СИСТЕМА И СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ВЛАЖНОСТИ ПОСРЕДСТВОМ СООТВЕТСТВУЮЩИХ СХВАТЫВАЮЩИХСЯ СУСПЕНЗИОННЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ
SYSTEM AND METHOD OF CALIBRATING MOISTURE METRES ASSOCIATED SETTABLE SUSPENSION PRODUCTS FOR DETERMINING RELATIVE MOISTURE

Изобретение в целом относится к применению схватывающихся суспензий в строительной индустрии для создания ровных оснований для полов, стен и т.д., более конкретно в изобретении предложена система для достоверного определения степени влажности таких суспензий перед укладкой чистового покровного материала, такого как облицовочная плитка, листовое виниловое, деревянное, ковровое покрытие, отделочное покрытие для стен и т.п., но не ограничиваясь перечисленным.
В строительной индустрии, будь то строительные или реконструируемые площади, перед нанесением чистового поверхностного слоя или покрытия, включая, но не ограничиваясь этим, облицовочную плитку, листовое напольное покрытие, дощатый пол, ковровое покрытие, выравнивающий продукт обычно наносят для выравнивания основного пола при подготовке к чистовому покрытию. Один из таких продуктов продается под торговой маркой LEVELROCK компанией United States Gypsum Company, обладателем настоящего изобретения. Смесь LEVELROCK представляет собой продукт на основе гипса, который смешивают с водой и песком до образования наливной суспензии, которую наносят на полы в целях выравнивания. Для пользователей смеси LEVELROCK или подобных продуктов важно, чтобы перед нанесением чистового покровного материала этот продукт был достаточно сухим. Если продукт недостаточно сухой, то влажность, как известно, разрушает связующий агент некоторых адгезивов, что приводит к тому, что чистовой покровный материал не приклеивается должным образом к выравнивающему продукту или основанию. В некоторых случаях может происходить коробление или образование пузырей чистового покровного материала. Поскольку процесс сушки таких выравнивающих смесей может занимать несколько суток, для составления бюджета строительства и расчета объема работ важно, чтобы подходящий уровень влажности был точно определен как можно скорее.
Одной из попыток решения этой проблемы является использование измерителей влажности для определения относительной влажности выравнивающего продукта. Такие измерители обычно используют при строительных работах, домашнем контроле или подобных работах для измерения уровня влажности древесины или бетона. Такие измерители оказались неудовлетворительными с точки зрения достоверного измерения относительной влажности выравнивающих продуктов, поскольку отображаемые показатели зачастую не точно отражают влажность выравнивающих смесей в целом, а также специфических продуктов, поскольку измерители обычно не предназначены для снятия таких показаний. Кроме того, чувствительность измерителя зависит от производителя, а также может изменяться в ряду приборов одного и того же производителя и одной и той же модели.
В процессе производства листового материала для обшивки стен относительно чувствительные измерители влажности используют для определения желаемых характеристик влажности схватывающихся листов для обшивки стен на конвейерной линии производства листового материала для обшивки стен. Перед установкой измерителей на конвейерную линию используют, как известно, прокладки, задающие желаемую толщину листового материала для обшивки стен при калибровке измерителя. Типичная толщина прокладки составляет 0,6 см, 1,3 см, 1,6 см (0,25 дюйма, 0,5 дюйма, 0,75 дюйма), что соответствует стандартной толщине листового материала для обшивки стен. Прокладки изготавливают из фенольного пластика, который обладает диэлектрическими или отклоняющими природное излучение свойствами, что имитирует умеренно влажный листовой материал для обшивки стен. Калибровку осуществляют путем генерирования двух значений: первого, основанного на диэлектрической проницаемости воздуха, создавая значение "ноль", и второго значения с использованием прокладок, приближаясь к умеренно влажному листу. В таких применениях сразу после калибровки измеритель осуществляет мониторинг влагосодержания с точно определенного расстояния от поверхности листа для обшивки стен. В некоторых применениях прокладки заменяли просто перемещением измерителя дальше от поверхности листа для обшивки стен.
