オンライン赤外線湿度計 高精度 オンライン赤外線湿度分析器 研究室 リアルタイム赤外線湿度検出器

近赤外線水分測定原理

赤外線吸収の原理：物質内の分子構造、例えば水中の酸素-水素結合や有機物中の炭素-水素結合は、特定の波長で近赤外線を吸収します。特定の波長では、反射された近赤外線のエネルギーは、近赤外線を吸収する分子の数に反比例します。水分計は、近赤外線波長が水分子に吸収されるという原理に基づいて、特定の波長での近赤外線エネルギーの変化を分析します。

水分子は静的ではありません：特定のエネルギー帯に遭遇すると、それらは振動します。水分子中の2つの水素原子と酸素原子の間の結合は、伸びたり、縮んだり、その他の方法でねじれたりします。これらの振動を引き起こすには外部エネルギーが必要であり、必要なエネルギーは電磁スペクトル全体にわたる特定の帯域に及びます。

スペクトルの異なる部分では、一部の吸収帯は非常に強く、他は非常に弱いです。スペクトルの近赤外線部分では、この帯域は水分子にとって特に強く、放出、フィルタリング、受信の点で楽器の実装が容易になります。近赤外線エネルギーの特定の波長は、試験対象の水分に適切な量のエネルギーを提供するために使用されます。水分測定に一般的に使用される波長は、1〜2.5マイクロメートルの範囲です。特定の波長で吸収されるエネルギー量は、近赤外線エネルギービームが遭遇する水分子の数と、その特定の波長での吸収強度に依存します。エネルギービームが遭遇する水分子の数は、測定物質中の水分含有量に直接比例します。水分計は反射率比を使用するため、測定された光ビームは、測定物質の反射および吸収特性の影響も受けます。近赤外線水分測定技術は、非破壊的、非接触、リアルタイムの水分検出技術です。

オンライン赤外線水分計は、複数の波長の近赤外線ビームを測定対象物の表面に集光します。表面から反射された近赤外線ビームは、高度な赤外線光学検出システムによって受信および処理されます。この高度な赤外線光学検出システムは、データを迅速に処理できます。組み込みの高パフォーマンスミニチュアデジタル信号処理チップを使用して、必要なデータを処理、保存、表示し、優れた精度と安定性を実現します。

オンライン赤外線水分計は、回転ホイールに取り付けられた精密赤外線フィルターを使用します。このセットアップにより、基準光と測定光パルスが交互にフィルターを通過します。保持された光ビームは、テスト中のサンプルに集光されます。まず、基準光がサンプルに投影され、次に測定光がサンプルに投影されます。これら2つの時間的に分離された光エネルギーパルスは検出器に反射され、2つの電気信号に変換されます。基準チャネルは、反射エネルギーの期待される量を示します。測定チャネルは水分子によって部分的に吸収されるため、そのエネルギーは減衰します。これら2つの信号は組み合わされて比率を形成します。この比率と、異なる水分含有量のサンプルから得られた他の比率との差は、2つの水分含有量の差に直接比例します。

2つのチャネルの信号強度は、次の式にまとめられます：R / M x M1 / R1 = 比率

ここで、Rは製品ビームの基準チャネル、Mは製品ビームの測定チャネル、M1は補償ビームの測定チャネル、R1は補償ビームの基準チャネルを表します。

トリガードリフトが発生した場合、例えば測定波長での光強度の変化など、MとM1の値は比例して影響を受け、結果は比率で相殺されます。しかし、サンプルの水分量が変化した場合、Mの値のみが影響を受け、水分含有量に大きな変化が生じます。

機器の特徴

1. 近赤外線非接触測定、生産ラインでの水分含有量の変化をリアルタイム表示、サンプルの前処理不要。密閉空間内のサンプルも無色ガラス（透過率95%以上）を通して測定可能で、サンプルの完全性を確保し、測定環境要件に準拠します。

2. 簡単な機器操作。必要な測定場所に設置後、測定ポイントの近くでサンプルを採取し、水分含有量について標準的な実験室方法で測定します。標準方法の測定データと機器データを比較し、オフセットと感度パラメータを調整してキャリブレーションを完了し、操作を開始します。

3. 強い耐干渉性。プローブは自動温度補償機能を備えているため、周囲温度の変化は測定精度に大きく影響しません。機器の性能は、周囲光の様々な変化の影響を受けず、使用中にプローブに遮光器は必要ありません。標準的な焼結フィルター防塵カバーが付属しており、空気源を接続することで、微量のほこりや水蒸気からの干渉を排除できます。

4. プローブは組み込みMCUを備え、完全デジタル処理を採用しているため、強力な光学信号処理能力と、黒い物体などの光吸収性材料の検出能力が向上しています。可視光信号測定の追加により、色の変化の影響が大幅に軽減され、複雑な測定環境への適応性が向上します。

5. 多様な入出力インターフェース：フリープロトコル/MODBUS-RTU（読み書き、リモートパラメータ変更およびキャリブレーションをサポート）；RS485（3チャネル）、DC 4-20mA（1チャネル）、IO入出力、2入力（測定を停止する停止信号入力）、2 x 24V出力、オプションのアラームライト付き。

6. 安定性と信頼性：防水電源モジュール、アルミニウム合金筐体、IP67定格、AC 90-220V 50/60Hzグローバル電圧適応性を備えています。プローブはDC 24Vで給電され、より安全で安定した低電圧電源を提供し、故障率を効果的に低減します。光源は安定化されたDC 5V電源で給電され、電源投入時の電圧は徐々に上昇し、電源投入時および電源オフ時の光源を保護します。

適用範囲

本装置は、繊維産業、タバコ産業、化学産業、石炭産業、木材産業、製紙産業、食品加工、飼料産業、セラミック産業、ガラス産業、セメント産業など、多くの分野で広く使用されています。

7オンライン赤外線水分計 高精度 オンライン赤外線水分分析計 実験室 リアルタイム赤外線水分検出器