SE515755C2 - Mätning av fuktinnehåll i timmer - Google Patents

Description

U 20 25 30 35 .f n.. --;. h.

CW __; g. S p.. pi \ vattnet i träet tas bort uppnås ett fuktinnehåll som defi- nieras som fibermättnadspunkten hos träet. All eventuell förändring i fuktinnehållet under fibermättnadspunkten för- orsakar en förändring i träets volym: genom torkning krym- per det, och genom absorption av vatten sväller det. Med utgångspunkt från fibermättnadspunkten till punkten motsva- rande absolut torrt timmer, är krympningen och svällningen ungefär proportionell mot förändringen i fuktinnehàllet.

Förändringar i fuktinnehållet ovanför fibermättnadspunkten förorsakar ingen volymförändring. För att vidmakthålla den initiala kvaliteten hos timret vid torkning under fiber- mättnadspunkten, måste torkningsparametrarna kontrolleras på ett sådant sätt att vattentransporten från det inre av timret mot ytan balanseras mot lämplig spänning i timret, vilken spänning uppstår som ett resultat av vattentranspor- ten. Detta kan uppnås genom att vid alla tidpunkter känna till fuktinnehållet i timret och att anpassa parametrarna i torkprocessen i motsvarande grad. Med andra ord måste tork- parametrarna synkroniseras med timrets fuktinnehåll, den önskade torkningshastigheten och det avsedda slutliga fukt- innehållet.

I dag sker vanligtvis styrningen av timmertorkning baserat på ett torkschema som anger de nominella värdena hos torkkänselkroppar och våtkänselkroppar under hela tork- processen. Ett sådant torkschema baseras på erfarenhetsmäs- siga värden och försöker ständigt åstadkomma ett torkklimat som förorsakar minimal skada på timret. Om man inte känner till fuktinnehållet i timret är det inte möjligt att uppnå normal styrning av torkklimatet, eftersom en sådan styrning måste baseras på kännedom om fuktinnehållet vid alla tid- punkter.

Kontinuerlig mätning av fuktinnehållet i timret under torkprocessen ger möjlighet till att förbättra styrningen av torkklimatet så att skadorna som följd av torkningen re- duceras. Det är därefter möjligt att slutföra torkprocessen 10 U 20 25 30 35 . , » . .. . . . - . . då timret har uppnått det önskade slutliga fuktinnehållet, varför sålunda förutbestämda specifikationer beträffande fuktinnehållet lätt och reproducerbart kan mätas. Dessutom erfordras ingen övervakning av materialet, vilket sparar både tid och energi för torkningen. Också andra tillämp- ningsområden föreligger, där det är användbart att kunna mäta fuktinnehåll, kvalitetskontroll. såsom vid grovsortering av material och Olika metoder för mätning av fuktinnehållet i timmer är kända. Den mest vanliga är metoden med torkning och väg- ning, och en varvid handhållna instrument används för mät- ning av resistansen eller kapacitansen i timret. Det hänvi- sas i detta sammanhang till publikationen 1 i bibliografin i slutet av beskrivningen. Sådana metoder kan inte utnytt- jas för mätning av fuktinnehållet under torkning av timret.

För att kontinuerligt mäta fuktinnehållet i timret, måste fuktinnehållet mätas medelst elektroder som är in- stuckna i trädet för mätning av elektriskt motstånd. På detta sätt kan emellertid endast en mindre del av timret mätas med avseende på fuktinnehåll, varför det kan vara svårt att få ett intryck av medelfuktinnehållet i torkkam- maren som helhet. Ej heller denna mätmetod är lämplig för mätning av fuktinnehåll över 25%-30%, varför utnyttjande av mätutrustning av detta slag inte är möjlig för att styra torkningsförlopp bortom fibermättnadspunkten. I praktiken har de flesta fuktmätare som är kommersiellt tillgängliga en synnerligen begränsad noggrannhet som en följd av från- varon av korrekt temperaturkompensation, och/eller eftersom vi inte kan mäta fuktinnehållet kontinuerligt i timmertor- ken. Vid denna typ av mätningar, är mätnoggrannheten mycket osäker som en följd av den komplexa samverkan mellan resi- stans, temperatur och fuktighet (se publikationerna 2, 3 och 4 i bibliografin).

