FI89309C - Metod foer att bestaemma fuktinnehaollet hos produkter tillverkade av sellulosamaterial - Google Patents

Description

! fa 9 309

Menetelmä selluloosa-aineista valmistettujen tuotteiden kosteussisällön määräämiseksi - Metod för att bestämma fuktin-nehället hos produkter tillverkade av sellulosamaterial

Keksinnön kohteena on menetelmä selluloosa-aineista valmistettujen tuotteiden kosteussisällön määräämiseksi, erityisesti patenttivaatimuksen 1 alkuosan mukainen menetelmä.

Tähän saakka yleisin menetelmä, jota käytetään aineen tai materiaalin kosteussisällön määräämiseksi, on pitää tätä veden kiehumispisteen yläpuolella olevassa lämpötilassa siihen saakka, kunnes kaikki vesi on haihtunut. Aineen tai materiaalin painon ero ennen ja jälkeen kuumentamisen edustaa menetetyn veden painoa; siitä voidaan laskea kosteussisältö. Kuumentamistoiminnon aikana tutkittavan materiaalin lämpötila ei saa kohota yli veden kiehumispisteen, ennen kuin kaikki vesi on haihtunut. Siten, vaikka kuumennuskapasiteetin täytyy olla olennaisesti suurempi kuin pelkästään se lämpö, joka tarvitaan veden haihduttamiseksi tutkittavasta aineesta, on tehokkaasti käytetty lämpötila vain marginaalisesti veden kiehumispisteen yläpuolella. Vastaavasti on kosteuden määrityksiin käytetyt kuivatusuunit yleensä asetettu lämpötilaan 105°C (verrattuna veden kiehumispisteeseen, joka on 100°C).

Toinen pääsyy, jonka takia vaaditaan pienin mahdollinen lämpötila kuivattaessa biologista alkuperää olevia materiaaleja, ovat muutokset, jotka tapahtuvat korkeissa lämpötiloissa. Esimerkiksi pinnalta kuivuminen materiaalissa sulkee veden tehokkaasti sisäpuolelle tehden kosteuden määräämisen mahdottomaksi. Tällaisissa tapauksissa voi olla tarpeen pienentää lämpötilaa, jossa vesi kiehuu, kohdistamalla tyhjiö materiaaliin. Joissakin muissa tapauksissa, joissa edes nämä matalammat lämpötilat eivät ole sallittuja, voi olla tarpeen sublimoida 2 89309 vesi jäädytetystä näytteestä tyhjiötekniikalla (eli jäähdytys-kuivaamalla, kuten sitä yleisesti kutsutaan). Vaikka kaikki nämä menetelmät, jotka perustuvat lämmön siirtymiseen, ovat hyvin tunnettuja ja voidaan automatisoida suuressa määrin, vaativat ne pitkiä aikajaksoja, tavallisesti 24 tuntia tai enemmän.

Eräs menetelmä materiaalin kosteussisällön määräämiseksi on esitetty CA-patentissa 729 885. Patentoitu menetelmä rajoittuu ohueen huokoiseen materiaaliin, kun tällainen materiaali viedään kuivaus-kammion läpi. On ilmeistä, että koko materiaali kuumenee, koska se on ohutta ja huokoista, ja koska se viedään suljettuun kuumennettuun kammioon. Koska käytetään kuivauskammiota, on menetelmä myös suuresti energiaa kuluttava.

Monissa teollisuusprosesseissa, joissa halutaan tai vaaditaan lähes välittömästi tapahtuvia veden pitoisuuden mittauksia, on yleistä mitata aineen jotakin sähköistä ominaisuutta, kun voidaan muodostaa suhde sähköisen ominaisuuden ja aineen kosteussisällön välille. Sähköisistä ominaisuuksista, kuten vastuksesta, johtavuudesta ja kapasitanssista, arvioidut kosteusarvot ovat hyväksyttävän tarkkoja useimpiin tarkoituksiin, kun materiaalit, joita mitataan, ovat erittäin samanlaisia. On kuitenkin havaittu, että biologisen luonteen omaavat komponentit, muut kuin vesi, vaikuttavat näihin sähköisiin ominaisuuksiin.

