Badania i pomiary wilgotności podobrazi drewnianych

Józef Bolesławski

Badania i pomiary wilgotności

podobrazi drewnianych

Ochrona Zabytków 15/4 (59), 38-54

1962

JÓZEF BOLESŁAWSKI

BADANIA I POMIARY WILGOTNOŚCI PODOBRAZI DREWNIANYCH

W artykule omawiającym możliwość zasto­ sowania czujników do pomiarów odkształceń podobrazi drew nianych1 wspomniałem o k o­ nieczności równoczesnego określania w ilgotno­ ści drewna. Od zmian wilgotności zależy w iele zjaw isk pęcznienia, kurczenia, pękania i pacze- nia się drewna. Pomiary odkształceń tablic drewnianych w połączeniu z m ożliwie ścisłym określaniem procentowej zawartości wilgoci, za­ równo przy sorpcji jak i desorpcji pary wod­ nej z otoczenia, mogą wykazać o ile jednostek długości odkształcił się obiekt przy zmianie je ­ go wilgotności o pewną wartość. N ie bez zna­ czenia byłoby rejestrowanie i podawanie w il­ gotności obiektu w dokumentacji opisowej. W w ielu innych wypadkach pomiary w ilgot­ ności mogą oddać duże usługi konserwatorom, sprowadzającym z terenu zabytki o różnej w il­ gotności do pracowni konserwatorskiej lub m a­ gazynu. Przechowywanie takich obiektów w po­ m ieszczeniach suchych, jakimi mogą być pra­ cownie konserwatorskie lub magazyny z cen ­ tralnym ogrzewaniem, prowadzi nieuchronnie do szybkiej utraty części wilgoci, następstwem czego są silne skurcze lub wypaczenia podo­ brazi. N ie elastyczne i kruche warstwy gruntu sprowadzonych malowideł reagują nawet przy najm niejszych ruchach drewna, którego nie­ stabilność wymiarowa stwarza niebezpieczeń­ stw o powstawania nowych spękań oraz prowa­

1 „Ochrona Zabytków ” XIV, nr 3—4, 1961, s. 93.

dzi do osłabienia adhezji zaprawy z podobra­ ziem. Obrazy na drewnie o znacznie podwyż­ szonej wilgotności, sprowadzone z terenu, m u­ szą być przechowywane do czasu ich konser­ wacji w odpowiednio dobranych warunkach klimatycznych. Z doraźnego zbadania w ilgot­ ności powietrza w pomieszczeniach, w których podobrazia drewniane dotychczas się znajdo­ w ały, nie można wnioskować o wilgotności tworzyw, z których są zbudowane. Zmiany w il­ gotności obiektów drewnianych, mających pew­ ną grubość, nie zachodzą przecież równocześnie ze zmianami nawilgocenia powietrza w pomie­ szczeniach, w których przebywały.

Określanie wilgotności podobrazi drewnia­ nych, zarówno w doświadczeniach przy pomia­ rach odkształceń jak i innych specyficznych sytuacjach, nastręcza zawsze dużo trudności. Pierwsza z nich to dokonywanie pomiarów wil­ gotności bez naruszania zabytkowego podobra­ zia; następnie wyznaczenie wilgotności bez względu na gatunek drewna i rozmieszczenie wilgoci wewnątrz deski i wreszcie — toleran­ cja uzyskiwanej dokładności i szybkość doko­ nywania pomiarów, niesłychanie ważna przy pomiarach odkształceń i wszelkiego rodzaju de­ formacji drewna.

Dotychczas znane są trzy zasadnicze syste­ my określania wilgotności tego materiału. Do pierwszego można zaliczyć często stosowaną me­ todę suszarkowo-wagową oraz metodę destyla­ cyjną do badania wilgotności drewna, zawiera­ jącego eteryczne olejki lub impregnaty. Wil­

gotność określa się tu jako stosunek ilości wody zawartej w jednostce drewna do jego ciężaru i wyraża w procentach. Przy tym rozróżn'a się wilgotność drewna bezwzględną i względną. Wilgotnością bezwzględną nazywamy stosunek ciężaru zawartej w drewnie wody do jego cię ­ żaru w starnie zupełnie suchym i obliczamy z wzoru: „ T Gw — Go ,

Wo = --- 100 Go

gdzie: Wo — wilgotność bezwzględna w %, Gw — ciężar drewna wilgotnego w g, Go — ciężar drewna zupełnie suchego

w g.

Wilgotnością względną jest natomiast sto ­ sunek ciężaru wody, zawartej w drewnie, do ciężaru drewna w stanie wilgotnym . Wilgotność tę oblicza się na podstawie wzoru:

Gw — Go Ww

Gw 100

gdzie: W w— wilgotność względna drewna w %>, Gw — ciężar drewna wilgotnego w g, Go — ciężar drewna zupełnie suchego

w g.

W m e t o d z i e s u s z a r k o w o - w a g o - w e j próbki drewna suszy się w temperaturze 100°C (±5% ) do stałego ciężaru. Uważa się, że ciężar stały został osiągnięty wtedy, jeśli róż­ nica między dwoma kolejnymi ważeniami nie przekracza 0,3% ciężaru stwierdzonego przy ostatnim ważeniu. Ważenie przeprowadza się z dokładnością do 0,01 g przy ciężarze próbki ok. 20 g oraz z dokładnością do 0,001 g przy ciężarze próbki m niejszym od 20 g. O wilgot­ ności m asy drzewnej sądzi się według wilgot­ ności charakteryzujących ją sztuk próbnych, pobieranych w ilości nie mniejszej niż trzy. Dla zbadania wilgotności drewna o długości np. ponad 1 m i grubości do 35 mm, wycina się szybko w odległości nie mniejszej niż 0,25 m od czoła deski, wzdłuż włókien, próbki w ielk o­

ści 10— 15 mm. Przy mniejszych niż 1 m w y ­ miarach materiału, próbki na wilgotność po­ biera się w środku długości. Pierwsze ważenie kontrolne próbek miękkich gatunków drewna odbywa się dopiero po 5 godzinach, a próbek gatunków twardych — nie wcześniej niż po

8 godzinach od chwili umieszczenia ich w su ­ szarce. Następne ważenie przeprowadza się po upływ ie dwu godzin. Metoda ta pozwala na określanie wilgotności w szerokim zakresie

z dokładnością do ok. 1%.

M e t o d a d e s t y l a c y j n a stosowana do określania wilgotności drewna, zawierającego eteryczne olejki lub impregnaty, polega na od­ destylowaniu wody z tej substancji z jakim ­ kolwiek lotnym płynem, jak np. ksylolem lub czterochlorkiem etylenu.

Określanie wilgotności trwa ok. 1,5— 2 go ­ dzin. Objętość wyparowanej wody określa się z dokładnością 0,1 cm3. Jak wiadomo, 1 cm 3 wody waży 1 g, dlatego objętość wyparowanej wody wyrażona w centymetrach sześciennych, będzie się równać ciężarowi w gramach (G2). Wilgotność oblicza się z wzoru:

Ga

W0 = 100

Gi — G2

gdzie: Gi — początkowy ciężar drewna.

