradient a.

( i » : IFE:ssä suoritettujen laboratoriokokeiden jälkeen laitetta *;«*; tutkittiin yhden vuoden ajan puutavarauunissa Rcparn Fossum : Brukissa Oslossa. Suoritetuista mittauksista voidaan selvästi 25 vetää se johtopäätös, että termalisointiprosessi on riippu- i ;.i vainen siitä, onko kyseessä oleva vety sitoutunut veteen vai * ? * puuhun.(i »: after the laboratory tests at IFE, the device *;« *; was examined for one year in a log furnace at Rcparn Fossum: Bruk, Oslo. It can be clearly deduced from the measurements made that the thermalization process is dependent on;. i) hydrogen bound to water or *? * wood.

» * • | ; Mittauslaitetta kehitettiin edelleen sisältämään muun muassa laskentapiiri asennettuna tietokoneyksikköön (PC) laskentayk-.*.· 30 sikön korvikkeena. Sitten laite asennettiin kammiokuivuriin»* • | ; The measuring device was further developed to include, inter alia, a counting circuit installed on a computer unit (PC) as a counting unit. The device was then installed in a chamber dryer

Frognerseteren Brukissa Oslossa. Tässä kokeiden tarkoitus oli * » tuottaa riittävän laadun viitearvot, jotta riittävällä tark-' ί kuusasteella kyetään kääntämään luettu pulssinopeus kosteus- ; prosentiksi kokeellisesti määritetyn kalibrointikäyrän avulla.Frognerseteren in Bruk, Oslo. Here, the purpose of the experiments was to * provide reference quality of sufficient quality to convert the read pulse rate to humidity with sufficient accuracy; percent using the experimentally determined calibration curve.

35 Lisäksi suoritettiin kokeita muun muassa mitattujen arvojen 116583 11 uudelleentuotettavuuden arvioimiseksi ja sen tarkistamiseksi, oliko mittauslaitteessa poikkeamia.35 In addition, tests were carried out to evaluate, inter alia, the reproducibility of the measured values of 116583 11 and to check for any deviations in the measuring equipment.

Yhdellä puutavarapinolla suoritetut mittaukset vahvistivat hyväksyttävän toistettavuuden yhdellä ja samalla puulajilla, 5 joissa kuitenkin oli selvä ero kuusen ja männyn välillä. Laitteen toimintaa kontrolloitiin sijoittamalla tunnetun tilavuuden vettä sisältävä alumiinisäiliö mittauslaitteen yläpuolelle. Aluksi todettiin, että laitteen poikkeamat olivat liian suuret, mutta tämä korjattiin vaihtamalla vahvistin ja 10 korkeajännitelähde. Tällöin ei voitu havaita mitään laitepoik-keamaa mittauslaitteessa.Measurements on a single stack of timber confirmed acceptable reproducibility for one and the same species of wood, 5 but with a clear difference between spruce and pine. The operation of the device was controlled by placing an aluminum container of known volume above the measuring device. Initially, it was found that the device deviations were too large, but this was corrected by replacing the amplifier and 10 high voltage sources. In this case, no deviation of the device in the measuring device could be detected.

