Principer för två olika mättekniker för fuktbestämning
Innan man beskriver de olika fuktmätningarna är det viktigt att definiera fukthalten. Fukthalt uttrycks vanligtvis som en viktprocent av den totala produkten (våt basis) eller torr produkt (torr basis).
Fukthalt på våt basis: M=100 x (våtvikt - torrvikt) / våtvikt
Fukthalt på torr basis: M=100 x (våtvikt - torrvikt) / torrvikt
Enligt ovanstående formel får fukthalten i den våta basen inte överstiga 100 procent. Fukt på torr basis kan överstiga 100 procent och är en icke-linjär funktion. Fukthalten kan bestämmas med ett antal tekniker. Dessa kan delas in i två huvudkategorier, primära och sekundära mått.
I. Radiofrekvensdielektriska tekniker
Denna metod bygger på en hög dielektrisk konstant för vatten i förhållande till de flesta fasta ämnen.
Ett antal tekniker har utvecklats för att bestämma dielektrikumet, inklusive RF, mikrovågs- och tidsdomänreflektometri. För att mäta den relativa dielektricitetskonstanten för ett material måste materialet vara elektriskt kopplat till en avkänningskrets. Detta kan göras genom att placera materialet mellan två parallella elektroder, men detta underlättar inte on-line applikationer. Om avkänningskretsen arbetar vid RF är det lätt att sprida RF-energi genom materialet och därmed koppla till produkten utan fysisk kontakt. Plana fransfältelektroder ger en ensidig mätstruktur med mindre påverkan på processen.
Den elektriska analogen av en fast produkt är en kondensator parallellt med läckageledningsförmågan. Dessa komponenter påverkas av fukt, men dielektricitetskonstanten är mycket förutsägbar medan förlustfaktorn inte är det. De kombinerade komponenterna representerar en komplex impedans som lätt kan mätas, men den kan påverkas av andra variabler än fukt.
Äkta dielektriska fuktmätare är sällsynta eftersom de flesta lågkostnadsinstrument inte gör några försök att separera dielektriska och förlustkomponenter. De lägsta kostnadsinstrumenten gör få eller inga försök att mäta den kombinerade impedansen med någon långsiktig stabilitet och repeterbarhet.
Det är ett genomträngande mått och kan mäta icke-homogena produkter.
Den har en stor mätarea som ger en mer representativ total medelfuktighet för produkten.
Det är relativt billigt jämfört med andra in-line-tekniker.
Den är mycket pålitlig och robust utan att några rörliga delar slits ut eller går sönder.
En mängd olika mekaniska sensorer är designade för att passa ett brett spektrum av processförhållanden och kan användas i miljöer med hög temperatur.
II. Infraröd teknik
Near Infrared Reflectance (NIR eller IR)-teknik är en mycket använd teknik för online-fukttestning. Mycket av dess popularitet beror på dess användarvänlighet.
En ljuskälla (vanligtvis en kvartshalogenlampa) kollimeras och filtreras till en specifik våglängd. Ett filter monterat på ett roterande hjul delar upp ljuset i en serie pulser med en specifik våglängd. Den filtrerade ljusstrålen riktas mot ytan av produkten som ska mätas. En del av ljuset reflekteras tillbaka till detektorn (vanligtvis blysulfid). En specifik våglängd av ljus absorberas av vattnet. Om filtret väljs så att en våglängd kommer att absorberas av vattnet (provstrålen) och en våglängd inte påverkas av vattnet (referensstrålen), kommer amplitudförhållandet mellan de två reflekterade våglängderna att vara proportionellt mot mängden vatten i vattnet.
Lätt att applicera. Normalt monterad 6 till 10 tum ovanför produkten. Måttliga produkthöjdsvariationer har liten eller ingen effekt på mätningen.
En liten punktmätarea i kombination med en skanningsram ger en produktprofil.
Specifika våglängder kan väljas för att mäta andra variabler än luftfuktighet.