Wspomniane sposoby wymagają znacznego czasu i nakładu pracy oraz pewnych obliczeń są natomiast dokładne (specjalnie suszarkowo-wa- gowe) i nadają się do określania każdego stopnia wilgotności drewna. Jednak dokonywanie po­ miarów związane jest z pobieraniem dość znacz­ nych próbek z obiektu, a więc ze stratą m ate­ riału drzewnego. Z tego względu m eto d y te,

jakkolw iek precyzyjn e, nie nadają się do po­ m iarów wilgotności podobrazi za b ytk o w ych . Na­

leżało jednak o nich wspomnieć dokładniej, gdyż w pewnych szczególnych wypadkach, koniecz­ ność stosowania system u suszarkowo-wagowego może się okazać niezbędna, jak np. przy skalo­ waniu aparatów elektrycznych do określania wilgotności drewna zabytkowego. Do tej samej grupy można by było włączyć jeszcze inne, mniej dokładne, metody, jak np. higrom etrycz- ną, kolorymetryczną D iakun2 i pomiaru pręż­ ności pary wodnej próbki drewna um ieszczonego w autoklawie z manometrem rtęciowym .

Do drugiej grupy pomiarów w ilgotności można zaliczyć wypracowaną niedawno m e - t o d ę m a g n e t y c z n e g o r e z o n a n s u j ą d r o w e g o 3. Jądra atomu wodoru, będące

2 M etoda kolorym etryczna Diakun, stosowana 3 Kurt S. L i o n Przyrządy do badań naukow ych przy niskiej w ilgotności, może dać dokładne w yniki, — patrz s. 158 Literatura. , lecz niszczy badany materiał.

w polu m agnetycznym , zostają spolaryzow ane w dw óch różnych kieru nkach, zależnych od ich m o m e n tu kątow ego. O bydw a te sposoby pola­ ry za c ji odpow iadają dwóm różnym poziomom energii. P rzejście od niższego d o wyższego po­ ziom u energii zachodzi kosztem energii pobie­ ran ej z pola elektrom agnetycznego. P o b ór e n e r­ gii przez proton jąd ra odbyw a się przy

często-4 6 8 Ю 12 1często-4 16 %

Ryc. 1. Schem at konstrukcji przetw ornika do pom ia­ ru w ilgotności, opartego na zjaw isku magnetycznego rezonansu jądrowego: 1 — cewka indukcyjna, zasi­ lana prądem w :elkiej częstotliwości; 2 — zbiornik z próbką badanego m ateriału, (rys. au to r wg K. S.

Liona, s. 158, rys. 1—155)

Ryc. 2. Typowa krzyw a skalow ania przetw ornika w przypadKu pom iaru zawartości wilgoci w m ate­ riale. Na osi x — wagowa zaw artość wody w ciele stałym ; na osi y — ostrość rezonansu (jed­ nostki względne), (rys. autor w g K. S. Liona s. 158,

rys. 1—156)

tliw ości fo = 4258 B, gdzie В jest indukcją w polu m agnetycznym (Gs). P rz y w artości in­ d u k cji k ilk u tysięcy gausów, częstotliw ość ta je s t rzęd u m egaherców . E nergię p o braną z p o ­ la elek trom agnetycznego ok reśla się m etodą e lek try czn ą, przy czym c h a ra k te ry sty k a pochła­ n ian ia jej m a kształt ostrej krzyw ej rezo nan so ­ w ej. W ysokość szczytu krzyw ej rezonansow ej i stro m o ść o padania jej zboczy zależą od liczby ją d e r atom ow ych w odoru, zaw arty ch w badanej próbce m ateriału . Na tej zasadzie o p a rta jest m etoda o k reślan ia ilości wody (protonów jąd ra

wodoru) w ciałach organicznych. W zbiorniku w ew nątrz cewki in du kcyjn ej, przez k tó rą p ły ­ nie p rąd w ysokiej częstotliwości, zn ajd u je się próbka badanego m ateriału . Całość (cewka z p ró b k ą m ateriału ) um ieszczona jest w jedn o ­ rodnym polu m ag nety czny m (ryc. 1). W ielko­ ścią m ierzoną jest ilość energii w ielkiej często­ tliw ości, p o branej przez układ, w zależności od częstotliw ości źródła energii w ielkiej częstotli­ wości zasilającego cew kę, lub od w ielkości in ­ dukcji m agnetycznej p o la 4. P o b raną energię m ierzy się m ostkiem w ielkiej częstotliwości. W yszczególnioną w yżej m etodę stosuje się d o ba­ dania substan cji organicznych i d rew n a w za­ kresie w ilgotności (w yrażonej stosunkiem m asy wody do m asy su b stan cji suchej od 1 do 5, drew na — w zakresie w ilgotności od 0 do 1). Na ryc. 2 pokazana je st typ ow a krzy w a skalo­ w ania przyrządu. W przyp adk u jądrow ej m eto ­ dy rezonansow ej w ym agana jest duża jedn o­ rodność rozkładu pola m agnetycznego. E w entu­ aln a niejednorodność pola pow oduje znaczne błędy określania w ilgoci. W łaściw ie dobrane w arunki pola m agnetycznego spraw iają, że m ak­ sym alny błąd pom iaru wilgotności n ie p rzek ra­ cza ± 0,3%. Do wyżej opisanej m etod y koniecz­ ne jest bardzo rozbudow ane i dość skom pliko­ wane oprzyrządow anie oraz urządzenia dodat­ kowe. M etoda rezonansu jądrow ego nadaje się jedyn ie do badania i pom iaru wilgotności (w pew n ych granicach) n o w ych podobrazi, z k tó ­ rych m ożna pobierać próbki. M im o dużej do­ kładności nie nadaje się, z uw agi na to ostat­ nie, do podobrazi za b ytko w ych .

Do trzeciej g ru p y m ożna zaliczyć s p o s o ­ b y e l e k t r o m e t r y c z n e , d ają c e się p rz e ­ prow adzić dzięki zależności niek tórych w łaści­ wości elektrycznych d rew n a od jego w ilgotno­ ści. Takim i zależnościam i jest opór elektryczny (odwrotność przew odnictw a elektrycznego) i s t a ł a d i e l e k t r y c z n a . Zależności te w y ­ stęp u ją dość znacznie w sk u tek dużej różnicy wielkości oporu, stałej dielektrycznej ik ą ta s tr a t- ności suchej su b stan cji drzew nej w porówaniu z tym i sam ym i w łasnościam i wody. S ta ­ ła dielektryczn a drew na jest bardzo

nie-4 K urt S. L i o n , Przyrządy do badań naukowych, patrz. s. 158. Literatura.

wielka i wynosi około 2, natomiast stała dielektryczna wody jest bardzo duża — około 80. Jak z tego widać, mała zmiana wilgotności musi znacznie powiększać stałą die­ lektryczną drewna. Pow iększenie zaś stałej die­ lektrycznej pociąga za sobą zwiększenie pojem ­ ności kondensatora, w którym znajduje się próbka drewna. W rezultacie wielkość pojem­ ności elektrycznej odpowiednio zbudowanego kondensatora, zawierającego próbkę drewna, jest wykorzystywana do pomiaru wilgotności.

M etoda ta, jakkolw iek stosunkowo szybka i pozwalająca uzyskiw ać szeroki zakres m ierzo­ nych wartości, nie daje się rów nież zastosować

w konserw acji z pow odu strat m ateriałow ych na

pobieranie próbek.

D okonywanie pom iarów wilgotności bez na­ ruszania podobrazi m ożliw e jest w yłącznie na drodze określania o p o r u e l e k t r y c z n e g o .