Mätningen av fuktinnehållet i timmer medelst nukleär strålning har tidigare undersökts av Loose (se publikation 10 15 20 25 30 35 . » v . 1 u 5 i bibliografin). Vid detta tillfälle drog man salutsatsen att två olika mätmetoder behövde användas för att man skul- le kunna bestämma fuktinnehàllet. En nukleàr strålningstek- nik har utnyttjats också för mätning av fuktinnehàllet i träflis, men i sådana fall har mätmetoden màst kombinerats med ett annat mätdon för mätningen av densiteten (se publ. 6 i bibliografin).

Det är emellertid fortfarande möjligt att utan känne- dom om timrets densitet enligt föreliggande uppfinning mäta fuktinnehàllet då mätningen av fuktinnehàllet sker pà ett sådant sätt att det går att skilja mellan väte som är bun- det vid vatten respektive väte som är bundet vid trä. Mät- ningarna som gjorts vid Institutt för Energiteknikk visar att den nukleära fuktmätaren som har utvecklats enligt fö- religgande uppfinning är väl lämpad för kontinuerlig mät- ning av fuktinnehàll i timmer utan ytterligare mätningar, sedan det framkommit att termaliseringsprocessen av snabba neutroner i vått timmer är mycket beroende av huruvida vä- tet är bundet vid vatten eller vid trä.

Följaktligen är det ett ändamål med föreliggande upp- finning att àstadkomma en mätanordning för mätning av fuk- tinnehàll i timmer, och en metod för kalibrering av en så- dan anordning pà ett sådant sätt att fuktinnehàllet kan mä- tas med tillfredsställande noggrannhet oberoende av timrets densitet.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att specificera en metod för justering av torkningen av timmer som styrs av en sådan kalibrerad mätutrustning.

Uppfinningen avser en metod för kalibrering av en an- ordning för mätning av fuktinnehàll i timmer med avseende på olika torrdensitet hos olika typer av timmer som skall mätas, varvid timret bestrålas med snabba neutroner frän en neutronkälla och antalet resulterande termiska neutroner som per tidsenhet dämpas av vätgasatomer i fuktinnehàllet i timret registreras vid åtminstone en detektor som ett ut- W U 20 25 30 35 f « - - .- bï *n b tryck för fuktinnehàllet i timret, vilket indikeras pä ett mätinstrument, varvid metoden kännetecknas av följande steg: a) för timret som skall mätas registreras kurvor för avläsningarna av mätinstrumentet som en funktion av ett känt fuktinnehàll vid maximal resp. minimal torrdensitet, och bestämning av en medelvärdeskurva mellan maximikurvan och minimikurvan, b) bestämning av en första förändring i instrument- avläsningen mellan medelvärdeskurvan och maximikurvan resp. minimikurvan för torrdensiteten vid ett givet konstant fuktvärde för vilket den största skillnaden i torrdensitet föreligger mellan de tvà kurvorna, c) bestämning av en andra förändring då förändringen i instrumentavläsningen per fuktinnehàllsprocentenhet mäts utmed medelvärdeskurvan, och d) genomförande av en division mellan den första förändringen och den andra förändringen och användning av kvoten som ett uttryck för mätnoggrannheten hos anordningen inom det definierade mätomràdet mellan kurvorna avseende maximi- resp minimitorrdensiteten.

Uppfinningen avser också en anordning för mätning av fuktinnehàll i timmer, innefattande en neutronkälla för be- strålning av timmer medelst snabba neutroner och åtminstone en detektor för räkning av antalet resulterande termiska A neutroner vilka per tidsenhet har bromsats av väteatomer i timrets vatteninnehäll, och ett mätinstrument för indike- ring av ett doserat värde som en funktion av det räknade antalet neutroner som ett mätt pà timrets fuktinnehàll. An- ordningen enligt uppfinningen kännetecknas av att neutron- källan och detektorn är anordnade sida vid sida i en vägg, 10 U 20 25 30 35 . . | . .- - * - A f; ett golv eller ett tak intill timret, och att anordningen innefattar ett dataregister för lagring av parametrar för torkning och kalibrerad bearbetning av neutronmätdata från detektorn för att visas pá mätinstrumentet.

