在線水份測(cè)量?jī)x簡(jiǎn)介

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在煙草、木材（纖維板、刨花板）、造紙、化纖、糧食（油菜籽、谷物）、飼料、洗衣粉、棉花、茶葉、食品（面粉、淀粉）等工業(yè)部門的生產(chǎn)過(guò)程中需要快速而連續(xù)地在線測(cè)定和控制固體物料的含水量物料水份是一個(gè)十分普遍而又相當(dāng)重要的監(jiān)測(cè)和控制參數(shù)之一。例如在煙草生產(chǎn)過(guò)程中煙絲或煙葉含水量是最重要的一個(gè)工藝參數(shù)在線連續(xù)測(cè)定和控制煙絲或煙葉的含水量對(duì)于提高卷煙成品的質(zhì)量降低能耗和提高生產(chǎn)效率均有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
“數(shù)字化在線水份測(cè)量?jī)x”將傳感器和數(shù)字信號(hào)處理兩部分集成在一起使用發(fā)光二級(jí)管數(shù)字面板直接顯示固體物料的百分比含水量。利用光譜吸收原理制成的水份儀與其它測(cè)定水份的儀器相比較它具有如下特點(diǎn)：
1、非接觸測(cè)定對(duì)傳送線沒(méi)有影響對(duì)操作也不帶來(lái)麻煩。
2、可連續(xù)測(cè)定行進(jìn)中的和靜止的物料含水量特別適用于在線監(jiān)測(cè)。
3、既可獨(dú)立測(cè)定水份也可輸出信號(hào)可供記錄并可組成自動(dòng)反饋控制系統(tǒng)。
4、儀器采用密封結(jié)構(gòu)能在粉塵較大的環(huán)境下工作安裝簡(jiǎn)單使用方便。
5、采用數(shù)字電路進(jìn)行信號(hào)處理可長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作。

技術(shù)特性
水份測(cè)試范圍： 0~50%

工作原理
水份儀的工作原理是基于比耳—朗伯定律即光經(jīng)過(guò)固體物料反射后的強(qiáng)度與固體物料中的水份濃度之間存在著一定的關(guān)系水分子吸收的能量隨著水份濃度含量的增加而增加，而從固體物料反射的光輻射能量則隨著吸收的增加而減少。
水份儀是這樣工作的：如果將位于水分子吸收峰的測(cè)量光束照射到物料上則隨著物料水份的增加而減少光束中從物料反射的部分就相應(yīng)發(fā)生變化。使用其波段相適應(yīng)的探測(cè)器就能測(cè)量反射光束變化的強(qiáng)度從而測(cè)得物料的含水量。為了消除外界的影響和提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性除了采用處于水分子吸收峰的波段外還采用水分子不吸收的波段作為參比波段。
儀器的各部分在出廠前均已調(diào)整好用戶不要隨意打開(kāi)和調(diào)節(jié)。使用儀器時(shí)首先接通電源將儀器通電預(yù)熱至少10分鐘使儀器各部分進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。

（一）、在線動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)的安裝要求如下：
1、將傳感器安裝于需要測(cè)定物料含水量的部位傳感器與被測(cè)物料面基本垂直并保持間距為250mm左右（見(jiàn)圖）。

水份儀傳感器安裝示意圖

如水份儀使用在卷煙廠的制絲車間則可將傳感器裝在電子皮帶秤的上方。
2、傳感器和信息處理機(jī)的安裝底座不能有振動(dòng)否則會(huì)損壞儀器。如用于卷煙廠的制絲車間一般在車間的水泥地面上架設(shè)傳感器支架。
3、如果被測(cè)物料與傳感器之間需加防塵玻璃板時(shí)為了防止鏡面反射玻璃板與傳感器之間要保持約15°的夾角。該玻璃板需用高透過(guò)率的光學(xué)玻璃如下圖所示。