Realizacja pomiaru jest bardzo prosta i stosun­ kowo szybka, umożliwiająca uzyskiwanie infor­ macji również w czasie trwania doświadczenia przy badaniu odkształceń tablic drewnianych oraz innych eksperymentów. Pomiar w ilgotno­ ści drewna sprowadza się do określenia warto­ ści oporności pomiędzy odpowiednio rozstawio­ nym i igłami, wciśniętym i w deskę na określoną głębokość. Przy badaniu zależności deformacji od wilgotności podobrazia, elektrody aparatu muszą być oczywiście specjalnie dostosowane do tego rodzaju pomiarów i nie wyjm owane pod­ czas doświadczenia, dla uniknięcia działania do­ datkowych sił. Wielka zależność oporności elektrycznej próbki drewna od jej wilgotności sprawia, że małej różnicy wilgotności towarzy­ szy duża zmiana oporności. Tak więc zmniej­ szanie się oporu elektrycznego drewna od sta­ nu całkowicie suchego (0% wilgotności) do sta­ nu nasycenia włókien (ok. 24—30% wilgotno­ ści) wyraża się tu w szerokiej skali od około 25 000 megohmów do około 0,5 megohma. Na skutek niejednorodności porowatości i anizo­ tropii drewna, przewodzenie prądu w tym ma­ teriale jest zjawiskiem skomplikowanym i n ie ­ zupełnie należycie zbadanym. Przepływ prądu elektrycznego w drewnie, polegający na prze­ wodnictwie jonowym, m oże się odbywać dzię­ ki rozpuszczonym w nim solom mineralnym. Za­ sadniczy jednak w pływ na przewodnictwo elek­ tryczne drewna ma jego wilgotność. Zależność

oporności elektrycznej drewna od zawartej w nim wilgotności można podzielić na dw ie róż­ niące się części: od punktu nasycenia w łókien (24— 30% wilgotności) oraz powyżej tego punk­ tu do całkowitego nasycenia masy drzewnej. W przedziale od 0 do 24—30% oporność drew­ na m aleje wykładniczo. E. Nusser podaje, że dla europejskich gatunków drewna (nie uw zględ­ niając topoli), których wilgotność m ieści się w granicach 8— 18%, można przyjąć następującą zależność spadku oporności drewna:

lg R = 0,32 W + 13,25 gdzie: R — oporność drewna,

-r-W — wilgotność drewna w %.

W przedziale wilgotności do 28% C. G. Suits i M. E. Dunlap ustalili podwójną logarytm icz­ ną zależność :

lg (IgR) = bw gdzie: R — oporność drewna, D

b — współczynnik,

w — wilgotność drewna w %.

Powyżej punktu nasycenia w łókien spadku oporności drewna, jako funkcji wilgotności, nie można już wyrazić równaniem logarytm icz­ nym.

Turiczin podaje, że zależność oporności ciał stałych, jak np. drewno, tektura, płótno itp. od wilgotności wyrazić można funkcją w ykładni­ czą w postaci:

W"

oporność przedmiotu badanego, stała zależna od rozmiarów przed­

miotu badanego i zawartości w nim soli,

wilgotność materiału w procentach (w stosunku do masy substancji suchej),

wykładnik, który zależy od struk­ tury i od właściwości badanego

przedmiotu.

Należy pamiętać, że w metodzie oporowej prób­ ka drewna, zawarta między dwoma igłam i, sta­ nowi równoległe połączenie oporności czynnych i pojemności, przy czym stosunek prądu upływ - nościowego do prądu pojemnościowego zależy tylko od oporności właściwej i przenikalności gdzie: R —

A —

W —

wilgotność drewna w %.

Ryc. 2a. Zależność przewodności elektrycznej od w il­ gotności drew na (wg Kühnego i Stresslera poz. 15,

rys. 4, str. 269. — rys. autor)

dielektry czn ej m ateriału , a także od częstotli­ wości napięcia źródła zasilającego układ pom ia­ row y, a nie zależy od k ształtu geom etrycznego i od rozm iarów elektrod. P rzykład c h a ra k te ry sty ­ k i zm ian oporności drew na w zależności od w il­ gotności przedstaw iono na ryc. 2a. Ze w zrostem zaw artości wody oporność skrośna m a te ria łu m aleje w edług funkcji, zbliżonej do w y k ła d n i­ czej. Je d n a k o trzy m an a w ten sposób c h a ra k ­ te ry sty k a skalow ania jest różna dla ro zm aity ch g atu n k ó w drew na a naw et dla różnych próbek tego sam ego g atun ku. Oporność skrośną próbki d rew n a m ożna m ierzyć prądem stały m , p rzy­ k ład a jąc lu b w ciskając elek trod y bezpośrednio w deski. Zazwyczaj stosuje się w ty m p rzy p a d ­ k u duże w artości napięcia pom iarow ego (rzę­ du 100 V), nie uw zględniając zjaw iska p o lary ­ zacji.

Istn ieją stosunkow o proste a p a ra ty e le k try c z ­ ne, k tó re pozw alają szybko ustalić w ilgotność drew n a, zarów no w czasie pom iarów o d k ształ­ cenia podobrazia jak i przed każdym zabiegiem konserw atorskim . Stosunkow o niew ielki, jak na p o trzeb y przem ysłu drzew nego, przedział m ie ­ rzonych w ilgotności tych a p a ra tó w (ok. 6— 30% ) je st zu pełnie w ystarczający dla dokonyw a­ n ia pom iarów podobrazi zabytkow ych. N ie sp o ­ ty k a się bowiem obrazów całkow icie po­ zbaw ionych wilgoci, lub w stan ie n asy ce­ nia w łókien. Z tak im i m ożem y m ieć do czynienia jed y n ie w w yjątkow ych s y tu a ­

cjach, np, przy prostow aniu desek lub pew ­ nych eksp ery m en talny ch pom iarach odkształceń now ych tab lic drew n ian ych. W obecnej dobie precyzyjne ok reślan ie oporności elektryczn ej m ateriałów nie przedstaw ia specjalnej tru d n o ­ ści. Jed n ak bardzo dokładne u stalen ie w ilg o t­ ności drew na na podstaw ie oporu elektrycznego nie jest osiągalne, gdyż w w odzie zaw artej w drew nie rozpuszczone są su b stan cje o c h a ra k te rz e elektrolitycznym , zakłócające dokładność pom ia­

ru. D latego m in im aln e zw iększenie w w odzie zaw artości soli, podlegającej dysocjacji, m oże być powodem znacznego pow iększenia przew od­ ności elektrycznej badanego podobrazia. Dla skom pensow ania niedokładności, w ynikający ch z odm iennych gatun k ów drew na, w ilgotnościo- m ierze oporow e w yposażone są w tabele lu b w y ­ kresy pozw alające obliczyć popraw kę. Często za­ opatrzone są one w w ym ienne skale, dostosow a­ ne do poszczególnych gatunków d rew na, co w dużym stopniu uspraw nia i skraca czas pom ia­ rów. Z innych czynników w pływ ających na do­ kładność m etody oporow ej m ożna w ym ienić k ie­ ru n e k przepływ u p rą d u (prostopadle lub ró w no­ legle do przebiegu włókien). Oporność m ierzona w kierunku rów noległym do w łókien jest około dw a razy m niejsza od oporności w k ieru n k u prostopadłym . D alej, nierów nom ierność rozkła­ d u wilgoci w desce, gładkość i czystość po­ w ierzchni, ciężar w łaściw y oraz te m p e ra tu rę

drew na.