Такое устройство оказалось неподходящим для использования в мониторинге влагосодержания или относительной влажности схватывающихся выравнивающих смесей. Одним из недостатков описанной выше системы являются фиксированные крепления для измерителей с целью получения заданного расстояния от основания, что не подходит для применения на полах. Кроме того, измерители, используемые для мониторинга листов для обшивки стен, чрезмерно дороги и сложны для использования подрядчиками по настилу полов. К тому же, несмотря на то, что влажностные характеристики листов для обшивки стен в достаточной степени постоянны, подрядчики по настилу пола обычно используют различные продукты в зависимости от вида применения. Имеется большой разброс в характеристиках влажности среди этих различных продуктов, и это не позволяет осуществлять согласованный мониторинг существующими системами.
Таким образом, существует потребность в усовершенствованной системе для более точного определения относительной влажности выравнивающего продукта перед укладкой чистового покровного материала. Существует также потребность в такой усовершенствованной системе, которая пригодна для использования с измерителями влажности от различных производителей. Кроме того, существует потребность в усовершенствованной системе мониторинга влажности, которая пригодна для широкого ряда коммерческих продуктов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Перечисленные выше потребности удовлетворяет или превышает настоящая система для определения влагосодержания, или уровня относительной влажности, схватывающихся суспензионных продуктов, таких как выравнивающие смеси, и калибровки измерителя для использования с такими продуктами. Отличительным признаком настоящей системы является по меньшей мере одна прокладка, включающая материал с низкой проводимостью и по результатам эмпирического тестирования, имеющая толщину, находящуюся во взаимно однозначном соответствии с подходящей относительной влажностью конкретной выравнивающей смеси или продукта. Этот прокладка связана с металлической пластиной с относительно высокой проводимостью на поверхности, противоположной измерителю. Перед тем, как приложить измеритель к выравнивающей смеси, пользователь помещает измеритель на прокладку, при этом металлическая пластина предпочтительно находится на основании. Полученное в результате показание будет отражать надлежащий показатель измерения, отображаемый измерителем для конкретного продукта в достаточно сухом состоянии. После записи показателя, отображенного измерителем для прокладки, пользователь затем помещает измеритель на выравнивающую смесь, подлежащую мониторингу. Пользователь определит, что выравнивающая смесь является удовлетворительно сухой, когда измеритель отобразит такой же показатель измерения, как и для прокладки.
Более конкретно, предложен способ калибровки измерителя влажности по конкретному схватывающемуся суспензионному продукту для определения относительной влажности этого продукта. Стадии способа включают определение надлежащей относительной влажности конкретного суспензионного продукта, приведение показания измерителя влажности во взаимно однозначное соответствие с этой надлежащей относительной влажностью для получения показателя измерения, определение относительного зазора между измерителем и проводящей поверхностью для получения этого соответствующего показателя измерения и предоставление прокладки, обеспечивающей этот относительный зазор, для калибровки последующих измерителей относительной влажности схватывающегося суспензионного продукта.
В другом воплощении способ определения относительной влажности конкретного схватывающегося суспензионного продукта включает обеспечение наличия измерителя влажности, предоставление прокладки, находящейся во взаимно однозначном соответствии с этим конкретным схватывающимся суспензионным продуктом, размещение измерителя на прокладке для получения показателя измерения, удаление измерителя с прокладки и размещение измерителя на суспензии для определения относительной влажности суспензионного продукта. Удовлетворительное показание получают, когда измеритель, расположенный на суспензионном продукте, отображает этот показатель измерения.
В еще одном воплощении система для определения относительной влажности схватывающихся суспензионных продуктов включает измеритель влажности и множество прокладок, каждая из которых находится во взаимно однозначном соответствии с конкретным суспензионным продуктом. При размещении измерителя на одной из прокладок измеритель отображает показатель измерения, соответствующий надлежащей относительной влажности конкретного суспензионного продукта, а при удалении измерителя с прокладки и размещении его на суспензионном продукте этот суспензионный продукт будет достигать надлежащей относительной влажности при отображении измерителем этого показателя измерения.
