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    在線微波水分測定儀的設計方案和原理(2)

    水分測量的意義和現狀
    在很多域中,如食品、醫藥、飼料、化工、冶金等工農業生產過程中,某些成品或半成品材料的水分含量對產品的性能和質量都有著重要的影響。所檢測的材料有板狀、粉末、顆粒、塊狀;有固體或液體等【l】。所以,對這些物質水分含量的測量就顯得尤
    為重要。在有些生產過程中,要求在線無損測濕,實行進而實現對整個生產工藝過程實行在線閉環控制,這就對測濕方法提出了高的要求。計算材料的含水量通常采用的是濕基法,即樣品的含水量:
    ·
    m:當二墜×100% (1.1)
    wl
    式中,wl為被測樣品干燥前的重量; w0為被測樣品干燥后的重量。水分測量方法有直接法和間接法兩種。作為標準方法的是直接測量法,直接法是通過干燥或化學方法,直接去除樣品中的水分,檢測出樣品的含水量。直接法往往需要很長時間,雖然很好但不能進行在線測量,只適合于取樣測量,通?梢詫⑺鳛闄z驗其它方法的檢測標準。
    目前應用較多的是間接測量法,所謂間接法就是通過測量跟水分含量有關的電量或者非電量的變化(如物質的電導率、介電常數等),來相應地測定物質的含水量,一般速度較快,易實現在線檢測∞】。國內外用于測量物質含水量的間接法主要有電阻法、電容法、
    中子法、微波法及紅外法等,其特點、適用范圍、測量精度等不相同。
    (1)電阻(導)法
    電阻(導)法是應用很早的水分電測方法,是利用物體的直流電阻或電導隨其含水量的不同而變化的原理設計的【堋。干砂和干土等礦物的導電性均很低,而水分對物料電阻的影響較大,在低水分區范圍內,這些吸濕物料的水分與電阻呈對數關系,當含水量增加時,電阻值減小,此即電阻法的測量原理。采用兩個電把被測介質夾緊,或者使兩個電插入介質中,通過檢測介質的電阻值進而得出介質含水量。此方法結構簡單,響應速度快,成本低,由于其取樣較少,適合于非在線測量。
    (2)電容法
    電容法把物料作為電介質,水分含量的高低將顯著影響其介電常數的變化,通過測得的介電常數值來測量其含水量1819l。根據被測物質不同,電容的電結構也有所不同,主要有平板式、圓筒式等電結構。電容法優點是電與樣品接觸要求不是很嚴格,可靠性高,簡便經濟,易維護,可用于在線檢測。缺點是影響因素多,受溫度、品種、緊實度等影響、數據復雜,需要進行相應的補償,才能提高檢測的精度。
    (3)中子法
    中子i!去【101是利用水中的氫原子核對快中子的減速作用原理來測量物料水分的,該法不破壞物質自然結構。物料體積可以很大,其缺點是氫的散射特性不穩,物料中不得含有除水以外的其它含氫物質(如碳氫化合物等)。中子水分儀必須由人工標定,還需注意放射
    性中子源的安防護。
    (4)紅外法
    紅外法㈣又稱紅外線吸收法,其理論基礎是比爾定律,水分對特定波長的紅外輻射有good烈的吸收帶,根據通過被測樣品后光good的變化就可得被測物的水分含量。具體方法有反射式、透射式、復合式,一般采用反射式光學結構。紅外線吸收法的特點是不與被測物料接觸,響應速度快,可測量導電性物質,很可達O.1%,物料溫度和密度對測量結果的影響小,測量水分范圍大,但有些物料中的其它物質也具有一定程度的吸收紅外線的能力,很難測得物料內部水分。微波水分測定儀

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