Odległość pom iędzy elektrodam i oraz 'kieru­ nek przepływ u p rą d u w sto su nk u do kieru n k u w łókien drew na, uzależniony przew ażnie od kon­ stru k c ji elektrod, jest podaw any przez w y tw ó r­ cę w instrukcji obsługi przyrządu. E lektrody wilgotnościom łerza np. firm y K. Weiss załącza się w ten sposób, aby prąd mógł płynąć tylko prostopadle do w łókien; natom iast elek tro dy w ilgotnoścłom ierza firm y G. Lange trzeba w bi­ jać dw ukrotnie w oznaczonym m iejscu deski: prostopadle do w łókien i drugi raz — rów noleg­ le. W w yniku ostatecznym p rzy jm u jem y śred ­ n ią w artość z dw u pom iarów. Należy też wziąć pod uwagę błędy, spow odow ane nierów nom ier­ nym rozkładem wilgoci. Tablica drew niana, po­ zostająca przez dłuższy czas w jednakow ych w a­ ru nkach higrom etrycznych, będzie m iała w prze­ k ro ju poprzecznym bardziej w y ró w nan ą w ilgot­ ność aniżeli podobrazie, k tó re uległo gw ałtow nej

zm ianie ty c h w arunków , np. podczas in ten sy w ­ niejszego w ysychania.

Spraw a jeszcze b ardziej się k o m p lik u je je ­ śli uw zględnim y w p ływ w a rstw polichrom ii. Jak w iem y, każda w a rstw a n a pow ierzchni d rew ­ na ja k g run t, m ala tu ra czy też w erniks stanow i pew ną zaporę dla sorpcji lu b desorpcji wilgoci z deski. M ożliwość łatw iejszego w chłaniania wilgoci z odw rocia podobrazia aniżeli od stro ­ ny m ala tu ry prow adzi w konsekw encji do n ie ­ sym etrycznego rozłożenia w ilgoci w p rzek ro ju deski. Oporową m etod ą ele k tro m e try c zn ą nie m ożna posługiwać się w w y p a d k u badania d rew ­ na pow ierzchniow o zwilżonego, gdyż pom iar przeprow adzony n a ty c h m ia st po zw ilżeniu d a je w ynik i za w ysokie. G dy jed n a k dośw iadczenie w znow im y po k ilk u n a stu m in utach , pozw alając na odparow anie naw ilżonej pow ierzchni w ynik jest bardziej m iarod ajn y. W dążeniu do uzy ska­ nia inform acji, dotyczącej ogólnej ilości z n a jd u ­ jącej się w podobraziu wilgoci, sta ra m y się ustalić śred nią w ilgotność drew na. Aby o trz y ­ m ać w artości zbliżone do średniej w ilgotności, należy w m etodzie elek tro m etry czn ej uw zględnić różnice w ilgotności w w arstw ach przypow ierzch­ niow ych oraz w ew nętrzn y ch badanej deski. Po­ niew aż podobrazie m alow idła zabytkow ego jest dostępne dla dokonania pom iaru jed yn ie od s tro ­ n y odw rocia, przeto elek tro d y należy w bijać na różne głębokości, tak, aby zorientow ać się w roz­ kładzie wilgoci. W deskach niepolichrom ow a- nych, w ilgotność średn ia w y stę p u je pod po­ w ierzchnią, w odległości rów nej około 1/5 jej grubości. W w ypadku polichrom ow anych tablic d rew n ian y ch należy każdorazow o dośw iadczal­ nie przebadać i w yszukać średnią wilgotność. Rozm ieszczenie wilgotności, uzyskane na tej dro­ dze, może się rów nież przydać do opisow ej do­ k u m en tacji obiektu.

D alszym czynnikiem w pływ ającym n a do­ kładność w yników je st te m p e ra tu ra drew na. Z badań Jeżew skiego w ynika, że przew odność elek try czn a drew na zm ienia się o 2°/o na 1°C. Podzial'ki w ilgotnościom ierzy są przew ażnie ce ­ chow ane przy 21 °C. T uriczin podaje, że z po­ w iększeniem się w ilgotności w artość ujem nego w spółczynnika tem p eratu ro w eg o w zrasta. Aby więc zapobiec błędom , spow odow anym ty m zja­ w iskiem , w spom niany a u to r pow ołuje się n a do­ św iadczenia P. M. Płakka, k tó ry zaproponow ał

zastosow anie do kom pensacji tem p eratu ro w ej uch yb u opornik a z półprzew odnika (term istor), m ającego u jem ny w spółczynnik tem p eratu ro w y 0 zbliżonej w artości bezw zględnej do u jem n eg o w spółczynnika wilgotności. W łączając te rm isto r albo szeregow o z przetw ornikiem , albo do są ­ siedniego z przetw ornikiem ram ien ia u k ład u m ostkow ego m ożna by było w yrów nać c h a ra k ­ tery sty k ę tem peraturo w ą i jej w pły w n a pom iar w ilgotności. W b rak u takiej kom pensacji, d la u z y ­ sk a n ia dokładniejszych danych o w ilgotności b a ­ danego m ateriału , należy w prow adzać popraw ki. W edług N ussera, różnicy te m p e ra tu r, w ynoszącej 10°C odpow iada w przybliżeniu pop raw ka o l°/o w ilgotności. Podobne w artości podali K ü h n e 1 S trä ssle r (ryc. 3). Odnosi się to w szystko oczy­ wiście, do d rew n a niezabytkow ego. W jak im sto p n iu zm iana te m p e ra tu r m oże w p ły n ąć n a dokładność w yniku w dośw iadczeniach ze s ta ­ ry m drew nem , należałoby przeprow adzić o d p o ­

w iednie badania.

D użą przeszkodą w ok reślan iu w ilgotności podobrazi zabytkow ych, siln ie zaatak o w anych

0 20 40 60 8 0 1 0 0

temperatura drewna °C

Ryc. 3. W pływ tem peratury drew na na określanie wilgotności dro^ą pom iaru oporności elektrycznej (wg Kiihnego i Stresslera poz. 15, rys. 5 str. 270 —'

przez ow ady, są otw ory i k orytarze wydrążone w różnych m iejscach i na rozm aitych głęboko­ ściach deski. W iadom o bowiem, że dokładny po­ m ia r oporności może się odbyć jedynie przy za­ p ew n ien iu dobrego s ty k u elektrod z przedm io­ tem . N atrafien ie ig łą elektro dy na otw ór w y d rą­ żony przez ow ada, nie zapew nia dobrego sty k u lecz stw a rz a dodatkow ą oporność, w yw ierającą bezpośredni w p ły w na jakość pom iaru. Również w szelkie zanieczyszczenia ołówkiem , a tra m e n ­ tem itp . w y w ie ra ją ujem ny w p ły w na wynik, gdyż

bo cznikują m ierzoną oporność drew na. Dlatego m iejsca, przeznaczone do pom iaru, pow inny być czyste i gładkie, bez śladu wosku, ołówka, a tr a ­ m e n tu czy fa rb y olejnej. Przy zbyt cienkich pod­ o braziach w a rstw a polichrom ii, znajdująca się

po przeciw nej stro n ie elektrod, może w pewnych p rzy p ad k ach (w zależności od oporności elek ­ try c z n ej lokalnych barw ników ) bocznikować m ierzoną oporność drew na. Podobrazia im preg­ now ane, bez w spółczynników określających sta ­ łą zależną od zaw artości soli i właściwości b ada­ nego przedm iotu, z góry w ykluczają możliwość zastosow ania m etody oporow ej. P ew ne zmiany w e w n ętrzn e w drew nie, zaistniałe na skutek grzy b n i i pleśni, m ogą rów nież zmienić w łaści­ wości przew odzenia, a więc spowodować błędy

w po m iarze wilgotności drew na starego. W dążeniu do uzyskania jak najlepszych w y­ n ików w o k reślaniu wilgotności m etodą elektro- m etry cz n ą należy, oprócz wyżej w yszczególnio­ n y c h u w ag, przestrzegać następujących w a ru n ­

ków :

