一种新型的多频谱微波水分仪
造纸原料水分测量的几种方法比较
造纸厂原料测水几种方法的比较造纸厂最主要的原料是生物质原料物废纸回收原料。
其中废纸回收原料占了绝大多数。
废纸回收再利用是全球纸业最重要的原料来源，废纸回收的原料成本是造纸企业最主要成本源。
在废纸回收的贸易结算过程中，废纸原料的水分含量是最重要结算指标之一。
也是贸易双方争议最多、漏洞最多的一个环节。
当前造纸厂关于回收废纸的水分测量主要有以下几种方法：1，传统的人工识别法2，抽样烘干称重法3，便携式插针法（便携式压贴测量法）4，2.4G微波法5，多频谱微波法6，自收发原理的微波测水仪。
一，传统人工识别法传统的人工识别法:主要是依赖有经验的工人,通过用手触摸,用肉眼观察打开的纸包,再依据过往的经验来判断纸包的含水.这种方法的优点: 1,无需设备的投入2,简单,快速,即时3,可在杂质检测的同时检测水分含量这种方法的缺点: 1,完全凭工人的经验.识别不稳定,无可靠标准.2,容易受人为因素影响3,只能有个大概的水分趋势，没有精度标准。
二,抽样烘干称重法这种方法是:从一吨多重的废纸包中抽出一到二公斤样品，然后放到烘房去烘干，最后用烘后的重量除以烘前重。
估算出整车水分含量。
这种方法的优点:1,取得的样品测量出的水分精度高2,有标准可依,不完全依赖人工.这种方法的缺点:1,烘房每年需要消耗大量的电力能源（每年电费损失达百万元）。
2,需要大量的人工参与挑样检验。
3,需要长达数六到八小时后才能得出水分值。
4, 容易人为操作(取样品时的人为选择性)，造成采购黑洞。
5,少量取样，无法代表整车水分。
三,便携式插入测量法或便携压贴测量法这种方法: 一般为电容原理或电阻原理:插针法采用一根或两根长若半米左右金属插针,用这种插针插入到纸包中,测量其局部的水分含量，压贴法是一个平板探头,人为把平板压贴在纸包的表面,测量局部水份含量：如图所示:这种方法的优点:1,无需卸载纸包,可以随机抽取.2,有标准可依,不完全依赖人工.3,快速,可即时得到水分值这种方法的缺点:1,测量精度差,无重复性是这种水分仪最大的短板:人为压贴的紧实程度,或插针的插入部位紧实程度不同,得到水分值就完全不同.2,便携仪器容易损坏,插针容易断裂. 平板仪器的测量容易受接触面的平整度影响.4, 容易人为操作(插入部位和压紧程度可人为的选择性)，造成采购黑洞。
微波水分测定仪 微机水分测定仪
微波水分测定仪微机水分测定仪鹤壁市天鑫煤质化验设备厂TXSC - 08微波水分测定仪可测定全水分和分析水分。
可与计算机连接，处理数据。
配置有红外加热器，用于测定不宜进行微波干燥的煤种水分。
一、测定原理和仪器结构1．水分测定仪的测定原理称取一定粒度和一定质量的煤样，置于放在微波（或红外）干燥炉中干燥：根据干燥后煤样的质量损失计算出水分含量。
微波烘干原理：被干燥物质中的水分子在微波发生器的交变电场作用下，高速振动产生摩擦热，使水分迅速蒸发，根据煤样水分蒸发后的质量减少，测出煤的水分含量。
2．仪器结构微波水分测定仪主要由微波干燥箱、电子天平、机械传动机构、微波电脑控制板、液晶显示器、微型打印机等部分组成。
(1)微波干燥箱。
微波干燥箱内置了微波发生器、红外加热管两种加热装置；根据试验要求，可采用不同的加热方式和烘干功率，快速烘干样品。
干燥箱内有可]放置9个式样皿的微晶玻璃转盘（又称旋转托盘）。
(2)机械传动机构。
该机构在微电脑控制下实现旋转托盘的水平旋转和升降运动，使得各试样的试验条件一致，样品受热均匀。
在烘干前和烘干后，由系统自动j控制转盘旋转、识别位置、升降和称重。
并将每个位置上样品的器皿质量，烘干前、后的{别存储记录。
(3)微电脑控制板。
它是水分测定仪智能控制核心，它由单片机控制、驱动电路组成。