Mätinstrumentet innefattar företrädesvis en dator- skärm för visning av fuktinnehàllet i timret som en funk- tion av tiden.

Vidare avser uppfinningen en metod för torkning av vàtt timmer medelst en styrd tvingad luftström och kalibre- rade vàta resp. torra temperaturkänselkroppar i luftström- men med användning av mätanordningen och kalibreringsanord- ningen såsom angivits ovan.

De kännetecknade särdragen för metoden innefattar stegen: a) inmatning av träets specifikationer och det för mätning avsedda timrets dimensioner till en torkstyrmodul, liksom en avläst yttertemperatur, det initiala fuktinnehàl- let hos timret och timrets önskade slutgiltiga fuktinne- håll, b) beräkning av de empiriskt korrekta torkparamet- rarna för hela det önskade torkförloppet med användning av styrmodulen (dvs. vàt- och torrkänselkroppstemperaturerna och fläktdriftsprogrammet pà grundval av de i steget a lag- rade uppgifterna), c) spàrning av torkförloppet under styrning med styrmodylen pà mätanordningens dataskärm i form av en kurva som anger fuktinnehàllet utmed ordinatan och torkperioden utmed abskissan, och d) mätning av fuktinnehàllet hos timret under tork- förloppet medelst mätanordningen och, genom förändring av torkparametrarna, korrigering av en tänkbar skillnad mellan W Ü 20 25 30 35 | « | « n . . » X _ .

Cï ä P f*f«' i I, vi n.) ett mätt torkningsvärde och det avsedda och avkända tork- förloppet.

Fuktinnehållet i timret mätes företrädesvis kontinu- erligt medelst mätanordningen varvid medelfuktinnehållet under en vald tidsperiod, såsom de senaste tre timmarna, beräknas och visas på en dataskärm som ett aktuellt styr- värde och om detta aktuella styrvärde i visningsögonblicket avviker från motsvarande nominella värde på kurvan enligt torkförloppet, utföres en snabb korrektion av torkklimatet genom förändring av torkparametrarna. Därefter kan det be- räknade fuktinnehållet visas på dataskärmen vid bestämda intervaller, såsom en gång varje timme.

Doseringsprincipen som utgör grundvalen för uppfin- ningen baserar sig på förmågan hos vätet att modifiera snabba neutroner till långsamma s.k. termaliserade neutro- ner. Därför kan denna termalisering av neutroner utnyttjas för att mäta fuktinnehållet i en blandning av vatten och torr materia för att avläsa förhållandet mellan antalet snabba neutroner som överförs till mediet som skall mätas Anta- let neutroner som termaliseras och som är avkännbara be- och antalet termaliserade neutroner som reflekteras. stäms bl.a. av sammansättningen av material, torrdensite- ten, vatteninnehållet och dimensionerna på det mätta före- målet (mätgeometrin).

Då torrmaterian hos föremålet som skall mätas huvud- sakligen består av molekyler med ”tunga” atomer bidrar i praktiken endast vätet i vattnet till termaliseringen, var- vid antalet avkända termaliserade neutroner härvid är ett mått på fuktinnehållet hos det mätta föremålet. Detta möj- liggör en kalibrering av instrumentet på grundval av fukt- prover som tas från mediet som skall mätas.

