Принципи на две различни измервателни техники за определяне на влага
Преди да опишем различните измервания на влага, е важно да определим съдържанието на влага. Съдържанието на влага обикновено се изразява като процент от теглото на общия продукт (на мокра основа) или сух продукт (на суха основа).
Мокро съдържание на влага: M=100 x (мокро тегло - сухо тегло) / мокро тегло
Съдържание на влага на суха основа: M=100 x (мокро тегло - сухо тегло) / сухо тегло
Съгласно горната формула съдържанието на влага в мократа основа не може да надвишава 100 процента. Влагата на суха основа може да надвишава 100 процента и е нелинейна функция. Съдържанието на влага може да се определи чрез редица техники. Те могат да бъдат разделени на две основни категории, първични и вторични показатели.
I. Радиочестотни диелектрични техники
Този метод разчита на висока диелектрична константа на водата в сравнение с повечето твърди вещества.
Разработени са редица техники за определяне на диелектрика, включително RF, микровълнова и времева рефлектометрия. За да се измери относителната диелектрична константа на материал, материалът трябва да бъде електрически свързан към сензорна верига. Това може да стане чрез поставяне на материала между два успоредни електрода, но това не улеснява онлайн приложенията. Ако сензорната верига работи на RF, е лесно да се разпространи RF енергия през материала и по този начин да се свърже с продукта без физически контакт. Електродите с планарно периферно поле осигуряват едностранна измервателна структура с по-малко въздействие върху процеса.
Електрическият аналог на твърд продукт е кондензатор, паралелно с проводимостта на утечка. Тези компоненти се влияят от влагата, но диелектричната константа е много предсказуема, докато коефициентът на загуба не е. Комбинираните компоненти представляват сложен импеданс, който може лесно да бъде измерен, но може да бъде повлиян от променливи, различни от влагата.
Истинските диелектрични влагомери са рядкост, тъй като повечето евтини инструменти не се опитват да разделят диелектрика и компонентите на загубите. Най-евтините инструменти правят малко или никакви опити за измерване на комбинирания импеданс с дългосрочна стабилност и повторяемост.
Това е проникващо измерване и може да измерва нехомогенни продукти.
Той има голяма площ за измерване, която осигурява по-представителна обща средна влажност на продукта.
Той е сравнително евтин в сравнение с други вградени технологии.
Той е много надежден и здрав, без движещи се части, които да се износват или счупят.
Различни механични сензори са проектирани да отговарят на широк диапазон от условия на процеса и могат да се използват в среда с висока температура.
II. Инфрачервена технология
Технологията за близко инфрачервено отражение (NIR или IR) е широко използвана технология за онлайн тестване на влага. Голяма част от популярността му се дължи на лесната му употреба.
Източник на светлина (обикновено кварцова халогенна крушка) се колимира и филтрира до определена дължина на вълната. Филтър, монтиран на въртящо се колело, разделя светлината на серия от импулси с определена дължина на вълната. Филтрираният светлинен лъч се насочва към повърхността на измервания продукт. Част от светлината се отразява обратно към детектора (обикновено оловен сулфид). Специфична дължина на вълната на светлината се абсорбира от водата. Ако филтърът е избран така, че една дължина на вълната да се поглъща от водата (пробният лъч) и една дължина на вълната да не се влияе от водата (референтният лъч), съотношението на амплитудата на двете отразени дължини на вълната ще бъде пропорционално на количеството на вода във водата.
Лесен за нанасяне. Обикновено се монтира на 6 до 10 инча над продукта. Умерените вариации във височината на продукта имат малък или никакъв ефект върху измерването.
Малка зона за точково измерване, комбинирана със сканираща рамка, осигурява профил на продукта.
Могат да бъдат избрани специфични дължини на вълните за измерване на променливи, различни от влажността.