其功能为：控制微波干燥或红外干燥，并调控干燥功率；传动机构完成旋转托盘的旋转、升降，实现试样皿识别、定位；通过控制电子天平自动回零、自动称重，分析计算并显示水分值；判断干燥终点；对称量数据进行记录、处理、运算；完成水分测定结果，进行显示和打印。
若用计算机控制，再配备一套测控软件和通讯电缆，以实现由计算机控制测量，数据，管理、报表打印等。
一台计算机可控制多台水分测定仪。
微电脑控制板电气原理单片机，主要包括时钟电路、液晶显示电路，用于位置识别的光电开关检测电路、微波发生器，红外微波水分测定仪结构示意图1-电控箱；2-—微波干燥箱；3-电源开关；4-机械传动机构；5-试样皿；6一称量支杆：7-电子天平；8一旋转托盘；9一微型打印机；10-操作键盘；11-微电脑控制板；12-微波发生器13-液晶显示器；14-工作状态指示灯；15 -门锁开关；16-红外加热管微电脑控制板原理结构图1-AC220V交流输入；2-升降控制输出；3-旋转控制输出；4-JA扇控制输出：5-微波控制输出；6-红外控制输出；7-位置检测输入；8-微机通讯接口； 9一天平通讯接口；10-打印机接口；11-主板电源输入加热管、电机控制驱动电路、通讯控制及接口电路。
连续在线水分测定仪的使用如何 在线水分测定仪如何操作
连续在线水分测定仪的使用如何在线水分测定仪如何操作在线水分测定仪与传统的便携式快速水分测定仪不同，在线水分测定仪是一种对固体、液体和浆体物料进行实时在线水分含量检测的先进仪器装置，可用于工业生产过程中在线水分测定仪与传统的便携式快速水分测定仪不同，在线水分测定仪是一种对固体、液体和浆体物料进行实时在线水分含量检测的先进仪器装置，可用于工业生产过程中对物料水分含量的在线连续检测。
功能特点：1、非接触式，应用红外技术以慢反射方式对水份进行测定传统测量物料中的水分含量常用的是烘箱法，缺点是需要花费较多的操作时间。
而且信息严重滞后，因此这种方法无法应用到生产线上，只能在试验室中应用。
而红外水份仪可以在传送带上快速连续测量，且非接触被测物料；实现在线动态实时检测，反应时间仅为8ms，实现了对产品含水率的实时掌控。
2、多通道设置，同一台仪器充分测量不同类型物料的需求水分仪共有10个通道，编号从1—10，每个通道编号代表一组上述的通道参数，更改通道编号；即选择了不同的通道参数，以适应同一台仪器测量不同类型的物料的需求。
3、基本不受外界光变影响、具有温度自动补偿基本不受外界温度变化的影响长期稳定性好红外水份仪是接受光栅式红外水份仪，其稳定性比六光束、八光速大大提高。
平均测试精度可达0.1%—0.5%左右（视被测物料而定），充分生产工艺要求。
连续在线水分测定仪的使用说明：1、传感器安装：将传感器固定在被测物行走的上方或下方，调整传感器固定锣丝，使传感器与被测物距离≤5mm（非接触）2、传感器与主机连接：将引线一端插入主机D1插口，另一端插入传感器插口处。
3、开机前主机试机：将主机电源线接入220V交流电源（带地线），打开仪器电源开关，主机预热五分钟后；传感器探头勿与被测物接触，缓慢调整调零旋钮，使其数字为04.0（±0.2）；此后，将被测物通过传感器，显示数字为被测物水分数值。
4、误差调整：测量时如有误差，请调整校准旋钮，使其达到标准值。
微波水分测定仪的原理
微波水分测定仪的原理前言微波水分测定仪是一种广泛应用于食品、化工等各个领域的仪器。
它通过微波干燥技术，实现对物体中水分含量非常精准的测试。
对于制造、处理和储存物品的质量控制来说，微波水分测定仪是一种非常重要的工具。
本文将详细介绍微波水分测定仪的原理。
微波水分测定仪的工作原理微波水分测定仪运作的原理是利用微波，使样品发热，然后根据样品表面水分的含量，测定样品的水分含量。
下面我们将从以下两个方面详细解释其工作原理：微波发热原理微波被称为非电离辐射，它具有很强的穿透力，能够将能量传递到样品内部，加速样品中水分的挥发。