В еще одном воплощении предложена прокладка для применения в системе для определения относительной влажности конкретного схватывающегося суспензионного продукта, причем эта система включает по меньшей мере одну прокладку и измеритель влажности. При размещении измерителя на обозначенной прокладке измеритель отображает показатель измерения, соответствующий надлежащей относительной влажности суспензионного продукта, находящегося с прокладкой во взаимно однозначном соответствии, а при удалении измерителя с указанной прокладки и размещении его на суспензии, эта суспензия достигнет надлежащей относительной влажности при отображении измерителем этого показателя измерения. Прокладка имеет прокладочный элемент, включающий материал с низкой проводимостью, и проводящий элемент, который соединен с прокладочным элементом и проводит радиоволны, генерируемые измерителем.
В еще одном воплощении предложен набор для определения относительной влажности схватывающихся суспензионных продуктов с использованием измерителя влажности, который включает множество прокладок, каждая из которых имеет по меньшей мере один прокладочный элемент и проводящий элемент, при этом каждый прокладочный элемент имеет толщину, находящуюся во взаимно однозначном соответствии с надлежащей относительной влажностью конкретного схватывающегося суспензионного продукта. При размещении измерителя на одной из прокладок измеритель отображает показатель измерения, соответствующий надлежащей относительной влажности суспензионного продукта, находящегося с этой прокладкой во взаимно однозначном соответствии, а при удалении измерителя с прокладки и размещении измерителя на суспензии эта суспензия достигнет надлежащей относительной влажности при отображении измерителем этого показателя измерения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 представлен вид сверху в перспективе, в частичном разрезе, измерителя на прокладке согласно системе по изобретению.
На фиг.2 представлен график зависимости показаний измерителя для конкретного схватывающегося суспензионного продукта от толщины прокладки.
На фиг.3 представлен фрагмент вертикального разреза альтернативного воплощения прокладки, изображенной на фиг.1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящие способ и система предназначены для применения с разнообразными выравнивающими продуктами. В предпочтительном воплощении целевые продукты наносят на поверхность, такую как основной или черный пол, или на ровные, горизонтально расположенные стены или участки стен, в виде схватывающейся суспензии, которая может требовать от двух до четырех суток или даже больше времени до достижения надлежащего уровня влажности или относительной влажности. Сразу после того, как выравнивающий продукт достигнет надлежащего уровня влажности, может быть уложен материал чистового покрытия, такого как облицовочная плитка, листовое виниловое покрытие, отделочное покрытие для стен или тому подобное. Для эффективной адгезии материала чистового покрытия к основанию важно, чтобы выравнивающий продукт был достаточно сухим.
Чтобы откалибровать измеритель, предназначенный для измерения конкретного схватывающегося выравнивающего продукта для пола, для определения относительной влажности этого продукта, сначала определяют, какой уровень влажности требуется в конечном продукте, чтобы он был достаточно сухим. Этот требуемый уровень влажности представляет собой уровень, при котором материал чистового покрытия будет надежно приклеиваться. Такие значения, которые могут находиться в интервале от примерно 0,0 до 2,0% влажности (по массе конечного сухого продукта), зависят от выравнивающего продукта и желаемого материала чистового покрытия. Во многих случаях предпочтительный уровень влажности составляет 1% или меньше.
Со ссылкой на фиг.1, сразу после определения требуемого уровня влажности для конкретного выравнивающего продукта для пола используют указанный измеритель 10 для приведения показания измерителя влажности во взаимно однозначное соответствие с надлежащей относительной влажностью для получения показания измерения. Этот указанный измеритель 10 будут использовать для установления стандарта для других измерителей, используемых в настоящей системе. Предпочтительным измерителем 10 является измеритель радиочастотного (РЧ) типа, и примером подходящего измерителя является GE Protimeter Surveymaster, изготавливаемый компанией General Electric Co. Понятно, что существуют различные конкурентоспособные измерители, которые пригодны для этой цели. Многие подходящие измерители отображают несовпадающие и несовместимые показания измерений. Например, предпочтительный измеритель Protimeter Surveymaster имеет дисплей 11, на котором последовательность цветных светодиодов (СИД) отображает уровень влажности измеряемого основания.