1. deska i elektrody oraz w szystkie gniazda i w tyczki przew odów elektrycznych m uszą być w s ta n ie czystym , aby mogły zapewnić d o hre połączenia;

2. tab lic a podobrazia, k tó rej w ilgotność bada­ m y, pow inna być odizolowana od ziemi; 3. w razie potrzeby należy przeskalow ać ap arat

(p orów nując w yniki nip. z m etodą suszarko- w o-w agow ą), dostosow ując go do potrzeb p om iarów w ilgotności drew na starego; 4. n ie w bijać elektrod blisko brzegów tablicy

obrazu;

5. p rzy stosow aniu aparatów na prąd zm ienny, w raz ie dużych różnic w napięciu sieci, sto ­ sow ać stab ilizato r zasilania.

P rzestrzeg ając w szystkich praw ideł m ożna osiągnąć opisyw aną m etodą dokładność ok.

± 1—2%.. '

O becnie istnieje szereg w ilgotnościom ierzy oporow ych o różnych rozw iązaniach k o n stru k ­ cyjnych i sposobach zasilania. A p araty sieciowe, często ze stabilizacją napięcia, są łatw e w o b ­ słudze, dokładne i w ygodne; nie mogą mieć n a ­ tom iast zastosow ania w niezelektryfikow anym tere n ie (np. przy pom iarach w ilgotności obiek­ tów w n iek tó ry ch kościołach). Do tego celu n a­ dają się w ilgotnościom ierze łatw o przenośne, z w budow aną b a te rią zasilającą.

P roto typ em om aw ianych ap arató w był wil- gotnościom ierz błyskow y z roku 1930, sk o n stru o ­ w any w oparciu o p race dośw iadczalne Forest P ro du cts L ab o rato ry w Madison, ogólnie znany jak o w ilgotnościom ierz G eneral E lectric Com pa­ ny Shenectandy. Na k on stru k cję tego ap a­ ra tu sk ład ają się dwa podobne obw ody elektryczne, zasilane rów nolegle b aterią E o napięciu 180 V (ryc. 4). Z chw ilą w łą ­ czenia prąd u kondensator % ład u je się p o ­ przez stały opór Ri do m om entu w zbudze­ nia jonizacji w kon tro lnej lam poe neono­ wej Ni. P o osiągnięciu potrzebnego napię­ cia zapłonu pojaw ia się w lam pce błysk i na­ stę p u je rozładow anie kondensatora, po czym cykl się pow tarza. Obwód pierw szy jest więc oscy­

latorem , którego częstotliw ość przy danym

na-u — i i

-Hyc. 4. S chem at w ilgotnościom ierza błyskow ego (rys au to r w g F. K ollm anna, s. 373, rys. 270)

pięciu b aterii i cechach lam pki neonow ej zależy od w ielkości oporu ładującego lu b pojem ności kondensatora. Z chw ilą w łączenia za pom ocą dw u elek tro d igłow ych oporu badanej pró b k i drew - w na R2 obw ód II s ta je się podobny do I, za­ czynając oscylow ać z częstotliw ością zależną od wielkości oporu badanego odcinka drew na. N ie­ znaczna naw et różnica w w ilgotności tego m

a-A / W W ­

Rx

U ® К

220 f 50

GD-Ч Ж

Ryc. 5. Schem at wilgotnościomierza Langego (rys. autor wg F. Krzysika, s. 495, rys. 268)

teriału pow oduje duże zm iany w oporności, a tym sam ym i w częstotliw ości błysków II ob ­ wodu. Częstotliwość oscylacji można tu regulo­ wać kondensatorem zm iennym С2, w yskalow a-

nym w w ilgotności drew na. Dzięki tem u p rz y ­ bliżone zsynchronizow anie błysków obu lam p w ystarcza, by zapew nić odpowiednią dokładność pom iaru. Chcąc osiągnąć w ym aganą do syn chro­ nizacji częstotliw ość błysków należy nastaw ić ko ndensator zm ienny na w łaściw ą pojemność, zależną od wilgotności badanej próbki. Przy nastaw ieniu kondensatora na w ilgotność niższą od istn iejącej wilgotności drew na, liczba błysków lam pki N2 jest większa, przy nastaw ieniu na w ilgotność wyższą — m niejsza od ilości błys­ ków neonów ki kontro ln ej N1. Dla ułatw ienia po­ m iarów w w yjątkow o jasnym ośw ietleniu, gdzie błyski lam pek m ogłyby być słabo widoczne, a p a ­ ra ty te wyposażono w sygnalizację dźw iękow ą i słuchaw ki. Tabele 'poprawek, załączone do tych przyrządów , um ożliw iają badanie różnych g atunków drew na.

Nieco innej konstrukcji, lecz również p ra­ cujący na zasadzie pom iaru oporności, wilgot- nościom ierz firm y G. Lange (ryc. 5) składa się z następujących zasadniczych części: konden­ satora K, lam py k ontrolnej Lk, silnika synchro­

nicznego S i w yłącznika W. Sym bol R x oznacza tu próbkę drew na. A parat zasilany jest prądem zm iennym o napięciu 220 V 50 okr/sek . P rz y ­ rząd łączy się z siecią i urucham ia w yłącznikiem silnik synchroniczny S, k tóry ze sta łą szybkoś­ cią porusza strzałk ę wokół w ycechow anej skali wilgotności drew na. Rów nocześnie w łącza się obwód kondensatora, k tó ry ła d u je się przez opór drew na tak długo, aż napięcie na o k ła ­ dzinach kondensatora osiągnie w artość, p o trzeb ­ n ą do zapłonu lam py kontrolnej Lk. W m o ­ m encie zabłyśnięcia lam py należy przerw ać o b ­ wód w yłącznikiem i odczytać w skazaną w a r­ tość na okrągłej skali przyrządu. N astęp n ie c o ­ fa się wskazów kę do położenia w yjściow ego. Tak jak i w poprzednim układzie, m ia rą w il­ gotności jest tu czas ładow ania k ondensatora, który zależy od wielkości oporu, a ty m sam y m i od wilgotności badanej próbki. Czas ten m ie­ rzy strzałka, poruszana silnikiem sy n ch ro n icz­ nym z jed n o stajn ą szybkością w okół skali w il­ gotności. C ałkow ity obrót w skazów ki dokoła skali wynosi 30 sek. W zw iązku z dużym i ró ż­ nicam i w wielkości oporu elektrycznego d rew ­ na, zastosow ano tu 4 zakresy skali w form ie ko­ lorowych pierścieni. K ażdem u zakresow i o d p o ­ wiada inna pojem ność kondensatora w łączonego w obwód za pomocą przełącznika, k tó reg o strzałka w skazuje rów nocześnie p u n k t tej s a ­ mej barw y co żądany zakres pom iaru. Jeśli

Ryc. 6. S chem at w ilgotnościom ierza T A G -H e p p e n sta ll (rys. a u to r wg F. K ollm anna, s. 374, rys. 271)

n ie m am y żadnych danych o wilgotności ba­ d an ego drew na, dokonujem y pom iaru na n a j­ w yższych w artościach skali. W przypadku sła ­ bego, lu b w k rótkich odstępach czasu, błyska­ n ia lam p k i kontrolnej należy przejść na n a stę p ­ n y , niższy zakres wilgotności. W ilgotnościom ierz op orow y Langego zaopatrzony jest w dwie p a ­ r y elek tro d igłow ych o różnej długości, słu żą­ cych d o badania desek i drew na grubego. Elek­ tro d y w b ija się zawsze na jednakow ą głębokość ta k , a b y odległość m iędzy nim i w ynosiła 3—

6 cm.

