Prinzip der Nahinfrarottrockenheitsmessung
Das Prinzip der Infrarotlichtabsorption: Die Molekülstruktur im Inneren einer Substanz, wie die Sauerstoff-Wasserstoff-Bindungen in Wasser und die Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen in organischem Material, absorbiert Nahinfrarotlicht bei bestimmten Wellenlängen. Bei einer bestimmten Wellenlänge ist die Energie des reflektierten Nahinfrarotlichts umgekehrt proportional zur Anzahl der Moleküle, die Nahinfrarotlicht absorbieren. Feuchtigkeitsmesser analysieren die Änderung der Nahinfrarotenergie bei einer bestimmten Wellenlänge basierend auf dem Prinzip, dass Nahinfrarotwellenlängen von Wassermolekülen absorbiert werden.
Wassermoleküle sind nicht statisch: Wenn sie auf ein bestimmtes Energieband treffen, vibrieren sie. Die Bindungen zwischen den beiden Wasserstoffatomen und dem Sauerstoffatom in einem Wassermolekül dehnen sich, ziehen sich zusammen oder verdrehen sich auf andere Weise. Externe Energie ist erforderlich, um diese Vibrationen zu verursachen, und die benötigte Energie erstreckt sich über bestimmte Bänder im gesamten elektromagnetischen Spektrum.
In verschiedenen Teilen des Spektrums sind einige Absorptionsbänder sehr stark, während andere sehr schwach sind. Im Nahinfrarotbereich des Spektrums ist dieses Band für Wassermoleküle besonders stark, und das Instrument ist in Bezug auf Emission, Filterung und Empfang dieser Energie einfacher zu implementieren. Bestimmte Wellenlängen der Nahinfrarotlichtenergie werden verwendet, um die entsprechende Energiemenge für die Feuchtigkeit im getesteten Produkt bereitzustellen. Die für die Feuchtigkeitsmessung üblicherweise verwendeten Wellenlängen liegen im Bereich von 1 bis 2,5 Mikrometern. Die Menge der bei einer bestimmten Wellenlänge absorbierten Energie hängt von der Anzahl der Wassermoleküle ab, auf die der Nahinfrarotenergie-Strahl trifft, und von der Absorptionsintensität bei dieser spezifischen Wellenlänge. Die Anzahl der Wassermoleküle, auf die der Energie-Strahl trifft, ist direkt proportional zum Feuchtigkeitsgehalt in der gemessenen Substanz. Da der Feuchtigkeitsmesser ein Reflexionsverhältnis verwendet, wird der gemessene Lichtstrahl auch von den Reflexions- und Absorptionseigenschaften der gemessenen Substanz beeinflusst. Die Nahinfrarot-Feuchtigkeitsmesstechnologie ist eine zerstörungsfreie, berührungslose Echtzeit-Feuchtigkeitsdetektionstechnologie.
Der Online-Infrarottrockenheitsmesser fokussiert mehrere Wellenlängen von Nahinfrarotlichtstrahlen auf die Oberfläche des gemessenen Objekts. Die von der Oberfläche reflektierten Nahinfrarotlichtstrahlen werden von einem fortschrittlichen Infrarot-Optik-Detektionssystem empfangen und verarbeitet. Dieses fortschrittliche Infrarot-Optik-Detektionssystem kann Daten schnell verarbeiten. Ein eingebetteter Hochleistungs-Miniatur-Digital-Signalprozessor wird verwendet, um die erforderlichen Daten mit herausragender Genauigkeit und Stabilität zu verarbeiten, zu speichern und anzuzeigen.
Der Online-Infrarottrockenheitsmesser verwendet Präzisions-Infrarotfilter, die auf einem rotierenden Rad montiert sind. Diese Anordnung ermöglicht es, dass das Referenzlicht und die Messlichtimpulse abwechselnd durch einen Filter gelangen. Die zurückgehaltenen Lichtstrahlen werden auf die zu prüfende Probe fokussiert. Zuerst wird das Referenzlicht auf die Probe projiziert, und dann wird das Messlicht auf die Probe projiziert. Diese beiden zeitlich getrennten Lichtenergieimpulse werden zu einem Detektor zurückreflektiert, der sie in zwei elektrische Signale umwandelt. Der Referenzkanal repräsentiert die erwartete Menge an reflektierter Energie. Der Messkanal wird teilweise von Wassermolekülen absorbiert, so dass seine Energie gedämpft wird. Diese beiden Signale werden zu einem Verhältnis kombiniert. Die Differenz zwischen diesem Verhältnis und anderen Verhältnissen, die von Proben mit unterschiedlichem Wassergehalt erhalten werden, ist direkt proportional zur Differenz des Wassergehalts zwischen den beiden.