微波对样品表面产生的热量非常少，大部分会转化为样品内部的热。
因此，微波干燥技术非常适用于厚度较大的样品。
湿度测量原理微波水分测定仪中使用的是热导式传感器。
传感器中心有一个涂有黄铜的铜柱，温度传感器通过铜柱在样品中心进行测量。
当水分从样品中挥发时，温度传感器能够感应到线性变化信号的变化。
在微波水分测定仪中，这种信号能够通过计算机转换为样品中的百分比水分值。
微波水分测定仪的优点使用微波水分测定仪进行水分测量，会带来以下的好处：速度快，效率高微波干燥技术相比传统的水分测定技术，可以大幅提高产品处理的效率，节省时间成本。
精准度高微波水分测定仪能够高精准度地测定物品中的水分含量，能够检测出很微小的水分含量变化，从而提高生产质量控制的精度。
使用方便微波水分测定仪操作非常简单，只需要将样品放入仪器中，设置好参数后即可进行测量，省去了很多人工处理步骤。
结论微波水分测定仪是一种高精度、高效率的仪器，适用于物品中水分含量的快速测试。
通过微波干燥技术和热导式传感器测量样品中的水分含量，提高了产品质量控制的精准度，缩短了测量时间，大大提高了生产效率。
水份检测仪报告
水份检测仪报告1. 引言水份检测仪是一种专门用于测量物质中水分含量的仪器。
它广泛应用于农业、食品加工、制药、化妆品等行业，在生产和质量控制过程中起着重要作用。
本报告将介绍水份检测仪的原理、应用领域、使用方法和市场前景。
2. 原理水份检测仪的工作原理基于物质与水分的相互作用。
常见的水份检测仪使用微波、红外线、电阻等原理进行测量。
2.1 微波法微波法利用物质对微波的吸收和反射特性来确定物质的水分含量。
通过向样品施加一定频率和强度的微波，并测量微波经过样品后的衰减程度和相移，从而计算出样品中的水分含量。
2.2 红外线法红外线法基于物质中水分的吸收特性来测量水含量。
红外线被样品中的水分吸收后，样品本身的吸收光谱发生变化。
利用红外线仪器测量样品的吸收光谱，并通过与已知样品的对比，确定样品中的水含量。
2.3 电阻法电阻法使用物质中的电导率来测量水分含量。
水分具有较高的电导率，通过在样品中施加一定的电场，测量样品中的电导率并计算水分含量。
3. 应用领域水份检测仪的应用领域十分广泛，具体包括但不限于以下几个方面：3.1 农业在农业领域，水份检测仪常用于土壤水分测量，可帮助农民合理用水、科学灌溉，提高农作物产量和品质。
同时，水份检测仪还可用于农产品质量检测，提供农产品的含水量信息。
3.2 食品加工水份检测仪在食品加工行业的应用非常重要。
通过对食品中水分含量的测量，可以控制食品的保存期限、质量和口感。
同时，水份检测仪还可用于检测食品中的添加剂、污染物等其他成分。
3.3 制药制药行业中，水份检测仪常用于药品中水含量的检测和控制，以确保药品的稳定性和安全性。
水份检测仪还可用于监测药物的制备过程中的水分变化，以提高制药过程的效率和产品质量。
3.4 化妆品化妆品行业对产品中的水分含量要求严格。
水份检测仪可以帮助化妆品生产商确保产品的稳定性和质量，并控制产品的保存期限。
此外，水份检测仪还可用于制定化妆品产品的配方，提高产品的性能和使用体验。
在线微波水分仪特点 水分仪技术指标
在线微波水分仪特点水分仪技术指标在线微波水分仪特点物料水分测量一直是一个特别紧要的工艺参数。
传统的做法是采样后送到试验室进行化验分析。
这种做法不仅仅昂贵而且耗时，并且紧要的是花费很多时间得到的数据只是历史数据，而不是实时的数据。
由于长时间的取样和化验过程中，现场的实际工艺参数又发生了变化。
因此，试验室化验得到的数据并不能真实的反映实际过程工艺中物料的实际水分含量大小，误差不可避开的产生。
由于微波完全穿透过程物料，所以全部的物理性水份都能被测定。
这不仅适用于表面的水份，而且也适于内部的水份。
该技术保证了装置很高的测量精准性和精度，物料的颜色和表面结构不会影响测量结果。