Nämä komponentit ovat ensisijassa liuenneita ainesosia, ja koska niiden pitoisuudet ja keskinäiset suhteelliset määrät vaihtele-vat, muuttuu sähköisten ominaisuuksien ja kosteusarvojen välinen suhde. Siten nämä "hetkellis"-tyyppiset mittaukset kärsivät suurenevasta epätarkkuudesta riippuen sellaisista tekijöistä, kuten biologisen materiaalin laadusta, sen maantieteellisestä alkuperästä, niistä ilmastollisista olosuhteista, joissa se on kehittynyt, sekä muista.

Esimerkiksi sahatavarateollisuudessa sähköiset vastusmittarit ovat yleisessä käytössä kosteussisällön mittaamiseksi. Siitä 3 89309 huolimatta, että mittareilla on eri kalibrointi eri puulaaduille ja korjauksia käytetään lämpötilaeroille, sattuu jatkuvasti tapauksia, joissa todelliset arvot eroavat olennaisesti sähköiseen vastusmittaukseen perustuvista, ennustetuista arvoista. Selittämättömistä syistä (koska tukit eivät ole yksivuotista viljaa) suhde sähköisten vastusarvojen ja todellisen kosteussisällön välillä sahatavarassa näyttää myös muuttuvan ajan mukana, ja se täytyy arvioida uudelleen jaksottaisesti.

Toinen pääasiallinen haitta näissä sähköisissä menetelmissä on se, että ne vaativat suoran kontaktin sen aineen, jonka kos-teussisältöä mitataan, kuten puun, ja sähköisen laitteen välille. Vastusmittaria varten täytyy nastat, joiden välillä vastus mitataan, työntää puuhun. Tästä seuraa selviä rajoituksia kos-teusarvojen suoriin mittauksiin.

Vielä eräs pääasiallinen haitta sähköisissä menetelmissä on niiden kyvyttömyys mitata niin sanottua "vapaata" vettä. Puussa sähköinen vastus kasvaa vesisisällön lisääntymisen myötä aina pitoisuuteen 30 %, lähestyen veden luontaista arvoa. Tämän tason yläpuolella, jossa puukuidut on kyllästetty vedellä, suuremmat kosteustasot eivät aiheuta mitään muutosta sähköiseen vastukseen, ja vastusmittari on käytännössä hyödytön. Kosteus -tasot, jotka ylittävät 30 %, ovat yleisiä kosteassa sahatavarassa, erityisesti tietyissä lajeissa. Radiotaajuusmenetelmiä suurten kosteussisältötasojen mittaamiseksi on yritetty, mutta tähän saakka niiden tarkkuus on havaittu alhaiseksi. Näissä olosuhteissa vain uunikuivatusmenetelmät ovat tarkkoja järkevien suuren kosteuden mittausten tekemiseksi. Uunikuivatuksen haittana on kuitenkin, että se vaatii paljon energiaa, koska koko kosteuden suhteen tarkistettava aine täytyy kuumentaa.

Keksinnön mukaisesti on aikaansaatu menetelmä, joka pystyy no-peasti ja toistettavasti sallimaan mittaukset, jotka ovat hyväksyttävän tarkkoja tai "likimääräisiä", aineen kosteus-sisällön määräämiseksi, ilman liiallisia häiriöitä liuenneista ainesosista, joista edellä mainittiin, tai "vapaasta" vedestä, joka aiheuttaa vääriä kosteussisällön arviointeja. Lisäksi käytettäessä keksinnön mukaista prosessia voidaan välttää suora 4 69309 kontakti aineeseen, jonka kosteussisältöä mitataan tai valvotaan. Tämän keksinnön ansiosta vältytään myös vaatimuksilta kuumentaa koko aine, mikä tapahtuu nykyisillä kuumennusmenetel-millä kosteuspitoisuuden mittausta varten.

Keksinnön mukainen menetelmä tunnetaan pääasiallisesti patenttivaatimuksen 1 loppuosan tunnusmerkeistä.

