Principi dvije različite tehnike mjerenja za određivanje vlage
Prije opisivanja različitih mjerenja vlage, važno je definirati sadržaj vlage. Sadržaj vlage se obično izražava kao težinski postotak ukupnog proizvoda (mokra osnova) ili suhog proizvoda (suha osnova).
Sadržaj vlage u mokroj osnovi: M=100 x (mokra težina - suha težina) / mokra težina
Sadržaj vlage na suhoj osnovi: M=100 x (mokra težina - suha težina) / suha težina
Prema gornjoj formuli, sadržaj vlage mokre podloge ne može biti veći od 100 posto. Vlaga na suvoj osnovi može premašiti 100 posto i predstavlja nelinearnu funkciju. Sadržaj vlage može se odrediti brojnim tehnikama. One se mogu podijeliti u dvije glavne kategorije, primarne i sekundarne metrike.
I. Radiofrekventne dielektrične tehnike
Ova metoda se oslanja na visoku dielektričnu konstantu vode u odnosu na većinu čvrstih tvari.
Razvijene su brojne tehnike za određivanje dielektrika, uključujući RF, mikrovalnu i reflektometriju u vremenskom domenu. Da bi se izmjerila relativna dielektrična konstanta materijala, materijal treba biti električni spojen na senzorski krug. To se može postići postavljanjem materijala između dvije paralelne elektrode, ali to ne olakšava on-line primjenu. Ako senzorski krug radi na RF, lako je propagirati RF energiju kroz materijal i tako spojiti s proizvodom bez fizičkog kontakta. Planarne elektrode rubnog polja pružaju jednostranu mjernu strukturu sa manjim utjecajem na proces.
Električni analog čvrstog proizvoda je kondenzator paralelan sa provodljivošću curenja. Na ove komponente utječe vlaga, ali je dielektrična konstanta vrlo predvidljiva dok faktor gubitka nije. Kombinovane komponente predstavljaju složenu impedanciju koja se može lako izmeriti, ali na nju mogu uticati druge varijable osim vlage.
Pravi dielektrični mjerači vlage su rijetki jer većina jeftinih instrumenata ne pokušava odvojiti dielektrične i gubitke. Najjeftiniji instrumenti čine malo ili nimalo pokušaja da izmjere kombinovanu impedanciju uz bilo kakvu dugoročnu stabilnost i ponovljivost.
To je prodorno mjerenje i može mjeriti nehomogene proizvode.
Ima veliko područje mjerenja koje pruža reprezentativniju ukupnu prosječnu vlagu za proizvod.
Relativno je jeftin u poređenju sa drugim in-line tehnologijama.
Vrlo je pouzdan i robustan bez pokretnih dijelova koji bi se istrošili ili slomili.
Različiti mehanički senzori su dizajnirani da odgovaraju širokom rasponu uslova procesa i mogu se koristiti u okruženjima s visokim temperaturama.
II. Infracrvena tehnologija
Tehnologija bliske infracrvene refleksije (NIR ili IR) je široko korištena tehnologija za on-line testiranje vlage. Velik dio njegove popularnosti je zahvaljujući jednostavnosti korištenja.
Izvor svjetlosti (obično kvarcna halogena sijalica) se kolimira i filtrira do određene talasne dužine. Filter montiran na rotirajući točak reže svjetlost u niz impulsa određene talasne dužine. Filtrirani svjetlosni snop usmjerava se na površinu proizvoda koji se mjeri. Deo svetlosti se reflektuje nazad u detektor (obično olovni sulfid). Voda apsorbuje svetlost određene talasne dužine. Ako je filter odabran tako da voda apsorbuje jednu talasnu dužinu (snop uzorka) i da voda ne utiče na jednu talasnu dužinu (referentni snop), odnos amplitude dveju reflektovanih talasnih dužina biće proporcionalan količini vode u vodi.
Lako se nanosi. Obično se postavlja 6 do 10 inča iznad proizvoda. Umjerene varijacije visine proizvoda imaju mali ili nikakav utjecaj na mjerenje.
Mala tačka merenja u kombinaciji sa okvirom za skeniranje daje profil proizvoda.
Specifične talasne dužine se mogu odabrati za merenje drugih varijabli osim vlažnosti.