微波是一种高频电磁波，微波透射介质时产生的衰减、相位更改紧要由介质的介电常数、介质损耗角正切值决议。
水是一种极性分子，水的介电常数和介质损耗角正切值都远高于一般介质。
通常情况，含水介质的介电常数和损耗角正切值的大小紧要由它的水分含量决议。
微波从位于输送皮带下方的UM微波水分仪C型框架下臂的微波发射源发射出来，透过皮带及物料后被皮带上端的位于C型框架上臂的微波接收器接收。
依据微波功率的衰减和相位移的更改，即可计算物料中的水分含量。
这就是微波水分监测技术的原理。
它适合应用在各种食品物料，可以是粉末状物料或者块状物料。
在线微波水分仪特点：非接触、连续在线测量，无磨损，不干扰物料传输，实时输出物料水分含量数据。
穿透物料测量全部物料水分，不仅仅只测量物料表面水分，测量结果更有代表性。
测量精准度高。
不受外界环境温度、粉尘、光线、物料颜色等影响，抗干扰本领强，可应用与恶劣环境。
牢靠性高，安装调试简单，易操作。
免维护、运行费用低、无辐射。
依照安装方式不同，UM可分皮带物料水分检测和下料口物料水分检测两种。
电容式微量水分仪的优点是：体积小、测量范围大、响应快速，样品的温度和压力的变化对测量的精准度影响不大。
它不但可以测量气体中的微量水分，也可以测量液体中的微量水分。
多频谱微波水分仪[实用新型专利]
![多频谱微波水分仪[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ff545501856a561253d36f59.png)
专利名称：多频谱微波水分仪专利类型：实用新型专利
发明人：潘磊,谢景奇
申请号：CN201720650146.X 申请日：20170606
公开号：CN207096127U
公开日：
20180313
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种多频谱微波水分仪，包括发射天线、接收天线、评估仪以及物料选择开关，评估仪与发射天线和接收天线连接；评估仪包括信号输入端口，评估仪通过信号输入端口接收物料种类选择信号，并确定与物料种类选择信号对应的微波信号并输出，发射天线接收微波信号并发射至被测物料，评估仪通过接收天线接收微波信号透射过被测物料后形成的回波信号，并将回波信号传输至评估仪；评估仪根据物料种类选择信号、回波信号得到被测物料的水分检测结果。
本实用新型的多频谱微波水分仪中可预先存储与多种不同物料对应的不同校准模型信息，从而实现采用多频谱微波水分仪对不同种类物料进行水分含量的测量，提高多频谱微波水分仪的多样化且实用性。
申请人：默斯测控技术(长沙)有限公司
地址：410000 湖南省长沙市高新开发区尖山路39号长沙中电软件园总部大楼A1229室
国籍：CN
代理机构：广州华进联合专利商标代理有限公司
代理人：林青中
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快速水分仪工作原理
快速水分仪工作原理
快速水分仪是一种用于确定材料水分含量的仪器，广泛应用于各
个行业中。
其工作原理基于材料的电磁特性和水分含量之间的关系。
快速水分仪采用了微波技术，利用材料中水分分子对微波的吸收
和散射效应进行测量。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 发射微波：快速水分仪中的微波发生器会产生一束恒定频率
的微波信号。
2. 微波传输：微波信号通过传输线（传输线是由导体和介质构
成的一种装置，用于将微波信号从发生器传输到样品中）传输到待测
物料中。
3. 水分吸收和散射：在样品中，水分分子会吸收微波信号的能量，并将其转化为热能。
水分分子还会散射微波信号。
水分含量越高，吸收和散射效应就越明显。
4. 接收微波：经过样品后，微波信号被传输线接收回仪器。
