עקרונות של שתי טכניקות מדידה שונות לקביעת לחות
לפני תיאור מדידות הלחות השונות, חשוב להגדיר את תכולת הלחות. תכולת הלחות מבוטאת בדרך כלל כאחוז במשקל מסך המוצר (בסיס רטוב) או מוצר יבש (בסיס יבש).
תכולת לחות על בסיס רטוב: M=100 x (משקל רטוב - משקל יבש) / משקל רטוב
תכולת לחות על בסיס יבש: M=100 x (משקל רטוב - משקל יבש) / משקל יבש
על פי הנוסחה לעיל, תכולת הלחות של הבסיס הרטוב לא יכולה לעלות על 100 אחוז. לחות על בסיס יבש עשויה לעלות על 100 אחוז והיא פונקציה לא ליניארית. ניתן לקבוע את תכולת הלחות על ידי מספר טכניקות. ניתן לחלק אותם לשתי קטגוריות עיקריות, מדדים ראשוניים ומשניים.
I. טכניקות דיאלקטריות בתדר רדיו
שיטה זו מסתמכת על קבוע דיאלקטרי גבוה של מים ביחס לרוב המוצקים.
פותחו מספר טכניקות לקביעת הדיאלקטרי, כולל רפלומטריית RF, מיקרוגל ותחום זמן. על מנת למדוד את הקבוע הדיאלקטרי היחסי של חומר, החומר צריך להיות מחובר חשמלית למעגל חישה. ניתן לעשות זאת על ידי הנחת החומר בין שתי אלקטרודות מקבילות, אך הדבר אינו מקל על יישומים מקוונים. אם מעגל החישה פועל ב-RF, קל להפיץ אנרגיית RF דרך החומר וכך להתחבר למוצר ללא מגע פיזי. אלקטרודות שדה שוליים מישוריים מספקות מבנה מדידה חד צדדי עם פחות השפעה על התהליך.
האנלוג החשמלי של מוצר מוצק הוא קבל במקביל למוליכות הדליפה. רכיבים אלה מושפעים מלחות, אך הקבוע הדיאלקטרי הוא מאוד צפוי בעוד שגורם ההפסד אינו. הרכיבים המשולבים מייצגים עכבה מורכבת שניתן למדוד בקלות, אך היא יכולה להיות מושפעת ממשתנים מלבד לחות.
מדי לחות דיאלקטריים אמיתיים הם נדירים מכיוון שרוב המכשירים הזולים אינם מנסים להפריד בין הרכיבים הדיאלקטריים והאובדנים. המכשירים בעלות הנמוכה ביותר מנסים מעט או בכלל לא למדוד את העכבה המשולבת עם כל יציבות וחזרה לטווח ארוך.
זוהי מדידה חודרת ויכולה למדוד מוצרים לא הומוגניים.
יש לו שטח מדידה גדול המספק לחות ממוצעת כללית מייצגת יותר למוצר.
זה זול יחסית לטכנולוגיות מקוונות אחרות.
זה מאוד אמין וחזק ללא חלקים נעים להישחק או להישבר.
מגוון חיישנים מכניים נועדו להתאים למגוון רחב של תנאי תהליך וניתן להשתמש בהם בסביבות טמפרטורות גבוהות.
II. טכנולוגיית אינפרא אדום
טכנולוגיית Near Infrared Reflectance (NIR או IR) היא טכנולוגיה בשימוש נרחב לבדיקת לחות מקוונת. חלק ניכר מהפופולריות שלו נובע מהקלות השימוש בו.
מקור אור (בדרך כלל נורת הלוגן קוורץ) עובר קולימציה ומסנן לאורך גל מסוים. מסנן המותקן על גלגל מסתובב פורס את האור לסדרה של פולסים באורך גל מסוים. קרן האור המסוננת מופנית אל פני השטח של המוצר המיועד למדידה. חלק מהאור מוחזר לגלאי (בדרך כלל עופרת גופרית). אורך גל מסוים של אור נספג במים. אם הפילטר נבחר כך שאורך גל אחד ייבלע במים (קרן הדגימה) ואורך גל אחד לא יושפע מהמים (קרן הייחוס), יחס המשרעת של שני אורכי הגל המוחזרים יהיה פרופורציונלי לכמות מים במים.
קל ליישום. בדרך כלל מותקן 6 עד 10 אינץ' מעל המוצר. לשינויים מתונים בגובה המוצר יש השפעה מועטה או ללא השפעה על המדידה.
אזור מדידת נקודה קטן בשילוב מסגרת סריקה מספק פרופיל מוצר.
ניתן לבחור אורכי גל ספציפיים למדידת משתנים מלבד לחות.