Tämä prosessitekniikka on johdettu siitä tosiseikasta, että aineen kosteussisällöllä on yhteys, kääntäen verrannollisesti, aineen pintalämpötilan nousuun, kun siihen kohdistetaan lämpöä. Yllättäen on havaittu, että koko aineen lämpötilaa ei tarvitse kohottaa kohdistamalla siihen lämpöä, vaan sen sijaan voidaan kuumentaa ainoastaan sen pintaosaa, ilman että uhrataan mitään olennaista tarkkuusastetta kosteussisällön määräämisen yhteydessä.

Aineen, kuten puun, kosteuden mittausta varten olevan keksinnön toteutuksessa käytetty lähtökohta perustuu aineen ja paikalla olevan veden massaan ja näiden kahden aineen ominaislämpöön; ominaislämpö on se määrä lämpöä, joka tarvitaan yksikkömassan lämmön kohottamiseksi yhdellä asteella - esitettynä sopivilla yksiköillä sekä veden höyrystymislämpöön.

Lähtökohta perustuu siis siihen, että puun tapauksessa eri puulajeille, eri maantieteellistä alkuperää oleville puille ja puille, joihin on kohdistunut olennaisia ilmastovaihteluita, ominaislämpö vaihtelee vähän, jos ollenkaan ja sitä voidaan pitää vakiona. Lisäksi oletetaan, että haihdutuslämmön jäähdy-tysvaikutuksella on suuri merkitys lämpötilan nousun säätämisessä.

Näihin tekijöihin perustuen ja puun tai muiden aineiden, kuten paperin, vehnäjauhon ja tekstiilien, yhteydessä lämpö kohdistetaan kiinteään puumassaan (kuivapaino), joka sisältää tuntemattoman määrän vettä, adiabaattisissa (täysin eristetyissä eli ei lämmön hukkaa) olosuhteissa, jolloin havaitaan lämpötilan nousun olevan kääntäen verrannollinen veden tuntemattomaan massaan seuraavalla tavalla: 5 89309

Puun ominaislämpö = Sw

Veden ominaislämpö = 1 (määritelmän mukaan)

Puun tunnettu massa = Wo

Veden tuntematon massa = Wa

Alkulämpötila = T.

Loppulämpötila = Tf Höyrystymislämpö = Hg

Kohdistettu lämpömäärä = Q

Silloin Q = (T _ - T.) ( Sw . Wo + 1 . Wa) + W H

f i a e

ja T, = Q + (S Vtf + W ) T, - W H

f _w o_a j_a e s w + w w o a

Loppulämpötilaa ohjaa siis ylläoleva yhtälö.

Edellä olevaan perustuen aineen lämpötilan nousu on siis kääntäen verrannollinen sen kosteussisältöön. Nyt on yllättäen havaittu, että tämä pitää paikkansa hyväksyttävän tarkasti (johon tullaan viittaamaan seuraavassa "likimäärin") kosteuden pitoisuusmääri-tyksiin riippumatta puun paksuudesta, kun aineen lämpötilan nousu mitataan aineen valitulla pinta-alueella, jolloin tällaiselle . pinta-alueelle on kohdistettu ennaltamäärätty lämmön intensi- teetti valitun aikajakson aikana.

Tämän vuoksi keksinnön erään edullisen toteutuksen mukaisesti aineen likimääräinen kosteussisältö voidaan määrätä kohdista-V. maila aineen pinta-alueelle ennaltamäärätty säteilyenergian inten siteettä tietyn aikajakson ajan, ja mittaamalla sen jälkeen tällaisen pinta-alueen pintalämpötilan nousu. On havaittu, että pintalämpötilan nousu on kääntäen verrannollinen aineen kosteus-sisältöön lähellä kyseessä olevaa pinta-aluetta, ja tästä voidaan kosteussisältö määrätä yksinkertaisesti mitatun pintalämpötilan -· nousun avulla; tällöin korkea lukema merkitsee alhaista kosteus- sisältöä ja päin vastoin.

