水分儀在工業(yè)場合的應(yīng)用之二 水分儀的簡單原理及其優(yōu)缺點(diǎn)
目前市場里應(yīng)用工業(yè)場合,尤其是鋼鐵、煤炭等場合在線水分儀主要有微波和紅外兩種,這兩種水分儀各有優(yōu)缺點(diǎn),應(yīng)該針對不同的工業(yè)場合,工業(yè)場合,沒有最合適,只有更合適。
紅外水分儀由于紅外光受穿透能力的限制,對被測物料的顏色有著不小的要求,顏色越深吸收光的能力越強(qiáng), 就像夏天不要穿黑色的衣服。但也不是絕對的, 如果物料的干擾是可測、可控、可計(jì)算,則使用紅外水分儀也是可以的, 主要是對干擾有了有效的控制和檢測, 在最終的測量結(jié)果中,可以去除這部分干擾。但最終的原理,紅外只能測量物料表面的水分, 對物料的水分含量的均勻度有著比較高的要求,物料盡量混合均勻。再簡單說一下紅外的安裝要求,盡量減少對物料表面水分蒸發(fā)速度,如物料溫度過高、環(huán)境中空氣流動速度。但紅外對物料種類要求比較小,譬如鋼鐵行業(yè)中的燒結(jié)料含有的金屬粉末,對微波干擾大,但紅外則無視此等干擾。
微波水分儀測量原理是通過微波穿透物料后,能量的衰減與含水量多少成正比; 通過相應(yīng)的算法處理就可以測量出物料中含水量。 相對于紅外測量,其穿透性好,對物料形狀、顏色等因素的要求不高。 從宏觀世界看, 物質(zhì)對微波的吸收能力和物質(zhì)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率相關(guān),而鋼鐵行業(yè)的物料中含有金屬粉末等物質(zhì), 金屬物質(zhì)對微波的吸收能力是水的2~3倍, 因此對水分的測量造成干擾比較大,所以微波水分儀對物料中的雜質(zhì),尤其是金屬雜質(zhì)比較敏感。
微波是一種高頻電磁波,工業(yè)中一般根據(jù)物料的不同,選擇800MHz~10GHz中合適的頻率測量水分。 微波信號由微波振蕩器產(chǎn)生,當(dāng)微波穿透物料時遇到水分子,則微波的能量和相位會產(chǎn)生變化。微波水分儀的接收單元檢測到微波的能量和相位的變化,這種變化與水分含量成正比關(guān)系, 通過相應(yīng)的算法就可以計(jì)算出物料中的水分含量。由于燒結(jié)物料重要成分為鐵礦石(fe3O4,fe2O3等),而fe3O4,fe2O3為典型的磁性物質(zhì),磁導(dǎo)率偏高,因而對微波具有較強(qiáng)吸收作用,所以會對測量造成干擾。 在測量此物料時,需要考慮到這些干擾因素,通過算法濾波消除這些干擾。由于鋼廠燒結(jié)物料為細(xì)小顆粒狀物質(zhì),成分固定,且大多為皮帶傳輸,其部分傳輸環(huán)境除了噪聲外無其它干擾 ,反而適合安裝紅外水分儀。

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