L'invention concerne les dispositifs de mesure de l'humidité de copeaux de bois, typiquement dans une installation de combustion de tels copeaux de bois à usage de chauffage ou de production d'électricité.The invention relates to devices for measuring the moisture of wood chips, typically in a combustion plant of such wood chips for heating or electricity production.
Les livraisons de copeaux de bois dans des telles installations font habituellement l'objet d'une évaluation de la qualité des copeaux et notamment d'une évaluation d'un degré d'humidité dans les copeaux, lequel conditionne une capacité calorifère des copeaux à la combustion ainsi que leur aptitude à un stockage de longue durée. Le degré d'humidité des copeaux livrés est typiquement le paramètre déterminant le prix des copeaux. Une telle évaluation répond notamment et par exemple à une norme en France référencée NF 14774 laquelle prévoit que pour mesurer la teneur en eaux des copeaux de bois, la seule méthode permettant un résultat où la marge d'erreur est inférieure à 5 pourcents, consiste en une dessiccation complète de tels copeaux. Une telle dessiccation est aujourd'hui assurée au moyen d'une étuve. Une telle dessiccation a une durée moyenne de 24 heures. Les prélèvements utilisés pour évaluer la teneur en eau sont réalisés par un opérateur lors de chaque livraison par camion, et sont ensuite pesés puis insérés dans une étuve pour y effectuer une dessiccation complète. Une fois une telle dessiccation effectuée, les prélèvements sont pesés à nouveau et la différence de masse avant dessiccation puis après dessiccation permet d'obtenir la teneur en eau de l'échantillon de copeaux de bois. Cette méthode n'est pas satisfaisante dans sa mise oeuvre. En 30 effet, les différentes étapes de la méthode sont sujettes à erreurs de la part de l'opérateur. De telles erreurs peuvent survenir lors de la pesée initiale des prélèvements des copeaux de bois, dans l'étiquetage de ces prélèvements ainsi que dans la mesure finale de la masse des copeaux après dessiccation. De telles erreurs s'avèrent générer des écarts importants dans la mesure de la teneur en eaux des copeaux de bois. De plus, cette méthode a une durée moyenne de 24 heures.Deliveries of wood chips in such facilities are usually subject to an evaluation of the quality of the chips, including an assessment of a degree of moisture in the chips, which determines the heat capacity of the chips at the same time. as well as their suitability for long-term storage. The moisture content of the chips delivered is typically the parameter determining the price of the chips. Such an evaluation responds, for example, to a standard in France referenced NF 14774 which provides that for measuring the water content of wood chips, the only method allowing a result where the margin of error is less than 5 percent, consists in complete desiccation of such chips. Such desiccation is now provided by means of an oven. Such desiccation has an average duration of 24 hours. The samples used to evaluate the water content are made by an operator during each delivery by truck, and are then weighed and inserted into an oven for complete desiccation. Once such desiccation is performed, the samples are weighed again and the mass difference before desiccation and after desiccation allows to obtain the water content of the sample of wood chips. This method is not satisfactory in its implementation. Indeed, the different steps of the method are subject to error on the part of the operator. Such errors can occur during the initial weighing of the wood chip samples, in the labeling of these samples as well as in the final measurement of the mass of the chips after desiccation. Such errors appear to generate significant differences in the measurement of water content of wood chips. In addition, this method has an average duration of 24 hours.