5. 分析处理：接收到的微波信号通过检测器转换为电信号，并
经过一系列的分析和处理步骤，计算出样品中的水分含量。
快速水分仪工作原理的关键在于微波与水分之间的相互作用。
微
波通过与水分分子相互作用，测量其吸收和散射效应，从而间接确定
样品中的水分含量。
由于微波的频率和传输线的设计等因素会影响测
量的准确性，因此在使用快速水分仪时，需要根据实际应用需求进行
仪器的校准和调试，以确保测量结果的可靠性和准确性。
快速水分仪通过利用微波与水分分子之间的相互作用，实现对材
料水分含量的快速测量。
该仪器广泛应用于各个行业，如粮食加工、
建筑材料、化工等，对于产品质量控制和生产过程的监测具有重要意义。
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一种新型的多频谱微波水分仪
一、前言
微波是一种电磁波，利用微波在特定频段（1GZH-5GGZ）对水分子的敏感特性来测量物体中的含水率就是微波水分仪。
当今微波水分测量技术越来越普遍的应用到各个行业。
该测量技术主要用来监控生产过程中物料的水分含量，以便企业提高产品质量，有效控制生产过程，节约成本，提高生产效率和生产效益。
二、微波水分仪的基本组成与原理
微波水分仪通常由以下几部分组成：1发射天线、2接收天线、3微波功能发生器、4微波水分变送器、5校准软件。
其基本原理原理如下：发射天线把微波功能发生器的发出的微波能量微波穿透被测物料，到达接受天线，接收天线接收到微波能，然后反馈给微波变送器。
当微波穿透物料时，由于物料中的水分子是极性分子，会吸收微波，产生键脚振动，将电磁能转化为热能。
因此产生了微波相位的差别和振幅的衰减，依靠这两个量可以计算物料中水分的含量。
这是微波测量的基本原理。
三、单频段（2.4GZH）微波水分仪测量时所面临的困难
采用2.4GHZ频段用来测量水分是一种聪明的选择，因为水分子在2.4GZH频段这个区间是最敏感的。
而且市场上常用的无线通讯频段也是这个频段（如大家常用的无线WIFI）这样在仪器的生产过程中可以找到很通用的微波器件。
但是单纯的2.4GZH在做在线测量时面临很多的困难：因为微波能量的衰减和相位的变化不仅仅受物料的含水量变化而变化，它还受物料的温度、密度、厚度、粒度等种种因素影响，如果单纯采用能量衰减的比例关系来测量水分，必须会受以上因素影响，而无法精确测量
阻尼衰减测量时会遇到温度的影响，如下表所示：
上述表格显示，当温度变化10度时，每cm水分的阻尼数值变化非常明显。
因此当实际测量时物料温度有大范围波动时，并且采用阻尼衰减来测量物料水分时，会受到温度变化的严重影响，因此一些微波测量系统必须要添加温度测量仪来进行温度补偿
无论是采用相位差法或者是阻尼衰减法，都不可避免的会受物料密度变化的影响。
当一定体积中被测物料的密度变化时，微波水分测量仪将无法精确的反应被测物料的真实含水量。
比如：当一定体积的10公斤含水10%的烟包A经过微波测量仪时，微波测量仪反应该物料含水10%。
当相同体积的20公斤含水10%的烟包B经过时，这时微波测量仪认为烟包B含水20%。
因为烟包B的重量增加了，密度变大了，单位体积中水分含量增加了，但是实际上烟包B的真实水分含量还是10%。
生产中物料的重量和密度是无法保持严格一致的。
因此上述物料密度的变化对微波水分测量造成严重的不可避免的影响。
目前普通的微波水分测量仪为规避该上述影响，需采用了各种各样的补偿手段，主要有：重量补偿，密度补偿温度补偿等等。
还有很
多因素无法用补偿来完成的，比较配方的变化或原料自身产地、形态的变化都无法进行补偿。
四、一种多频段微波水分仪
为了克服以上2.4GZH微波水分仪在测量时所遇到的困难，德国默斯（MOSYE）公司专门研发了一款基于1GHZ—5GZH这一微波带宽之间的连续多频谱微波水分仪。