W ilgotnościom ierz oporow y TAG — H ep­ p e n sta ll k o n struk cji firm y T agliabue w USA (ryc. 6), działa na następujących zasadach. Od b ieg u n a dodatniego b aterii anodowej В o n a­ p ięciu 45 V p łynie prąd przez próbkę drew na 0 o p o rze R x i przez zm ienny opór R d ostaje się do bieguna ujem nego. Napięcie p u n k tu Ra, n astaw io n e na potencjom etrze, jest przekazy­ w a n e n a siatk ę lam py w zm acniającej i może być, w pew nych granicach, zm ieniane za po­ m ocą u k ład u b aterii siatkow ej G i dzielnika n ap ięcia P. P rzed rozpoczęciem pom iaru zosta­ je w łączony za pomocą w yłącznika S2 opór Rn-

D zielnikiem napięcia P zostaje zrów now ażo­ n e położenie w oltom ierza M. N astępnie w y łą­ cza się opór Rn, um ieszcza próbkę d rew na Rx 1 o p o rem zm iennym R reg u lu je w ychylenie m ie rn ik a M. P rocent w ilgotności drew na od­ c z y tu je się bezpośrednio z położenia w skazów ­

ki zm iennego oporu R.

P rz y rz ą d e m o p arty m na zasadzie m ekapio- nu, słu żący m do o kreślania dużych oporów jest H ygrofon (ryc. 7). Różnica w yników otrzym ana ty m in stru m e n te m oraz m etodą suszarkowo-wa-*

Ryc. 7. S ch e m a t H y g rofonu (rys. a u to r w g F. K oll-m a n n a, s. 374, rys. 272)

gow ą w ynosi dla d rew na św ierkow ego i dęb o ­ wego ± 0,5% . Z asada pracy H ygrofonu polega n a rozładow aniu k ondensatora o dużym ładunku elektrostaty czny m opornością próbki drew na. Chw ilow y u b y tek ładunku, spowodow any roz­ ładow aniem kondensatora, jest w yrów nany n a ­ ty chm iast, po czym zjaw isko rozładow ania pow ­ tarza się cyklicznie. Im w iększa wilgotność prób­ ki tym m niejszego trzeb a potencjału do w yła­ dow ania kondensatora. Czyli ze zwiększeniem się w ilgotności badanego drew na w ystępuje zawsze w zrost częstotliw ości w yładow ań. Sy­ gnalizacja zachodzących zjaw isk m oże się od­ byw ać dźwiękowo lu b błyskiem lam pek. Z ilo ­ ści w yładow ań na m in u tę określa się, za po­ m ocą tabel lub w ykresów , wilgotność drew na.

Całkow ity czas pom iaru wynosi ok. 2 min. In ­ stru m e n t m oże być zasilany z sieci prąd u zm ien­ nego, z b a te rii o napięciu 135 V lub aku m u lato ­

ra 4 V.

M iarę w ilgotności innego układu, produko­ w anego przez firm ę K. Weiss (ryc. 8) ty p F8W i F10W /K stanow i nie jak dotąd czas ładow ania lub rozładow ania kondensatora, lecz różnica po­ m iędzy oporem drew na a oporem wzorcowym w budow anym w przyrząd. W celu dokonania p om iaru w łączam y opór wzorcowy i ustaw ia­ m y w skazów kę m ili w oltom ierza w położenie ze­ row e. N astępnie włączam y próbkę drew na w m iejsce w spom nianego oporu i korygujem y pow tórn ie w ychyloną wskazówkę do zera. W ar­ tość w skazana przez strzałk ę oporu korekcyj­ nego jest szuk an ą w ilgotnością (ryc. 9). W ilgot­ nościom ierz W eissa m a podzieloną skalę na 4 zakresy z przedziałem m ierzonych wilgotności pom iędzy 7 a 33%. Zaopatrzony jest on w pła­ skie elek tro d y styko w e oraz tró jk ą tn e elektrody nożykowe, k tó re w bija się w zdłuż w łókien drew ­

na za pomocą specjalnej m etalow ej opraw y. W ym ienne skale, dostosow ane do różnych ga­ tunków drew na, oraz stabilizator niw elujący zm iany napięcia sieci, z k tórej przyrząd jest zasilany, u łatw iają pom iar.

Układ w ilgotnościom ierza Siem ens-H alske przystosow any jest do batery jek o napięciu 4,5 V, których prąd przechodzi przez w ibrator i prostow nik, ładując kondensator do napięcia 400 V. Z am iast kondensatorów różnej pojem no­ ści w y stę p u je tu kom binacja szeregu lam p i opo­ rów, k tó re w łączają się sam oczynnie,

odpowied-Ryc. 8. Ogólny widok niemieckiego w ilgotncściom ierza do drew na f ;rmy K. Weiss. Na zdjęciu p o k ajan e są rów nież elektrody stykow e do cienkich desek lub sklejki, elektrody nożowe do wbijania w badany

Ryc. 10. W ilgotnościom ierz do drewna firm y Siem en s-H alsk e z uwidocznionym i elektrodami: śrubową do sk lejk i, nożow ą do desek, kubkową do m ateriałów sypkich i stykow ą płaską do powierzchniow ego po­

m iaru w ilgotności drewna obrobionego. (fot. autor)

nio do wilgotności drewna. Wskazówka wolto- mierzą, mierzącego spadek napięcia, wskazuje, na odpowiednio cechowanej skali, wilgotność drewna. Zakres pomiaru wynosi 3—25% w il­ gotności. W przedziale 3— 13% wilgotności moż­ na uzyskać dokładność ± 1%, natomiast w przedziale 13,1— 25% uchyb wynosi już ± 2%. Przyrząd wyposażony jest w zestaw elektrod, dostosowanych do różnych materiałów drzew­

nych (ryc. 10).

Oprócz wym ienionych wilgotnościomierzy istnieją jeszcze inne typy aparatów, jak np. za­ silany za pomocą ręcznego induktora korbowego Ksylohigrometr J. N. B., mierzący opór elek­ tryczny drewna w megohmach.

Oparty na mostku W heatstone’a Megometr Dawesa (ryc. 11) obejmuje zakresy 7— 40% w il­ gotności. Wynik z dokładnością do ± 1% moż­ na otrzymać na tym aparacie w granicach 7— 24%. Wartości powyżej 30% mogą być tylko orientacyjne.

