Auf der Suche nach der Holzfeuchtigkeit

[Fidgety Feet]

Ich suche jetzt erst einmal KEIN Gerät zur Holzfeuchtemessung. Meine Fragen, so sie noch kommen, richten sich an die Spezialisten, die gleichzeitig in beiden Fachgebieten beschlagen sind: die elektrische Messtechnik und deren Anwendung zur Ermittlung der Holzfeuchte. Die Forumssuche habe ich schon hinter mir, aber vielleicht hilft mir ja jemand, mich auf die richtige Fährte zu lotsen.

Soviel ich bis jetzt verstanden habe, ist die Anzeige des "richtigen" Wertes bei der elektrischen Messung von der Holzart abhängig (?/!) Kann man das irgendwo nachlesen? Die Widerstandsmessung als Messprinzip scheint wohl geläufig zu sein. Wie wäre es mit einer Leitfähigkeitsmesung? Oder gibt es noch gänzlich andere Messprinzipien?

Wenn die Widerstandsmessung aussagefähige Werte liefern kann, warum sollte ich mir ein teueres Holzfeuchtemessgerät auf der Basis der Widerstandsmessung kaufen, wenn ich selbst ein leistungsfähiges aber rein elektrisches Messgerät in der Schublade liegen habe?

Fragen über Fragen, vielleicht findet sich eine Antwort. Danke schon mal im voraus. Ich bin auch bereit, das Ergebniss weiterer Recherchen mit euch zuteilen, wenn man mich in die richtige Richtung schubst

 

[Holz-Fritze]

Kann man das irgendwo nachlesen? Die Widerstandsmessung als Messprinzip scheint wohl geläufig zu sein. Wie wäre es mit einer Leitfähigkeitsmesung? Oder gibt es noch gänzlich andere Messprinzipien?

Leitfähigkeit ist der Kehrwert vom Widerstand, also im Grunde die selbe Messung mit umgewandelten Ergebnis.

Zum Einlesen hier: http://www.schwedland.de/Schwedland_Master-Thesis_1_Textteil_151001.pdf

 

[uli2003]

Soviel ich bis jetzt verstanden habe, ist die Anzeige des "richtigen" Wertes bei der elektrischen Messung von der Holzart abhängig (?/!)

Ja natürlich ist es das, je nach der Dichte des Holzes findet sich mehr oder weniger eingelagertes Wasser im Holz. Das freie Wasser in den Zellhohlräumen ist eh nicht bestimmbar, weshalb Messungen erst unterhalb des Fasersättigungspunktes Sinn ergeben.

In den meisten Fällen wird der Widerstand gemessen. Hier hilft dir die Lektüre der EN 13183-2 weiter.
Messmethode: 2 Elektroden werden im definierten Abstand auf 1/3 Brettdicke eingetrieben, um einen Mittelwert zwischen ggf. technischer und natürlicher Holztrocknung zu erreichen.
Ebenso sollte die Temperatur abgestimmt sein, oder das Gerät verfügt über eine Temperaturkompensation. Die alten Gann Hydromette hatten eine reine Widerstandsmessung ohne jeglichen Halbleiter im Gerät
Bei modernen Geräten sieht das anders aus.

Möglichkeit 2 ist die Kapazitätsmessung. Ein hochfrequentes Feld an einem Plattenkondensator wirkt in das Holz ein, und die Kapazität verändert sich in Abhängigkeit zur Permittivität des Holzes. Auch hier ist eine Temperaturkompensation nötig, und die relative Permittivität von Holz ist nicht immer gleich, sondern liegt irgendwo zwischen 2-3,5 Fm^-1.

 

[magmog]

Guuden,

gute Messgeräte messen z.B. mit dem 2PMR Verfahren oder kapazitiv,
eine reine Wiederstandmessung funzt wg. der sehr unterschiedlichen Holzdichten, unterschiedlichen Zusammensetzungen der Holzsäfte je nach Holzart und Jahreszeit, Standort...nicht oder zeigt nur grobe Schätzwerte.

