微波烟包水分仪检定规程项目实验报告
微波技术在烟草干燥和水分测定中的应用研究
微波技术在烟草干燥和水分测定中的应用研究发布时间：2021-12-22T07:32:27.587Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷20期作者：王磊宋柳[导读] 本篇研究内容就是想要探讨一下利用微波干燥溶散灭菌技王磊宋柳北京航天试验技术研究所北京市 10074摘要：本篇研究内容就是想要探讨一下利用微波干燥溶散灭菌技术在及我国生产烟草制品工业生产过程管理中的具体实际应用。
论文研究目的就是对微波干燥灭菌技术溶散灭菌及我国生产烟草制品工业生产技术工艺以及过程质量管理工作中的具体实际应用进行理论分析，结合干燥灭菌技术应用实践经验及国内外许多有关烟草科学技术文献资料综合进行了较深入性的研究,探讨了该干燥灭菌技术在及我国生产烟草制品工业生产工艺过程管理中的具体实际应用以及推广方法。
关键词：微波技术；烟草干燥；水分测定；引言：近些年,随着现代微波灭菌技术在各个领域的快速渗透与广泛应用,这一创新技术也越来越广泛的的被应用于烟草药品加工生产过程中的干燥剂和灭菌剂等工艺生产过程。
由于的烟草灭菌产品主要颗粒体积小、有效化学成分含量高度集中、服用方便等几大特点,因此目前具有广泛的产业发展应用空间及较大的药品市场经济占有额。
中小型烟草企业产品的应用微波干燥加热灭菌应用技术也越来越多地得到广大烟草生产经营企业的高度重视,有关技术研究与应用报道也逐渐得到增多。
下面本人就介绍微波干燥加热灭菌在中小型烟草产品生产企业过程管理中的实际应用并通过结合其他有关科学文献资料进行深入探讨。
一、烟草干燥现状烟草企业在进行生产过程中烟草烘丝是一项非常复杂的工作,烘丝机能够将烟丝中所含的水分进行有效控制,并且确保烟丝中的水分能够达到合格率，同时提高烟丝质量。
利用对生产烟丝的含水加热填充方式,能够将烟丝含水率直接控制在行业合格标准范围内,从而能够满足烟丝生产工艺上的需求,提高生产烟丝的含水填充利用能力,满足提高烟丝的生产质量需求。
然而,烘丝机在日常运行管理过程中,由于整机温度的自动控制系统较强的非线性,同时系统具有很强的温度不确定性,系统在整机进行日常工作管理过程中造成噪音和电磁干扰等等因素较大,并且系统无法对各种烟丝材料中的较高含水率部分进行有效温度控制,利用目前传统的两种pid温度控制运行方式,很难同时达到理想的温度控制运行效果,主要形成原因之一是由于传统的采用pid温度控制策略,通常情况下主要依赖于个人经验,对于参数的选定具有较强的随意性，人为因素过大。
烟草烟包水分测定仪对水分、密度实时监测的应用
烟草烟包水分测定仪在烟包烟叶的水分、密度实时监测的应用烟包烟叶烟丝的水分含量，是烟草企业收购烟叶时的贸易结算定级、定量、定价的重要参考指标。
由于烟叶的来源不同，品种不同，烟包的大小、紧实程度也是变化的，因此烟包的水分测量一直是业界的难题。
德国MOSYE公司的MS-590微波水分测定仪专门为烟包、烟叶的水分、密度在线监测而量身定制，特别适合烟草企业对烟包烟叶的水分、密度进行在线监测。
MS-590是一款非接触式多频谱微波水分、密度测量仪。
采用当今全球最新的多频谱硬件技术和基于模糊数据分析的专利算法，并结合实用的数据分析模型可实现含水率与密度完全独立测量，互不影响。
是目前全球最新的在线微波多谱频水分分析仪。