Ryc. 12. Aparat doświadczalny do pomiaru w ilgotności drewna oparty na mostku W heatstone’a, w y­ konany pr^ez autora. Na zdjęciu po lewej stronie w idoczny zw ykły miernik (fot. autor)

Przyrząd skonstruowany i wykonany w e własnym zakresie przez autora jako aparat do­ świadczalny (ryc. 12), opiera się również na

mostku Wheatstone’a. Zasilany jest on napię­ ciem stałym 100 lub 500 V, pochodzącym z w e­ wnętrznego zasilacza sieciowego, lub napięciem

Ryc. 14. W ilgotnościomierz do pomiaru wilgotności drewna, typ WP1, produkcji krajowej (fot. autor)

Ryc. 16. M iniaturowy aparat H ydrom ette produkcji niem ieckiej firm y Gann. Obok w idoczny na zdjąciu futeralik oraz elektrody: stykow a płaska do powierzchniowego określania w ilgotności drewna obrobio­ nego i elektroda kolcow a (z igłam i w ielkości szpilek gram ofonowych). (fot. autor)

Ryc. 17. Porów nanie w ielk ości w ilgotnościom ierza Hydrom ette firm y Gann z aparatem do pom iaru

90 V z baterii suchej. Aparat mierzy oporności czynne w pięciu zakresach. Wskaźnikiem zero­ w ym przy pomiarze oporności jest, odpowied­ nio przyłączony, woltomierz lampowy.

Układy mostkowe bywają stosowane wszę­ dzie tam, gdzie zależy na powiększeniu czułości i dokładności przyrządu pomiarowego z równo­ czesną możliwością kompensacji na wpływ y czynników zewnętrznych, jak np. temperatury.

Ciekawym rozwiązaniem wilgotnościomierzy elektrycznych są megomierze lampowe, pracu­ jące w układzie mostka pomiarowego (ryc. 13). W jednym z odgałęzień takiego mostka włączo­ na jest lampa elektronowa, natomiast w pozo­ stałych — opory rzeczywiste. Do poprzecznej gałęzi mostka załączony jest czuły wskaźnik magnetoelektryczny. W stanie spoczynkowym układ mostkowy przyrządu znajduje się w rów­ nowadze elektrycznej. Z chwilą podłączenia do niego szukanej oporności próbki drewna, prąd płynący przez badany obiekt w yw ołuje spadek napięcia na oporze siatkowym lampy elektrono­ wej. Zmiana potencjału siatki, wywołana tym zjawiskiem, powoduje naruszenie równowagi mostka oraz w ychylenie miernika wskazówko­ wego. Ujem ny spadek napięcia, występujący podczas pomiaru na oporze siatkowym lampy o zmiennym nachyleniu (charakterystyki) oraz nieliniowość charakterystyki układu mostkowe­ go są czynnikami wzajemnie się dopełniający­ mi. W w yniku tego proporcjonalnym zmianom oporności mierzonej odpowiadają prawie pro­ porcjonalne zmiany prądu zerowego (dlatego można otrzymać w takim przyrządzie prawie równomierny rozkład skali oporności). Podczas stanu spoczynkowego układu, regulacja prądu różnicowego w gałęzi poprzecznej mostka do­ konuje się przez zmianę spadku napięcia, który występuje na oporze katodowym lampy P2. Natomiast regulacja czułości układu daje się zrealizować przez zmianę oporu Pi w jednym z ramion mostka. Przez zastosowanie oporów o różnych wartościach w obwodzie siatkowym lampy, uzyskano prostą zmianę zakresów. P o ­ miar oporności w takim układzie odbywa się wysokim napięciem stałym. Dla uzyskania m o­ żliw ie dużej stabilności pracy aparatu, stosuje się stabilizację oporową prądu zmiennego oraz neonową napięcia stałego, zasilającego układ.

Praktycznym rozwiązaniem podobnego ukła­ du elektrycznego były wyżej wspomniane już wilgotnościomierze oporowe TAG — Heppen- staill oraz niemieckiej firmy K. Weiss.

Byw ają też aparaty do pomiaru oporności (nie wykonane w formie wilgotnościomierzy), zasilane stabilizowanym napięciem uzyskiwa­ nym za pomocą lamp katodowych. Dokładność tych napięć w ynosi ± 0,01% przy wahaniach sieci n ie przekraczających ± 10%. Dokładność pomiaru oporności tym i aparatami (o innym układzie) jest większa od wyżej opisanego za­ łożenia i wynosi przy wartości 101, 105 i 103 M kolejno 3, 4 i 5%.

Aparaty krajowe, skonstruowane na podo­ bieństw o aparatów marki Weiss — to wilgotno­ ściomierze WP1 i WP2 (ryc. 14, 15), produko­ w ane przez Wrocławską Spółdzielnię Pracy „Radiotechnika“. Są one również megomierza- mi, pracującymi w układzie mostkowym. P o ­ miar wilgotności sprowadza się, jak w poprzed­ nich, do pomiaru oporności drewna. Czteroza- kresowy wilgotnościomierz WP2 umożliwia po­ miar wilgotności w granicach od 5% do 33%. Wyposażony jest w kolcowy wbijak z elektro­ dami nożowymi i w cztery w ym ienne skale, zezwalające na badanie czterech, często spoty­ kanych, gatunków drewna jak: sosna, dąb, świerk i buk. Dokładność pomiaru w zakresie 6— 13% wynosi ± 1%, a powyżej 13% ± 2% odczytanej wartości. Aparat zasilany jest 45 V baterią anodową i 1,5 V baterią żarzeniową.

Bardzo m ałych wym iarów jest, niedawno wypuszczony na rynek, aparat produkcji nie­ mieckiej firmy Gann, Hydromette (ryc. 16, 17). Łatwy w obsłudze i wygodny w transporcie m o­ że oddać duże usługi przy określaniu wilgotno­ ści zabytków w terenie.

W Instytucie Technologii Drewna w Pozna­ niu przeprowadzono badania nad opornością drewna sosnowego w zależności od jego wilgot­ ności z równoczesnym ustaleniem rozrzutu w il­ goci. Praca m iała za zadanie stwierdzenie z ja­ ką dokładnością pozwalają określić wilgotność drewna sosnowego:

a) Mostek oporowy typu W heatstone’a, b) Wilgotnościomierze oporowe typu:

Siemens, produkcji NRF,

Orion, produkcji WRL (6 zakr.), Weiss, produkcji NRD.

Na podstawie w yników stwierdzono, że naj­ dokładniejsze wartości otrzymano mostkiem W heatstone’a ± 1— 2% wilgotności w zakresie do punktu nasycenia włókien (około 27% w il­ gotności). Następnie kolejno: Siem ens z mak­ sym alnym błędem 2,5%, Weiss — 2,8%, Orion

— 3%. '

Jak wynika z ogólnego przeglądu różnych układów wilgotnościomierzy elektrycznych, opierających się na zasadzie pomiaru oporności, zakresy tych przyrządów są różne, zawierające się mniej więcej w granicach 6— 30%. Nieco go­

rzej jest z dokładnością oporowej metody po­ miaru wilgotności drewna, gdyż jak dotychczas tolerancja błędu w najlepszym wypadku jest zbliżona do ± 1%. Jednak w przypadku za­ stosowania opisanej metody do zabytków na drewnie, największą zaletą jest nie niszczący charakter pomiarów i szybkość uzyskiwania

wyników.

art. kons. Józef B olesław ski A kadem ia Sztuk Pięknych Kraków

LITERATURA

St. В i e 1 с z у к, Określanie wilgotności dre w n a, War­ szaw a 1951.

М. E. D u n l a p , For. Prod. Lab., Madison, Wise., Rep. No 1660, October 1951.

M. E. D u n l a p i E. R. B e l l , Electrical Moisture

Meters for Wood, U.S. Dept, of Agr., For. Prod. Lab.,

Rep. No 1660, Madison 1953.