Sitten mittauslaite asennettiin uuniin Ormstad Sag og Ηφν-lerillä, ja tehtiin vielä joitakin parannuksia. Ormstadissa mittauslaitteella oli ollut oikein hyvä mittaustulosten tois-15 tettavuus. Selvimmin tämä voidaan nähdä vertaamalla kuitujen kyllästyspistettä erilaisissa kuivaustapahtumissa. Kuvassa 4 kosteus, kuivalämpötila ja lämpötilaero kuiva- ja märkälämpö-tiloissa on esitetty kahdelle kuivaustapahtumalle A ja B. Karkeasti lämpötilaero on sama kahdessa kuivaustapahtumassa, ja 20 ero kuivalämpötilassa on suhteellisen pieni. Kuivaustapahtu- missä A ja B alkukosteuspitoisuus oli 63 %, ja 46 %, vastaa-vasti. Alussa kosteuspitoisuus kasvoi (lämmitysfaasi) ja puu-‘ t tavara alkoi kuivua, kun kosteuspitoisuus oli laskenut. Kun ; lämpötilaero on vakio, on kuivausnopeus myös vakio. Kuivausta- 25 pahtumassa A lämpötilaero nousi 60 tunnin kuluttua kuivauk- , sessa, ja tätä heijasti myös kuivausnopeus, joka nousee mer kittävästi. Vaikka lämpötilaero on vakio 120 tunnin kuivauksen , . jälkeen, kuivausnopeus kuitenkin laskee, mikä ilmenee "katkos- * * *. * ta" kuivaustapahtuman A kosteuskäyrässä. "Katko" vahvistaa, 30 että kuidun kyllästyspiste on saavutettu ja että nyt on vai- i ! : keampaa pakottaa vettä ulos, koska se on vahvemmin sitoutunut puun solurakenteeseen. Kuivaustapahtumassa B puutavaran kos-teuspitoisuus kulkee kuidun kyllästyspisteen kautta, kun kui-' vausta on suoritettu noin 80 tuntia, ja tässä myös lämpötila- 35 ero on vakio. Molemmissa kuivaustapahtumissa "katkopiste" ilmenee samalla puun kosteuspitoisuudella, nimittäin 27 %:ssa.Then the measuring device was installed in the oven with the Ormstad Sag og Ηφν-ler and some further improvements were made. In Ormstad the measuring device had a very good reproducibility of the measurement results. This can most clearly be seen by comparing the saturation point of the fibers at various drying events. In Figure 4, the humidity, dry temperature, and temperature difference between dry and wet temperatures are shown for two drying events A and B. Roughly the temperature difference is the same for two drying events, and the difference in dry temperature is relatively small. In the drying events A and B, the initial moisture content was 63% and 46%, respectively. Initially, the moisture content increased (the heating phase) and the wood began to dry when the moisture content had dropped. When; the temperature difference is constant, the drying rate is also constant. At drying A, the temperature difference after 60 hours at drying increased, and this was also reflected in the drying rate, which increases significantly. Although the temperature difference is constant for 120 hours of drying,. afterwards, however, the drying rate decreases, as evidenced by the "break * * *. * ta" of the moisture curve of drying event A. "Break" confirms 30 that the fiber saturation point has been reached and that it is now silent! : it is more important to force water out because it is more bound to the cellular structure of the wood. In the drying process B, the moisture content of the wood passes through the impregnation point of the fiber after drying for about 80 hours, and here also the temperature difference is constant. In both drying processes, the "break point" occurs at the same moisture content of the wood, namely 27%.

116583 12116583 12

Saatuihin mittaustietoihin perustuen lasketaan tietokoneella kaiihrointikaava, johon liittyvä kalibrointikäyrä on esitetty kuvassa 5. Nykyään kokeet suoritetaan kalibrointitietojen löytämiseksi joillekin lisädimensioille sekä kuusessa että män-5 nyssä.Based on the measurement data obtained, a cataracting formula is computed on a computer, and the associated calibration curve is shown in Figure 5. Currently, experiments are performed to find calibration data for some additional dimensions in both spruce and pine.

Eräs mittauslaitteen käytännöllisistä eduista on se, että se ei häiritse prosessia eikä aiheuta lisätyötä ladattaessa puutavaraa uunin sisään ja ulos sieltä. Mittauslaitteen suunnittelu ja sijoitus tekee sen fyysisesti suojatuksi. On hyvin 10 tärkeätä, että mitataan hyvin määriteltyä mittausgeometriaa, ja tavallisesti tämä saadaan aikaan sijoittamalla mittausanturi sisimmän lautapinon alapuolelle.One of the practical benefits of a measuring device is that it does not interfere with the process or cause additional work when loading timber into and out of the furnace. The design and placement of the measuring device makes it physically secure. It is very important that a well-defined measurement geometry be measured, and this is usually accomplished by placing the measurement sensor below the innermost board stack.

Käytännössä mittauslaite käsittää detektoriyksikön, joka kui-vausprosessin aikana lukee kosteuspitoisuuden yhdessä tai kah-15 dessa lautapinossa, tietokonejärjestelyn (säätömoduli), jossa on syöttölaitteet puulajia, puun dimensioita, ulkolämpötilaa ja haluttua kosteuspitoisuutta koskevien tietojen syöttämiseksi, sekä PC:n tietojen käsittelemiseksi ja näyttämiseksi, katso kuva 6. Useita detektoriyksiköitä voi olla yhdistetty sa-20 maan PC:hen, kuten kuvassa on esitetty.In practice, the measuring device comprises a detector unit which reads the moisture content in one or two board stacks during the drying process, a computer arrangement (control module) with input devices for entering information on wood species, wood dimensions, outdoor temperature and desired moisture content, see Figure 6. Several detector units may be connected to the same PC as shown in the figure.

