Kahe erineva niiskuse määramise mõõtmistehnika põhimõtted
Enne erinevate niiskusmõõtmiste kirjeldamist on oluline määratleda niiskusesisaldus. Niiskusesisaldust väljendatakse tavaliselt protsendina kogu toote massist (märg) või kuivtoote (kuiv baasil).
Märg baasi niiskusesisaldus: M=100 x (märgkaal – kuivkaal) / märgkaal
Niiskusesisaldus kuivaines: M=100 x (märgkaal – kuivkaal) / kuivkaal
Ülaltoodud valemi kohaselt ei tohi märja aluse niiskusesisaldus ületada 100 protsenti. Kuiva baasi niiskus võib ületada 100 protsenti ja see on mittelineaarne funktsioon. Niiskusesisaldust saab määrata mitme tehnika abil. Need võib jagada kahte põhikategooriasse: esmased ja sekundaarsed mõõdikud.
I. Raadiosageduslikud dielektrilised tehnikad
See meetod põhineb vee kõrgel dielektrilisel konstandil enamiku tahkete ainete suhtes.
Dielektriku määramiseks on välja töötatud mitmeid meetodeid, sealhulgas raadiosagedus-, mikrolaine- ja ajadomeeni reflektomeetria. Materjali suhtelise dielektrilise konstandi mõõtmiseks tuleb materjal elektriliselt ühendada andurahelaga. Seda saab teha, asetades materjali kahe paralleelse elektroodi vahele, kuid see ei hõlbusta sidusrakendusi. Kui tuvastusahel töötab raadiosagedusel, on RF-energiat lihtne materjali kaudu levitada ja seega tootega ühendada ilma füüsilise kontaktita. Tasapinnalised äärevälja elektroodid pakuvad ühepoolset mõõtmisstruktuuri, millel on protsessile väiksem mõju.
Tahke toote elektriline analoog on kondensaator paralleelselt lekkejuhtivusega. Neid komponente mõjutab niiskus, kuid dielektriline konstant on väga prognoositav, samas kui kadudegur mitte. Kombineeritud komponendid esindavad keerulist takistust, mida saab kergesti mõõta, kuid seda võivad mõjutada ka muud muutujad peale niiskuse.
Tõelised dielektrilised niiskusmõõturid on haruldased, kuna enamik odavaid instrumente ei püüa eraldada dielektrilisi ja kadukomponente. Madalaimate kuludega instrumendid püüavad vähe või üldse mitte mõõta kombineeritud impedantsi pikaajalise stabiilsuse ja korratavusega.
See on läbitungiv mõõt ja võib mõõta mittehomogeenseid tooteid.
Sellel on suur mõõtmisala, mis tagab tootele representatiivsema üldise keskmise niiskuse.
Võrreldes teiste in-line tehnoloogiatega on see suhteliselt odav.
See on väga töökindel ja vastupidav, ilma liikuvate osadeta, mis kuluksid või puruneksid.
Erinevad mehaanilised andurid on loodud sobima paljude protsessitingimustega ja neid saab kasutada kõrge temperatuuriga keskkondades.
II. Infrapuna tehnoloogia
Near Infrared Reflectance (NIR või IR) tehnoloogia on laialdaselt kasutatav tehnoloogia on-line niiskuse testimiseks. Suur osa selle populaarsusest tuleneb selle kasutusmugavusest.
Valgusallikas (tavaliselt kvartshalogeenpirn) kollimeeritakse ja filtreeritakse kindla lainepikkuseni. Pöörlevale rattale paigaldatud filter viilutab valguse kindla lainepikkusega impulsside jadaks. Filtreeritud valguskiir suunatakse mõõdetava toote pinnale. Osa valgusest peegeldub tagasi detektorisse (tavaliselt pliisulfiid). Vesi neeldub teatud lainepikkusega valgust. Kui filter on valitud nii, et üks lainepikkus neeldub vees (proovikiir) ja üks lainepikkus jääb vee poolt mõjutamata (võrdluskiir), on kahe peegeldunud lainepikkuse amplituudisuhe võrdeline vesi vees.
Lihtne peale kanda. Tavaliselt paigaldatakse 6–10 tolli toote kohale. Mõõdukad toote kõrguse kõikumised mõjutavad mõõtmist vähe või üldse mitte.
Väike mõõtmisala koos skaneerimisraamiga annab tooteprofiili.
Konkreetseid lainepikkusi saab valida ka muude muutujate kui niiskuse mõõtmiseks.