 

[Fidgety Feet]

Zum Einlesen hier: http://www.schwedland.de/Schwedland_Master-Thesis_1_Textteil_151001.pdf

Interessant, wenn ich die Thesen aus der vorliegenden Schwedland-Arbeit richtig deute, dann sind widerstandsbasierte Geräte für den Allerwertesten. Das deckt sich mit der Einschätzung von @uli2003 und @magmog
Bleibt die kapazitive Messung? Ach, wenn das Dielektrikum doch bloß konstant Werte hätte....

 

[uli2003]

2PMR dürfte im Tischlerhandwerk eher selten bis gar nicht anzutreffen sein. Da holz inhomogen ist, zudem eine Trocknung nie ganz gleichmäßig erfolgt, wird ein exaktes Ergebnis immer schwierig bleiben.
In der Regel ist das aber auch nicht nötig.

Grüße
Uliu

 

[WinfriedM]

warum sollte ich mir ein teueres Holzfeuchtemessgerät auf der Basis der Widerstandsmessung kaufen, wenn ich selbst ein leistungsfähiges aber rein elektrisches Messgerät in der Schublade liegen habe?

Bei Universalmessgeräten reicht der Widerstandsbereich in der Regel nicht aus. Die können nur bis 20 MOhm, für Holz bräuchtest du vermutlich was bis 200 MOhm.

 

[Fidgety Feet]

....für Holz bräuchtest du vermutlich was bis 200 MOhm.

Nein, das würde auch nicht reichen.

In der Arbeit von Schwedland wird bei 9% Feuchte ein Widerstandswert von 316,227 GΩ zugeordnet

 

[Fidgety Feet]

2PMR dürfte im Tischlerhandwerk eher selten bis gar nicht anzutreffen sein.

Es ist schon schwierig im Internet einen entsprechenden Anbieter zu finden. So wie sich mir das darstellt, ist diese Technik auch schon "etwas" anspruchsvoller.

Da Holz inhomogen ist, zudem eine Trocknung nie ganz gleichmäßig erfolgt, wird ein exaktes Ergebnis immer schwierig bleiben.

Wer auch immer messen will, muss sich über sein Messergebnis und den Weg dorthin schon im Klaren sein. Die Schwedland-Masterarbeit ist sehr aufschlussreich, so dass ich die Feuchtemessung bei Holz schon in einem ganz anderen Blickwinkel sehe. Den Kauf eines Messgerätes zu einem Preis um 20 € und weniger, den kann man sich ersparen, das ist meine Meinung. Die Hersteller/Händler solcher Geräte müssen keine Reklamationen fürchten.

In der Regel ist das aber auch nicht nötig.

Das ist leicht gesagt! Wenn man als Neuling gelegentlich mit der Nennung von empfohlenen Holzfeuchtewerten konfrontiert wird, dann steht zunächst einmal eine Verunsicherung ins Haus.

Ein naheliegender Gedanke war, zumindest mal überschlägig zu messen. Und das kann ich vielleicht auch mit einem geeignetem Ohmmeter (?) Versuch macht kluch Aber die Nennung von realen Größen (reine Hypothese) macht die Sache doch sehr fraglich: Bei einer Meßspannung von 30 V und einem Widerstandswert von 300 GΩ sollte man einen Strom von 100 pA (100 • 10⁻¹² A) messen können. Oh je, da wird's schon eng!!!

 

[Holz-Fritze]

Bei einer Meßspannung von 30 V und einem Widerstandswert von 300 GΩ sollte man einen Strom von 100 pA (100 • 10⁻¹² A) messen können. Oh je, da wird's schon eng!!!

Ich habe hier ein Rhode und Schwarz Messgerät, das kann sowas. Kostenpunkt ca. 4000 Euro

Mein Voltcraft Holzfeuchtemessgerät war dagegen ein Schnäppchen.

