Принципи двох різних методів вимірювання для визначення вологи
Перш ніж описувати різні вимірювання вологості, важливо визначити вміст вологи. Вміст вологи зазвичай виражається у відсотках від ваги загального продукту (вологий) або сухого продукту (сухий).
Вологість у вологому стані: M=100 x (мокра вага - суха вага) / волога вага
Вміст вологи в сухому стані: M=100 x (сира маса - суха маса) / суха маса
Згідно з наведеною вище формулою, вологість вологої основи не може перевищувати 100 відсотків. Вологість сухої основи може перевищувати 100 відсотків і є нелінійною функцією. Вміст вологи можна визначити за допомогою кількох методів. Їх можна розділити на дві основні категорії: первинні та вторинні показники.
I. Радіочастотна діелектрична техніка
Цей метод базується на високій діелектричній проникності води порівняно з більшістю твердих речовин.
Було розроблено низку методів визначення діелектрика, включаючи радіочастотну, мікрохвильову та часову рефлектометрію. Щоб виміряти відносну діелектричну проникність матеріалу, матеріал має бути електрично з’єднаний із чутливим контуром. Це можна зробити, помістивши матеріал між двома паралельними електродами, але це не полегшує застосування в режимі онлайн. Якщо чутлива схема працює на радіочастоті, радіочастотну енергію легко поширювати через матеріал і, таким чином, з’єднати з виробом без фізичного контакту. Плоскі електроди смугового поля забезпечують односторонню вимірювальну структуру з меншим впливом на процес.
Електричним аналогом твердого продукту є конденсатор паралельно з провідністю витоку. На ці компоненти впливає вологість, але діелектрична проникність є дуже передбачуваною, а коефіцієнт втрат – ні. Комбіновані компоненти являють собою комплексний імпеданс, який можна легко виміряти, але на нього можуть впливати інші змінні, окрім вологи.
Справжні діелектричні вологоміри зустрічаються рідко, тому що більшість недорогих приладів не намагаються розділити діелектричні компоненти та компоненти втрат. Найдешевші прилади майже не намагаються виміряти комбінований імпеданс із довгостроковою стабільністю та повторюваністю.
Це глибоке вимірювання, яке дозволяє вимірювати неоднорідні продукти.
Він має велику площу вимірювання, що забезпечує більш репрезентативну загальну середню вологість продукту.
Це відносно недорогий порівняно з іншими вбудованими технологіями.
Він дуже надійний і міцний без рухомих частин, які можуть зношуватися або ламатися.
Різноманітні механічні датчики розроблені для широкого діапазону умов процесу та можуть використовуватися в середовищах з високою температурою.
II. Інфрачервона технологія
Технологія відбивання в ближньому інфрачервоному діапазоні (NIR або IR) є широко використовуваною технологією для тестування вологи в режимі онлайн. Багато в чому його популярність пояснюється простотою використання.
Джерело світла (зазвичай кварцова галогенна лампа) колімується та фільтрується до певної довжини хвилі. Фільтр, встановлений на колесі, що обертається, розділяє світло на серію імпульсів певної довжини хвилі. Відфільтрований промінь світла направляється на поверхню вимірюваного продукту. Частина світла відбивається назад до детектора (зазвичай сульфід свинцю). Вода поглинає світло певної довжини хвилі. Якщо фільтр вибрано таким чином, що одна довжина хвилі буде поглинатися водою (промінь зразка), а одна довжина хвилі не буде зазнавати впливу води (еталонний промінь), співвідношення амплітуд двох відбитих довжин хвиль буде пропорційним кількості вода у воді.
Легко наноситься. Зазвичай встановлюється на 6–10 дюймів над виробом. Помірні варіації висоти виробу практично не впливають на вимірювання.
Невелика площа точкового вимірювання в поєднанні з рамкою сканування забезпечує профіль продукту.
Конкретні довжини хвиль можна вибрати для вимірювання змінних, крім вологості.