工作原理：MS-590微波水分测量仪，微波传感器向被测介质发射微波信号，介质中的水分子的极性分子会在电磁场中吸收能量，水分子吸收的这部分能量和水分子含量保持着线性关系，不同的电磁频段、在不同的含水率和介质间其特性都不同，通过同时发射多段不同频率的频谱，在根据此建立的数学模型和特殊算法就能够准确计算被测介质的水分含量与密度。
优势特点：1、全球唯一不受烟包高度、烟包大小、烟包密度、烟叶温度、烟叶品种等因索的影响2 、全球唯一可以同时测量烟包水分、密度两个参数的在线水分仪.3、可选10寸触控屏在线监控系统。
能兼容称重、温度、计数等数据接入。
4 、高可靠性：无任何可动部件和易损件，最高可达10年使用寿命。
5 、高精度：最高精度0.2%；宽量程比：水分测量范围宽至0%-100%。
6、拥有智能自学习功能校准模型，一次校准成功后，无需经常校准。
技术参数：1、水分测量范围：0-100%2 、精度：0.2-1%3 、电源要求：220V AC4 、输出信号：4-20mA或1V－5V,RS485或RS2325、环境温度：-20-45℃6 、防护等级：IP67。
微波水分仪
导读：我公司生产的微波水分仪是基于ARM平台的全自动在线检测系统，在实现实时精确监测水分的同时，也可以作为工业流程自动化控制中的纽带，为其持续提供可靠的水分数据。
水分测量始终是一个重要的过程参数。
通常情况下，水分数据是由人工取样之后进行实验室化验得出，这种方法费时费力，而且由于取样化验过程的延迟，将无法获取时实性水分。
我公司生产的微波水分仪是基于ARM平台的全自动在线检测系统，在实现实时精确监测水分的同时，也可以作为工业流程自动化控制中的纽带，为其持续提供可靠的水分数据。
原理：我公司生产的微波水分仪是利用微波穿透法实现水分监测的。
当微波通过含水物料和干燥物料时，微波在传播方向上的传播速度和强度会发生不同的变化，含水物料会使微波的传播速度变慢，强度减弱。
微波水分仪测量原理就是通过检测在穿过物料后微波的这两种物理性质变化来计算物料中的水分含量。
微波信号由传送带下方的天线发射，穿越物料后，由C型架上方对应的天线接收。
通过精确地分析穿越物料后的微波信号，推倒出物料中水的质量分数，将结果实时输出，并显示在液晶屏界面上。
用途：我公司生产的微波水分仪适用范围很广，如煤、氧化铝、木材、糖、甘蔗渣、沙子、矿砂、食品、粮食、药丸、化学制品，几乎可测一切物质。
大量实践证明，我公司生产的微波水分仪在传送带环境下具有非常好的适用性，对于料形复杂、高转速运转、酸碱腐蚀等一些特殊情况均具备成熟的解决方案。
特点：●非接触式测量：无磨损，无干扰，维护量小；●快速的时实结果：可达到毫秒级的反映速度；●全自动化运转：自动检查各部分单元运行状态；●人性化操作界面：配合用户的不同需求；●便捷的安装和调试：可根据现场安装环境选型；●安全无污染：安全可靠性高，无放射性核源；●技术支持与服务：提供及时的服务和详尽的技术回馈。
安全：在传送带环境下，微波水分仪具有智能化报警功能，主要针对料厚和料形的突变，可以根据现场工作人员的要求，实时监测料面的运行情况，避免了人与粉尘、腐蚀性物质的直接接触，实现了现场环境的远程监控。
应用透射式微波水分仪在线检测烟包整体含水率
工 业 技 术
Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃｈ ｎ ｏｌ ｏｇｙ Ｉ ｎｎ ｏｖａ ｔ ｉ ｏｎ Ｈｅ ｒ ａｌ ｄ
应 用 透 射 式 微 波 水 分 仪 在线 检 测 烟 包 整 体 含水 率 ①
焦艽然 刘玉斌 寇建波 陈景 正 李红京 刘柏松 段 海涛 钟良 赵彬 胡立朝 张彦伟 （ 河北中烟工业有限责任公 司技术 中心 河北石家庄 ０ ５ ０ ０ ３ ５ ） 解 民 郑松锦
