Принцип измерения влажности в ближнем инфракрасном диапазоне
Принцип поглощения инфракрасного света: молекулярная структура внутри вещества, такая как связи кислород-водород в воде и связи углерод-водород в органических веществах, поглощает ближний инфракрасный свет определенных длин волн. На определенной длине волны энергия отраженного ближнего инфракрасного света обратно пропорциональна количеству молекул, поглощающих ближний инфракрасный свет. Влагомеры анализируют изменение энергии ближнего инфракрасного диапазона на определенной длине волны, основываясь на том принципе, что волны ближнего инфракрасного диапазона поглощаются молекулами воды.
Молекулы воды не статичны: когда они сталкиваются с определенной энергетической полосой, они вибрируют. Связи между двумя атомами водорода и атомом кислорода в молекуле воды растягиваются, сжимаются или скручиваются другими способами. Чтобы вызвать эти вибрации, необходима внешняя энергия, и требуемая энергия охватывает определенные полосы всего электромагнитного спектра.
В разных частях спектра одни полосы поглощения очень сильны, а другие очень слабы. В ближней инфракрасной части спектра эта полоса особенно сильна для молекул воды, и прибор проще реализовать с точки зрения излучения, фильтрации и приема этой энергии. Определенные длины волн энергии ближнего инфракрасного диапазона используются для передачи соответствующего количества энергии влаге в тестируемом продукте. Длины волн, обычно используемые для измерения влажности, находятся в диапазоне от 1 до 2,5 микрометров. Количество энергии, поглощаемой на определенной длине волны, зависит от количества молекул воды, с которыми сталкивается луч энергии ближнего инфракрасного диапазона, и интенсивности поглощения на этой конкретной длине волны. Количество молекул воды, с которыми сталкивается энергетический луч, прямо пропорционально содержанию влаги в измеряемом веществе. Поскольку влагомер использует коэффициент отражения, на измеряемый световой луч также влияют характеристики отражения и поглощения измеряемого вещества. Технология измерения влажности в ближнем инфракрасном диапазоне представляет собой неразрушающую, бесконтактную технологию определения влажности в режиме реального времени.
Онлайн-измеритель инфракрасной влажности фокусирует лучи ближнего инфракрасного диапазона нескольких длин волн на поверхность измеряемого объекта. Лучи света ближнего инфракрасного диапазона, отраженные от поверхности, принимаются и обрабатываются усовершенствованной системой инфракрасного оптического обнаружения. Эта усовершенствованная инфракрасная оптическая система обнаружения может быстро обрабатывать данные. Встроенный высокопроизводительный миниатюрный чип цифровой обработки сигналов используется для обработки, хранения и отображения необходимых данных с исключительной точностью и стабильностью.
В онлайн-измерителе инфракрасной влажности используются прецизионные инфракрасные фильтры, установленные на вращающемся колесе. Эта установка позволяет импульсам эталонного света и измерительного света поочередно проходить через фильтр. Удерживаемые лучи света фокусируются на испытуемом образце. Сначала на образец проецируется эталонный свет, а затем на образец проецируется измерительный свет. Эти два разделенных во времени импульса световой энергии отражаются обратно на детектор, который преобразует их в два электрических сигнала. Опорный канал представляет ожидаемое количество отраженной энергии. Измерительный канал частично поглощается молекулами воды, поэтому его энергия будет ослаблена. Эти два сигнала объединяются, образуя соотношение. Разница между этим соотношением и другими соотношениями, полученными из образцов с различным содержанием воды, прямо пропорциональна разнице содержания воды между ними.
Интенсивности сигналов двух каналов объединяются в следующее уравнение: R/M x M1/R1 = Коэффициент
Где R представляет собой опорный канал продуктового луча, M представляет собой измерительный канал продуктового луча, M1 представляет собой измерительный канал компенсационного луча, а R1 представляет собой опорный канал компенсационного луча.
Если происходит дрейф триггера, например, изменение интенсивности света на длине волны измерения, значения M и M1 будут затронуты пропорционально, и результат будет уменьшен в соотношении. Однако если количество воды в образце изменяется, это влияет только на значение M, что приводит к значительному изменению содержания влаги.
Особенности инструмента
1. Бесконтактное тестирование в ближнем инфракрасном диапазоне, отображение изменений содержания влаги в реальном времени на производственной линии, предварительная обработка образцов не требуется. Пробы в закрытых помещениях также можно тестировать через бесцветное стекло (пропускание более 95%), обеспечивая целостность пробы и соответствие требованиям среды испытаний.
2. Простое управление прибором. После установки в необходимом месте тестирования отберите пробу рядом с точкой тестирования и проведите стандартный лабораторный метод проверки на содержание влаги. Просто сравните данные испытаний стандартного метода с данными прибора, отрегулируйте параметры смещения и чувствительности для завершения калибровки, а затем начните работу.
3. Сильная защита от помех. Зонд имеет функцию автоматической температурной компенсации, поэтому изменения температуры окружающей среды существенно не влияют на точность измерений; на работу прибора не влияют различные изменения окружающего освещения, и во время использования зонд не требует светозащиты; В комплект входит стандартная пылезащитная крышка из спеченного фильтра, а подключение источника воздуха может устранить помехи от следов пыли и водяного пара.
4. Зонд оснащен встроенным микроконтроллером и использует полностью цифровую обработку, что обеспечивает широкие возможности обработки оптического сигнала и улучшенное обнаружение светопоглощающих материалов, таких как черные объекты. Добавление измерения сигнала видимого света значительно снижает влияние цветовых изменений, что делает его более адаптируемым к сложным условиям тестирования.
5. Разнообразные входные и выходные интерфейсы: свободный протокол/MODBUS-RTU (чтение/запись, поддержка удаленного изменения параметров и калибровки); Rs485 (три канала), 4–20 мА постоянного тока (один канал), вход/выход ввода-вывода, 2 входа (входной сигнал остановки для остановки измерения), 2 выхода 24 В, с дополнительной сигнальной лампой.
6. Стабильный и надежный: оснащен водонепроницаемым модулем питания, корпусом из алюминиевого сплава, классом защиты IP67 и возможностью адаптации к глобальному напряжению переменного тока 90–220 В, 50/60 Гц. Зонд питается от источника постоянного тока 24 В, что обеспечивает более безопасное и стабильное низковольтное питание, что эффективно снижает частоту отказов. Источник света питается от регулируемого источника постоянного тока 5 В с постепенным увеличением напряжения при включении питания и защитой источника света во время включения и выключения питания.
Область применения
Прибор широко используется в текстильной, табачной, химической, угольной, лесной, бумажной, пищевой, кормовой, керамической, стекольной, цементной и многих других отраслях промышленности.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
Russian
