Principi dviju različitih mjernih tehnika za određivanje vlage
Prije opisa različitih mjerenja vlage, važno je definirati sadržaj vlage. Sadržaj vlage obično se izražava kao postotak težine ukupnog proizvoda (mokra baza) ili suhog proizvoda (suha baza).
Mokri sadržaj vlage: 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 u vlažnoj podlozi ne smije biti veći od 100 posto. Vlažnost suhe osnove može premašiti 100 posto i nelinearna je funkcija. Sadržaj vlage može se odrediti brojnim tehnikama. Oni se mogu podijeliti u dvije glavne kategorije, primarne i sekundarne metrike.
I. Radiofrekventne dielektrične tehnike
Ova se metoda oslanja na visoku dielektričnu konstantu vode u odnosu na većinu krutih tvari.
Razvijene su brojne tehnike za određivanje dielektrika, uključujući RF, mikrovalnu i reflektometriju u vremenskoj domeni. Kako bi se izmjerila relativna dielektrična konstanta materijala, materijal mora biti električno spojen na senzorski krug. To se može učiniti postavljanjem materijala između dvije paralelne elektrode, ali to ne olakšava on-line primjenu. Ako senzorski krug radi na RF, lako je širiti RF energiju kroz materijal i tako spojiti s proizvodom bez fizičkog kontakta. Planarne elektrode rubnog polja pružaju jednostranu mjernu strukturu s manjim utjecajem na proces.
Električni analog čvrstog proizvoda je kondenzator paralelno s vodljivošću curenja. Na ove komponente utječe vlaga, ali je dielektrična konstanta vrlo predvidljiva, dok faktor gubitka nije. Kombinirane komponente predstavljaju složenu impedanciju koja se može lako izmjeriti, ali na nju mogu utjecati i druge varijable osim vlage.
Pravi dielektrični mjerači vlage rijetki su jer većina jeftinih instrumenata ne pokušava odvojiti dielektrične komponente od gubitaka. Najjeftiniji instrumenti čine malo ili nimalo pokušaja mjerenja kombinirane impedancije uz bilo kakvu dugotrajnu stabilnost i ponovljivost.
To je prodorno mjerenje i može mjeriti nehomogene proizvode.
Ima veliko područje mjerenja koje daje reprezentativniju ukupnu prosječnu vlažnost proizvoda.
Relativno je jeftin u usporedbi s drugim in-line tehnologijama.
Vrlo je pouzdan i robustan, bez pokretnih dijelova koji bi se istrošili ili slomili.
Razni mehanički senzori dizajnirani su tako da odgovaraju širokom rasponu uvjeta procesa i mogu se koristiti u okruženjima visoke temperature.
II. Infracrvena tehnologija
Tehnologija bliske infracrvene refleksije (NIR ili IR) široko je korištena tehnologija za on-line ispitivanje vlage. Velik dio svoje popularnosti duguje jednostavnosti korištenja.
Izvor svjetlosti (obično kvarcna halogena žarulja) kolimira se i filtrira na određenu valnu duljinu. Filter montiran na rotirajući kotač siječe svjetlost u niz impulsa određene valne duljine. Filtrirana svjetlosna zraka usmjerava se na površinu proizvoda koji se mjeri. Dio svjetla se reflektira natrag na detektor (obično olovni sulfid). Voda apsorbira određenu valnu duljinu svjetlosti. Ako je filtar odabran tako da jednu valnu duljinu apsorbira voda (zraka uzorka), a na jednu valnu duljinu voda ne utječe (referentna zraka), omjer amplitude dviju reflektiranih valnih duljina bit će proporcionalan količini voda u vodi.
Lako se nanosi. Obično se postavljaju 6 do 10 inča iznad proizvoda. Umjerene varijacije visine proizvoda imaju mali ili nikakav učinak na mjerenje.
Malo područje mjerenja točke u kombinaciji s okvirom za skeniranje daje profil proizvoda.
Određene valne duljine mogu se odabrati za mjerenje varijabli osim vlažnosti.
