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在线水份测量仪简介

2015-01-14

在烟草、木材(纤维板、刨花板)、造纸、化纤、粮食(油菜籽、谷物)、饲料、洗衣粉、棉花、茶叶、食品(面粉、淀粉)等工业部门的生产过程中需要快速而连续地在线测定和控制固体物料的含水量物料水份是一个十分普遍而又相当重要的监测和控制参数之一。例如在烟草生产过程中烟丝或烟叶含水量是最重要的一个工艺参数在线连续测定和控制烟丝或烟叶的含水量对于提高卷烟成品的质量降低能耗和提高生产效率均有显著的经济效益。
“数字化在线水份测量仪”将传感器和数字信号处理两部分集成在一起使用发光二级管数字面板直接显示固体物料的百分比含水量。利用光谱吸收原理制成的水份仪与其它测定水份的仪器相比较它具有如下特点:
1、非接触测定对传送线没有影响对操作也不带来麻烦。
2、可连续测定行进中的和静止的物料含水量特别适用于在线监测。
3、既可独立测定水份也可输出信号可供记录并可组成自动反馈控制系统。
4、仪器采用密封结构能在粉尘较大的环境下工作安装简单使用方便。
5、采用数字电路进行信号处理可长期稳定地工作。

技术特性
水份测试范围: 0~50%

工作原理
水份仪的工作原理是基于比耳—朗伯定律即光经过固体物料反射后的强度与固体物料中的水份浓度之间存在着一定的关系水分子吸收的能量随着水份浓度含量的增加而增加而从固体物料反射的光辐射能量则随着吸收的增加而减少。
水份仪是这样工作的:如果将位于水分子吸收峰的测量光束照射到物料上则随着物料水份的增加而减少,手持式测振仪光束中从物料反射的部分就相应发生变化。使用其波段相适应的探测器就能测量反射光束变化的强度从而测得物料的含水量。为了消除外界的影响和提高系统的稳定性除了采用处于水分子吸收峰的波段外还采用水分子不吸收的波段作为参比波段。
仪器的各部分在出厂前均已调整好用户不要随意打开和调节。使用仪器时首先接通电源将仪器通电预热至少10分钟使仪器各部分进入稳定状态。

(一)、在线动态测量时的安装要求如下:
1、 将传感器安装于需要测定物料含水量的部位传感器与被测物料面基本垂直并保持间距为250mm左右(见图)。

水份仪传感器安装示意图

如水份仪使用在卷烟厂的制丝车间则可将传感器装在电子皮带秤的上方。
2、传感器和信息处理机的安装底座不能有振动否则会损坏仪器。如用于卷烟厂的制丝车间一般在车间的水泥地面上架设传感器支架。
3、如果被测物料与传感器之间需加防尘玻璃板时为了防止镜面反射玻璃板与传感器之间要保持约15°的夹角。该玻璃板需用高透过率的光学玻璃如下图所示。

加防尘玻璃板的安装示意图

(二)、定标
水份仪是一种通用性的测量固体物料含水量的仪器由于不同物料对光线的吸收和反射都有差异所以对于不同的物料在正式使用之前都要进行定标。水份仪的定标以经典的烘箱称重法作为标准。
(1)、静态定标
以烘丝机出口处的烟丝样品为例进行说明。该烟丝的水份范围一般在10%~20%之间。为了进行静态定标,烟气分析仪必须制备三个样品其中一个样品的水份约在10%左右另一个样品的水份约在20%左右中间水份的样品水份约在15%左右。制备了以上三个不同水份的烟丝样品以后分别将它们放入密封的塑料袋内存放24小时使其水份平衡。然后从不同的水份样品中分别取出少许烟丝,维氏硬度计采用烘箱称重法求得三中烟丝的含水量M。
M=
式中:a——烟丝带水的重量 b——烟丝干燥后的重量
先取出低水份的烟丝样品(水份约10%)放在红外水份仪传感器下方的规定部位观察水份仪的水份示值如仪器示值与称重法示值不符可调节仪器的下限位定标值使仪器的水份示值与称重法水份示值一致。再取出一个约20%左右的高水份烟丝样品放在传感器下方的同一部位观察仪器的水份示值与称重法水份示值是否一致如不一致可调节仪器的上限位定标值使之两者一致。以上过程重复数次后。使仪器对低水份样品及高水份样品的示值与称重法示值相符。最后将15%左右的中间水份值烟丝样品放置于传感器下方的同一部位一般情况下仪器的水份示值与中间水份值烟丝的示值应基本一致。(具体操作步骤见“定标说明书”。)
(2)、在线动态定标
由于种种原因静态定标结果与在线动态定标结果有时会不一致所以还得在制丝线有物料的正常生产情况下对水份仪进行动态定标。(动态定标只需对静态定标结果进行适当修正:平移定标值或加大水份变化率即可)
使用时注意事项
(一)、水份仪传感器的安装位置必须考虑到测量物料的部位应避开太阳光和白炽灯等强烈热辐射源的直接照射否则将使系统引进干扰甚至使仪器无法工作。如无法避开太阳光和白炽灯对被测部位的直接照射则可在水份仪传感器的测量窗口上加一金属板或在皮带输送机上加一遮光罩就可完全解决问题。日光灯的照射一般对仪器的正常工作没有影响。
(二)、不论水份仪传感器安装于电子皮带秤上方或振动输送机和皮带输送机的上方均要求物料连续均匀具有一定的厚度否则水份仪的水份示值将不稳定甚至无法工作。
(三)、如没有特殊装置水份仪传感器不宜安装于水蒸汽很大的振动输送机上方或皮带输送机的上方工作。
(四)、当关闭生产线上其它设备的电源时应将红外水份仪的电源一起关闭。
(五)、一般情况下水份仪半年校准一次。同时用酒精棉花将传感器窗口清洗一次。
(六)、水份检测中死区的出现
死区指的是水份仪对物料水份没有反应的区域。这种情况是用户对水份仪性能不了解造成的。首先应该知道利用光学原理来检测物料水份光能与物料水份大小之间的关系是非线性关系而不是线性关系所以检测水份时应该进行线性化处理分段进行测量规定水份测量范围设定低限水份和高限水份当物料水份低于设定的低限水份时水份仪对物料的水份就没有反应了。此时只要调节水份仪的低限水份就解决了。例如设定低限水份为10%高限水份为20%则低于10%的水份的物料就是死区了。另外水份仪的光学系统受到破坏或者没有调节好也会出现死区现象。此外水份仪检测物料时受到外来的强红外光照射造成水份仪不能工作也会出现死区。

(水份仪可在化验室中测定固体物料的含水量(静态测量)也可用在车间在线测定固体物料的含水量(动态测量)。
仪器外形

外形尺寸(mm):320×160×190

仪器如上图所示已做成一体化仪器前方有定标按钮和显示水份值的发光数码管。仪器留有通信接口。

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