Kun puutavara on pinottu kuivauskammioon, kuivausprosessin ; operaattori antaa viestin säätömodulille tietokoneensa näp- , . päimistön avulla koskien puutyyppiä, laudan dimensioita ja ha- ,) ‘ luttua lopullista kosteuspitoisuutta. Samanaikaisesti puutava- i 25 ran keskimääräinen kosteuspitoisuus ja ulkolämpötila mitataan.Once the timber is stacked in the drying chamber, the drying process; the operator gives the message to the control module on the keypad of his computer. with regard to the type of wood, the dimensions of the board and the final moisture content. At the same time, the average moisture content and outdoor temperature of the 25 bar are measured.

V ' Kun nämä tiedot on saatu ja talletettu, oikeat kuivauspara- metrit kokemukseen perustuen lasketaan, jotta niitä voidaan * t ;,· · käyttää täydelliseen kuivausprosessiin (toisin sanoen märkä- 1 h i : ja kuivalämpötilat sekä tuulettimien toimintaohjelma). Sitten 30 kuivausprosessi voidaan aloittaa.V 'Once this information has been obtained and stored, the correct drying parameters, based on experience, will be calculated to be * t ;, · · used for the complete drying process (i.e., wet 1h i dry temperatures and fan operation program). Then the drying process can be started.

Aiottu kuivausprosessi piirretään PC:n näytölle käyränä, jossa kosteuspitoisuus on y-akselilla ja kuivausaika x-akselilla. (ij Tämä käyrä määrää sitten kuivaus tapahtuman nimellisarvon. Kui- i vauksen säätämiseksi puutavaran kosteuspitoisuutta mitataan 35 jatkuvasti, ja keskimääräinen kosteuspitoisuus kolmen viimei- 116583 13 sen tunnin aikana näkyy näytöllä kerran tunnissa varsinaisena arvona. Jos näyttää siltä, että varsinaisen ja nimellisarvon välillä on ero, voidaan nopeasti tehdä korjauksia kuivausympä-ristöön muuttamalla kuivausparametreja niin, että aiottua 5 optimaalista kuivaustapahtumaa seurataan maksimaalisesti. Tämä voidaan toteuttaa automaattisesti tai manuaalisesti.The intended drying process is plotted on the PC screen as a plot of moisture content on the y axis and drying time on the x axis. (ij This curve then determines the nominal value of the drying event. To control the drying, the moisture content of the timber is continuously measured, and the average moisture content over the last 116583 13 hours is displayed as an hourly value. If there is a difference between actual and nominal value , repairs to the drying environment can be made quickly by changing the drying parameters to maximize follow-up of the 5 optimal drying events, which can be accomplished automatically or manually.

Tässä mittauslaite käsittää kaksi detektoria 4, yhden neut-ro-nilähteen 7, yhden pulssinvahvistimen ja korkeajännite-yksikön (ei esitetty) . Normaalisti laite on asennettu 100 x 120 mm:n 10 haponkestävään kanavaan sisälautapylvään alapuolelle poikittain lautojen suuntaa vastaan. Saman kanavan on tarkoitus toimia yhtenä tai useampana tukena pylväälle. Virtalähde ja rekisterit "R", jotka päivitetään mittaustietojen mukaan, on sijoitettu kuivauskammion ulkopuolella olevaan laatikkoon. PC-15 yksikkö ottaa tiedot joka 60. sekunti ja tallentaa tietokantaan. Joka tunti kolmen viimeisen tunnin aikana otettujen talletusten keskiarvo lasketaan ilmaistuna kosteusprosenttina. Tulos näkyy tietokoneen näytöllä ja talletetaan tietokantaan. Syy näin pitkään integrointiaikaan on se, että detektorista 20 tulevat neutroneita rekisteröivät pulssit, jotka edustavat kosteuspitoisuutta, jakaantuvat tilastollisesti. Sen vuoksi _ ·*, tarvitaan suuri määrä pulsseja tarkkojen mittausten saarni- seksi. Suuren lähdevirran sijasta käytetään aikaa. Tämä on * i t edullista sekä taloudellisista että teknisistä säteilytys- * t " 25 syistä.Here, the measuring device comprises two detectors 4, one neutron source 7, one pulse amplifier and a high voltage unit (not shown). Normally, the unit is mounted in 100 x 120 mm 10 acid-proof ducts underneath the inner plank post transversely to the direction of the plank. The same channel is intended to serve as one or more supports for the column. The power supply and registers "R", which are updated according to the measurement data, are placed in a box outside the drying chamber. The PC-15 unit takes data every 60 seconds and stores it in a database. The average of the deposits made every hour during the last three hours is calculated as a percentage of humidity. The result is displayed on a computer screen and stored in a database. The reason for such a long integration time is that the neutrons recording pulses from the detector 20, which represent the moisture content, are statistically distributed. Therefore, _ · *, a large number of pulses is needed to produce accurate measurements. Instead of using a large source current, time is used. This is * i t advantageous for both economic and technical reasons.