6 89309

Tapauksissa, joissa aineen pinnan pituudelta tai loputtoman pinnan pituudelta on mitattava sen kosteussisältö tietyin välein tai jatkuvasti pituuden mukana, jos aine, johon kosteussisällön valvonta kohdistetaan, on vakiolämpöistä, täytyy lukea vain lopou-lämpötilan rekisteröinnit, koska nämä osoittavat sen kosteussisällön. Kuitenkin niissä tapauksissa, joissa pinnan pintalämpötila vaihtelee, tai tavataan vaihteluita alkulämpötiloissa saman tai samanlaisen aineen peräkkäisten palojen välillä, lämpötilan nousu voidaan mitata vähentämällä alkupintalämpötila loppupinta-lämpötilasta , joka saadaan lämmön kohdistamisen seurauksena.

Prosessin erään lisäpiirteen mukaisesti, kun tasainen pinta on edeltäkäsin valmistettu tunnettua ainetta varten, joka ilmoittaa, tietyllä ennaltamäärätyllä lämmön intensiteetillä valitussa aikajaksossa, pintalämpötilan nousun suhteellisen yhteyden likimääräiseen kosteussisältöön, voidaan lämpötilan nousun muodossa saadut lukemat helposti muuntaa kosteussisällöksi.

Edellä olevasta käy ilmi, että silloin kun aineen laatu tunnetaan ja saatavilla on lämpötilanousutiedot, kuten edellä kuvattiin, voidaan kosteussisältölukemat määrittää nopeasti.

Keksinnön mukainen prosessi sallii kuitenkin myös suhteellisten muutosten jatkuvat määrittelyt aineen likimääräisestä kosteussi-sällöstä pitkin tämän pinnan pituutta tai peräkkäisten saman aineen erillisten kappaleiden välillä. Jälkimmäisestä ominaisuudesta on erityistä hyötyä sahatavaran ja vaneerin valmistuksessa, koska esimerkiksi uunikuivatun sahatavaran täytyy tavallisesti sisältää vähemmän kuin 19 % kosteutta. Koska keksinnön prosessi helpottaa nopeata tarkkaa kosteussisällön määräämistä yksittäisille sahatavaran kappaleille, voidaan sahatavarakappaleet lajitella ja erotella niiden kosteussisällön tai kosteusluokan mukaisesti, mikä sitten voisi toimia jokaisen eri luokan kuivaus-aikojen ennaltamääräämiseksi, jotta tuotettaisiin tuote, joka sisältää vähemmän kuin 19 % kosteutta. Kuivumattoman sahatavaran luokitteleminen ei ole tähän mennessä ollut mahdollista tai käytännöllistä kaupallisessa mittakaavassa.

7 89309

On yleisesti tunnettua, että nykyiset liimat, joita käytetään yksittäisten vaneriviilujen yhteenliimaamiseen muodostamaan vaneria, omaavat rajoitetun kosteudensiedon, ja edullinen alue on välillä 3 ja 6 %. Tämä voidaan saavuttaa uuden prosessimme mukaisesti, jos yksittäisten viilujen tai näiden lajiteltujen ryhmien kuivausajat sovitetaan noudattamaan todellista kosteutta. Kuten kuivumattoman sahatavaran tapauksessa, nykyisiä yrityksiä tämän tekemiseksi pidetään epätyydyttävinä johtaen huonoon tuotteen laatuun.

Liitteinä olevissa piirroksissa, jotka esittävät tämän keksinnön prosessin suorittamisen yhteydessä saatua dataa, sekä yhtä esim-.·; kilaitetta, jota käytetään kosteussisällön mittaamiseen keksinnön mukaisesti:

Kuva 1 on kaaviomainen sivukuva sellaisen laitteen yhdestä muodosta, joka pystyy jaksoittain tai jatkuvasti mittaamaan nousun pintalämpötilassa aineen, kuten ouun, jonka kosteussisältö on määrättävä pinnan pituutta pitkin tai sillä; kuva 2 on graafinen kaavio, jossa on piirretty kosteussisällön pr-sentuaalinen osuus pintalämpötilalukemien muutoksia vasten vaneri-viiluille, kuten esimerkissä 1 alla on kuvattu; kuva 3 on kuvan 2 kaltainen graafinen kaavio samantyyopisille vaneriviiluille sekä kuusipuulle, mutta jossa on erilaiset aikarajoitukset syötetyn lämmön laadulle, kuten esimerkissä 2 alla on kuvattu; kuva 4 on lämpötilan muotokäyrä, joka esittää eri pintalämpö-tilalukemia, jotka on saatu eri paikoista pitkin vaneeria, kuten esimerkissä 3 alla on selitetty; kuva 5 on kaavio, jossa pintalämpötilalukemat, kuten kuvassa 4 saadut, on piirretty prosentuaalista kosteussisältöä vasten; niiden välisen korrelaation kuvaamiseksi; kuvassa 6 esitetään graafisessa muodossa ne loppulämpötilaluke-mat, jotka on saatu neljältä valitulta paikalta pitkin puun pituutta, kuten esimerkissä 4 on kuvattu; ja : kuva 7 esittää korrelaatiota keskimääräisten pintalämpötilaluke- . . mien ja niitä vastaavien kosteussisältöjen välillä.

8 89309

Laite, jota voidaan käyttää aineen likimääräisen kosteussisällön määräämiseen mittaamalla mainitun aineen pintalämpötilan nousu, kuten tässä keksinnössä on esitetty, voi sisältää elimet aineen kannattamiseksi, kuumennus- ja ajoituselimet ennaltamäärätyn kuumuusintensiteetin kohdistamiseksi tietyn aikajakson ajan pinta-alueelle pitkin aineen pinnan pituutta, lämmönmittauselimet pintalämpötilan nousun määräämiseksi pinta-alueella lämmön kohdistamisen seurauksena.

Kun aineella tai aineilla, joiden kosteussisältö on tarkoitus mitata, on sama alkulämpötila, lämpötilanmittauselimen täytyy olla vain lämpötilanhavaitsemiselin, joka tallentaa pinta-alueen pintalämpötilan välittömästi lämmön kohdistuksen jälkeen.

Jos kuitenkin kuumennettavan pinta-alueen pintalämpötilan alkuarvo vaihtelee pitkin aineen pituutta tai vaihtelee saman aineen eri kappaleiden välillä, voidaan ottaa käyttöön toinen lämmön-mittauselin tämän pintalämpötilan mittaamiseksi, ennen kuin lämpö kohdistetaan sille.

Havaitaan myös, että silloin, kun halutaan tai vaaditaan jatkuvaa kosteussisällön lukemista aineen pituudelta, aine voidaan panna liikkumaan lämmön suhteen ja lämpötilanmittauselinten suhteen tietyllä nopeudella, tai päinvastoin.

Viitaten erityisesti kuvaan 1, joka esittää kaaviomaisessa muodossa yhden tämän keksinnön prosessin toteuttamiseen käytettäväksi sopivan laitteen, merkitään aineen kannattamiseen tarkoitettua elintä yleensä sarjalla kuljetusteloja 1. Aine, tässä tapauksessa 3 mm:n puuvaneri, 2 lepää teloilla 1 ja sen annetaan liikkua niiden päällä nuolen 3 suuntaan syöttöelinten 4 avulla, jotka rajoittuvat vanerin 2 takareunaan.

Telojen 1 ja vanerin 2 yläpuolelle ja siten vanerin 2 pituus-pintaa 5 vastapäätä on sijoitettu lämmönlähde 6, joka pystyy syöttämään ennaltavalitun määrän lämpöä puun pinnalle 5.

9 89309

Suhteessa vanerin 2 liikkeen suuntaan (nuoli 3) kuumuusilmaisin 7 on sijoitettu ennen lämmönlähdettä 6, ja kuumuusilmaisin 8 on sijoitettu tämän lämmönlähteen jälkeen.

