Принцип работы анализаторов влажности по потерям при высушивании

Метод потери массы при высушивании, также называемый методом нагревательной потери массы, — физический метод определения влажности: нагрев удаляет и высушивает воду в материале. Традиционный и наиболее распространённый подход — метод сушильного шкафа: образец высушивают в шкафу, взвешивают на электронных весах до и после, а значение влажности рассчитывают вручную. При таком способе испытание одного образца занимает 2–4 часа; для производителей с высоким темпом работы метод сушильного шкафа серьёзно снижает эффективность производства и уже не отвечает их потребностям.

Галогенная технология нагрева разогревается на 40 % быстрее, чем традиционная инфракрасная технология нагрева, представленная на рынке

В этих условиях анализаторы влажности VicoMeter используют высокоэффективный сушильный нагреватель — высококачественную кольцевую галогенную лампу (в дальнеинфракрасных быстрых анализаторах влажности применяется дальнеинфракрасный темнопольный нагреватель) — для нагрева образцов вместо традиционного сушильного шкафа, обеспечивая быстрый и равномерный нагрев. Быстрый анализатор влажности VicoMeter по методу потери при высушивании объединяет и модернизирует метод сушки в шкафу, идеально сочетая модули нагрева, взвешивания, управления и интеллектуального человеко-машинного интерфейса. Система интеллектуально останавливается по тренду определения, анализирует влажность образца и выводит результат прямо на экран — запуск одной кнопкой даёт надёжные результаты, согласующиеся с методом сушильного шкафа. Типичный образец занимает всего несколько минут, что гораздо эффективнее метода сушильного шкафа, поэтому эти анализаторы широко востребованы и получают хорошие отзывы промышленных пользователей.

Принцип работы онлайн-анализаторов влажности ближнего инфракрасного диапазона

Связи O-H в воде и связи C-H в органических веществах поглощают свет ближнего инфракрасного диапазона на определённых длинах волн; отражённая энергия обратно пропорциональна количеству поглощающих молекул. Анализатор отслеживает изменения энергии NIR на определённой длине волны, исходя из поглощения водой.

Молекулы воды колеблются в определённых энергетических полосах — связи O-H растягиваются, сжимаются, крутятся. Полосы NIR особенно сильны для воды и легко генерируются, фильтруются и детектируются; длины волн для измерения влажности лежат в пределах 1–2,5 мкм.

Поглощение зависит от числа встреченных молекул воды и интенсивности поглощения — оно пропорционально влажности. Будучи методом отражения, он также зависит от отражательной способности и поглощения материала; измерение в NIR является неразрушающим, бесконтактным и выполняемым в реальном времени.

Принцип работы систем онлайн-контроля влажности ближнего инфракрасного диапазона

Несколько пучков NIR фокусируются на поверхности материала; отражённые пучки принимаются современной оптической системой детектирования со встроенным высокопроизводительным DSP-чипом для быстрой обработки, хранения и отображения — выдающаяся точность и стабильность.

Многие материалы поглощают инфракрасное излучение только на определённых длинах волн; выбирают как минимум две — опорную длину волны (не поглощаемую материалом и водой) и измерительную длину волны (поглощаемую только водой).

Прецизионные светофильтры на вращающемся колесе поочерёдно пропускают опорный и измерительный импульсы на образец; два импульса с заданной периодичностью отражаются на детектор в виде двух сигналов. Опорный сигнал показывает ожидаемое отражение, измерительный ослабляется поглощением воды. Объединённые в отношение, различия с другими уровнями влажности пропорциональны разнице влажности.

Сила сигналов двух каналов объединяется в: R/M X M1/R1=отношение

Где: R — опорный канал измерительного пучка

M — измерительный канал измерительного пучка

M1 — измерительный канал компенсационного пучка

R1 — опорный канал компенсационного пучка

При появлении дрейфа M и M1 смещаются одинаково, взаимно компенсируясь в отношении, что сохраняет стабильность.

Принцип работы микроволновых онлайн-анализаторов влажности

Ослабление и сдвиг фазы микроволн зависят от диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь среды — у полярной воды они значительно выше, чем у обычных сред. Влажность рассчитывается по полученным ослаблению и сдвигу фазы.

Поскольку микроволны полностью проникают в обрабатываемый материал, можно измерить всю физически связанную влагу — не только поверхностную, но и внутреннюю. Эта технология обеспечивает высокую точность и прецизионность измерений, не завися от цвета и структуры поверхности материала. Она широко применима к углю, агломерационным (окатышевым) смесям, железной руде, химикатам, бокситам, никелевой руде, сахару, табаку, багассе, зерну, кремнезёму, древесине, шерсти, текстильному крашению и печати, песку, полимерам, хлопку и другим непроводящим материалам.

Подробный обзор микроволновых онлайн-анализаторов влажности

Зонд измеряет на глубине 150–200 мм, анализируя общую влажность (в ядре и на поверхности); глубина проникновения означает, что поверхностные загрязнения не имеют значения.

Ключевой принцип — изменение относительной диэлектрической проницаемости; проще говоря:

εr воды ≈ 80 против примерно 1–10 у большинства материалов (песок/гравий 3–4) — большое измеримое различие.

Влажность измеряется непосредственно по этому различию и выдаётся в виде стандартного сигнала массового процента.

Иными словами: чем больше воды содержит материал, тем ближе его относительная диэлектрическая проницаемость εr к 80.

Сигналы получают при прохождении материала мимо датчика — даже на высокоскоростных линиях; можно измерять и неподвижные сыпучие материалы.