Анализатор влажности TRIME-ES с зондом T3/22

Анализатор влажности TRIME-ES с зондом T3/22 – это датчик влажности радарного типа на основе TDR-технологии, позволяющий контролировать уровень влажности и проверять постоянство минерального состава различных материалов.

В состав комплекса анализатора влажности входят два устройства: собственно, датчик влажности – зонд T3/22 цилиндрической формы и электронный блок – преобразователь TRIME-ES, предназначенный для обработки и отображения результатов измерений и обмена данными с внешними устройствами. В корпусе преобразователя также размещается датчик измерения внутренней температуры.

Области применения анализатора влажности TRIME-ES-T3/22

В принципе, анализатор влажности TRIME-ES с зондом T3/22 подходит для измерений на самых различных материалах – бетон, камень, грунты различных видов, сыпучие вещества типа песка, гравия, т.п. Цилиндрический корпус зонда выполняется из полиэфирэфиркетона (PEEK) и при помещении в скважину или канал в материале может заключаться в изолирующую трубку из высокопрочного пластика TECANAT. Первым условием применения зонда такой конструкции является относительная неподвижность массы материала. Специальный радарный кабель длиной 2 м выполняется из политетрафторэтилена (PTFA) и выдерживает температуру до 70°С, ограничивая таким образом максимальную температуру измеряемого материала и глубину проникновения зонда.

Основные области применения анализатора влажности TRIME-ES с зондом T3/22:

• контроль влажности каменных и бетонных конструкций и сооружений, работающих в условиях повышенной влажности: мостов, дамб, плотин, дорожных развязок, заглубленных фундаментов и т.п.;
• контроль состояния грунтов при агротехнических и ирригационных мероприятиях;
• в области гидрологии: определение водного баланса, прогнозирование оползней и обвалов, контроль стабильности грунта под зданиями и дорожным полотном;
• в области метеорологии: измерение водного обмена и контроль паводковых ситуаций;
• контроль влажности сыпучих материалов в местах их постоянного насыпного хранения (например, открытые склады угля);
• в научных и лабораторных исследованиях.

Достоинства и преимущества применения анализатора влажности TRIME-ES-T3/22

Привлекательность применения анализаторов влажности с применением TDR-технологии заключается в сокращении затрат времени и стоимости, поскольку исключает необходимость ручного забора проб и последующие лабораторные процедуры (высушивание и т.д.). Преимущества применения анализатора влажности TRIME-ES с зондом T3/22:

• широкий диапазон измерения влажности: принцип TDR позволяет обеспечить измерения до 100%;
• определение профилей влажности в массе материала на глубине до 3 м;
• существенное без специальных мер удаление точки измерения от контрольной аппаратуры – до 25 м;
• высокая достоверность результатов: поле, создаваемое TRIME-устройством, глубоко проникает в толщу материала, что создает надежность в работе даже с материалами, имеющими трудно измеряемые характеристики (например, грунтами с высокой проводимостью);
• сочетание универсальности с индивидуальностью характеристик. Анализатор поставляется с универсальной калибровкой, подходящей для большинства применяемых материалов. При необходимости в особых случаях программное обеспечение позволяет быстро и просто произвести специальную калибровку устройства;
• высокая надежность, простота применения, большие интервалы между циклами обслуживания (более 10 лет, если нет гальванических контактов пробника с измеряемой средой, создающих возможности окисления мест контакта);
• строгое измерение параметров влажности и проводимости позволяет контролировать постоянство минерального состава измеряемой среды;
• возможность контроля нескольких точек с помощью одной измерительной системы.

Технические характеристики анализатора влажности TRIME-ES-T3/22

* – диапазоны выходных токов 0…20 мА / 4…20 мА для случая связи с внешним ПЛК могут быть инвертированы в диапазоны: 20 мА…0 мА или 20 мА…4 мА.

Варианты назначения аналоговых выходов для анализатора влажности TRIME-ES с зондом T3/22:

Принцип работы анализатора влажности TRIME-ES-T3/22

Работа анализатора влажности TRIME-ES с зондом T3/22 базируется на принципах радарной времяимпульсной рефлектометрии (TDR). Механизм работы устройства следующий: электрические импульсы высокой частоты (порядка 1 ГГц) генерируются электронной схемой устройства и распространяются вдоль по волноводу, представляющему собой пару металлических стержней или иные конструктивные элементы пробника. Импульс создает электромагнитное поле, распространяющееся в толще измеряемого материала. В конце волноводной цепи импульс полностью отражается и возвращается к источнику импульсного напряжения.

Время прохождения импульса (величина составляет порядка 10 пикосекунд …2 наносекунд) напрямую связано с измеряемым содержанием влаги в среде через величину диэлектрической константы. Расчет и представление величины влагосодержания материала осуществляется электронным блоком преобразователя и отображается на экране дисплея.