均值呈现 显著正相 关。 该 工 序 的 水分 控 制
示值 （ Ｘ） 之 间 的 一 元 线 性 回 归 模 型
其 中ｎ 为子 样 数 量 ， Ｕ ２ ａ ／ ２ 为置信区间Ｑ Ｙ＝ｂ】 Ｘ＋ａ ｌ 。取 ９ ５％ 的 置 信 区 间 ，利
对 后 续 工 序 尤 其 是 叶 丝 干 燥 的影 响 作 用 明 所 决 定 的 可 靠 性 系数 ， ｏ 为 样 本 的 总 体 标 用 最 小 二 乘 法 确 定 线 性 回 归 模 型 为 显。 造 成 松 散 回潮 出 口叶片 含 水率 波动 大 的 偏 ， △ 为 采样 的允许 误 差 。 若抽 样 方 式 为 不 ） ， ＝ （ １ ． ０ ０ ０ １ ±３・ ０ ． ０ ４ ０ ５ ） ・ ｘ ＋ ０ ． ０ ８ ４ ３ 。 为 检 主要原因是来 料烟包 产地多样 ， 各 等 级 水 重复 抽 样 ， 子 样 数 量 的计 算 公式 为 ｎ ＝ Ｕ 。 ／ ２ （ ７ ２ Ｎ ／ （ Ａ Ｎ ＋Ｕ 。 ／ ２ ｏ 。 ） 分偏 差大， 并 缺 乏 有 效 的烟 包 含 水 率 检 测
保持 在 土ｌ ５ ％的允 差 范 围内 。 目前 ， 企 业 普 式 所 需 要 的子 样 数 量是 不 同的 。 对 重复 抽 样
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。
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。
微波水份测定仪安全操作保养规程
微波水份测定仪安全操作保养规程
微波水份测定仪是一种用于快速测定样品水分含量的仪器。
为确保使用过程中的安全和正常运行，避免设备损坏，需要遵守以下操作规程和注意事项。
1. 前置准备
在使用微波水份测定仪之前，需要做好以下准备工作：
•检查设备及配件：确认设备完好无损，检查并清洁设备内外部分和电源线、探针等配件。
•确认电源和安全防护措施：检查电源线是否连接稳定，确认地线是否连接正确。
务必确保工作区域清洁干燥，安装地漏和防护罩。
避免在潮湿环境下使用设备。
•校准设备：在使用前需要进行设备校准，保证测试结果准确可靠。
2. 操作规程
在正式操作微波水份测定仪之前，请仔细阅读以下规程，并按照规程执行。
2.1 样品准备
•样品应与容器一起放入微波水份测定仪中进行测试。
样品容器需要选用无机瓷材质，否则可能因为样品容器本身的含水量影响测试结果。
微波检测在烟草水分检测中的应用
陷， 例如非金属材 料的湿 度 、各种胶接 结构与蜂窝结 构件 中
的分层 、脱粘 、金 属件表 面粗糙度 和裂纹 、密度 、混合 物
固化度 、板材厚度 、线径 和微 小位 移等 。微波检 测 的方 法 主 要 有穿 透 法 、反 射法 、干涉 法 、散射 法 、 全息 法 以及 ｃ 法 。它 的优 点 是设 备 不太 复 杂 、 非接 触 式 、便 于 自动 Ｔ 化 。尤其适用于生产线 的连续、快速测量和 自动控 制。 水 是一种 介 电质 ，水分子 具有 很强 的极化特性 ，并 具 有很大 的介 电常数 ，水分子 的极化 反应是在偶 极子 的 电场 作用下 作定 向移动 的结果 。水 分子 的极化特性 ，使 它在一
速 、连 续 、 实 时 的监 测 ，更 有 利 于 烟 草 在 生产 过 程 中 实 现 水 分 的实 时 在 线 检 测 。