Om torrmaterian hos föremålet som skall mätas är ett organiskt material, såsom trä, bidrar torrmaterian i viss utsträckning till termaliseringen, Härvid är antalet terma- liserade neutroner som är avkännbara en funktion inte en- m. m 10 15 20 25 30 35 - . « , , u dast av vattentätheten och geometrin utan också av torrden- siteten. För att tillàta en mätning som baserar sig endast på termalisering av de snabba neutronerna då det samtidigt finns två okända storheter, dvs. torrmateria och vattenin- nehàll, mäste bidraget fràn torrmaterian till termaliser- ingen kartläggas genom kalibrering. Torrmaterian i trä in- (H), 50% kol och innehällen varierar från den ena trädarten nehàller omkring 6,2% väte (C) och omkring 43% syre (O), till den andra. Dessutom uppvisar olika träslag stora skillnader i torrdensitet.

Massan hos en väteatom och en neutron är ungefär den- samma (l amu). Väteatomer och neutroner kolliderar i varie- rande utsträckning, i alla former frän sidglidningar, med nära nog ingen neutronenergiförlust, till raka kollisioner, varvid neutronen förlorar nästan all sin energi. I genom- snitt erfordras omkring 18 kollisioner med väteatomer för att sakta ned en snabb neutron från en termisk energikälla, vilket innebär att det blir termiskt balanserat med mediet som mätes. Vid en genomsnittsjämförelse, erfordras 114 kol- lisioner för att termalisera en neutron medelst kolatomer och motsvarande 150 kollisioner om den skall termaliseras av syreatomer. Därför är känsligheten hos neutroner för vä- teatomer väsentligen högre än för andra atomer i trä.

Det är känt att den effektiva tvärsektionen hos väte i vatten är större än den för väte i paraffin. Inget känt värde beträffande den verksamma tvärsektionen av väte i trä är tillgänglig. Det var emellertid önskvärt att ta reda pä huruvida den senare skilde sig sä mycket fràn den effektiva tvärsektionen av väte i vatten att det skulle vara möjligt att mäta i vilken utsträckning väteatomer var bundna i vat- ten eller trä. Om de verksamma tvärsektionerna var väsent- ligt olika, skulle antalet termaliserade neutroner bli va- riabelt, även om antalet väteatomer är konstant.

Mot denna bakgrund förklaras i det följande förelig- gande uppfinning närmare genom en beskrivning av utveck- 10 ß 20 25 30 . | ~ = .. 1 . . ~ . 4 9 IIFT' Flí” x i I i.- \J l a) I. u) lingsarbetet som ledde fram till uppfinningen under hänvis- ning till bifogade ritningar, där: fig. fig. fig. fig. fig. fig. fig. visar en schematisk vy av en torkkammare, schematiskt visar en mätanordning enligt uppfinningen för mätning av fuktinnehàllet under torkningen av timmer i en kammare, är ett diagram som visar kurvor avseende in- strumentavläsningar på en fuktmàtare för fullständigt torrt trä med varierande torr densitet och trä med konstant torrdensitet och ett varierande fuktinnehàll, som en funktion av densiteten, är ett diagram som anger kurvor för jämfö- relse av tvà torkförlopp för ett och samma trämaterial med olika initialt fuktinnehàll, visar en kalibreringskurva som anger instru- mentavläsningar som en funktion av fuktinne- hàllet i 50 mm gran, är ett diagram som avser ett systemarrange- mang som utnyttjar nukleära fuktmätare för styrning av en timmertork, är ett grafiskt diagram som anger instru- mentavläsningar som en funktion av fuktinne- hàllet hos timmer med varierande torrdensi- tet och som kan användas för beräkning av mätnoggrannheten, och .n .. 10 15 20 25 30 35 | =~f= 10 rv f* 4“* _ f fix/lm) fig. 8 är ett diagram med kalibreringskurvor som anger instrumentavläsningar som en funktion av vätedensiteten vid låg, medel resp. hög densitet.

I ett sàdant test gjordes medelst en nukleär fuktmä- tare som utvecklats av Noratom/Norcontrol för bl.a. mätning av vatteninnehàll i kol. Huvudsyftet var att klargöra huru- vida denna fuktmätare skulle kunna användas för bestämning av fuktinnehàllet i staplar av brädor. Till att börja med användes anordningen på det vanliga sättet, varvid mätgeo- metrin var obestämd resp. bestämd. Då framgick att existe- rande anordning kunde användas för att bestämma fuktinne- hàllet vid en obestämd mätgeometri om torrdensiteten var konstant. Därefter användes apparaten på ett annat sätt, dvs. med endast en neutronkanal. Resultaten av dessa prov var så intressanta att ytterligare arbete var önskvärt.