Дополнительные возможности радарной технологии состоят в том, что при распространении импульса поля в толще материала затухание импульса связано с минеральным составом материала. Затухание характеризуется параметром EC_PRIME радарной проводимости. Контроль этого параметра позволяет осуществлять грубую качественную оценку минеральных включений и их постоянство или изменения во времени, связанные с изменениями качества материала. Последнее может служить основанием для соответствующих прогнозов.

Обработка результатов измерений преобразователем TRIME-ES производится с предварительной проверкой необходимым способом усреднения и отсеиванием (фильтрованием) результатов. Внутренний процесс измерения осуществляется со скоростью порядка 100 измерений в секунду. Отображение выходных данных происходит с периодом порядка 200 мсек. В течение этого времени производится проверка результатов на достоверность для надежности записи результатов в контроллер периферийных устройств. По выбору осуществляется несколько режимов обработки результатов измерений:

• В режиме “CS” усредненные значения не аккумулируются, время цикла составляет 200 мсек;
• В режимах “CA” и “CF” мгновенные значения передаются на выход, а средние аккумулируются в течение различного количества замеров.

Это делается для того, чтобы отсеять временные вариации результатов, связанные с неоднородным распределением влаги в материале, окружающем головку зонда. При поставке TRIME-ES устанавливаются подходящие параметры для периода усреднения и универсальная функция фильтрования для текущих применений. Величина периода усреднения и различные фильтрующие функции могут быть настроены и для специальных применений.

Результаты измерений влажности и проводимости могут быть загружены непосредственно в контроллер периферийных устройств через цепи аналоговых выходов или выведены через интерфейс RS485. В случае удаленного расположения анализаторов от устройств внешней сети интерфейс RS485 создает ряд трудно разрешимых проблем в отношении помехозащищенности системы. Для повышения надежности передачи данных параллельно с RS485 введена шина IMP-Bus, линия последовательной передачи данных которой изолирована от линии питания. Таким образом вся сеть датчиков становится независимой от потенциалов земли и фаз сети питания. Более того, шина IMP-Bus осуществляет передачу пакетов данных в виде токового сигнала, более надежно работающего в длинных кабелях. В этом случае отпадает необходимость в экранированном кабеле или специальном шлейфе.

При поставке TRIME-ES имеет заводские установки. Для их изменений используется сервисное программное обеспечение “SONO-CONFIG”, позволяющее устанавливать следующие режимы и параметры:

• режим А (режим «По запросу») – применяется только при работе в сети для выборки данных через интерфейс RS485;
• режим С – обработка данных измерений. Разновидности режима: CF, CA, CS, CK;
• калибровка (если применяются материалы с существенно различающимися свойствами).

Все эти установки сохраняются при полном выключении устройства.

Особенности установки зонда T3/22 в толще бетонной конструкции или каменной кладки для “on-line”-контроля влажности бетона

Способ установки измерительного зонда влагомера бетона №1

На первом этапе с помощью специального сверла диаметром 22 мм пробуривается отверстие на глубину до 2 м. Зонд влагомера T3 / 22 полностью герметично закрыт заливочным составом в отверстии для исключения проникновения воды. Это гарантирует долговременную работу зонда.

Перед герметизацией отверстия необходимо проверить T3 / 22 на предмет достоверности измеренных значений. Между измерительными пластинами зонда и поверхностью скважины не должно быть песка или мелких камней.

Преимущества способа №1 Зонд легко ввести в отверстие диаметром 22 мм; Глубина монтажа до 2 метров; Зонд T3 / 22 полностью капсулирован внутри отверстия; Возможность организации сети, до 60 TRIME-ES могут быть включены в конфигурацию сети. Недостатки способа №1 Зонд T3 / 22 уже невозможно извлечь; Для этого метода требуются пластиковое покрытие измерительных пластин зонда T3 / 22.

Способ установки измерительного зонда влагомера бетона №2

На первом этапе с помощью специального сверла диаметром 22,5 мм пробурить отверстие на глубину до 2 м. В отверстие поместить пластиковую трубку TECANAT, в которую можно вводить измерительный зонд влагомера T3 / 22. Пластиковая труба в отверстии должна быть герметизирована заливочным составом.

Преимущества способа №2 Возможна установка нескольких пластиковых трубок и, следовательно, использование только одного зонда в нескольких местах измерений; Мобильность измерений; Глубина монтажа до 2 метров; Для способа №2 не требуется покрытие зондовых пластин T3 / 22, которые прижимаются к поверхности пластиковой трубки; Возможность организации сети, до 60 TRIME-ES могут быть включены в конфигурацию сети. Недостатки способа №2 Необходимо обеспечить, чтобы вода не проникала в зонд внутри пластиковой трубки на протяжении всего срока эксплуатации; Для отверстия диаметром 22,5 мм (+0,3 мм) необходима соосность и округлость по всей длине, чтобы поместить пластиковую трубку в камень или бетон и герметизировать пластиковую трубку с помощью герметика; Способ установки 1 проще и надежнее в отношении защиты от воды!

Документация

• Руководство по применению TRIME-ES с зондом T3/22