5.3.1. Контроль влажности по массе древесины

Контроль текущей влажности по массе контрольных образцов, закладываемых в штабель, связан с необходимостью периодического взятия их из камеры. При этом обслуживающий персонал должен заходить в камеру, что приводит к нарушению режима сушки и связано с нелегкими условиями труда.

Метод определения текущей влажности при дистанционном измерении массы контрольного образца [80, 81] также имеет ряд недостатков, затрудняющих его применение: необходимость подготовки специального места для установки весового устройства, непригодность для камер непрерывного действия, низкая точность. Поэтому текущую влажность штабеля в процессе сушки более точно надо определять по изменению массы штабеля (или его части). При контроле влажности по массе необходимо разработать устройство для взвешивания штабеля (или его части) в процессе сушки, надежно работающее в условиях высоких температур и влажности агрессивной среды камер, а также методы и средства измерения начальной влажности пиломатериалов.

В. Г. Миляев [82] предложил измерять массу штабеля с помощью пружинного устройства, деформацию пружин, пропорциональную массе штабеля, определять дистанционно посредством ползунковых реостатов, связанных с пружинами. Электрическое напряжение, снимаемое с реостатов, соединенных последовательно, пропорционально суммарной деформации пружин (масса штабеля воспринимается несколькими, например, четырьмя одинаковыми пружинами). Зная начальную влажность древесины и начальную массу, по показаниям вольтметра находят текущую влажность древесины. Недостатки предложенного метода: 1) в каждой камере требуется создание подъемных платформ под штабель, что дорого и сложно; 2) схема измерения ненадежна, так как реостаты в камере загрязняются, скользящий контакт нестабилен.

П. В. Соколов и Е. С. Богданов [83] предложили измерять массу штабеля или его части с помощью тензометрических проволочных датчиков, наклеенных на упругий элемент. На рис. 5.15 показана принципиальная схема измерения массы части штабеля тен- зометрическим датчиком, который размещают под подвижный конец рельса 4 в приямок 6. Конец рельса длиной 0,5-1 м закрепляют на шарнире. Для фиксации трека со штабелем на рельсе имеется упорный башмак 3. Эта схема установки датчиков может быть использована для камер периодического действия.

При использовании подштабельных тележек можно измерять массу всего штабеля. Для этого в тележку устанавливается, например, четыре тензометрических датчика, соединенных электрически так, что их показания складываются и вторичный прибор измеряет выходной сигнал, пропорциональный массе всего штабеля.

В ряде предложений по автоматическому регулированию режимов сушки с учетом влажности древесины влажность контролируют также по массе. В системе регулирования, предложенной А. М. Виницким и В. Г. Вороновым [84], применены трансформаторные магнитоупругие датчики, принцип работы которых основан на зависимости магнитной проницаемости ферромагнитных материалов от приложенных к ним механических усилий (массы штабеля). В зависимости от массы штабеля корректируют программу регулирования влажности агента сушки, т. е., когда влажность штабеля отличается от заданной по программе, сигналы от датчиков массы вызывают включение исполнительного механизма, управляющего подачей пара в камеру.

По регулятору, предложенному Л. А. Кузнецовым [85], сушку древесины также ведут в зависимости от влажности. При сушке непрерывно контролируют массу образцов с помощью электромеханических весов, состоящих из коромысла, опирающегося на ножевые опоры , с одной стороны к которому крепится ящик с образцами (их число выбирают так, чтобы масса абсолютно сухих образцов была равна 17,5 кг). С другой стороны к коромыслу под- . вешивают уравновешивающий груз. По мере высыхания древесины ящик с образцами поднимается, а груз опускается. Коромысло жестко связано с металлическим стержнем, к которому крепятся два сердечника индуктивных дифференциальных плунжерных датчиков. Датчики включены по дифференциальной схеме с трансформаторами и фазочувствительным выпрямителем. Влажность древесины считывается в процентах по шкале микроамперметра. Для переключения датчиков температуры сухого и смоченного термометров в зависимости от влажности древесины используется шаговый искатель.