 

[WinfriedM]

bei 9% Feuchte ein Widerstandswert von 316,227 GΩ zugeordnet

Das kann nicht sein, das bezweifle ich mal stark, wenn ich auch sehe, wie mein Holzfeuchtemessgerät auf meine Finger reagiert, die eher im MOhm-Bereich leiten.

Bei so hohen Widerständen bekämst du auch Probleme, sowas in 50 Euro Messgeräten zu integrieren und auch Probleme, mit niedrigen Spannungen zu messen.

 

[Holz-Fritze]

Das kann nicht sein, das bezweifle ich mal stark, wenn ich auch sehe, wie mein Holzfeuchtemessgerät auf meine Finger reagiert, die eher im MOhm-Bereich leiten.

Bei so hohen Widerständen bekämst du auch Probleme, sowas in 50 Euro Messgeräten zu integrieren und auch Probleme, mit niedrigen Spannungen zu messen.

Nun ja der spezifische Widerstand von trockenen Holz wird 1x10 hoch 10 bis 1x 10 hoch 16 angegeben. Was auch damit übereinstimmt, dass trockenes Holz ein guter Isolator ist. (im Bereich von Kunststoffen).
Es kommt halt darauf an bis wohin man messen will, den Holzfeuchtemessgeräten ist im unteren Feuchtebereich eben eine Grenze gesetzt.

 

[Fidgety Feet]

Das kann nicht sein, das bezweifle ich mal stark, wenn ich auch sehe, wie mein Holzfeuchtemessgerät auf meine Finger reagiert, die eher im MOhm-Bereich leiten.

Selbst TROTEC liefert in seinem T2000-Praxishandbuch (klick hier) auf Seite 3.2-03 Werte im Giga-Ohm-Bereich, die sich auf eine Holzfeuchte unter 10% beziehen.

Oder auch in dieser Publikation (klick hier) des TECHNICAL RESEARCH CENTER OF FINLAND auf Seite 14 (Figure 1. Resistance curves...) sieht man Giga-Ohm-Werte im mehrstelligen Bereich, wenn die Holzfeuchte unter 10% liegt.

Hier noch mal eine kleine Erinnerung an alte Zeiten:

......Bei trockenem Holz hast du bei 2 Elektroden, die z.B. 20 mm weit auseinander eingeschlagen werden, weit mehr als 20 MOhm, sprich, mit einem normalen digitalen Ohmmeter misst man nichts mehr. Ich glaube, man muss da im Bereich 100MOhm-1000MOhm messen können, was technisch nicht mehr so ganz einfach zu realisieren ist.

Ich nehme an, du hast schon damals geahnt, dass es große Widerstandswerte sein müssen, du hast dich lediglich um 3 Zehnerpotenzen verschätzt. Alleine mit dem Glauben kommt man aber in der Sache nicht sehr weit. Es gibt im Internet genug Quellen, die alle glaubwürdig sind, weil sie sich auf tatsächlich durchgeführte Messreihen beziehen.

 

[Fidgety Feet]

Nun ja der spezifische Widerstand von trockenen Holz wird 1x10 hoch 10 bis 1x 10 hoch 16 angegeben.

Bei 1x10 hoch 10 sind wir schon mittendrin im Giga-Ohm-Bereich und da ist das Ende der Fahnenstange noch lange nicht erreicht - von da an lässt sich der Wert noch einmal um den Faktor von 1 Million nach oben treiben

 

[Holz-Fritze]

Bei 1x10 hoch 10 sind wir schon mittendrin im Giga-Ohm-Bereich und da ist das Ende der Fahnenstange noch lange nicht erreicht - von da an lässt sich der Wert noch einmal um den Faktor von 1 Million nach oben treiben

kommt auf den Querschnitt an und die Entfernung der Elektroden. Wenn der Querschnitt hoch ist und die Elektroden eng zusammen schaffst Du vielleicht auch MOhm.

 

[Fidgety Feet]

Wenn der Querschnitt hoch ist und die Elektroden eng zusammen schaffst Du vielleicht auch MOhm.

