Principper for to forskellige måleteknikker til fugtbestemmelse
Inden de forskellige fugtmålinger beskrives, er det vigtigt at definere fugtindholdet. Fugtindhold udtrykkes normalt som en vægtprocent af det samlede produkt (våd basis) eller tørt produkt (tør basis).
Fugtindhold på våd basis: M=100 x (vådvægt - tørvægt) / vådvægt
Fugtindhold på tør basis: M=100 x (vådvægt - tørvægt) / tørvægt
Ifølge ovenstående formel må fugtindholdet i den våde base ikke overstige 100 pct. Fugt på tør basis kan overstige 100 procent og er en ikke-lineær funktion. Fugtindholdet kan bestemmes ved en række teknikker. Disse kan opdeles i to hovedkategorier, primære og sekundære metrikker.
I. Radiofrekvente dielektriske teknikker
Denne metode er afhængig af en høj dielektrisk konstant for vand i forhold til de fleste faste stoffer.
En række teknikker er blevet udviklet til at bestemme dielektrikumet, herunder RF-, mikrobølge- og tidsdomænereflektometri. For at måle den relative dielektriske konstant af et materiale, skal materialet være elektrisk koblet til et følekredsløb. Dette kan gøres ved at placere materialet mellem to parallelle elektroder, men dette letter ikke on-line applikationer. Hvis sensorkredsløbet fungerer ved RF, er det let at udbrede RF-energi gennem materialet og dermed koble til produktet uden fysisk kontakt. Plane kantfeltelektroder giver en ensidig målestruktur med mindre indvirkning på processen.
Den elektriske analog af et fast produkt er en kondensator parallelt med lækageledningsevnen. Disse komponenter påvirkes af fugt, men dielektricitetskonstanten er meget forudsigelig, mens tabsfaktoren ikke er det. De kombinerede komponenter repræsenterer en kompleks impedans, der let kan måles, men den kan påvirkes af andre variabler end fugt.
Ægte dielektriske fugtmålere er sjældne, fordi de fleste billige instrumenter ikke gør noget forsøg på at adskille dielektriske og tabskomponenter. De billigste instrumenter gør kun få eller ingen forsøg på at måle den kombinerede impedans med nogen langsigtet stabilitet og repeterbarhed.
Det er en gennemtrængende måling og kan måle ikke-homogene produkter.
Den har et stort måleområde, der giver en mere repræsentativ samlet gennemsnitsfugtighed for produktet.
Det er relativt billigt sammenlignet med andre in-line teknologier.
Den er meget pålidelig og robust uden bevægelige dele, der bliver slidt eller knækket.
En række mekaniske sensorer er designet til at passe til en lang række procesforhold og kan bruges i højtemperaturmiljøer.
II. Infrarød teknologi
Near Infrared Reflectance (NIR eller IR) teknologi er en meget brugt teknologi til online fugttestning. Meget af dens popularitet skyldes dens brugervenlighed.
En lyskilde (normalt en kvartshalogenpære) kollimeres og filtreres til en bestemt bølgelængde. Et filter monteret på et roterende hjul skærer lyset i en serie af impulser af en bestemt bølgelængde. Den filtrerede lysstråle rettes mod overfladen af det produkt, der skal måles. En del af lyset reflekteres tilbage til detektoren (normalt blysulfid). En bestemt bølgelængde af lys absorberes af vandet. Hvis filteret vælges således, at én bølgelængde vil blive absorberet af vandet (prøvestrålen), og én bølgelængde vil være upåvirket af vandet (referencestrålen), vil amplitudeforholdet mellem de to reflekterede bølgelængder være proportionalt med mængden af vand i vandet.
Let at påføre. Typisk monteret 6 til 10 tommer over produktet. Moderate produkthøjdevariationer har ringe eller ingen effekt på målingen.
Et lille punktmåleområde kombineret med en scanningsramme giver en produktprofil.
Specifikke bølgelængder kan vælges til at måle andre variabler end luftfugtighed.