Kuvatussa laitteen toteutuksessa siirrin 4 saa vanerin 2 liikkumaan ilmaisimien 7 ja 8 sekä lämpölähteen 6 ohi tasaisella vauhdilla suhteessa näihin tavalla, joka on nykytekniikassa hyvin tunnettu. Koska vaneri 2 liikkuu lämmönlähteen 6 ohi vakio-nopeudella, ja koska lämmönlähde 6 muodostaa vakiolämmönlähteen, vanerin 2 koko pintapituus 5 on kohdistettu sama lämpömäärä sen liikkeen aikana. Lisäksi välittömästi ennen lämmönlähdettä G ilmaisin 7 mittaa pinnan alkulämpötilan ennen lämmön kohdistamista, kun taas ilmaisin 8 mittaa pinnan loppulämpötilan välittömästi kuumentamisen jälkeen. Kuten edellä esitettiin, riippuu lämpötilaero puuvanerin 2 kosteussisällöstä.

Jos kuitenkin aineiden, joiden kosteussisältö on tarkoitus mitata, alkulämpötila on vakio, voidaan pinnan alkulämpötila jättää huomioimatta, koska on olemassa suora korrelaatio lämpötilan nousun ja kosteussisällön välillä. Jos esimerkiksi peräkkäisillä vanereilla, joiden kosteussisällöt on määrättävä, on sama alkulämpötila, voidaan suhteelliset muutokset toisiaan seuraavien vanerikappaleiden välillä määrätä helposti ja niitä voidaan verra '· ta suoraan ilmaisimelta 8.

• Edullisesti molemmat lämmonilmaisimet 7 ja 8 ovat infrapuna- lämmönilmaisimia, joilla on 0,1 s:n vasteaika. Lämmönlähde 6 voi olla korkeaenergiainen pistelähde, kuten infrapunalaser, : tai sellainen, joka toimii laajemmalla alalla, kuten yksi tai useampia infrapunalämmittimiä, tai yksi laatta. On myös selvää, että kun käytetään nopeampia linjanopeuksia, tarvitaan voimakkaan) ; ' · pi lämpölähde tai herkemmät lämmönilmaisimet.

Seuraavissa esimerkeissä, kun pinnan loppulämpötilamittaukset oli suoritettu, niiden kanssa korreloiva todellinen kosteus-sisältö saatiin käyttämällä edellä mainittua uunikuivatus-menetelmää.

10 09309

Esimerkki 1

Eri kosteussisällön omaavia kappaleita 3 mm:n douglaskuusi-ja kuusivaneria laitettiin konvektiouuniin lämpötilaan 155°C viideksi minuutiksi jokainen. Pintalämpötila määrättiin sitten infrapunailmaisimella ja saadut lukemat on piirretty kuvassa 2. Läheinen suhde vanerin pintalämpötilan, viiden minuutin kuumentamisen jälkeen, ja sen alkukosteussisällön välillä on itsestään selvää. Kosteussisällön alueella 10-80 %, kosteussisältö-alue, joka on kiinnostava puutuotteiden valmistuksessa ja käytössä, on ilmeistä, että kosteussisältö voidaan ennustaa kohtuullisella tarkkuudella pintalämpötilan nousun mittauksesta.

Havaittiin myös, että eräs tärkeä näkökohta lämmitysolosuhteissa on, että lämmön kohteenaoloaika on riittävän lyhyt siten, että vain puun pinta reagoi lämmön syöttöön. Tältä pohjalta ne puun pintasyvyydet, jotka reagoivat kuumuuteen, ovat funktioita lämmi-tysolosuhteista ja vakioita niin kauan, kun lämmitysolosuhteet pidetään vakiona. Koska vain puun pintaa kuumennetaan, on nyt mahdollista tämän keksinnön avulla mitata esimerkiksi lajitellun muotoisten, paksuisten ja kokoisten puukappaleiden kosteus-sisältö käyttäen samoja koeolosuhteita.

