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一文详解在线近红外水分仪的测量方式和原理

更新时间:2018-09-26  |  点击率:1062
  在线近红外水分仪是一种在线非接触式物料水分检测仪。红外水分仪适用于冶金、煤炭、化工、化纤、造纸、烟草、食品、建筑等多个行业,能对生产线上各个工艺点的水分值进快速准确测量,减少人工采样化验,有利于水分数据的实时采集、分析,并为生产工作起指导性作用。其工作原理如下:
  在线近红外水分仪使用安装在转轮上的高精密红外滤光片,进口电机,允许参照光和测量光交替地通过滤光片。被保留的光束会聚焦在受测试的样品上。首先是参照光被投影在样品上,然后是测量光被投影在样品上。这两个具有时序的光能脉冲会被反射回到一个探测器,依次转换成两个电信号。这两个信号结合形成一个比例,因为这个比例和物质水分含量相关,就可以测量出水分。
  光源发射的红外光穿过分光盘上的滤光片,经反射镜射向被测物料;分光盘上的不同滤光片只允许某一波长的红外光透过,分光盘在马达的驱动下高速旋转,使测量波长及参比波长的红外光交替射向被测物料;这些红外光有部分被物料吸收,部分反射到凹面聚光镜,被光电传感器接收并转换为电信号,由后续电路处理以计算出物料的水份。
  在线近红外水分仪把多个波长的近红外线光束聚集到被测物表面上,其表面反射的近红外线的光束被一个红外光学探测系统接收和处理。这种红外光学探测系统能快速处理数据。一个内嵌式的超性能微型数字信号处理芯片用来处理、储藏和显示所需要的数据。其度和稳定性非常出众。
  在线近红外水分仪利用的现象是:许多的物质在特定波长下吸收红外能量,而不吸收在其它波长下的红外能量。当测量受测物质的水含量时,少选择两种波长。一种是为参照波长,不会被受测物质或水强烈吸收。另一种是为测量波长,它不会被受测物质强烈吸收,但会被水强烈吸收。
  在线近红外水分仪使用装嵌在转轮上的精密红外滤光片。这种安装允许参照光和测量光的脉冲交替地通过滤光片。被保留的光束会被聚焦在受测试的样品上。首先是参照光被投影在样品上,然后是测量光被投影在样品上。这两个具有时序的光能脉冲会被反射回到一个探测器上,依次转换成两个电信号。参考通道表示预计的反射能量的多少。测量通道有一部分被水分子所吸收,因此其能量将出现衰减。这两个信号结合形成一个比率。这比率与一些从不同含水程度样品中获得的其它比率的差,是与两者含水量的差成正比例。
  两种通道的信号强度结合成以下的方程式:
  R/MxM1/R1=比率其中
  R代表产品光束的参照通道
  M代表产品光束的测量通道
  M1代表补偿光束的测量通道
  R1代表补偿光束的参照通道
  如果有漂移状况出现,诸如测量波长的光的强度改变,M和M1值会同时相称地受影响,对于比率来说,漂移的结果被抵消,保持了在线近红外水分仪测量结果的稳定性和一致性。