: Detektoriyksikkö voi myös olla sijoitettu kahden lautapinon väliin. Näin voidaan tehdä erityisesti tehtäessä kokeellista i työtä ja tutkimusta.: The detector unit can also be located between two board stacks. This can be done especially when doing experimental work and research.

Kun mittauslaitetta kalibroidaan, rekisteröidään termisten : f; 30 neutronien lukumäärä koko vedyntiheyden funktiona käyttäen ", vedyntiheyttä vedessä, pH_ve3i, ja vedyntiheyttä puussa, pH_puu, muuttujina. Koska neutronin vaikutusalat o. _ p„ ja n arvoista ovat erilaiset, saadaan kuvassa 7 esitetyt käyrät.When a measuring instrument is calibrated, the thermal: f; The number of neutrons as a function of the total hydrogen density ", the hydrogen density in water, pH_ve3i, and the hydrogen density in wood, pH_wood, as variables. Because the neutron ranges of o. P and n are different, the curves shown in Figure 7 are obtained.

• Näistä käyristä mittauslaite saadaan kalibroitua, ja voidaan 35 määrittää laitteen erotuskyky.• From these curves, the meter can be calibrated and the resolution of the instrument can be determined.

116583 14116583 14

Puutavaran kuivatiheys vaihtelee välillä pkuiva (max) ja pkuiva (min) . Kalibrointiprosessissa määrätään keskimääräinen kuivatiheys pkuiva(min) . Mittauslaitteen tarkkuuden määrittämiseksi näiden kuivatiheydessä olevien muutosten suhteen, muu-5 tosta termisten neutronien lukumäärässä pkuiva (keskiarvo) :n mak-simieron funktiona annetulle kosteuspitoisuudelle (muutos 1) täytyy verrata termalisoituneiden neutronien lukumäärään kosteuspitoisuuden prosenttisessa muutoksessa annetulla Pkuiva (keskiarvo) ;n arvolla, ts. muutos 2. Laitteen mittaustark-10 kuus saadaan sitten erona, + tai -, todellisesta kosteuspitoisuudesta jakamalla muutos 1 muutoksella 2.The dry density of the timber varies between dry (max) and dry (min). The calibration process determines the average dry density dry (min). To determine the accuracy of the measuring device for these changes in dry density, the change in the number of thermal neutrons as a function of the maximum humidity as a function of the maximum difference (change 1) must be compared to the number of thermonized neutrons with the percentage change in change 2. The measurement accuracy of the device is then obtained by subtracting the change from 1 to 2 as the difference between the actual humidity and + or -.

Sen mukaisesti mittaustarkkuus voidaan määrittää vertaamalla vaihteluita termisten neutronien lukumäärässä: 1. maksimaalisen kuivatiheydessä tapahtuneen muutoksen funk-15 tiona (vakiokosteuspitoisuudessa).Accordingly, the measurement accuracy can be determined by comparing variations in the number of thermal neutrons: 1. as a function of the maximum change in dry density (at constant moisture content).

2. prosenttisessa kosteudessa tapahtuneen muutoksen funktiona (keskimääräisellä kuivatiheydellä).2. as a function of the change in percent moisture (at average dry density).