Esimerkki 2 Tässä esimerkissä 50 x 100 mm:n kuusisahatavaran, 3 mm:n douglas-kuusi- ja 3 mm:n kuusivanerin näytteet kohdistettiin kukin läm-mönsyötölle, joka muodostui puukappaleiden asettamisesta tavanomaiselle kiinteäpintaiselle kuumennuselementille viideksi sekunniksi. Jokaisen puukappaleen pintalämpötila määrättiin sen jälkeen infra-punailmaisimella ja tulokset piirrettiin kuvaan 3. Tulokset näyttävät jälleen hyvän suhteen, joka osoittaa maksimaalisen tarkkuuden alkukosteussisältöjen ennustamiselle puun pintalämpötilasta kosteusalueella 10-80 %. Havaittiin myös, että olennaiset vaihtelut puukappaleiden koossa ja muodossa, sekä erot näytteissä douglaskuusen ja kuusivanerien välillä eivät aiheuttaneet kuin minimaalisia eroja. Tulokset osoittavat, että keksintöä voidaan soveltaa eri muotoisiin ja kokoisiin sekä eri lajia oleviin puihin.

u 89309

Esimerkki 3

Kappaleita 3 mm:n kosteata kuusen pintapuuvaneria, mitoiltaan 1,20 metriä x 1,20 metriä, joiden kosteussisällöt vaihtelivat, kuljetettiin 2200 watin infrapunakuumentimien, jotka oli sijoitettu suoraan toinen toisensa jälkeen, ja joilla kaikilla oli 54,6 cm:n pituinen kuumennuselementti, alitse nopeudella n.

13,11 metriä minuutissa. Tässä esimerkissä käytetty laite oli samantapainen kuin kuvassa 1 esitetty sillä erotuksella, että alkulämpötilan mittaava lämpöilmaisin 7 ei ollut tarpeellinen, koska kaikilla vanereilla oli alkulämpötila 21°c.

Etäisyys puun pinnan ja kuumentimen välillä oli 19 mm:ä. Läm-mönilmaisin 8 mittasi loppulämpötilan välittömästi, kun se oli ohittanut infrapunakuumentimet, ja lämpötilakäyrä talletettiin liuskapaperipiirturille jokaiselle vanerille. Kuvassa 4 esitetty lämpökäyrä on kuvaava, ja se ilmaisee hyvin kosteussisällon vaihtelut yhdessä yksittäisessä vaneriliuskassa pitkin sen pituutta.

Kuvassa 5 esitetyt tulokset, lämpötila vastaan prosentuaalinen kosteussisältö, kuusen pintapuuvanerille näyttävät hyvän korrelaation pintalämpötilalukemien ja kosteussisältölukemien välillä vanereissa, joiden kosteussisältö havaittiin alueella 30-130 %.

' Esimerkki 4 Käyttämällä samaa, esimerkissä 3 kuvattua laitetta kuljetettiin lukuisia 50 x 100 muun kosteita hemlokkikuusen-sahatavarakappaleita, pituudeltaan 1,20 metriä, infrapunakuumentimien ali nopeudella 9,15 metriä minuutissa siten, että leveä osa kulki kuumentimien alitse. Jokainen sahatavarankappa-le oli asetettu suoraan kulmaan syöttö- tai linjasuuntaa vastaan siten, että se pystyi kulkemaan lämmönlähteen alitse neljästä eri kohdasta tällä. Vain puun loppulämpötila mitattiin, koska puun alkulämpötila oli vakio, 21°C. Jälleen etäisyys puun pinnan ja kuumentimien välillä oli 19 mm.

12 89309

Jokaiselle sahatavaran kappaleelle saadut neljä pintalämpötila-lukemaa talletettiin liuskapaperille, joista saaduista lukemista yksi on esitetty kuvassa 6. Sen jälkeen kaikista lukema-joukoista jokaista sahatavaran kappaletta varten laskettiin keskiarvot, ja näin saadut keskiarvot piirrettiin jokaisen kappaleen todellista kosteussisältöä vasten, joka määrättiin uunikuivausmenetelmillä, kuten kuvassa 7 nähdään. Kuten havaitaan, hyvä ja toistettava korrelaatio on keskimääräisen loppu-lämpötilan ja jokaisen kappaleen kosteuspitoisuuden välillä alueella 40-130 %.

