3 metody pomiaru wilgotności materiałów sypkich i masowych
Pomiar wilgotności jest sprawą trudną z naukowego punktu widzenia. Powodem tego jest mała strefa pomiarowa, która ma zwykle powierzchnię kilkunastu centymetrów kwadratowych. W porównaniu z powierzchnią typowego otworu zasypowego, o powierzchni od 960 do 2300 centymetrów kwadratowych, jest ona bardzo mała. W związku z tym kruszywa przemieszczające się po brzegach, o różnych wartościach wilgotności, mogą nam uciec i nie zostać włączone do uśrednionych obliczeń. Ponadto, do różnych materiałów i zastosowań powinno się stosować różne typy czujników wilgotności, jak opisano poniżej.
Aby zagwarantować sobie sukces pomiarowy, trzeba pamiętać o trzech rzeczach:
- Utrzymywać stałą gęstość nasypową, ponieważ wszystkie czujniki są wrażliwe na gęstość materiału. Można to osiągnąć instalując czujnik w pewnego rodzaju pojemniku i ustawiając go pod kątem w celu spowolnienia i zagęszczenia przesuwającego się materiału.
- Pomiar należy wykonać w obszarze przepływu, w świetle otworu zasilającego, a nie w miejscu gdzie materiał nie przepływa.
- Uśrednianiu odczytów podczas przepływu materiału. Średnia pomiędzy partiami powinna być podobna.
Sondę wilgotności należy zainstalować w pojemniku lub zbiorniku, w którym materiał jest zagęszczany. Zapewnia to wymaganą gęstość, a tym samym najdokładniejszy pomiar wilgotności. Ponadto, mniejszy rozmiar granulatu w porównaniu z otworem pomiarowym czujnika da nam większą dokładność. Oferujemy trzy typy czujników do różnych środowisk:
Mikrofalowy pomiar wilgotności
Eliminuje wszelkie problemy występujące w metodzie rezystancyjnej i pojemnościowej, gwarantując dokładny odczyt za każdym razem.
Metoda rekomendowana do pomiaru wilgotności piasku i materiałów ziarnistych: wilgotności drobnych kruszyw, takich jak piasek i kruszywo używane do produkcji betonu, jak również wielu innych materiałów ziarnistych.
Przykładem mogą być kruszywa drobne (do 6 mm) lub podobne produkty, które mogą być zagęszczane wewnątrz pojemnika lub leja samowyładowczego. Materiał przepływa przez czujnik wilgotności i uśrednia wynik w czasie przepływu. Daje to lepszą średnią niż ta, którą można uzyskać w pomiarze w wagosuszarce. Może być również stosowany w uchwytach, które "jeżdżą" na grubym podłożu z materiału na przenośniku taśmowym. W rezultacie daje to jednak mniejszą dokładność. Czujniki tego typu są stosowane w betoniarniach, suszarniach piasku i kruszywa, suszarniach piasku szczelinowego, węgla, młynach paszowych i przemyśle spożywczym.
Pomiar mikrofalowy w mieszalnikach
W mieszalnikach do betonu i podobnych zastosowaniach wykorzystuje się najtwardszy znany materiał po diamencie, azotek krzemu. Stanowi on osłonę płyty czołowej czujnika pomiarowego. Materiał ten jest tak odporny na ścieranie, że wystarcza na ponad 10 lat pomiaru wilgotności ekstremalnie twardych surowców, takich jak granit. Czujnik wilgotności instaluje się np. na dnie mieszadła obrotowego czy od spodu przenośnika taśmowego.
Pomiar wilgotności przy użyciu reflektometrii w domenie czasu
W przypadku zastosowań wymagających najwyższej dokładności lub w przypadku materiałów o rozmiarach do 32 mm najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie reflektometrii w domenie czasu. Wykorzystuje ona częstotliwości radarowe co pozwala na głęboką penetrację materiału. Promieniowanie mikrofalowe wnika głęboko w materiał pozwalając na pomiar większej objętości materiału niż w zwykłej metodzie mikrofalowej. Poprawia to dokładność. Metoda ta jest mniej czuła na gęstość mierzonego materiału i w konsekwencji pozwala lepiej zmierzyć średnią wilgotność materiału. Zaletą jest więc możliwość pomiaru większych rozmiarów kruszyw z większą dokładnością niż inne techniki mikrofalowe.
Dokładność pomiaru wynosi aż 0,1%. Czujniki tego typu są montowane na specjalnej płycie pod zsypem, w strumieniu materiału.
Pomiar wilgotności w oparciu o podczerwień
Tego typu czujniki wilgotności wykorzystują światło bliskiej podczerwieni do pomiaru wilgotności powierzchni piasku, kruszyw i innych materiałów ziarnistych, które są transportowane na taśmociągu lub wysypywane z zasobnika. Co ważne, mogą również mierzyć wilgotność powierzchni kruszyw o dużej średnicy (powyżej 10 mm). W przypadku takich kruszyw metoda pojemnościowa i mikrofalowa obarczone są zbyt dużym błędem ze względu na wolne przestrzenie występujące w tego rodzaju materiałach sypkich.
Ponieważ metodą z użyciem podczerwieni mierzy się tylko powierzchnię materiału, to jest ona mniej dokładna niż mikrofalowa. Mierzy się nią tylko powierzchnię przesuwającego się materiału, a nie całość masy materiału lub średnią dla masy przesuwającego się strumienia kruszywa.
