СРАВНЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЕЧНОЙ ВЛАЖНОСТИ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ: РУЧНЫМ ВЛАГОМЕРОМ ФИРМЫ «GANN» И БЕСКОНТАКТНЫМ ДАТЧИКОМ FMI

№58-1,

Технические науки

Проведена исследовательская работа по сравнению точности измерения конечной влажности различными методами: ручным влагомером фирмы «Сann» и бесконтактным датчиком FMI. Анализ проведенных исследований на основании сравнения средних квадратичных отклонений показал, что точность измерения конечной влажности бесконтактным влагомером ниже, чем ручным влагомером, но так как разница ошибки среднего арифметического конечной влажности досок находится в пределах допустимого и составляет 0,5 можно говорить, что оба метода дают практически одинаковую высокую точность измерения.

Похожие материалы

Актуальность проблемы сушки древесины активно растет в условиях интенсивного развития деревообрабатывающих производств. Сушка древесины и пиломатериалов – важнейшая операция по улучшению и облагораживанию древесины. В течение этой процедуры материал меняет свои физико-механические, технические и эксплуатационные качества [1]. Было проведено исследование на участке сушки и пакетирования около навесов с сухими пиломатериалами и на линии сортировки и пакетирования «Hekotek». Для замера конечной влажности пиломатериалов использовался ручной электровлагомер фирмы «Gann» и бесконтактный влагомер (датчик FMI). В таблице 1 представлена методическая сетка для исследования, где представлен перечень контролируемых факторов и их уровни в опытах.

Таблица 1. Методическая сетка для исследования сравнения точности измерения конечной влажности различными методами

Факторы

Ед. измерения

Уровни факторов в опытах

Примечание

1

2

3

Метод измерения

-

весовой метод

ручной влагомер

бесконтактный

влагомер

Сечение

мм

63×150

63×150

63×150

Порода древесины

-

ель

ель

ель

Начальная влажность

%

40,49

40,49

40,49

измерена весовым методом

Температура воздуха в помещении

˚С

17-19

17-19

17-19

Относительная влажность воздуха в помещении

%

40-60

40-60

40-60

В таблице 2 представлены результаты измерений для исследования точности измерения конечной влажности различными методами.

Таблица 2. Результаты измерений для исследования сравнения точности измерения конечной влажности различными методами

Номер замера

Конечная влажность ωк, %

весовой метод

ручной влагомер

бесконтактный влагомер

1

17,7

18,9

18,7

2

13,6

16,8

16,0

3

14,6

17,3

18,0

4

18,7

17,4

17,7

5

15,4

17,9

17,1

6

17,4

17,9

17,6

7

23,0

18,4

18,1

8

14,6

19,0

17,9

9

24,9

18,2

16,9

10

20,5

18,2

16,8

Результаты статистической обработки приведены в таблицах 3–6.

Таблица 3. Результаты статистической обработки измерения конечной влажности досок весовым способом

Число наблюдений в выборке, n

10

Минимальное значение в выборке

13,6

Максимальное значение в выборке

24,9

Среднее арифметическое выборки

18,04

Оценка среднего квадратичного отклонения S

3,8923

Коэффициент изменчивости наблюдений V, %

21,576

Абсол. ошибка средн.арифм. m с вероятн. v* =0,9

1,6887

Относит-я ошибка средн. арифмет-го Р, %,

9,3611

Асимметрия распределения наблюдений A

0,697

Отношение асимметрии к ошибке асимметрии (A/mA)

0,8998

Эксцесс распределения наблюдений E

-0,544

Отношение эксцесса к своей ошибке E/mE

-0,351

По результатам статистической обработки можно сделать следующие выводы: результаты определения среднего арифметического значения конечной влажности в опыте недостоверные, среднее арифметическое составляет 18,04 % с относительной ошибкой 9,36 % и с двухсторонней доверительной вероятностью v*=0,8.

Так как отношение асимметрии к ошибке асимметрии и отношение эксцесса к своей ошибке меньше трех, то можно считать, что асимметрия и эксцесс в опыте случайны, а распределение результатов измерения конечной влажности пиломатериалов весовым методом подчиняется закону нормального распределения.

Таблица 4. Результаты статистической обработки измерения конечной влажности досок ручным электровлагомером

Число наблюдений в выборке, n

10

Минимальное значение в выборке

16,8

Максимальное значение в выборке

19,0

Среднее арифметическое выборки

18,0

Оценка среднего квадратичного отклонения S

0,7155

Коэффициент изменчивости наблюдений V, %

3,9751

Абсол. ошибка средн.арифм. m с вероятн. v* =0,9

0,41

Относит-я ошибка средн. арифмет-го Р, %,

2,2777

Асимметрия распределения наблюдений A

-0,198

Отношение асимметрии к ошибке асимметрии (A/mA)

-0,255

Эксцесс распределения наблюдений E

-0,5

Отношение эксцесса к своей ошибке E/mE

-0,323

По результатам статистической обработки можно сделать следующие выводы: среднее арифметическое значение конечной влажности измеренной ручным электровлагомером достоверно и лежит в пределах 18,0±0,41 % с доверительной вероятностью v* =0,9.

Относительная ошибка среднего арифметического конечной влажности досок при измерении электровлагомером составила 2,28 %, что значительно меньше 5 % и показывает достоверность результатов исследования.

Теоретический диапазон рассеивания конечной влажности отдельных досок измеренной ручным электровлагомером может быть в пределах 15,8–20,2 %.

Таблица 5. Результаты статистической обработки измерения конечной влажности досок бесконтактным влагомером

Число наблюдений в выборке, n

10

Минимальное значение в выборке

16,0

Максимальное значение в выборке

18,7

Среднее арифметическое выборки

17,48

Оценка среднего квадратичного отклонения S

0,8048

Коэффициент изменчивости наблюдений V, %

4,6041

Абсол. ошибка средн.арифм. m с вероятн. v* =0,9

0,4611

Относит-я ошибка средн. арифмет-го Р, %,

2,6382

Асимметрия распределения наблюдений A

-0,441

Отношение асимметрии к ошибке асимметрии (A/mA)

-0,57

Эксцесс распределения наблюдений E

0,0856

Отношение эксцесса к своей ошибке E/mE

0,0552

По результатам статистической обработки можно сделать следующие выводы: среднее арифметическое значение конечной влажности, измеренной бесконтактным влагомером достоверно и лежит в пределах 17,48±0,46 с двухсторонней доверительной вероятностью v* =0,9.

Относительная ошибка среднего арифметического конечной влажности досок при измерении бесконтактным влагомером составила 2,64 %, что значительно меньше 5 %.

Теоретический диапазон рассеивания конечной влажности отдельных досок измеренной бесконтактным влагомером может быть в пределах 15,1–19,9 % [2].

Анализ проведенных исследований на основании сравнения средних квадратичных отклонений показал, что точность измерения конечной влажности бесконтактным влагомером ниже, чем ручным влагомером, но так как разница ошибки среднего арифметического конечной влажности досок находится в пределах допустимого и составляет 0,5 можно говорить, что оба метода дают практически одинаковую высокую точность измерения.

Список литературы

  1. Суровцева Л.С. Повышение эффективности производства пиломатериалов // монография / Л.С. Суровцева.- Архангельск:. Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2006-22с.- ISBM 5-261-00265-6.
  2. Голяков А. Д. Научные исследования в деревообработке // метод. указания к курсовой и диплом. работам. – 3-е изд., доп. – Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2009. – 32 с.