Vaikka uusi prosessi ja laitteisto on periantteossa kuvattu puun kosteussisäl1ön mittaukseen liittyen, havaitaan, että sitä voidaan myös käyttää muiden aineiden, kuten esimerkiksi paperin, vehnän, jauhojen, jyvien, kuitujen, lastujen, vohvelin ja tekstiilien, kosteuspitoisuuden määräämiseen.

Claims (13)

13 b 9 309

1. Menetelmä selluloosa-aineista valmistettujen ja tietyn alkulämpötilan omaavien tuotteiden likimääräisen kosteus -sisällön määräämiseksi, jossa menetelmässä: a) kohdistetaan säteilyenergia, jolla on ennalta määrätty intensiteetti, tuotteen yhdelle pinnalle tuotteen alistamiseksi ennalta määrätylle määrälle energiaa valitun ajanjakson ajaksi, b) mitataan tämän pinnan loppulämpötila välittömästi säteily-käsittelyn jälkeen, ja c) määrätään lämpötilaero mitatun loppulämpötilan ja alkulämpötilan välillä, ja d) käytetään tätä lämpötilaeroa arvioimaan tuotteen kos-teussisältö siihen perustuen, että tämä lämpötilaero muuttuu kääntäen verrannollisesti likimääräiseen kosteussisältöön nähden, tunnettu siitä, että tuote on valmistettu puusta, ruo'osta, bambusta tai sentapaisesta, että säteilyenergia kohdistetaan vain tuotteen yhteen pintaan, että vaihe a) ei lämmitä tuotetta säteilypinnan alta, ja että vaihe d) arvioi kosteussisällön koko tuotteessa lähellä valittua pintaa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että loppulämpötilan mittaaminen käsittää säteilyn mittaamisen kyseiseltä pinnalta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu sitä, että pinnan alkulämpötila mitataan ennen kuin pinnalle kohdistetaan säteilyenergiaa ja että lämpötilaero määrätään vähentämällä mainitusta loppulämpötilasta mainittu mitattu alkulämpötila.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkulämpötilan mittaaminen käsittää säteilyn mittaamisen kyseiseltä pinnalta.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että likimääräinen kosteussisältö määrätään vertaamalla saatua lämpötilaeroa edeltä käsin määrättyyn ja kyseistä tuotetta, koskevaan taulukkoon, joka kyseiselle ennalta määrä-

14 O 9 309 tylle säteilyenergialle, jolla on ennalta määrätty intensiteetti, ja valitulle ajanjaksolle antaa lämpötilaeron ja likimääräisen kosteussisällön välisen suhteen.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määrätään tuotteen eri kohdissa vallitsevat suhteelliset vaihtelut likimääräisessä kosteussisältöarvossa toistamalla vaatimuksen 1 vaiheet a), b), c) ja d) pinnan eri kohdissa, jolloin vaiheen a) toisto suoritetaan käyttämällä samaa intensiteettiä ja samaa ajanjaksoa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkulämpötila on pinnan joka kohdassa sama ennen säteilyn kohdistamista niihin. Θ. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että patenttivaatimuksen 1 vaiheet a), b) ja c) suoritetaan samanaikaisesti jokaisessa pinnan kohdassa.

9. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnan eri kohdissa vallitseva lämpötilaero määrätään peräkkäisessä järjestyksessä pitkin tuotteen pinnan pituutta .

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuote saatetaan liikkumaan ennalta määrätyllä vakionopeudella suhteessa säteilyenergialähteeseen ja lämpötilan mittauslaitteeseen loppulämpötilan mittaamiseksi.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määrätään suhteelliset vaihtelut likimääräisessä kosteussisällössä eri tuotteiden välillä toistamalla patenttivaatimuksen 1 vaiheet a), b), c) ja d) eri tuotteilla.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jokainen tuote saatetaan liikkumaan samalla vakio-nopeudella ensin säteilyenergialähteen ohi ja toiseksi lämpö-tilamittauslaitteiden ohi loppulämpötilan mittaamiseksi. 15 0 9 309