加防塵玻璃板的安裝示意圖

（二）、定標(biāo)
水份儀是一種通用性的測(cè)量固體物料含水量的儀器由于不同物料對(duì)光線的吸收和反射都有差異所以對(duì)于不同的物料在正式使用之前都要進(jìn)行定標(biāo)。水份儀的定標(biāo)以經(jīng)典的烘箱稱重法作為標(biāo)準(zhǔn)。
（1）、靜態(tài)定標(biāo)
以烘絲機(jī)出口處的煙絲樣品為例進(jìn)行說(shuō)明。該煙絲的水份范圍一般在10%~20%之間。為了進(jìn)行靜態(tài)定標(biāo)必須制備三個(gè)樣品，其中一個(gè)樣品的水份約在10%左右另一個(gè)樣品的水份約在20%左右中間水份的樣品水份約在15%左右。制備了以上三個(gè)不同水份的煙絲樣品以后分別將它們放入密封的塑料袋內(nèi)存放24小時(shí)使其水份平衡。然后從不同的水份樣品中分別取出少許煙絲采用烘箱稱重法求得三中煙絲的含水量M。
M=
式中：a——煙絲帶水的重量 b——煙絲干燥后的重量
先取出低水份的煙絲樣品（水份約10%）放在紅外水份儀傳感器下方的規(guī)定部位觀察水份儀的水份示值如儀器示值與稱重法示值不符可調(diào)節(jié)儀器的下限位定標(biāo)值使儀器的水份示值與稱重法水份示值一致。再取出一個(gè)約20%左右的高水份煙絲樣品放在傳感器下方的同一部位觀察儀器的水份示值與稱重法水份示值是否一致如不一致可調(diào)節(jié)儀器的上限位定標(biāo)值使之兩者一致。以上過(guò)程重復(fù)數(shù)次后。使儀器對(duì)低水份樣品及高水份樣品的示值與稱重法示值相符。最后將15%左右的中間水份值煙絲樣品放置于傳感器下方的同一部位一般情況下儀器的水份示值與中間水份值煙絲的示值應(yīng)基本一致。（具體操作步驟見(jiàn)“定標(biāo)說(shuō)明書”。）
（2）、在線動(dòng)態(tài)定標(biāo)
由于種種原因靜態(tài)定標(biāo)結(jié)果與在線動(dòng)態(tài)定標(biāo)結(jié)果有時(shí)會(huì)不一致所以還得在制絲線有物料的正常生產(chǎn)情況下對(duì)水份儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)定標(biāo)。（動(dòng)態(tài)定標(biāo)只需對(duì)靜態(tài)定標(biāo)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)修正：平移定標(biāo)值或加大水份變化率即可）
使用時(shí)注意事項(xiàng)
（一）、水份儀傳感器的安裝位置必須考慮到測(cè)量物料的部位應(yīng)避開(kāi)太陽(yáng)光和白熾燈等強(qiáng)烈熱輻射源的直接照射否則將使系統(tǒng)引進(jìn)干擾甚至使儀器無(wú)法工作。如無(wú)法避開(kāi)太陽(yáng)光和白熾燈對(duì)被測(cè)部位的直接照射則可在水份儀傳感器的測(cè)量窗口上加一金屬板或在皮帶輸送機(jī)上加一遮光罩就可完全解決問(wèn)題。日光燈的照射一般對(duì)儀器的正常工作沒(méi)有影響。
（二）、不論水份儀傳感器安裝于電子皮帶秤上方或振動(dòng)輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)的上方均要求物料連續(xù)均勻具有一定的厚度否則水份儀的水份示值將不穩(wěn)定甚至無(wú)法工作。
（三）、如沒(méi)有特殊裝置水份儀傳感器不宜安裝于水蒸汽很大的振動(dòng)輸送機(jī)上方或皮帶輸送機(jī)的上方工作。
（四）、當(dāng)關(guān)閉生產(chǎn)線上其它設(shè)備的電源時(shí)應(yīng)將紅外水份儀的電源一起關(guān)閉。
（五）、一般情況下水份儀半年校準(zhǔn)一次。同時(shí)用酒精棉花將傳感器窗口清洗一次。
（六）、水份檢測(cè)中死區(qū)的出現(xiàn)
死區(qū)指的是水份儀對(duì)物料水份沒(méi)有反應(yīng)的區(qū)域。這種情況是用戶對(duì)水份儀性能不了解造成的。首先應(yīng)該知道，德國(guó)進(jìn)口煙氣分析儀利用光學(xué)原理來(lái)檢測(cè)物料水份光能與物料水份大小之間的關(guān)系是非線性關(guān)系而不是線性關(guān)系所以檢測(cè)水份時(shí)應(yīng)該進(jìn)行線性化處理分段進(jìn)行測(cè)量規(guī)定水份測(cè)量范圍設(shè)定低限水份和高限水份當(dāng)物料水份低于設(shè)定的低限水份時(shí)水份儀對(duì)物料的水份就沒(méi)有反應(yīng)了。此時(shí)只要調(diào)節(jié)水份儀的低限水份就解決了。例如設(shè)定低限水份為10%高限水份為20%則低于10%的水份的物料就是死區(qū)了。另外水份儀的光學(xué)系統(tǒng)受到破壞或者沒(méi)有調(diào)節(jié)好也會(huì)出現(xiàn)死區(qū)現(xiàn)象。此外水份儀檢測(cè)物料時(shí)受到外來(lái)的強(qiáng)紅外光照射造成水份儀不能工作也會(huì)出現(xiàn)死區(qū)。