非接触水分含量测定

 行业     |      2019-01-03 12:35:13

概述

      物质水分含量的测量有很多方法,主要包括:干燥法、化学法、电学法、红外吸收法、微波法、中子法。而微波水分测量技术是近几年发展起来的一项新技术,利用微波进行水分测量的优点是:操作简单,测量精度高,测量范围广,可以实现连续测量,而且在测量中不会受到物质的颜色、结构等的影响。由于微波的穿透能力很强,它所检测的不仅仅是物质表层的水分,还可以检测物质内部的水分含量。

微波水分测量原理

      在外加电场作用下,能建立起极化的物质成为介电质。当把介电质放入电场中后,由于原子核与周围电子之间的相互作用力比较强,电子不能脱离原子成为自由电子,因而电场的作用只能使电子与原子核之间发生微小的相对位移,只就是介质的极化。水是一种介电质,水分子具有很强的极化特性,并且有很大的介电常数,水分子的极化反应是偶极子在电场的作用下作定向移动的结果。
水分子的极化特性,使它在一个低频变化的电场作用下发生排列运动。水的介电常数值与电磁波的频率变化关系见图1.


图1


      由图1可见,水的介电常数值在1GHz左右非常大(在这个频率段内其他极性物质的介电常数很小);随着频率的加大,由于水分子中原子的相互作用,水的介电常数值逐渐下降,在频率达到100GHz后,水的介电常数值几乎不变。利用这一发现,便可将微波测量频率调整到这一频率段内,利用在这一频率段内水所具有的较高介电常数所引起的微波传播速度、波长等的变化,通过测量这些变化参数准确的测出物质中的水分。
 
      当测量物进入传感器之后,传感器检测到的共振频率相对无测量物时将会下降;半波宽度将增加,而振幅下降,将有物料时的测量信号与无物料时的测量信号进行比较,通过数学处理得出所需要的值,经修正后在将其显示出来,传感器检测到的共振频率、半波宽度、振幅相对无测量物时的变化情况如图2所示。


图2


      微波水分通过检测物质的微波透过值,来间接测量物质的含水量,同一种物质,其含水量不同,微波对其的透过量就不同。微波的含水量值可以通过计算机对采集到的数据进行曲线回归处理,并把这一曲线的参数保存于微波水分的一个测量通道内。这一测量通道的曲线,就是这种被测物的测量曲线,换言之,如欲检测某物质的水分含量,用这一通道就可以准确的测量出其水分。


系统构成



图3


系统特点


  • 非接触测量水分含量

      采用非接触微波传感器能够快速简便的测量出物质中所含水分。不仅能够检测出物质表面的水分,而且还能检测出物质中的水分。

  • 持续测量不受形状颜色影响

      微波传感器能够持续检测进入传感器感应范围内的样品,不受形状以及颜色的干扰。

  • 系统扩展能力强,可以同时检测多种样品

      系统保留了三个通道,可以另外在装三个传感器,同时测量四种样品,彼此不收影响,为了满足客户需求,可以选配四通道以上的采集器。

  • 体积小巧,便于安装

      传感器体积和采集器体积很小,极易安装。

  • 软件功能强大

       软件功能界面友好,易于操作。具备强大的数据采集分析功能。同时还具备数据保存、校准等功能。

 
行业应用

  • 木材,纸张,家具

  • 食品,医药,烟草

  • 纺织,煤炭,树胶

  • 化工、铸造、农业

 
 
附录

软件界面