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士
匪 １ 水 的 介 电 常 数 值 与 电磁 波 频 率 变化 的 关 系
水 的介 电常数 值在 １Ｈ 左 右 的时候非常 大 （ ＧＺ 在这 个频 率 断 内其 它 极 性物 质 的介 电常数 很 小 ） ，随着 频 率 的加 大 ， 由于水 分子 中原子 的相瓦作用 ，水 的介 电常数值 逐渐 下 降，在频 率达到 Ｉ ＯＨ 的时候 ，水 的介 电常数值几 乎不 ＯＧＺ 变 ，利 用这一 发现 ，便可 以将 微波频 率调整 到这一频率 段 内，利 用在这 一频率 段 内水所 具有 的较高 的介 电常数所 引 起 的微波 传播 速度 、波长等 的变化 ，通过测 量这些参数 的 变化准确的测 出物质中所含水分的浓度。
ｏ ｅａ ｖ ｎ ｅ ｅ ｔｍｅ ｈ ｄｓ Ｔｈ ａ ｅ ｐ ｌ ｓｉｔ ｈ ｅｔｎ ｆｔ ｅｗａｅ ｏ ｔｎ Ｋｅ ｐｎ ｕａｉｙｏ ｒ ｄ ｃ ｓａ ｄ ｆｔ ｄ ａ ｃ ｄｔ ｓ ｔ ｏ ． ｅｐ ｐ ｒａ ｐ ｉ ｏｔ ｅｔ ｓｉｇｏ ｔ ｒｃ ｎ ｅ ｔ． ｅ ｉｇｑ ｌ ｆｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｈ ｅ ｔ ｈ ｔ ｉ ｒ ｖｎｇｂｅ ｅ ｔｏ ｎ ｅｐｒｓ ． ｍｐ ｏ ｉ ｎ ｆ ｆ ｔｒ ｉｅ ｉ ｅ Ｋｅ ｏ ｄ Ｍ ｉｒ ｗａ ｅｔｓｉ ｇ ； ｔ ｂ ｃ ｏ；ｗａｅ ｏ ｔ ｎ ｙｗ ｒ ｓ： ｃ ｏ ｖ ｅ ｔｎ ｏ ａｃ ｔｒｃ ｎ ｅ ｔ
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《微波烟包水分仪检定规程》项目实验报告
作为《微波烟包水分仪检定规程》项目的承担单位，上海烟草（集团）公司对规程的操作可行性，规程中确定的检定项目、检定指标要求与相关标准中规定的一致性进行了验证，以期达到科学、权威、可行的目的。
项目组参考了国家标准YC/T 28.8 《卷烟物理性能的测定第8部分：水分》和JJF1002－1998《国家计量检定规程编写规则》的要求进行了规程的初稿编制和实验验证方案。
在验证实验中选取我国烟草行业常用的微波烟包水分仪作为实验对象，目前用微波测量烟包含水率的仪器只有以色列Malcam公司生产。
按照规程中规定的方法和要求，在上海烟草储运公司进行了验证实验。
一、实验仪器
结合我国烟草行业的实际情况，我们选定了实验中需要使用的测试仪器和装置。
1、以色列Malcam公司微波烟包水分仪。
2、德国MMM公司烘箱。
3、瑞士METTLER TOLEDO公司天平。
二、实验方法
1、烟叶含水率的测定
1
使用微波烟包水分仪检测烟包内烟叶时，先把微波烟包水分仪的测量曲线设定到所要检定的那条曲线，再依次将烟包通过微波烟包水分仪的微波发射、接收器，然后记录微波烟包水分仪显示的平均水分值。
测量完成后使用专用的取样器对烟包叶片进行取样，每个烟包取10个子样，烟包内的10个取样点应均匀分布的，如图1所示：
⑸⑷⑶⑵⑴
⑽⑻⑼⑹⑺
微波烟包水分仪取样1 图
取样时，使取样器自上而下进入烟包内，取出叶片样本，并分别个塑料密封袋。
使用粉碎机对叶片进行粉碎，然后用烘箱法装入10个子样的含水率。
被测烟包内叶片的含水率为子样含水分别得到10微波烟包水分仪的示值误差绝对值应小于率之和除以子样个数之和。
微波烟包水分仪示值检定不等于微波烟包水分仪的允许误差绝对值。
个烟包。
能少于4