Например, было установлено, что для конкретной выравнивающей смеси для пола, USG Levelrock 2500, надлежащим показанием измерителя в случае указанного измерителя Protimeter Surveymaster при 1% влажности является 7 включенных или активированных СИД. Понятно, что для любого конкретного продукта показание измерителя может меняться при мониторинге требуемого значения влажности, такого как 1%. Такие корреляции между показаниями измерителя и влагосодержанием предпочтительно тестируют эмпирически, чтобы должным образом использовать настоящую систему. Например, должно быть подготовлено несколько образцов целевой выравнивающей смеси, и когда они достигнут намеченного уровня влажности, т.е. 1%, будет получено показание указанного измерителя для определения соответствующего значения, которое здесь называется "показателем измерения". Так, для идентифицированного выше измерителя 10 Protimeter Surveymaster показателем измерения для продукта USG Levelrock 2500 при 1% влажности являются 7 включенных или активированных СИД.
Далее, указанный измеритель 10 передвигают к основанию 12, такому как непроводящий стол или стенд, для определения требуемого для измерителя зазора, или толщины требуемой прокладки, которая будет использована для репродуцирования показателя измерения при использовании других измерителей при измерении влажности на таком же выравнивающем продукте. Со ссылкой на фиг.2, известно, что чем дальше измеритель этого типа расположен от тестируемой поверхности, тем ниже отображаемое показание. Было обнаружено, что после определения соответственного зазора показатель измерения будет воспроизводимым, поскольку измеритель является измерителем одного и того же РЧ типа независимо от производителя или конкретной шкалы индикатора.
Со ссылкой на фиг.1, чтобы получить желаемые результаты, свойства и конструкция прокладки, которая в целом обозначена цифрой 14 и вынуждает измеритель 10 отображать показатель измерения, должны соответствовать следующим параметрам. Во-первых, прокладка 14 предпочтительно изготовлена из двух основных компонентов: по меньшей мере одного прокладочного элемента 16 с низкой проводимостью и элемента 18 с относительно высокой проводимостью. Предусматривается, что прокладочный элемент 16 выполнен из ряда материалов, включая пластик или стекло, которые имеют соответствующие свойства пропускания РЧ. "Низкая проводимость" означает, что в нормальных условиях окружающей среды и по отношению к напряжению, создаваемому измерителем 10, прокладочный элемент 16, является изолятором с соответствующими свойствами пропускания. Очевидно, что подходящие изоляторы могут еще иметь некоторую проводимость и при этом быть пригодными в качестве прокладочного элемента 16 при условии, что полученное показание находится в пределах отображаемого диапазона измерений измерителя 10. Важная особенность, используемая при определении размеров прокладочного элемента 16, заключается в том, что чем дальше измеритель 10 расположен от проводящего элемента 18, тем ниже отображаемое показание. Предпочтительным пластиком является акриловый пластик или полиэтилен высокой плотности, а фенольные пластики, такие как бакелит, оказались неподходящими для настоящих прокладок из-за изменчивости их свойств. Предпочтительные материалы для прокладочного элемента имеют диэлектрическую постоянную менее 10. Кроме того несмотря на то, что предпочтительными являются цельные плоские листы для прокладочного элемента 16, предполагается также, что полые трубы или другие, не являющиеся цельными, прокладки или прокладки неправильной формы могут быть установлены для определения границ слоя воздуха между измерителем 10 и проводящим элементом 18, поскольку они имеют заданную постоянную толщину 'Т', или высоту. Предполагается, что толщина 'Т' также зависит от материала прокладки.
Далее, проводящий элемент 18 предпочтительно представляет собой металлический лист, который обычно является проводником излучения, испускаемого измерителем 10. Таким образом, приемлемыми считаются сталь, алюминий, медь, латунь и сплавы этих или эквивалентных металлов. Важно, чтобы проводящий элемент 18 имел площадь поверхности, достаточно большую, чтобы охватывать большую часть электрического поля, создаваемого измерителем 10. Предпочтительный размер проводящего листа составляет примерно 6 дюймов (15 см) в диаметре на круглом элементе или по стороне квадратного или прямоугольного проводящего элемента. Другие размеры зависят от мощности конкретного измерителя 10.