Därför utvecklades en nukleär fuktmätare som var avsedd att användas vid torkning av timmer i en timmertork. Doserings- utrustningen bestár av följande huvudkomponenter: - en behållare som innehåller en källa 7, en detek- tor 4, en reflektor 3 och en upphissningsanord- ning 5, 8, 10 för neutronkällan, vilka sammanta- get betecknas som probe och visas i fig. 2, - en kopplingsbox med röranslutningar, - en anordning och ett styrutrymme, - en hydraulcylinder och en tryckregulator, och - en beräkningsenhet för avläsning av fuktprocenten i timret.

Neutronkällan 7 som utnyttjades i mätproven består av en americium-beryllium källa. Americium emitterar d-partik- lar som reagerar med berylliumkärnor som därvid avger neu- 10 15 20 25 30 35 troner. Detektorn 4 består av två proportionalitetsräknare för 3He. Reflektorn består av en vattenbehålare 3 som är täckt av en kadmiumplatta 18.

Mätproben placerades i ett hål i golvet under en grupp skivor. teknikk i(IFE) I ett laboratorium vid Institutt för Energi- utfördes kalibrering av mätanordningen med hjälp av material som hade känt fuktinnehåll och variabel densitet. Dessa test bekräftade antagandet att den verksam- ma tvärsektionen för väte bundet vid vatten resp. trä är så inbördes olika att det är möjligt att mäta fuktinnehållet i timmer med hjälp av den utvecklade mätanordningen. Såsom anges med den heldragna linjen i fig. 3, erhölls som resul- tat av mätningen av helt torrt trä med variabel densitet en rak linje med en stigningsgradient a för instrumentavläs- ningar som angav antalet termaliserade neutroner per tids- enhet som en funktion av densiteten. Mätningarna av materi- alen med konstant hög densitet och variabelt fuktinnehåll gav en rät linje med en stigningsgradient b i samma koordi- natsystem, såsom framgår medelst den streckade linjen i fig. 3. Stigningsgradienten b är uppenbarligen flera gånger större än gradienten a.

Efter laboratorietesterna vid IFE provades anordning- Os- lo. Utifrån de utförda mätningarna kan man klart dra slut- en under ett år i en timmertork vid Fossum Bruk i Röa, satsen att termaliseringsprocessen är beroende av huruvida vätet i fråga är bundet vid vatten eller vid trä.

Mätanordningen utvecklades vidare för att bl.a. inne- fatta en räknarkrets att installeras i en datorenhet (PC) som en ersättare för beräkningsenheten. Därefter monterades anordningen i en kammartork vid Frognerseteren Bruk, Oslo.

Här var syftet med testen att frambringa referensvärden av tillräcklig kvalitet för att med en tillräcklig grad av sä- kerhet kunna överföra en avläst pulsstorlek i en fukthalt medelst en experimentellt bestämd kalibreringskurva. Vidare utfördes experiment bl.a. för att bestämma reproducerbarhe- 10 15 20 25 30 35 ten för de mätta värdena och för att kontrollera huruvida avvikelser förelåg i mätanordningen.

Mätningar som gjordes pà en enskild timmerstapel gav accepterbar reproducerbarhet för ett och samma träslag med en distinkt skillnad mellan gran och fur. Driften av anord- ningen styrdes genom placering av en aluminiumbehàllare av med känd volym innehållande vatten ovanför mätinstrumentet.

Initialt befanns avvikelserna hos anordningen vara för sto- ra, men detta àtgärdades genom att förändra förstärkningen och högspänningskällan. Därefter kunde ingen instrumentav- vikelse märkas hos mätanordningen.