实验验证结果三、另一部分是实物标微波烟包水分仪的示值误差一部分是自身的，尤其是烟包内的含水率不均匀的准传递的，如对一个烟包取样太少，而取样数量太多就会使所测烟包的含水率产生较大的误差。
情况下，2
将对烟包造成破坏，取10个样本是综合以上两个因素而确定的。
取
样深度也要有一定的深度，规程中取样器的可取样深度为480mm，实采用以上二个取样方法就是为了更客观的反左右。
440mm际取样深度为映烟包内烟叶的实际含水率。
进行实验的地点是上海烟草储运公司，为了观察微波烟包水分仪示值误差的复现性，我们在不同的时间对微波烟包水分仪进行了检定，以下是微波烟包水分仪二次不同时间的检定记录。
1、烟叶含水率的测定结果：
微波烟包水分仪和烘箱法含水率检测记录表1
3519
MW-00箱微波水分仪编烟叶年2001(H2O%(H2O%罐微波水分仪示示值误烘箱法含水
(H2O%12.61--12.31--12.42--12.52--12.53--12.63--12.44--112.404--212.525--112.635--2 12.476--112.666--212.797--112.617--212.708--112.298--212.359--112.509--2 12.6810--112.3610--2 12.44 -0.09
12.53平均值测试人员：章习、夏双杰
日期：2008年10月25日
3
测试人员：章习、夏双杰
日期：2008年10月25日
微波烟包水分仪和烘箱法含水率检测记录表3
3664
MW-001箱号月烟叶年份微波水分仪编号年200712(H2O%)(H2O%)烘箱法含水率微波水分仪示值罐号(H2O%)示值误差12.461--112.841--212.512--112.642--212.513--1
测试人员：章习、夏双杰日10月25 期：2008年日
4
测试人员：章习、夏双杰日月25 期：2008年10 日
5
5
测试人员：章习、夏双杰日10月25年期：2008日6
6
测试人员：章习、夏双杰25日10 期：2008年月日7
8
7
测试人员：章习、夏双杰25日年10月日期：2008 9
8
测试人员：章习、夏双杰日9月22009 期：年日10
11
9 12.124--112.364--212.275--112.175--212.386--112.176--212.437--1
12.357--212.338--112.368--212.139--112.479--212.2510--112.1510--2 -0.20 12.06 12.26平均值测试人员：章习、夏双杰2日2009年9月日期：
12
10
测试人员：章习、夏双杰
日期：2009年9月2日
测试人员：章习、夏双杰
日期：2009年9月2日
11
测试人员：章习、夏双杰日月2期：2009年9 日15
测试人员：章习、夏双杰日292009 日期：年月
12
测试人员：章习、夏双杰
日期：2009年9月2日
四、实验结果分析及结论
《微波烟包水分仪和烘箱法含水率检测记录表》1~8的检测数据是
2008年10月25日检测的，在检定前对微波烟包水分仪的有关参数进行了调整。
在2009年9月2日我们又对这二台微波烟包水分仪按检定规程进行了实验，实验前不对任何参数进行调整，实验数据见《微波烟包水分仪和烘箱法含水率检测记录表》9~16。
从16个表格的示值误差可以看到都在微波烟包水分仪的允许误差内。
因此采用微13 波烟包水分仪检定规程具有良好的操作性，并能够应用到实际的检定工作中。
《微波烟包水分仪检定规程》项目组
2009年9月8日
14。