Klar doch: spezifischer Widerstand definiert nach SI in Ω • mm² • m⁻¹
Je näher aber die Elektroden zusammen rücken, desto undeutlicher wird der Messwert und desto größer dürfte die Streuung liegen.

 

[WinfriedM]

Alleine mit dem Glauben kommt man aber in der Sache nicht sehr weit.

Doch, andere recherchieren es dann genau und dann wissen wir mehr. Ziel erreicht.

Die Tabelle beim Trotec zeigt es sehr schön, dass die Kurve extrem flach wird. Nimmt man mal die oberste Kennlinie, sind wir bei 10% bei 7 GOhm, bei 5% aber schon bei etwa 400 GOhm.

Bei 9% sind wir je nach Holz bei 300 MOhm - 10 GOhm, dass ist aber deutlich entfernt von deinen erwähnten 316 GOhm. Da bleibe ich dabei, dass das kein preiswetes Messgerät (<500 Euro) kann. Das ist schon extrem schwierig zu messen. Das geht glaube ich auch nicht mit niedrigen Mess-Spannungen.

 

[Holz-Fritze]

Klar doch: spezifischer Widerstand definiert nach SI in Ω • mm² • m⁻¹
Je näher aber die Elektroden zusammen rücken, desto undeutlicher wird der Messwert und desto größer dürfte die Streuung liegen.

Ich dachte du suchst jemanden der in elektrischen Fragen bewandert ist und versuchst nicht anderen etwas beizubringen.
Im übrigen ist es falsch was Du schreibst.

 

[Fidgety Feet]

Ich dachte du suchst jemanden der in elektrischen Fragen bewandert....

das war nur ein Teil meiner Fragestellung, meine Ansprache richtet sich an eine Kombination von Fachwissen um a) die Feuchtemessung bei Holz und b) hierzu der Bezug zur elektrischen Messtechnik. Solche Spezies sind eher dünn gesät. Mit meiner letzten Antwort wollte ich dich nicht verunsichern und schon gar nicht versuchen, anderen etwas bei zu bringen. Es sollte nur dazu dienen, den von dir angedeuteten Bezug sachlich klar heraus zu stellen.

Wenn etwas nach deiner Meinung falsch ist, dann bitte ich dich, dies näher zu begründen. Mit "undeutlichen" Messwerten beziehe ich mich auf die sich vergrößernde Messunsicherheit bei sich verkleinernden Sondenabständen, die Messwerte sind dann nicht mehr repräsentativ.

Im Übrigen danke ich dir, für den Link zu der Arbeit von Schwedland. Mit über 100 Seiten, ist so etwas nicht gerade leicht verdaulich. Da Schwedland seine Arbeit aber klar gegliedert hat, kann man große Teile der Begriffserklärungen überlesen, sofern man bereits über eine grundlegende Qualifikation verfügt. So ist die Essenz aus der Schwedland-Arbeit recht übersichtlich und deckt sich mit anderen Publikationen namhafter Institute, wie ich mittlerweile recherchieren konnte.

 

[Holz-Fritze]

Wenn etwas nach deiner Meinung falsch ist, dann bitte ich dich, dies näher zu begründen. Mit "undeutlichen" Messwerten beziehe ich mich auf die sich vergrößernde Messunsicherheit bei sich verkleinernden Sondenabständen, die Messwerte sind dann nicht mehr repräsentativ.

Aus elektrischer Sicht ist die Unsicherheit nicht größer. Es kommt nur auf die Auflösung an. Wenn man natürlich über eine größere Holzstrecke mißt mittelt man die eventuelle ungleiche Verteilung der Feuchte oder die ungleiche Holzstruktur. Der Begriff "Streuung" ist - sagen wir es mal so - unglücklich gewählt.
Du könntest eben auch bei einer kleinen Messstrecke mehrere Messungen machen und auch so das Ergebnis mitteln. Das hat den selben Effekt. Also ist eine kurze Messstrecken nicht automatisch unsicherer.