Därefter installerades mätanordningen i en tork vid Ormstad Sag og Hövleri, samtidigt som vissa förbättringar gjordes. Vid Ormstad har mätanordningen uppvisat mycket god reproducerbarhet beträffande mätresultaten. Tydligast fram- gär detta genom jämförelse av fibermättnadspunkten vid oli- ka torkförlopp. I fig. 4 visas fuktigheten, torrkänsel- kroppstemperaturen och temperaturskillnaden mellan torrkän- selkroppstemperaturen och vätkänselkroppstemperaturen för tvä torkförlopp A och B. Grovt sett är temperaturskillnaden den samma under de tvà torkförloppen och skillnaden i tork- känselkroppstemperatur är relativt liten. Vid torkförloppen A och B var det initiala fuktinnehàllet 63% resp. 46%. Till att börja med ökade fuktinnehàllet (värmningsfasen) och timret började torka sä snart fuktinnehàllet reducerades.

Då temperaturskillnaden är konstant blir även torkhastighe- ten konstant. Under torkförloppet A ökade temperaturskill- naden efter 60 timmars torkning, vilket också àterspeglade torkningsgraden vilken ökar signifikant. Även om tempera- turskillnaden är konstant efter torkning under 120 timmar, reduceras torkningsgraden emellertid, vilket framgår som ett brott i fuktkurvan under torkförloppet A. Detta brott visar att fibermättnadspunkten har nàtts och att det nu är mera svårt att tvinga ut vattnet, eftersom detta är mera starkt bundet vid träets cellstruktur. Under torkförloppet 10 ß 20 25 30 35 «~» H- B passerar timrets fuktinnehàll fibermättnadspunkten efter en torkperiod uppgäende till omkr. 80 timmar, varvid även här temperaturskillnaden är konstant. Vid de bàda torkför- loppen uppkommer brytpunkten vid samma fuktinnehàll i tim- ret nämligen 27%.

Baserat pà de mätningsdata som framtagits bearbetades en kalibreringsformel, vars tillhörande kalibreringskurva framgår av fig. 5. För närvarande utförs prov för framtag- ning av data för nägra flera dimensioner av både gran och fur.

Vissa av de praktiska fördelarna med mätanordningen är att den inte stör processen och inte innebär nägot yt- terligare arbete vid lastning av timret in och ut ur tor- ken. Utformningen och placeringen av mätanordningen gör den fysiskt skyddad. Det är mycket viktigt att en väl definie- rad mätgeometri mäts, och detta uppnås vanligtvis genom att placera mätproven under den innersta traven av brädor.

I praktiken innefattar mätanordningen en avkännings- enhet, vilken under torkprocessen läser fuktinnehàllet i en eller två av brädstaplarna, ett datoraggregat (styrmodul) med ingångar för inmatning av data beträffande träslag, trädimensioner, yttertemperatur och önskat fuktinnehåll, och en PC för bearbetning och visning av data, se fig. 6.

Ett flertal avkänningsenheter kan vara anslutna till samma PC, sàsom framgår av figuren.

Dà timret staplas i en torkkammare ger torkprocess- operatören ett besked till styrmodulen via sitt datatan- gentbord beträffande typen av trä, bräddimensioner och öns- kat slutgiltigt fuktinnehàll. Samtidigt mäts medelfuktinne- hället hos timret och yttertemperaturen. Dà dessa uppgifter inhämtats och lagrats, beräknas de korrekta parametrarna för torkning baserat pà erfarenhet för ett fullständigt torkförlopp (dvs. vàt- och torrkänselkroppstemperaturer sä- väl som ett program för driften av fläktar). Därefter kan torkprocessen startas. 10 15 20 25 30 35 14 íïfi,F W""” Q :J i\;J Det avsedda framskridandet av torkningen spàras pà PC-skärmen som en kurva med fuktinnehàll utmed y-axeln och torkperiod utmed X-axeln. Denna kurva definierar därefter torkförloppets nominalvärde. För att ta kontroll över tork- ningen, mätes timrets fuktinnehàll kontinuerligt, och visas medelfuktinnehàllet under de senaste tre timmarna pà skär- men en gáng i timmen som det verkliga värdet. Om en skill- nad uppkommer mellan det aktuella och de nominella värdena kan man snabbt göra korrigeringar beträffande torkklimatet genom att förändra torkparametrarna så att det avsedda op- timalförloppet för torkningen följes sä làngt möjligt. Det- ta kan åstadkommas automatiskt eller manuellt.