Оператор, набрав требуемый режим, включает регулятор в работу. Регулятор принимает на себя все дальнейшие функции по сушке древесины, автоматически изменяет температуру и влажность воздуха в камере в зависимости от влажности древесины.

В ГДР [86] предложено аналогичное устройство, позволяющее регулировать сушку по заданной программе в соответствии с уменьшением массы штабеля при непрерывном замере текущей

влажности древесины. В период прогрева -и кондиционирования регулирование ведется по времени.

Лабораторией лесных продуктов США [87] разработана система автоматического программного управления сушильными камерами, в которой программа сушки задается в зависимости от влажности высушиваемых пиломатериалов. Влажность древесины определяется по массе штабеля. Начальная влажность партии пиломатериалов определяется по образцам.

В Чехословакии разработана система регулирования параметров среды сушильной камеры в зависимости от изменения влажности образцов [88]. Контрольный образец взвешйвается автоматически с помощью пружинных весов, электрическим датчиком в которых является потенциометр, включенный с уравновешивающим сопротивлением в мостиковую схему. При изменении массы образца по диагонали моста начинает идти ток, который через поляризованное реле включает сервомотор, приводящий мост в равновесие. Определенной влажности древесины соответствует определенное положение уравновешивающего потенциометра, механически соединенного с шаговыми искателями. Каждому положению шагового искателя соответствует определенная влажность образца. С помощью шагового искателя устанавливается программа изменения температуры и психрометрической разницы агента сушки в зависимости от влажности древесины.

В рассмотренных системах, осуществляющих регулирование сушки в зависимости от влажности древесины, определяемой по массе штабеля или части его, отсутствуют данные о способах измерения начальной влажности. А возможность применения данного способа в значительной степени зависит от точности определения начальной влажности штабеля.

ЦНИИМОДом предложено устройство [44, 89], в котором предусмотрено определение начальной влажности штабеля в процессе формирования его на пакетоформировочной машине (рис. 5.16). От датчика влажности 2 и датчика количества досок счетчика 1 поступает сигнал на вычислительный блок 3, суммирующий и определяющий среднюю влажность партии досок. От вычислительного блока сигнал автоматически или оператором вручную подается на вход измерителя текущей влажности 4.

В процессе сушки датчики массы 13, например, тензометрические, установленные в специальной подштабельной тележке, подают сигнал измерителю 4. В качестве измерителя с тензодатчиками массы применяют электронный автоматический потенциометр. При измерении (влажности высушиваемого пиломатериала переключатель 5 в зависимости от заданной настройки включает те или иные -задающие сопротивления 6, тем самым меняя задание регулятора 8, который поддерживает режим сушки по заданной программе в зависимости от влажности древесины.

Для внедрения системы изменения влажности древесины необходимо разработать дистанционное устройство для взвешивания штабеля и устройство для бесконтактного измерения влажности досок, проходящих через пакетоформирующую машину. Датчиками начальной влажности досок могут быть влагомеры, работающие на эффекте поглощения энергии электромагнитных воли СВЧ-диапазона.

Выше рассмотрены основные из известных методов контроля влажности древесины в процессе сушки. Предлагались и другие методы. Например, метод СВЧ может быть применен для измерения влажности пиломатериалов в потоке и начальной влажности. Работы в этом направлении необходимо продолжать. Интерес представляет многоканальная дистанционная система измерения средней влажности штабеля, предложенная В. В. Сахаровым [116, 1.17]. Принцип ее действия основан на зависимости геометрического значения диэлектрической проницаемости штабеля от влажности пиломатериалов. С помощью емкостных датчиков, помещаемых в штабель, и частотной телеизмерительной системы измеряют среднюю влажность части штабеля. Экспериментальный образец системы испытывался на камере СПВ-62 на Московском мебельносборочном комбинате № 2 и показал неплохие результаты, особенно при определении момента окончания сушки.