在食品、醫藥、飼料、化工、冶金等工農業生產過程中，物料檢測工藝是極為重要的一環，確定物料的物理性質對產品性能和質量的提升意義重大。在諸多性能參數中，含水量的大小往往與材料的性質密切相關，過高或過低的含水量經常使物料在儲存過程中因各種原因而變質。因此，對物料進行實時的水分測量對后續的輸送、干燥等過程有著深遠影響。水分測量究竟如何實現？有哪些先進設備能契合下游領域的應用需求？為了更深入地了解行業，我們最近拜訪了珠海市長陸工業自動控制系統股份有限公司，請專業團隊為我們揭秘水分測量的真正含義。

粉體圈總經理孫柯（左）、長陸董事長何曉東、粉體圈編輯張澤（右）

水分測量方法一般分為直接法和間接法兩種。

直接測量法作為一種標準測量方法，指通過干燥或化學方法直接去除樣品中的水分，通過前后重量的對比檢測出樣品的含水量。這種方法往往需要很長時間，雖然結果較為準確但無法實現在線測量，只適用于取樣測量，通常可以作為一種標準來界定其他檢測方法的準確性。

目前應用較多的是間接測量法，所謂間接法是指通過測量與水分含量有關的電量或非電量的變化（如物質的電導率、介電常數等），來相應地測定物質的含水量。間接法速度較快，更容易實現在線測量。國內外用于測量含水量的間接法主要有電阻法、電容法、中子法、紅外法以及微波法等。對于紅外法和微波法，長陸具有獨家的解決方案。

一、紅外法

紅外法，又稱紅外線吸收法，其理論基礎是比爾定律。水分子中的氫-氧鍵會吸收特定波長的近紅外線（測量波段1.94μm），在特定波長下，反射回去的近紅外線能量和物料中水分子吸收的近紅外線能量成反比，根據此過程中的能量損失能夠計算出物料的含水量。

水在近紅外區的吸收光譜圖

由長陸智造自主研發的IM2000在線紅外水分測量儀適用于冶金、煤炭（燒結混合料、煤粉）、化工（洗衣粉、染料、化纖、各類化肥）、食品（面粉、淀粉、奶粉、茶葉）、煙草、造紙、建材等行業，在粉料測試中展現出獨特的能力。

長陸研發的IM2000在線紅外水分測量儀

1.IM2000的結構和性能

·設計光路補償，自動校正光路漂移的影響，性能穩定

·光機電三位一體，內置單片機

·可消除蒸汽、粉塵對鏡頭的影響

·利用壓縮空氣降溫

·完全適用于深色物體，設計確保高靈敏度、高信噪比、高采樣率，輕松完成煤粉、燒結混合料等黑色物料的水分測量，使應用領域更加廣闊

·二次儀表隨時可進行校驗、標定、設定、診斷等操作

·電流輸出為4-20mA，也可選配串口RS485輸出

·選用日本原裝關鍵器件，品質更加可靠

在線紅外測量原理

2.IM2000的優勢

·實現連續、在線測量，直接參與自動控制

·與物料的流量無關，響應速度快

·非接觸式測量，不受物料磨損

·標定、維護方便

·采用大鏡頭（4寸），降低粉塵影響

·采用三頻測量，動態精度0.2%，靜態精度0.1%，精準度高

·測量范圍1-90，滿足行業應用需求

二、微波法

上文提到的紅外法在粉料水分測試中適配度極高，但面對粒料時，若粒料的粒徑無法滿足正態分布，其含水量的測定也將變得困難，且有些物料中的其他物質也具有吸收紅外線的能力，很難測得物料內部的水分。這些因素均會影響最終含水量的測定，因此長陸智造推出了新的解決方案--微波法。

RF6000對射式在線微波水分分析儀是長陸智造結合多年來針對各行業工況的經驗數據自主研發的新型高端技術產品，主要由TX6000微波發射器、RX6000微波接收器、RF6000微電腦主控器組成。其部件圖及工作原理如下：

TX6000（左） RX6000（中） RF6000（右）

由物料下方皮帶的微波發射器向上方發射2-6GHz的微波信號，被上方的微波接收器捕獲，通過測定物料對微波能量的衰減作用及相位變化，結合數據模型和特殊算法計算出被測物料的含水量及密度。

1.RF6000具備什么優勢？

·可在線實時測量物料內部水分

·提供歷史水分測量數據查詢功能

·可對其進行系統參數的校準

·對被測物料的PH值和導電性不敏感

·測量的是總水（被測物料的表面和內部水分之和），結果更具代表性

·非接觸測量，不會粘著物料，不會影響生產過程

·發射能量低，不會改變物料的性質，安全可靠

·不受環境粉塵、水蒸氣等因素影響，抗干擾能力強

·不受物料顏色變化及陽光照射的影響

·可實時傳輸4-20mA、PS485信號，連接PLC、DCS等中控系統

·測量精度：0.2～0.5%（加量程 3%）

·測量水分范圍：0～50%（根據應用而定）

2.RF6000的應用領域

·鋼鐵行業：燒結混合料、礦渣、焦炭、煤炭、球團礦

·煤炭行業：小煤塊、小泥煤、煤粉、精煤

·煙草行業：煙包、煙葉、煙絲、煙梗

·造紙行業：整包廢紙、紙漿板

·木材行業：密度板木屑、木片

·其他行業：纖維、砂石、食品、金屬礦

三、小結

無論是粉料測量還是粒料測量，長陸智造都根據應用環境的不同推出了相應的解法，IM2000和RF6000均實現了物料水分的在線測量，能夠保證合理的含水量，進而穩定物料的質量；還能讓操作員實時調控材料的流動性、粘結性，使其具有良好的加工性能；對于需要進行干燥的材料，明確含水量也能對烘干時間進行合理的調整，達到減少能耗的目的。綜上，長陸智造為材料加工工藝流程提出了新穎又高效的解決方案。

關于長陸

珠海長陸(左）  合肥長陸（右）

長陸公司于2004年3月成立至今，專注于流程工業稱重物位在線測量領域。長陸不只是單純的過程稱重物位產品制造廠家，而是以產品為載體提供先進的技術思想來幫助傳統企業提升競爭力，促進產業升級。主要合作伙伴有宏工科技、新明珠陶瓷、立邦、頂立新材等。

主要產品:重量變送儀表、稱重控制儀表、可編程稱重控制器、重錘式料位儀、電位尺料位計、導納連續料位儀、在線紅外水分測量儀、在線粘度計、英國Thames稱重傳感器及安裝模塊、導納料位開關(陽旋、電容、音叉、振動棒、射頻)、料位開關( 陽旋、電容音叉、振動棒、射頻)。

PS：歡迎各位屆時蒞臨CAPE 2024廣州國際先進粉體裝備展覽會，珠海市長陸工業自動控制系統股份有限公司——展位號：B338，現場了解更多相關信息。

粉體圈 小張

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