Mätanordningen innefattar här tvà detektorer 4, en neutronkälla 7, en pulsförstärkare och en högspännigsenhet (ej visad). Normalt sett är anordningen monterad i en syra- fast kanal med måtten 100 x 120 mm under den inre brädsta- peln och i brädornas tvärled. Samma kanal tjänar som ett eller flera stöd för stapeln. En kraftkälla och register ”R” vilka uppdateras med mätdata, àterfinnes i en box pà utsidan av torkkammaren. Uppgifter inhämtas av PC-enheten varje 60:e sekund och lagras i en databas. En gäng varje timme beräknas medelvärdet av registreringarna under de se- naste tre timmarna uttryckt i fukthaltsprocent. Resultatet visas pà dataskärmen och lagras i databasen. Skälet till en sådan läng integrationsperiod är att neutronregistrerings- pulserna frän detektorn som representerar fuktinnehàllet är statistiskt fördelade. Därför erfordras ett stort antal I stället för används tid. Det är pulser för uppnàende av korrekta mätresultat. att använda en högeffektskraftkälla, fördelaktigt bàde ur ekonomisk och teknisk stràlningssyn- punkt.

Avkännaren kan också vara belägen mellan brädstaplar- na. Detta kan speciellt vara fallet beträffande experimen- tellt arbete och forskning. Vid kalibrering av mätanord- ningen registreras antalet termaliserade neutroner som en 10 U 20 25 30 35 15 [ia r ng. . _,.- »f i x i' v; funktion av den totala vätedensiteten, med användning av vätedensitet i vatten pwvæxm och vätedensiteten i trä pwtfi som variabler. Eftersom neutrontvärsektionerna oumfl av pw vütaloch för pfliïäskiljer sig ät, erhåller man en kurva en- ligt fig. 7. Fràn dessa kurvor kan mätanordningen kalibre- ras och anordningens upplösning bestämmas.

Timmers torrdensitet varierar naturligt mellan pumr (min). (max) och pumr I kalibreringsprocessen härleds en medeltorrdensitet pümr (min). För att bestämma noggrannhe- ten hos mätanordningen mot bakgrund av dessa variationer i torrdensitet, màste förändringen i antalet termaliserade neutroner som en funktion av maximiskillnaden från pumr (medel) med förändringen i antalet termaliserade neutroner per pro- för ett givet fuktinnehàll (förändring 1) jämföras centuell förändring i fuktinnehàllet för ett givet värde pä Ptofr (medel) f ordningen återfinns därefter som skillnaden, dvs. förändring 2. Mätnoggrannheten hos an- + eller -, från det faktiska fuktinnehället genom division av föränd- ringen l med förändringen 2.

Följaktligen kan mätnoggrannheten bestämmas genom jämförelse av variationen i antalet termaliserade neutroner som en funktion av: 1. Maximiförändringen i torrdensitet (vid konstant fuktinnehàll). 2. Förändringen per fuktprocentenhet (vid medeltorr densitet).

Mätnoggrannheten, + eller -, ges därefter av följande ekvation: X1 (max/min densitet) X3 (fukthalt B) - X2 (medeldensitet) - X4 (fukthalt B +/- l %) i., .. 10 15 20 25 30 där: Xl = antalet termaliserade neutroner dà träet har maximal eller minimal torrdensitet vid fuktvärdet A (såsom anges i fig. 7), X2 = antalet termaliserade neutroner då träet har medeldensitet och fukthalt A, X3 = antalet termaliserade neutroner då träet har fuktvärdet B (såsom anges i fig. 7) och me- deldensitet, X4 = antalet termaliserade neutroner dà träet har fuktinnehàllet B i 1 % och medeldensitet.