Cette durée ne permet pas de connaître l'humidité des copeaux de bois avant qu'ils ne soient déversés dans les fosses de déchargement et interdit tout contrôle de la qualité des copeaux de bois avant déchargement et combustion. Cette durée induit également des risques de confusion entre les différents prélèvements soumis à dessiccation et d'aboutir à des résultats d'humidité ne correspondant pas aux prélèvements. Le but de l'invention est de proposer un dispositif de mesure de la teneur en eau des copeaux de bois, simple pour l'opérateur en minimisant les étapes de la mesure, rapide dans son exécution afin de pouvoir connaître la teneur en eau des copeaux de bois avant leur déchargement et tout en assurant une précision des résultats semblable à la méthode de dessiccation traditionnelle à l'étuve . Ce but est atteint selon l'invention grâce à un dispositif 20 de dessiccation contrôlée de copeaux de bois par l'application de micro ondes. L'énergie électromagnétique reçue par les copeaux de bois permet d'en évacuer l'eau. Cette évacuation de l'eau effectuée, l'énergie électromagnétique si elle n'était pas contrôlée initierait un phénomène de pyrolyse du bois, 25 faisant perdre de la matière aux copeaux de bois de façon aléatoire, interdisant toute mesure de teneur en eau. La fonction du dispositif est de contrôler l'émission des ondes électromagnétiques afin d'arrêter la dessiccation au tout début du phénomène de pyrolyse. 30 Avantageusement, le dispositif est une cavité hermétique aux fuites d'ondes électromagnétiques. Avantageusement, le dispositif comporte un système d'extraction de l'air contenu dans la cavité.This duration does not allow to know the moisture of the wood chips before they are poured into the unloading pits and prohibits any quality control of wood chips before unloading and burning. This duration also entails risks of confusion between the various samplings subjected to desiccation and to result in moisture results not corresponding to the samples. The object of the invention is to provide a device for measuring the water content of wood chips, simple for the operator by minimizing the steps of the measurement, fast in its execution in order to be able to know the water content of the chips prior to unloading and ensuring accuracy of results similar to the traditional oven drying method. This object is achieved according to the invention by means of a device 20 for controlled desiccation of wood chips by the application of microwaves. The electromagnetic energy received by the wood chips allows to evacuate the water. This evacuation of the water carried out, the electromagnetic energy if not controlled would initiate a wood pyrolysis phenomenon, causing the material to lose random wood chips, prohibiting any measure of water content. The function of the device is to control the emission of electromagnetic waves to stop desiccation at the very beginning of the pyrolysis phenomenon. Advantageously, the device is a cavity that is hermetic to electromagnetic wave leakage. Advantageously, the device comprises a system for extracting the air contained in the cavity.
Avantageusement, le dispositif comporte un capteur de Monoxyde de Carbone (CO) intégré au système d'extraction d'air de la cavité. Avantageusement, le dispositif comporte un capteur de 5 température et d'humidité de l'air intégré au système d'extraction d'air de la cavité. Avantageusement, le dispositif est équipé d'un système de pesée automatique permettant une mesure de la masse à tout moment de la dessiccation sans intervention de l'opérateur. 10 Avantageusement, le réceptacle contenant les copeaux de bois est de forme circulaire pour répartir l'énergie électromagnétique de façon homogène. Avantageusement, le module de pilotage est programmé pour suivre les valeurs de concentration de Monoxyde de Carbone, de 15 température et d'humidité de l'air à intervalles réguliers. Avantageusement, le module de pilotage est programmé pour moduler la puissance de l'émetteur d'ondes électromagnétiques. Avantageusement, le module de pilotage combine les valeurs de concentration de Monoxyde de Carbone, de température, 20 d'humidité de l'air et de masse pour stopper la dessiccation au tout début du phénomène de pyrolyse. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles : 25 - La figure 1 est une vue générale du dispositif; - La figure 2 est une vue de la cavité d'analyse ; - La figure 3 est une vue du système d'évacuation ; - La figure 4 est une vue du système de pesée ; - La figure 5 est une vue du système de mesure de qualité 30 de l'air ; On distingue sur la figure 1 l'émetteur d'ondes électro magnétiques 100, la cavité d'analyse 200, un dispositif d'extraction de l'air 300, un système de pesée 400, un système de mesure de la qualité de l'air 500 et un système de commande 600. La cavité d'analyse 200 reçoit le contenant toroïdal 210 en son centre. Le positionnement du contenant circulaire est assuré par l'entraineur 220. L'entraineur 220 accueille le contenant circulaire 210 lui transmettant ainsi son mouvement de rotation. Le système de pesée 400 est composé d'un disque métallique rigide 410, d'une jauge de contrainte 420 et de trois supports 10 verticaux 430 supportant le plateau circulaire 210. L'émetteur d'ondes électromagnétiques 100 est asservi à la présence de matière dans la cavité d'analyse 200. Une telle présence de matière est détectée par la mesure d'une masse minimale par le système de pesée 400. 15 L'émetteur d'ondes électromagnétiques 100 apporte de l'énergie au contenu du contenant toroïdal 210. Le contenant toroïdal 210 étant en rotation, la quantité d'énergie reçue est homogène sur l'ensemble des produits déposés dans le contenant toroïdal 210. 20 L'émetteur d'ondes électromagnétiques 100 est régulé par le système de commande 600 qui permet de le lancer et l'arrêter à des fréquences variables et d'en gérer la puissance. Le système d'extraction de l'air 300 de la cavité d'analyse 200 permet d'une part d'évacuer la vapeur d'eau 25 formée par l'extraction de l'eau des copeaux de bois sous l'effet de l'énergie émise par l'émetteur d'ondes électromagnétique 100 mais aussi de guider l'intégralité du flux d'air en provenance de la cavité d'analyse 200 vers le système de mesure de la concentration en Monoxyde de Carbone 30 510 et le système de mesure de l'humidité relative de l'air 520. Le système d'extraction de l'air 300 est composé d'un extracteur d'air électrique 310 et d'un conduit 320 guidant l'air vers l'extérieur.Advantageously, the device comprises a carbon monoxide (CO) sensor integrated in the air extraction system of the cavity. Advantageously, the device comprises a temperature and humidity sensor integrated in the air extraction system of the cavity. Advantageously, the device is equipped with an automatic weighing system allowing a measurement of the mass at any time during desiccation without intervention of the operator. Advantageously, the receptacle containing the wood chips is circular in shape to distribute the electromagnetic energy homogeneously. Advantageously, the control module is programmed to monitor the concentration values of carbon monoxide, temperature and humidity at regular intervals. Advantageously, the control module is programmed to modulate the power of the emitter of electromagnetic waves. Advantageously, the control module combines the concentration values of carbon monoxide, temperature, air humidity and mass to stop desiccation at the very beginning of the pyrolysis phenomenon. Other features, objects and advantages of the invention will appear on reading the description which follows, with reference to the appended figures in which: FIG. 1 is a general view of the device; FIG. 2 is a view of the analysis cavity; FIG. 3 is a view of the evacuation system; FIG. 4 is a view of the weighing system; Figure 5 is a view of the air quality measuring system; In FIG. 1, the emitter of electromagnetic waves 100, the analysis cavity 200, an air extraction device 300, a weighing system 400, a system for measuring the quality of the air are distinguished. Air 500 and a control system 600. The analysis cavity 200 receives the toroidal container 210 at its center. The positioning of the circular container is provided by the trainer 220. The trainer 220 accommodates the circular container 210 thereby transmitting its rotational movement. The weighing system 400 is composed of a rigid metal disk 410, a strain gauge 420 and three vertical supports 430 supporting the circular plate 210. The emitter of electromagnetic waves 100 is subject to the presence of material in the analysis cavity 200. Such a presence of material is detected by the measurement of a minimum mass by the weighing system 400. The emitter of the electromagnetic waves 100 brings energy to the contents of the toroidal container 210 The toroidal container 210 being in rotation, the quantity of energy received is homogeneous over all the products deposited in the toroidal container 210. The emitter of electromagnetic waves 100 is regulated by the control system 600 which makes it possible to launching and stopping it at varying frequencies and managing its power. The air extraction system 300 of the analysis cavity 200 makes it possible on the one hand to evacuate the water vapor formed by the extraction of the water from the wood chips under the effect of the energy emitted by the electromagnetic wave transmitter 100 but also to guide the entire air flow from the analysis cavity 200 to the carbon monoxide concentration measuring system 510 and the system The air extraction system 300 is composed of an electric air extractor 310 and a duct 320 guiding the air to the outside.