Mittaustarkkuus, + tai -, saadaan sitten seuraavasta yhtälös- . tä: » · · • i » • « *The measurement accuracy, + or - is then obtained from the following equation. or " • " *

* I* I

’···* 20 Xl (max/min tiheys) - X2 (keskitiheys) ’ ‘ X3 (kosteus B) - X4 (kosteus B+/-1 %) • t f »'··· * 20 Xl (max / min density) - X2 (average density)' 'X3 (humidity B) - X4 (humidity B +/- 1%) • t f »

» I»I

*. jossa: • t * ’·’ * Xl = termalisoitujen neutronien lukumäärä, kun puussa on mak*. where: • t * '·' * Xl = the number of thermalized neutrons in a tree with max

simaalinen tai minimaalinen kuivatiheys kosteusarvolla Athe minimum or minimum dry density at the moisture value A

·,· j 25 (kuten kuvassa 7 on esitetty) , * ’·’ X2 = termalisoituj en neutronien lukumäärä, kun puussa on kes- ’ kimääräinen tiheys ja kosteus A, X3 = termalisoitujen neutronien lukumäärä, kun puulla on kos-teusarvo B (kuten kuvassa 7 on esitetty) ja keskimääräi-30 nen tiheys, ja 116583 15 X4 = termalisoitujen neutronien lukumäärä, kun puulla on kosteus B+/-1 % ja keskimääräinen tiheys.·, · J 25 (as shown in Figure 7), * '·' X2 = the number of thermalized neutrons with the average density and humidity of A, X3 = the number of thermalized neutrons with the moisture value B ( as shown in Figure 7) and the average density, and 116583 15 X4 = the number of thermalized neutrons at wood humidity of B +/- 1% and average density.

Kuvassa 8 annetaan kolme kalibrointikäyrää a, b ja c alhaiselle, keskimääräiselle ja suurelle kuivatiheydelle pkuiva, vastaa-5 vasti, jolloin laitteen lukema termisten neutronien lukumäärästä aikayksikössä on esitetty koko vedyntiheyden pH funktiona. Kussakin näistä kalibrointikäyristä on esitetty kolme ka-librointipistettä eri kosteusarvoilla. Samalla symbolilla merkityt pisteet edustavat samaa kosteuspitoisuutta. Jos viiva 10 nousee saman symbolisen merkin kautta y-akselista kohti kuvan oikeata puolta, kalibroinnissa on lisääntyvä alikompensaatio laskevalle kuivatiheydelle pkuiva. Jos tämän viivan kaltevuus on päinvastainen, on laskevalle pkuivi:lle olemassa ylikompensaatio. Kun saman kosteuden merkittyjen pisteiden kautta kulkevat 15 viivat ovat vaakasuoria, laite kompensoi täysin muutokset kui-vatiheydessä.Figure 8 gives three calibration curves a, b, and c for low, average, and high dry density, respectively, plotted against the number of thermal neutrons per unit time as a function of the total hydrogen density pH. Each of these calibration curves shows three calibration points with different humidity values. The dots marked with the same symbol represent the same moisture content. If line 10 rises through the same symbolic sign from the y-axis toward the right side of the image, there will be an increasing undercompensation for the decreasing dry density in the calibration. If the slope of this line is reversed, there is overcompensation for the falling pew. When the lines through the marked points of the same moisture are horizontal, the device completely compensates for the changes in the dry density.

Mittaustarkkuus on kalibrointiprosessissa käytettyjen viitearvojen tarkkuuden sisällä, ja käytännössä se on noin +1,5.The measurement accuracy is within the accuracy of the reference values used in the calibration process, and in practice is approximately +1.5.

t t t I 1 * < t · » ! ·t t t I 1 * <t · »! ·

Claims (2)

116583 16116583 16
FI972106A 1995-09-20 1997-05-16 Method of calibrating an apparatus for measuring moisture content in wood FI116583B (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO953706A NO303091B1 (en) 1995-09-20 1995-09-20 Method for calibrating a measuring device for measuring moisture in wood, and a device for measuring it and using it
NO953706 1995-09-20
PCT/NO1996/000222 WO1997011358A1 (en) 1995-09-20 1996-09-19 Measurement of moisture content of timber
NO9600222 1996-09-19

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI972106A0 FI972106A0 (en) 1997-05-16
FI972106A FI972106A (en) 1997-07-14
FI116583B true FI116583B (en) 2005-12-30