I fig. 8 visas tre kalibreringskurvor a, b och c för làg, medel och hög torrdensitet pumr, varvid instrumentav- läsningen beträffande antalet termaliserade neutroner/tids- enhet anges som en funktion av den totala vätedensiteten pg. Pà var och en av dessa kalibreringskurvor anges tre ka- libreringspunkter avseende olika fuktvärden. Punkter som är markerade med samma symbol representerar samma fuktinne- häll. Om en linje stiger genom samma symbolmarkering från Y-axeln mot den högra sidan av bilden, föreligger en ökande underkompensation i kalibreringen för en minskande torrden- sitet ptmx. Om lutningen hos en sådan linje är motsatt, fö- religger en ökande överkompensation för fallande puxr. Då linjerna genom de markerade punkterna för samma fuktinne- häll är horisontell, kompenserar anordningen fullständigt för variationerna i torrdensitet.

Mätnoggrannheten ligger inom noggrannheten för de an- vända referenserna i kalibreringsprocessen och är i prakti- ken ungefär ¿ 1,5. .. n.. 10 .n t. i» i \J (fl _. x i., t I (få Bibliografi: Esping, B., 'Trätorking la - Grunder i torkning", Trätek. Gothenburg 1992, ISBN 91- 88170-06-3.

Forrer, J.B. and Vennaas, H.F., 'Development of an improved moisture meter for wood", Forest Products Joumal, 1987, Vol 37(2), pp 67 - 71.

Breiner, T.A. and Ouar/es, S. L., 'Performance of an ln-kiln Moisture Meter - Preliminary Results", Proceedings, Westem Dry Kiln Association 1990, pp 104 - 109.

Breiner, T.A., Arganbright, D. G. and Pong, W.Y., 'Performance of ln-line Moisture Meters", Forest Products Joumal, 1987, Vol 37(4), pp 9 - 16.

Loos, W.E., 'Determining Moisture Content of Wood by Nuclear Radiation Techni- ques", Forest Products Joumal, 1965, Vol 15(3), p 102.

Stenström, L., 'Vi vill ha analoga signaler', Elteknik med aktuell elektronik 1980:9.

Claims (2)

W Ü 20 25 30 35 « » f | nu f, “É f) f) Å., f) PATENTKRAV

1. Sätt för kalibrering av en anordning för mätning av fuktinnehàllet i timmer med avseende pà varierande torr- densitet hos de olika typerna av timmer som skall mätas, varvid timret bestràlas med snabba neutroner fràn en neu- tronkälla och antalet resulterande termaliserade neutroner som per tidsenhet har bromsats av väteatomer i fuktinnehàl- let i timret registreras av åtminstone en detektor som ett uttryck för fuktinnehàllet i timret och anges pà ett mätin- strument, kânnetecknad av att: a) för det för mätning avsedda timret registreras kurvor avseende mätinstrumentets avläsningar som en funk- tion av ett känt fuktinnehàll vid en maximal resp. minimal torrdensitet, och sker bestämning av en medelvärdeskurva mellan en maximikurva och minimikurva, b) bestämning av en första förändring av instrument- avläsningen mellan medelvärdeskurvan och kurvorna avseende maximi- resp. minimitorrdensiteten, vid ett givet konstant fuktvärde för vilket den största skillnaden i torrdensitet råder mellan de två kurvorna, c) bestämning av en andra förändring då förändringen i instrumentavläsningen/fuktinnehàllsprocentenhet mäts ut- med medelvärdeskurvan, och dividering av den första föränd- ringen med den andra förändringen och användning av den er- hållna kvoten som ett uttryck för mätnoggrannheten hos an- ordningen inom det definierade mätomràdet mellan kurvorna avseende maximi- resp. minimitorrdensiteten.

2. Användning av en anordning som är kalibrerad en- ligt krav 1 för mätning av fuktinnehàllet i timmer under torkning i samband med torkning av vàtt timmer.