Позвоните нам

8-8000-80-35-80
(звонок бесплатный)

Заказать звонок

Напишите письмо


infokz@rusautomation.kz

Открыть

РусВизуализация OP-VP-1.0

YouTube-канал

Главная > Статьи > Сравнение различных методов измерения влажности на основе принципа измерения диэлектрической проницаемости материала

Сравнение различных методов измерения влажности на основе принципа измерения диэлектрической проницаемости материала

« Назад 23.07.2019 10:38
Сравнение различных методов измерения влажности на основе принципа измерения диэлектрической проницаемости материала

Диэлектрическая проницаемость воды при 20°С постоянна и равна 80, в то время как диэлектрическая проницаемость сыпучих материалов, требующих контроля влажности, находится в диапазоне 3…30. Такой контраст в значении диэлектрической проницаемости позволяет использовать показатель диэлектрической проницаемости как показатель количества воды в материале и соответственно влажности материала.


В действительности, постоянная диэлектрической проницаемости конкретного материала состоит из реальной и мнимой. На графике ниже реальная выделена синим цветом, а мнимая красным. Суммарная, состоящая из реальной и мнимой, изображена фиолетовым.

Сравнение различных методов измерения влажности на основе принципа измерения диэлектрической проницаемости материала


Реальная диэлектрическая проницаемость зависит от содержания воды и собственной диэлектрической проницаемости материала.


Мнимая диэлектрическая проницаемость будет меняться в зависимости от температуры, минерального состава, структуры воды (лед, снег, пар, жидкость), гранулометрического состава материала и его химической однородности. Мнимая часть не является постоянной, а зависит от перечисленных факторов, искажая реальные значения диэлектрической проницаемости, и, соответственно, результаты измерения влажности.


Известные методы измерения влажности на основе принципов контроля диэлектрической проницаемости, такие как емкостной метод, микроволновый метод и TRIME® не способны различать реальную и мнимую диэлектрические проницаемости.


«Хорошей новостью» в данном случае будет факт того, что показатели суммарной диэлектрической проницаемости, как и реальной и мнимой её частей, различаются в зависимости от частоты, причем эти зависимости не идентичны.


Емкостные методы измерения

Емкостные методы измерения, в зависимости от устройства и производителя, работают в метровом диапазоне частот от 5 до 180 МГц. На значение постоянной диэлектрической проницаемости в этом частотном диапазоне частично влияет практически идентичная степень реальной части (фактическое содержание воды) и мнимой части (содержание минералов, химический состав и температура). Выделение этих двух влияющих переменных невозможно. По этой причине точное измерение влажности невозможно под воздействием переменных параметров, таких как температура и содержание минеральных веществ, переменный гранулометрический состав, неоднородность материала.


Микроволновая технология

Микроволновые измерительные системы работают на высоких частотах >1 ГГц. Однако в этом частотном диапазоне реальная часть постоянного тока снова уменьшается. Это приводит к снижению разрешения измерения. Кроме того, проблемная доля мнимой части или вклада ошибки постоянной диэлектрической проницаемости, переменной возмущения при измерении влажности, снова увеличивается. Поэтому микроволновые методы, в меньшей степени по сравнению с емкостными, реагируют на отклонения температуры и электропроводности самого материала.

Зато в отличии от емкостного метода, это можно скорректировать программной обработкой отраженного сигнала, однако за это приходится платить.

Микроволновый метод является технически и физически сложным методом измерения, при котором различные параметры, такие как температура, форма зерна или гранул и размеры, могут влиять на результат измерения.


TDR - рефлектометрия во временной области
(TRIME®)

Радарный метод TRIME-TDR работает в идеальном диапазоне частот от 500 МГц до 1 ГГц. Реальная часть (синяя кривая) находится на максимуме и (все еще) постоянна в этом диапазоне частот. Мешающая мнимая часть (красная кривая) на минимуме! Это означает, что определенное распределение реальной части к содержанию воды является оправданным, и мешающим воздействием мнимой части можно пренебречь в значительной степени. Среди всех этих методов измерения технология TRIME-TDR предлагает идеальные физические предпосылки для точного измерения влажности от 0 до 100%!!! … и это при температурах измеряемого материала до 150°C.


Выводы:

Для простых применений, если влияние внешних факторов, например, температуры, будет отсутствовать, состав и минерализация материала всегда неизменна, фаза воды неизменна и не требуется высокой точности измерения влажности. Достаточно влагомеров на емкостном методе измерения.


Если высока вероятность влияния внешних и внутренних факторов, способствующих увеличению в измеренной влажности «мнимой» части, особенно если соотношение реальной и мнимой частей близко к единице, а также требуется высокая точность стабильных измерений, следует остановить свой выбор на микроволновых методах.


Применение инновационной технологии TRIME® это самый современный на сегодняшний день метод измерения влажности через измерение диэлектрической постоянной
, причем в расчет принимается именно реальная проницаемость, а влияние мнимой части сведено к минимуму.


Поэтому данный метод применим к широкому кругу материалов и технологических процессов, в особенности там, где требуется высокая точность при нестабильных факторах, таких как температура процесса, непостоянство гранулометрического состава, переменные соотношения химического состава материала, присутствие влаги в различных фазах, а также когда очень важно измерение влаги не только между частицами материала, но и непосредственно в них. К тому же, данная технология позволяет контролировать влажность в большом объеме около зонда (до 10 литров в зависимости от конструкции зонда).


Техотдел компании
Дата публикации статьи:


Логотип РусАвтоматизация

Статья от РусАвтоматизации Хотите сохранить
эту статью? Скачайте
её в формате PDF
Статья от РусАвтоматизации Остались вопросы?
Обсудите эту статью
на нашей странице В Контакте
Статья от РусАвтоматизации Хочешь читать статьи
первым, подписывайся на
наш канал в Яндекс.Дзен

Рекомендуем прочитать также:

Статьи. Рекомендуем прочитать

Практика использования влагомера с технологией TDR для измерения влажности руды

Читать статью ...

Статьи. Рекомендуем прочитать

Выбор оборудования для измерения влажности зерна

Читать статью ...

Статьи. Рекомендуем прочитать


Поточный влагомер

Читать статью ...



Водомер

WAM1

Новое
направление!

WAM2

Комплексные
поставки!

WAM3

Автоматизируйте
свое
производство!

WAM4

Внедряйте
новое
оборудование!

WAM5

Оснащайте
автоматизированные
системы!

Новости
21
09.20
Индикаторы потока. Часть 4. Контроль и учет
17
09.20
Индикаторы потока. Часть 3. Новые возможности
14
09.20
Индикаторы потока. Часть 2. Все гениальное - просто
10
09.20
Недорогая защита для ценного оборудования и систем
07
09.20
Контролируй уровень воды!