Family

ID=19898583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI972106A FI116583B (en) 1995-09-20 1997-05-16 Method of calibrating an apparatus for measuring moisture content in wood

Country Status (6)

Country Link
AU (1) AU7230296A (en)
DE (1) DE19680932T1 (en)
FI (1) FI116583B (en)
NO (1) NO303091B1 (en)
SE (1) SE515755C2 (en)
WO (1) WO1997011358A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108413763B (en) * 2018-04-03 2024-01-12 安徽唯嵩光电科技有限公司 Automatic adjust hot-blast drying system and control system thereof
CN111693552A (en) * 2020-08-06 2020-09-22 承德鼎信自动化工程股份有限公司 MZ-1 neutron on-line coal quality analyzer and relative measurement method
IT202100007163A1 (en) * 2021-04-06 2022-10-06 Incotech S R L IMPROVED WOOD HEAT TREATMENT PROCESS USING REMOTE TEMPERATURE CONTROL SYSTEMS

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1921681A1 (en) * 1969-04-28 1970-11-05 Foth Dipl Ing Joachim Measurement and control of water content - in concrete mix
US4243886A (en) * 1978-06-19 1981-01-06 National Nuclear Corp. Apparatus and method for the measurement of neutron moderating or absorbing properties of objects
US5083029A (en) * 1991-02-04 1992-01-21 Halliburton Company Measuring water content by neutron thermalization
CH685310A5 (en) * 1993-08-18 1995-05-31 Kurt Heim Process for drying room floors.

Also Published As

Publication number Publication date
DE19680932T1 (en) 1997-11-27
AU7230296A (en) 1997-04-09
NO953706L (en) 1997-03-21
FI972106A0 (en) 1997-05-16
NO953706D0 (en) 1995-09-20
FI972106A (en) 1997-07-14
WO1997011358A1 (en) 1997-03-27
NO303091B1 (en) 1998-05-25
SE515755C2 (en) 2001-10-08
SE9701830D0 (en) 1997-05-16
SE9701830L (en) 1997-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Skaar Wood-water relations
Jensen et al. Selected physical parameters to characterize the state of preservation of waterlogged archaeological wood: a practical guide for their determination
Zhou et al. Alternately airtight/ventilated emission method: A universal experimental method for determining the VOC emission characteristic parameters of building materials
Olek et al. Inverse analysis of the transient bound water diffusion in wood
CA1324687C (en) Method and system for transferring calibration data between calibrated measurement instruments
Glass et al. Investigation of historic equilibrium moisture content data from the Forest Products Laboratory
Nopens et al. Simultaneous change of wood mass and dimension caused by moisture dynamics
Hultnäs et al. Determination of the moisture content in wood chips of Scots pine and Norway spruce using Mantex Desktop Scanner based on dual energy X-ray absorptiometry
Wei et al. A framework and experimental study of an improved VOC/formaldehyde emission reference for environmental chamber tests
FI116583B (en) Method of calibrating an apparatus for measuring moisture content in wood
Flity et al. Thermal conductivity parallel and perpendicular to fibers direction and heat capacity measurements of eight wood species up to 160° C
Hasburgh et al. Relative humidity versus moisture content relationship for several commercial wood species and its potential effect on flame spread
Baettig et al. Measuring moisture content profiles in a board during drying: a polychromatic X-ray system interfaced with a vacuum/pressure laboratory kiln
Pang Relative importance of vapour diffusion and convecttve flow in modelling of softwood drying
Gezici-Koç et al. Moisture content of the coating determines the water permeability as measured by 1D magnetic resonance imaging
Zohoun et al. An experimental correction proposed for an accurate determination of mass diffusivity of wood in steady regime
Rosenkilde Moisture content profiles and surface phenomena during drying of wood
Forrer et al. Dielectric properties of defects on wood surfaces
Fester et al. A new set-up for the calibration of wood moisture meters
Allé SOFT-Reference Method
US5606111A (en) Apparatus and method for measurement of offgassing rate
Ojanen et al. Moisture measurement setup for wood based materials
Thaler et al. Workflow for wooden contact samples in use-wear experiments with bronze axe replicas (MAP-protocol_B)
Adl-Zarrabi et al. Determination of thermal properties of wood and wood based products by using transient plane source
Derome et al. Methods for the assessment of moisture content of envelope assemblies

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 116583

Country of ref document: FI