Ich habe mir auf Anraten eines alten Schreiner hier im Forum (der leider nicht mehr schreibt) das Voltcraft FM-300 gekauft. Da er dieses mit einem deutlich teureren in der Werkstatt verglichen hatte und überrascht war von der guten Vergleichs-Genauigkeit. Es hat auch eine einigermaßen stabile Einschlagelektrode.

 

[Fidgety Feet]

Doch, andere recherchieren es dann genau und dann wissen wir mehr. Ziel erreicht.

Ein paar Mega-Ohm oder ein paar Giga-Ohm, ach, was macht das schon Dazwischen liegen Welten, das habe ich schon einmal mit meiner weiter oben durchgeführten Rechnung zu verdeutlichen versucht.

Deine Einschätzung aus dem dem Mai 2008 geht bis maximal 1 GΩ. Die Nennung von über 300 GΩ bezieht sich auf einen Messwert aus der Schwedland-Arbeit. Ob die Zuordnung 9% Holzfeuchte zu etwa 316 GΩ richtig ist, steht auf einem ganz anderen Blatt, aber zunächst wurden sie von Schwedland genannt. Für mich waren diese hohen Werte neu bzw. schon lange wieder in der Versenkung verschwunden. Aber du wirst zugeben müssen, dass der Unterschied zwischen deiner Schätzung und dem von Schwedland belegten Wert doch schon sehr eklatant ist.

Man kann sich bequem die gefälligste Kurve heraus suchen, was aber nicht darüber hinweg täuscht, das Trotec die Holzsorten nicht näher spezifiziert, so dass man vielleicht die unterste Kurve der Sorte 27 etwas anzweifeln dürfte oder auch nicht. Dagegen die oberste Trotec-Kurve reicht locker in den mehrstelligen Giga-Ohm-Bereich. Wenn ich mir die Quintessenz aus der Schwedland-Arbeit zu Gemüte führe, dann hat er die Aussagen der Gerätehersteller etwas relativiert.

Ich halte Schwedland und erst recht das Technical Research Centre of Finland (VTT) für kompetent in der Sache, weshalb die Aussage der Finnen "Widerstandsmessgeräte sind am genauesten im Bereich von 8 - 20%" schon an Bedeutung gewinnt, so sollte man sich die Liste der untersuchten Hersteller etwas genauer ansehen. Dass sie in dem Bereich am genauesten sind, impliziert aber nicht, dass sie tatsächlich auch genau messen. Das Problem dabei ist, dass man die Holzsorten schon genau kennen muss, um die Gerätekalibrierung zu kompensieren, in die dann auch noch die Temperatur zu berücksichtigen wäre.

Vor Eintritt in diesen Faden stand für mich die Frage, ob ich mir mit Bordmitteln einen Überblick über die Holzfeuchte der von mir verarbeiteten Hölzer verschaffen könnte. Da mir bisher die chemischen und physikalischen Zusammenhänge in Bezug auf Holz nicht geläufig waren, galt es zunächst diese Punkte zu klären. Meine Erkenntnis: mit meinen bei mir vorhandenen Bordmitteln ist das Ziel nicht zu erreichen und für Rhode&Schwarz reicht mein Budget nicht.

Da ich nicht beabsichtige, frisches Schnittholz zu verarbeiten, scheint sich für mich die Notwendigkeit einer Holzfeuchtemessung zu relativieren, aber nur vielleicht. Denn so wirft die allgemeine Empfehlung, dass die Holzfeuchte für Möbelholz bei 7...10% liegen sollte, sofort wieder Fragen auf. Nach den bisherigen Erkenntnissen meiner Recherchen wäre das aus elektrischer Sicht der kritischste Bereich, weil sich die Widerstandswerte mit abnehmender Feuchte exponentiell erhöhen und dabei noch die Holzart zu berücksichtigen wäre - der Glaube an preiswerte Messgeräte schwindet zusehends. Gesetzt den Fall, ich könnte wie @Holz-Fritze ein Schnäppchen ergattern und ich könnte die Holzfeuchte halbwegs sicher bestimmen, doch was mache ich, wenn ich die empfohlene Holzfeuchte nicht erreichen kann? Trockenkammer? Das würde den Rahmen meiner Bastler-Werkstatt sicherlich übersteigen.

