SANKO山高研究所 木材水分仪原理

测量木材含水率的方法包括电阻法、电容法、微波法、红外法和干重法。

1. 电阻公式

这种方法是将电流通过待测木材，并测量其电阻值。然后将电阻值转换为含水率值。由于电阻值约为100兆欧姆，因此需要施加几十伏的高压。

这种方法适用于测量比重变化较大的材料，但缺点是需要插入直径为 2-3 毫米的针，这可能会损坏被测材料。

2. 电容式

该方法包括向被测物体施加高频电流，测量其电容变化，并将其转换为水分含量值进行显示。检测过程使用振荡电路，通过测量振荡频率或周期的变化来反映电容变化。最常用的振荡频率范围为 100 kHz 至 20 MHz。

它的优点之一是易于小型化，可以制成手持设备。它可以测量木材表面到内部几厘米深处的湿度。这种类型的湿度计也称为高频湿度计。

电容式水分仪的缺点是其测量结果易受被测样品比重和厚度的影响，因此需要相应地设置比重和厚度。此外，由于其测量方式为接触式，在测量大量样品时，树脂和其他物质可能会粘附在传感器上。

3. 微波炉型

这款湿度计通过测量水分对微波的衰减量，并将其显示为湿度值。它使用频率约为10 GHz的微波。微波很容易被水分吸收并迅速转化为热量。

微波水分仪由发射器和接收器组成。发射器向木材的一侧发射无线电波，接收器放置在木材的另一侧接收发射的无线电波。木材含水量越高，无线电波被吸收的量就越多。通过测量接收到的无线电波强度，即可显示木材的含水量。

微波水分仪的优势在于能够测量木材内部直至芯部的含水率。它们可以在不损坏被测物体的情况下测量水分，并且可以进行连续测量。缺点是设备体积较大。它们通常安装在锯木厂和类似场所中使用。

4. 近红外型

近红外光是不可见的光，位于红色光谱之外。由于它很容易被水吸收，因此该方法包括用含有近红外辐射的光照射物质，测量其反射率，并将该反射率转换为水分含量值。

近红外湿度计的优点是安装简便，因为它们只测量被测物体的表面湿度。它们还可以测量薄物体而不会造成损坏。缺点是它们只能测量表面以下1毫米以内的湿度。因此，它们容易受到地表水的影响，也会受到被测物体颜色变化的影响。

5. 干重法

这种方法是将样品置于对流干燥机中干燥，并通过测量干燥前后的重量来确定其含水率。它被称为完全干燥法，其特点是精度高。木材在105℃下干燥至重量不再变化时的重量称为完全干燥重量，通过计算干燥前后木材的重量，即可确定其含水率。

干重法的缺点在于耗时，不适用于生产线。此外，切割样品时存在损坏产品的风险。需要大量人工操作也是其另一个缺点。

6. 其他

这些方法包括中子分析（即用快中子照射木材并测量转化为热中子的量）和使用卡尔·费休试剂的化学分析方法。

木材含水率计的类型

1. 手持式

手持式含水率测量仪只需将传感器放在木材表面即可轻松测量木材含水率。它们兼容大约 20 种不同类型的木材。部分型号还提供平均值测量、温度补偿和上限报警等功能。

木屑水分仪是一种专门用于测量木屑含水率的产品。测量方法是将水分仪的传感器插入一堆木屑中。

2. 固定式

固定式木材水分仪安装在锯木厂等场所，可以连续测量木材的含水率。大多数木材水分仪是微波式水分仪，其发射器和接收器分别安装。木材在两者之间移动以测量其含水率。