J. D u r s t , Verfahren zu r Bestim m ung der Holzfeuch­

tigkeit. „Die H olzindustrie” 1953, Nr 2 — s. 38 i Nr 3

— s. 82.

J. G r a b o w s k i , T. N i w i ń s k i , P rodu kcja celu ­

lo z y z drewna, Wyd. Przem ysłu Lekkiego i Spożyw ­

czego, W arszawa 1957, s. 30.

T. G r z e c z y ń s k i , Uproszczony sposób oznaczania

wilgotności drewn a zaim pregnowanego, „Przemysł drzew ny” 1953, nr 11, s. 18.

T. G r z e c z y ń s k i , M. F a b i s i a k , Z. S z y m a n ­ k i e w i c z , Metoda higrosondy do oznaczania w i lg o t­

ności d re w n a w czasie jego suszenia. D odatek do

m iesięcznika „Przem ysł drzew ny”, Poznań 1957, nr 1—

2 (11—12).

M. J e ż e w s k i , O określan iu w ilg otn ości drewna

p r z y po m o c y pom iarów e lek tryczn y ch i o n o w y m aparacie do mierzenia wilgotności, „Prace rolniczo-

leśn e”, nr 71, nakładem PAN, Kraków 1953. R. Ke y 1 w e r t h, D elf N o a c k , R e i n b e k , Uber

den Einfluß höherer Tem peratu ren auf die elektrische Holz feuchtigkeitsm essung nach dem Widerstandspinzip.

F. K o l l m a n n , Technologie des Holzes und der

H olz werksto ffe. Berlin-G öttingen H eidelberg 1951, t. I,

s. 362.

A. K o r z e n i o w s k i , Z a sa d y działania i obsługi

wilgotn ościom ierzy elektryczn y ch do dre w n a, „Prze­

m ysł drzew ny”, 1953, zeszyt nr 2 — s. 57, zeszyt nr 4 — s. 29.

J. K r i e c z e t o w , Suszenie drewna, w yd. II, PWRiL, Warszawa 1955, s. 288.

F. K r z y s i k , Nauka o drewnie, PWRiL, Warszawa 1957, s. 469.

F. K r z y s i k , W p ły w wilgoci i w o d y na p o d s ta w o ­

we własności drewna, „Ochrona Z abytków ” XIV,

nr 1—2, W arszawa 1961, s. 50.

H. K ü h n e , H. S t r ä s s l e r , Uber die B estim m u n g

der Holzfeuchtigkeit, Schweizer A rchiv für an gew an ­

dte „W issenschaft und Technik” 1952, Nr 8, s. 264. Kurt S. L i o n , P r z y r z ą d y do badań n a u k o w y c h (elektryczne przetworniki w ejściow e), W arszawa, s. 156; oryginał: Instrum entation in S cien tific Research. Electrical Input Transducers, N ew York Toronto, London 1959.

E. N u s s e r, Die Bestim mung der H olzfeuchtigkeit

durch Messung des Elektrischen W id ersta n des, For- schungsber. Holz. Fachausschuss H olzfragen, Berlin

1938, Nr 5.

T. M. S h a w , R. H. J. E l s k e n , Chem. Phys., 18, 1113, 1950.

Z. S z a f r u g a , N ow e m e to d y oznaczania w ilgotn o­

ści drewna. Praca m agisterska w W yższej S zkole

Rolniczej w Poznaniu, Poznań 1952.

A. M. T u r i с z i n, Pom iary elektryczn e w ielk ości

nieelektrycznych, PWT, Warszawa 1957, przekład z ro­

syjskiego, s. 414. Tytuł oryginału: E le k tr ic e sk ije izm ierenja nieelektriczeskich w ieliczin, G oseniergo- izdat., M oskwa—Leningrad 1954.

S. W a n i n, Nauka o drewnie, PWRiL, W arszawa 1953, s. 93.

T. Z a g a j e w s k i , St. M a l z a c h e r , W. K u l i ­ s i e w i c z , Elektronika prze m ysłow a, PWT, Warsza­ w a 1954, s. 248.

T. Z a g a j e w s k i , St. M a l z a c h e г, A. K w i e ­ c i ń s k i , Elektronika przem ysłow a, PWT, Warszawa

1961, s. 221, (ukł. mostkowe).

R. Z i m m e r m a n n , P r z y r z ą d y pom iarowe radio­

techniki, W arszawa 1962.

Z eszyty naukowe Politechniki W arszawskiej. Elek­ tryka, nr 8, PWN, W arszawa 1955, Elektryka nr 11, PW N, W arszawa 1956.

The Care of W ood Panels, „Museum” (UNESCO)

VIII, 1955, nr 3.

Praca zespołowa) pracow ników Instytutu Technologii Drewna: Badania nad okre ślaniem wilgotności d r e w ­

na za pomocą pomia ru jego oporności e le k tr y c z n e j

(pracę w ykonano w 5 egz.), Poznań 1959.

Praca zespołowa: Mechanicke a fyzik a ln e vlastn osti

dreva. Praca — vyd avatelstvo R oh-B ratislava 1952,

s. 129.

Prospekt firm ow y w ilgotnościom ierza do drewna typ W P l i WP2. ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБМЕРЫ ВЛАЖНОСТИ ДЕРЕВЯННЫХ ПОДОБРАЗОВ Обмеры деформации деревянных подобразов а т ак ж е установление свойственного климата для хранения достопримечательностей требуют опреде­ ления влажности древесины. Применяемый метод для определения влажно­ сти древесины делится на три группы: весово — суш ильную и дистилляционную, ядерного резонан­ са и группу электрического образа действия. Автор вкратце обсуж дает кажды й метод, отличая притом метод электрического отпора, так как наиболее от­ носительно скорого и не требующего побрания об­ разцов из старинной древесины. Обмер влажности получается при помощи определения мощи сопро­ тивляемости м еж ду соотвественно расставленными иголками электродов, втиснутых в доску на опре­ делённую глубину. В продолжении этой статьи автор обсуж дает характерные особенности различного вида гигромет­ ров отпора, применяемых для определения обмера влажности древесины, описывая одновременно ка­ ким образом следует пользоваться их услугами. Результаты исследований, проведенных в Ин­ ституте Технологии Древесины в Познане, утверди­ ли, что наиболее точную и подробную стоимость по­ лучено, когда произведено обмер влажности дре­ весины при помощи мостика отпора типа „W heat­ stone’a; в дальнейшей последовательности поступа­ ют обмеры, получаемые при помощи гигрометров отпора типа „Siem ens”, „W eiss” и „Orion”.

STUDIES AND MEASURE OF MOISTURE IN A WOODEN “SUBSTRATUM” FOR PAINTINGS

D efin ition of m oisture in wood is required to m easure deform ations in the w ooden ’’substratum ” for p aintin gs as w ell as to establish a proper c li­ m ate for th e m onument preservation.

There are three methods to d efine the moisture of wood: w eight-desiccator, distillation, nuclear re­ sonance and there are also som e electrical ones. The author describes, in brief, all the m ethods pointing ou t that th e electrical ressistance m ethod is rapid one and does not reguire the taking out sam ples of the m onum ent wood. The m easure of moisture is

obtained by the definition of the ressistance among the electrode needles set apart and put into the wooden board w ithin a defined depth.

The author describes a gam ut of the ressistance hygrometers for wood as w ell their service.

In a result of the studies carried out in the Wood Technological Institute in Poznań it has been established that the m ost accurate data are obtained by the W heatstone bridge; and in the second turn by the Siem ens, W eiss and Orion ressistance bridges.