Die Signalintensitäten der beiden Kanäle werden in die folgende Gleichung integriert: R / M x M1 / R1 = Verhältnis
Wobei R den Referenzkanal des Produktstrahls darstellt, M den Messkanal des Produktstrahls darstellt, M1 den Messkanal des Kompensationsstrahls darstellt und R1 den Referenzkanal des Kompensationsstrahls darstellt.
Wenn ein Trigger-Drift auftritt, wie z. B. eine Änderung der Lichtintensität bei der Messwellenlänge, werden die Werte M und M1 proportional beeinflusst, und das Ergebnis wird im Verhältnis aufgehoben. Wenn sich jedoch die Wassermenge in der Probe ändert, wird nur der Wert M beeinflusst, was zu einer signifikanten Änderung des Feuchtigkeitsgehalts führt.
Gerätefunktionen
1. Berührungslose Nahinfrarotprüfung, Echtzeitanzeige von Feuchtigkeitsänderungen auf der Produktionslinie, keine Probenvorbehandlung erforderlich. Proben in geschlossenen Räumen können auch durch farbloses Glas (Transmission größer als 95%) getestet werden, wodurch die Integrität der Probe und die Einhaltung der Testumgebungsanforderungen gewährleistet werden.
2. Einfache Gerätebedienung. Nach der Installation am erforderlichen Prüfpunkt eine Probe in der Nähe des Prüfpunkts entnehmen und eine Standard-Laborprüfung auf Feuchtigkeitsgehalt durchführen. Vergleichen Sie einfach die Standardmethoden-Testdaten mit den Gerätedaten, passen Sie die Offset- und Empfindlichkeitsparameter an, um die Kalibrierung abzuschließen, und starten Sie dann den Betrieb.
3. Starke Entstörung. Die Sonde verfügt über eine automatische Temperaturkompensationsfunktion, sodass Änderungen der Umgebungstemperatur die Messgenauigkeit nicht wesentlich beeinträchtigen; die Geräteleistung wird nicht durch verschiedene Änderungen des Umgebungslichts beeinflusst, und es ist kein Lichtschutzschild auf der Sonde während des Gebrauchs erforderlich; eine Standard-Sinterfilter-Staubabdeckung ist im Lieferumfang enthalten, und der Anschluss einer Luftquelle kann Störungen durch Spuren von Staub und Wasserdampf beseitigen.
4. Die Sonde verfügt über eine integrierte MCU und nutzt eine vollständig digitale Verarbeitung, was zu starken optischen Signalverarbeitungsfähigkeiten und einer verbesserten Erkennung von lichtabsorbierenden Materialien wie schwarzen Objekten führt. Die Hinzufügung einer sichtbaren Lichtsignalmessung reduziert die Auswirkungen von Farbvariationen erheblich und macht sie besser an komplexe Testumgebungen anpassbar.
5. Vielfältige Ein- und Ausgabeschnittstellen: Freies Protokoll/MODBUS-RTU (Lesen/Schreiben, unterstützt Fernparameteränderung und Kalibrierung); RS485 (drei Kanäle), DC 4-20mA (ein Kanal), IO-Ein-/Ausgabe, 2 Eingänge (Stoppsignal zum Anhalten der Messung), 2 x 24V-Ausgänge, mit optionaler Alarmleuchte.
6. Stabil und zuverlässig: Verfügt über ein wasserdichtes Netzteilmodul, ein Gehäuse aus Aluminiumlegierung, IP67-Schutzart und eine globale Spannungsanpassungsfähigkeit von AC 90-220V 50/60Hz. Die Sonde wird mit DC 24V versorgt, was eine sicherere und stabilere Niederspannungsversorgung bietet und die Ausfallraten effektiv reduziert. Die Lichtquelle wird mit einer geregelten DC 5V-Versorgung betrieben, mit einer allmählichen Spannungssteigerung beim Einschalten und einem Schutz für die Lichtquelle während des Ein- und Ausschaltens.
Anwendungsbereich
Das Instrument wird häufig in der Textilindustrie, der Tabakindustrie, der chemischen Industrie, der Kohleindustrie, der Holzindustrie, der Papierindustrie, der Lebensmittelverarbeitung, der Futtermittelindustrie, der Keramikindustrie, der Glasindustrie, der Zementindustrie und vielen anderen eingesetzt.
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