Lors du lancement d'une mesure par l'utilisateur, le système de commande 600 va vérifier la présence du contenant circulaire 210, mesurer la masse de produit dans la cavité d'analyse 200, stocker la valeur initiale de la masse dans le système de commande 600 et activer l'émetteur d'ondes électromagnétiques 100. Sous l'effet de l'énergie électromagnétique, l'eau contenue dans les copeaux de bois va s'extraire sous forme de vapeur d'eau et être guidée vers l'extérieure par le conduit 320, 10 grâce à l'action de l'extracteur d'air électrique 310. L'air extrait de la cavité d'analyse 200 voit sa composition varier selon les différentes étapes de dessiccation des copeaux de bois. Aux premiers instants de la dessiccation, l'air extrait de 15 la cavité voit sa concentration en vapeur d'eau Cette concentration en vapeur d'eau est transmise de commande 600 par le système de mesure de relative de l'air 520. La concentration en Monoxyde est transmise au système de commande 600 par le augmenter. au système l'humidité de Carbone système de 20 mesure de la concentration en Monoxyde de Carbone 510. Lorsque les copeaux de bois ont reçu suffisamment d'énergie de la part de l'émetteur d'ondes électromagnétiques 100, les caractéristiques de l'air extrait de la cavité d'analyse 200 sont modifiées. Si l'émetteur d'ondes électromagnétiques 100 25 continuait à envoyer de l'énergie vers les copeaux de bois, ces derniers subiraient un phénomène de pyrolyse, ou combustion incomplète, qui modifierait la masse de copeaux de bois et rendrait impossible l'évaluation de leur teneur en eau. L'objectif est donc d'arrêter l'émetteur d'ondes 30 électromagnétiques au tout début du phénomène de pyrolyse. Nous avons découvert qu'un tel instant est atteint lorsque l'humidité relative de l'air extrait de la cavité d'analyse 200 mesurée par le système de mesure de l'humidité relative de l'air 520 baisse et que la concentration en monoxyde de carbone mesurée par le système de mesure de la concentration en Monoxyde de Carbone 510 croit de façon importante. Lorsqu'un tel instant est atteint, le système de commande 600 arrête l'émetteur d'ondes électromagnétiques, continue à 5 extraire l'air de la cavité d'analyse 200 et prend une mesure de la masse finale grâce au système de pesée 400. La teneur en eau est calculée par le système de commande 600 en appliquant un algorithme combinant la masse initiale, la masse finale, la durée de l'opération et la valeur de concentration de CO 10 finale, ces valeurs ayant été mesurées grâce au système de pesée 400 et le système de mesure de la concentration en Monoxyde de Carbone 510. 15When launching a measurement by the user, the control system 600 will check the presence of the circular container 210, measure the mass of product in the analysis cavity 200, store the initial value of the mass in the system of control. command 600 and activate the emitter of electromagnetic waves 100. Under the effect of electromagnetic energy, the water contained in the wood chips will be extracted in the form of water vapor and be guided outwards by the conduit 320, 10 through the action of the electric air extractor 310. The air extracted from the analysis cavity 200 sees its composition vary according to the different stages of desiccation of wood chips. At the first moments of desiccation, the air extracted from the cavity has its concentration of water vapor. This concentration of water vapor is transmitted from the control 600 by the relative air measurement system 520. in Monoxide is transmitted to the control system 600 by increasing it. to the system the carbon moisture measuring system of the carbon monoxide concentration 510. When the wood chips have received sufficient energy from the emitter of electromagnetic waves 100, the characteristics of the air extracted from the analysis cavity 200 are modified. If the emitter of electromagnetic waves 100 continues to send energy to the wood chips, they would undergo a phenomenon of pyrolysis, or incomplete combustion, which would modify the mass of wood chips and make it impossible to evaluate their water content. The objective is therefore to stop the emitter of electromagnetic waves at the very beginning of the pyrolysis phenomenon. We have discovered that such an instant is reached when the relative humidity of the air extracted from the analysis cavity 200 measured by the system for measuring the relative humidity of the air 520 decreases and the concentration of monoxide The amount of carbon measured by the Carbon Monoxide 510 measurement system is significantly higher. When such an instant is reached, the control system 600 stops the emitter of electromagnetic waves, continues to extract the air from the analysis cavity 200 and takes a measurement of the final mass by means of the weighing system 400 The water content is calculated by the control system 600 by applying an algorithm combining the initial mass, the final mass, the duration of the operation and the final CO 10 concentration value, these values having been measured by the system. weighing 400 and the system for measuring the concentration of carbon monoxide 510. 15