水分测定的主要方法

如题所述

水分测定主要分为:离线检测和在线检测,离线主要是实验室采样检测(不详述,网友“谁是应蕾说得很全面了”),这里主要介绍下在线检测方法及其优缺点:

在线水分检测主要分:电阻在线检测,微波在线检测,红外在线检测,中子在线检测,各有特点

1)电阻在线检测法
接触式测量
电极直接接触物料,磨损大 所测电阻受其它因素影响大,对水分的选择性差
电阻=F(x1,x2,x3,……)
x1 – 物料水分
x2 – 原料导电性(成分、配比)
x3 – 料层厚度 

价格较便宜,对于精度要求不高的可以选用

2)微波在线检测法(非接触式测量)

原理:工作原理是有发送和接收两个传感器,传感器通过微波发射-接收系统向被测介质发射微波信号,电磁能在穿过被测介质时,介质中的水分子由于它的极性,会在电磁场中吸收能量。而被水分子吸收的这部分能量和水分子含量保持着线性关系,不同的电磁频段、在不同的含水率和介质间其特性都不同,通过同时发射多段不同频率的频谱,结合数据模型和特殊算法就能够确定被测介质的水分含量与密度。

优点:能穿透;

缺点:料层厚度有影响,通常适用于物料的介电常数远小于水的介电常数的场合,所以选用的场合必须看清楚,对照下介电常数表,否则就是花大价钱瞎折腾了


在有些场所是可以的,但是像烧结混合料含大量的金属矿,对微波有屏蔽作用,因此微波检测法不能用于烧结混合料。

3)中子在线检测法 
探测物料中的氢原子以推测物料水分
非接触式测量(皮带机安装)
仍然在探索阶段,技术不成熟 结构复杂,响应时间长
性能及精度差
需配放射性密度计
实物标定复杂
不易消除水蒸气的影响
物料结晶水及碳氢化合物组分的变化都会影响测量结果
如靠近混合机出口安装,可能给现场工人带来放射性危害

4)红外在线检测法

原理:特定的红外波长能被水分子中的O-H键吸收,当用这些特定波长的红外光照射物料时,物料中所含的水就会吸收部分红外光的能量,含水越多吸收也越多,因此可测量反射光的减少量计算物料的水分。

由于物料对红外线的反射率因其不同的吸收特性及杂散特性而异,若仅用水的吸收波长,物料的表面状态、颜色、结构等因素会干扰水份测量;为此采用三波长法,即一个被水强烈吸收的波长(测量波长)和两个被水吸收不太强的波长(参比波长),检测和计算这三个波长反射光的能量之比,即可消除其他因素对水份测量的干扰。 


非接触式测量(可以尽量靠近混合机出口安装)
技术成熟,为国外大多数烧结厂所采用
无放射性危害
与物料的流量和料层厚度无关
对物料成分及配比的变化不敏感
响应速度快,测量精度高,便于实现混合料水分自动控制
标定简单,维护方便
有消除蒸汽和粉尘影响的配套装置和措施 — 九如仪器提供 需要配净化气源

a)水分仪构造

b)不同物质对红外光的选择性吸收

c)水在近红外区的吸收光谱图

d)参比原理

e)红外线三波长测量水分的原理

三波长法是红外测水的基本方法

可以有效地减少物料表面状况、颜色、粒度的影响

f)红外线四波长或多波长的应用

四波长水分计添加1.4μm以测量高水分物料

更多波长被用以测量水分以外的其它成分

    g)采样位置

h)仪表标定

红外水分计对水分的测量是间接的物理方法

需要与标准的分析方法作对比,制作出标定线

料样的化验分析精度直接影响水分计的测量精度

由于是非接触性测量,辅以前述完善的辅助装置及措施,仪器本身几乎 不需要维护

需要维护的不是仪器本身,而是仪器的使用条件:

1保证气源

2保证刮板

i)日常维护

运行中注意观察

测量光路正常,保护筒下方有光斑照射在料面上

物料在皮带中间不跑偏

水份仪保护箱位置端正牢固,前后门拧紧密封良好

计算机画面显示正常,无数字中断和乱码现象

日常维护

每次封堆停机时,打开仪表箱门,擦拭镜头玻璃

物料情况变动较大时对水份仪进行重新标定

当红外线灯泡损坏或电源保险丝断时,及时更换。

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