 

[Holz-Fritze]

doch was mache ich, wenn ich die empfohlene Holzfeuchte nicht erreichen kann? Trockenkammer? Das würde den Rahmen meiner Bastler-Werkstatt sicherlich übersteigen.

Ich schaffe in meinem Keller eine Holzfeuchte von unter 9%, also unmöglich ist das nicht, dauert halt ein bischen. Das Holz welches ich vom Holzgroßhandel kaufe liegt dann ca. 1 / 2 Jahre in meinem Keller (bzw. hängt an der Wand). Dann ist es als Möbelholz brauchbar. Auch hier gilt Versuch macht kluch. (Für einen Versuch kannst Du ja auch die Darr Methode anwenden)

 

[uli2003]

Aus elektrischer Sicht ist die Unsicherheit nicht größer. Es kommt nur auf die Auflösung an.

Die Unsicherheit ist, macht man viele Messungen über kurze Distanzen, sogar deutlich geringer.
Das schon aufgrund der Inhomogenität des Materials, ein Riss beispielsweise kann die Messung über eine längere Distanz völlig unbrauchbar machen. Messungen quer und längs zur Faser fallen auch völlig unterschiedlich aus.

Ein paar Mega-Ohm oder ein paar Giga-Ohm, ach, was macht das schon Dazwischen liegen Welten, das habe ich schon einmal mit meiner weiter oben durchgeführten Rechnung zu verdeutlichen versucht.

Holz ist einer der besten Isolatoren. Wenn nur das Wasser nicht wäre. Und beim Wasser kommt es jetzt auch noch auf die Verunreinigung an. Reines Wasser ist nicht leitend. Daneben kann das Holz noch artenabhängige Inhaltsstoffe besitzen, die auch leitend sind.

Und wenn das Ganze jetzt noch linear wäre, was es auch nicht ist, dann müssen erst mal Kennlinien her. Ich glaube die Idee mit der einfachen Widerstandsmessung wird nix

 

[Fidgety Feet]

Ich glaube die Idee mit der einfachen Widerstandsmessung wird nix

Da bin ich schließlich auch schon drauf gekommen, ich zitiere mich mal selbst:

Meine Erkenntnis: mit meinen bei mir vorhandenen Bordmitteln ist das Ziel nicht zu erreichen und ....

So kann ich deine Ansicht bestätigen. Aus sportlicher Sicht wäre es vielleicht eine Möglichkeit, einen Messverstärker zu entwickeln und den an einen Raspberry zu hängen. ABER: Die Kosten des dafür benötigten Messgeräteparks liegen jenseits von gut und böse, dazu kämen noch Laborausrüstung für Klimaschränke, Trockenschränke, Laborwaagen etc. Also insgesamt ein illusorisches Unterfangen. Für ein Bruchteil dessen kauft man sich eher ein hoch professionelles Gerät z.B. von GANN - doch was soll ich als privater Nutzer damit?

 

[Holz-Fritze]

Holz ist einer der besten Isolatoren. Wenn nur das Wasser nicht wäre. Und beim Wasser kommt es jetzt auch noch auf die Verunreinigung an. Reines Wasser ist nicht leitend. Daneben kann das Holz noch artenabhängige Inhaltsstoffe besitzen, die auch leitend sind.

Holz muss aber nich verunreinigt sein. Holz enthält nun mal Salze die der lebende Baum anreichert, durch diese Salze wird Holz leitend. Auch die Gerbsäure sorgt dafür, dass das Wasser im Holz leitend wird. Die Holzfeuchte kommt ja durch die Luftfeuchte zustande, das bedeutet es wird mit dem Wasser kein Salz oder andere Fremdstoffe eingetragen, dieses ist im Holz enthalten.