德国默斯(MOSYE)公司为什么要采用多频连续微波来解决问题呢？请继续往下看。
微波测量水分主要因为水分的介电性质，介电常数可以表示为：
Ɛr = Ɛ´r -j(Ɛ´´r+ơ/ωƐ0)
式中Ɛ´´r为介电损耗，ơ/ωƐ0为导电损耗，ω和微波频率成正比关系。
当低频时，导电损耗占主导地位，因此需要提高频率，使介电损耗占优势，这样才能精确测量物料中的含水量。
比如煤炭，煤炭中的矿物质容易在水中形成离子导电，产生导电损耗，当煤炭水分小于10%，微波发射频率在1GHz到3GHz之间时，导电损耗有明显的影响，使得微波衰减和含水量之间的关系并不明显。
当微波频率高于3GHz 后，介电损耗占优势，微波衰减和含水量成明显的线性关系，如下图所示：
因此不同的物料、不同的量程范围其水分子对微波能的吸收峰都是不同的，在一个宽频区间，如何选取适合的频率段只能由被测物当时的现场环境来决定。
因此采用多频连续微波频谱可以有效采集被测物在高低频区间的全部的微波特性。
然后通过自学习的神经网算法，由仪器自主学习找到测量的最佳校准模型和曲线关系。
这样就为规避物料的温度、厚度、密度等因素带来的测量影响提供很好的方法。
所以：
默斯（MOSYE）公司的这款水分仪最大的特点在于采用连续多频谱分析方法，从1GHZ—5GHZ连续对被测物进行快速扫描，得到被测物的微波特性。
然后，智能自学习的神经网算法，让仪器自主去学习被测特的微波特性。
这种自学习算法，可以主动过滤和去除因物料温
度、厚度、密度、粒度等因素带来的测量影响，从而实现精确的在线测量。
五、默斯多频微波与2.4G单频段微波的不同点
1、硬件上：
多频微波采用1GHZ—5GHZ的连续多频段微波，以每10µS一个扫描周期，以0.02GHZ为间隔连续从1GZH到5GHZ扫描100次。
多通道输出，可以同时测量水分和密度。
有远程校准、无线数据传输功能
有一键标定功能（在一定条件下）
单频段微波以2.4G为测量频段的单频微波，以每100MS为扫描周期，对被测物体进行单频段扫描。
2、软件上：
多频微波由于扫描次数多，测量频带宽（1-5GZH）每次测量可以得到更多的被测物微波特征。
也能够得到更多的测量分辨率和测量点数。
这为智能学习的神经网算法提供了良好的数据源。
有了神经网算法，能够更好的适用于工况复杂，环境恶劣的在线测量领域。
自学习的神经网算法加上相位与频幅的比值算法，可以通过数据模型规避现场物料厚度、高度、密度、配方变化等带来的测量影响。
并或以通过设置，自动过滤无效测量和干扰频谱。
2.4G单频段微波：每次扫描测量只能得到一个微波阻尼值。
这个阻尼值对应一个实验室测量值，然后形成线性校准曲线。
因此只能采用线性标定。
单纯的阻尼线性标定校准，无法适用物料厚
度的度化、物料皮带高度的变化、物料密度的变化、物料配方的变化、现场环境温湿度的变化所带来的阻尼变化对测量的影响。
因此很难适用在线测量。
六、多频微波展示图解
1、多频谱展示
打开默斯的水分仪校准软件，读取测量频谱和测量值。
在原始数据显示界面中可以看到每次扫描的频谱曲线图：如图1所示
图示中的每根折线，代表着每次测量从1GHZ—5GHZ的扫描频谱的微波能。
2、打开默斯水分仪的样品列表栏
可以看到每次测量取样系统5个平均频谱计算值对应的标实验室水分、仪器自动计算得到的测量水分、校准绝对差值等信息。
如图所示：
图示中：W1,的值是1GHZ这个区间频谱值。
W2,的值是2GHZ区间， W5是5GHZ区间的频谱值
黄色列H2O：是测量对应的实验室测量值。
湖蓝色P.H2O：是默斯MOSYE仪器的测量值
天蓝色E.H2O：是实验值与默斯MOSYE仪器测量值之间的绝对误差值。
3、界面的右下角，可以即时展示校准模型的相关性趋势图
4、事实上，在默斯的仪器的分析主机界面上也可可以看到频谱变化的测量过程，如图所示：。