Предпочтительно также, чтобы прокладочный элемент 16 был закреплен на проводящем элементе 18, например химическим адгезивом, ультразвуковой сваркой, методами сплавления или подобными методами. Одним из подходящих адгезивов является адгезивный продукт в виде спрея, производимый корпорацией 3М Corporation. Путем скрепления прокладочного элемента 16 с проводящим элементом 18 обеспечивают поддержание относительного требуемого зазора между измерителем 10 и проводящим элементом. Так, либо путем размещения прокладок или вкладышей между измерителем 10 и проводящим элементом 18, либо путем физического перемещения измерителя относительно проводящего элемента измеритель размещают на подходящем расстоянии от проводящего элемента так, чтобы измеритель отображал показатель измерения. Соответственно, на первой поверхности 20 прокладочного элемента 16 размещают измеритель влажности 10, а поверхность 22 с обратной стороны соприкасается и соединяется с проводящим элементом 18.
После определения соответствующего зазора 'Т' для указанного измерителя 10 и для конкретного выравнивающего продукта, такой же зазор применим для других РЧ измерителей того же производителя или других производителей в качестве указанного измерения. В настоящем примере зазор 'Т' между указанным измерителем 10 и продуктом Levelrock 2500 составляет 0,20 дюйма (0,5 см). Предполагается, что диапазон колебания толщины прокладки примерно ±0,03 дюйма (0,08 см) является приемлемым, причем предпочтительный допуск составляет 0,01 дюйма (0,03 см). Предполагается также, что в зависимости от типа выравнивающего продукта зазор 'Т' составляет от 0,10 до 0,5 дюйма (0,3 до 1,3 см).
На практике поставщик выравнивающих продуктов обычно предоставляет комплект или набор прокладок 14, каждая из которых соизмерима с зазором, соответствующим конкретному продукту в линейке продуктов поставщика, при назначенном уровне влажности. В некоторых случаях поставщик может поставлять измеритель с прокладками 14. Используя измеритель РЧ-типа для определения, является ли конкретный выравнивающий продукт достаточно сухим, пользователь размещает измеритель на соответствующей прокладке 14 для получения показателя измерения. Затем пользователь удаляет измеритель с прокладки 14 и размещает его на схватывающейся суспензии для определения относительной влажности суспензионного продукта. Если показание измерителя выше этого показателя измерения, то продукт является недостаточно сухим. Если измеритель, находящийся на выравнивающем продукте, отображает этот показатель измерения, то продукт является достаточно сухим, и подходящее чистовое верхнее покрытие может быть безопасно уложено.
На фиг.3 альтернативное воплощение прокладки 14 в целом указано под номером 24. Компоненты, общие с компонентами прокладки 14, имеют те же ссылочные номера. Главное различие между прокладкой 24 и прокладкой 14 заключается в том, что прокладка 24 имеет второй прокладочный элемент 26, закрепленный на поверхности 28 проводящего элемента 18 с обратной стороны от прокладочного элемента 16. Предусматривается, что второй прокладочный элемент 26 закреплен на проводящем элементе 18 таким же способом, как и прокладочный элемент 16. Таким образом, для одного выравнивающего продукта пользователь использует прокладочный элемент 16, а для другого выравнивающего продукта с отличающимися влажностными свойствами пользователь использует прокладочный элемент 22 для получения отличающегося показателя измерения, находящегося во взаимно однозначном соответствии с другим выравнивающим продуктом.
Хотя здесь описаны конкретные воплощения настоящей системы и способа калибровки измерителей влажности для определения относительной влажности находящихся во взаимно однозначном соответствии схватывающихся суспензионных продуктов, специалисту в данной области понятно, что могут быть произведены изменения и модификации без отступления от данного изобретения в его более широких аспектах и как изложено в приведенной ниже формуле изобретения.