Στην Κίνα, λόγω ατελών μεθόδων ανίχνευσης νερού, δεκάδες δισεκατομμύρια κιλά σιτηρών σπαταλούν κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης και της μεταφοράς λόγω υπερβολικής περιεκτικότητας σε υγρασία, προκαλώντας τεράστιες απώλειες. Επομένως, η υγρασία των κόκκων ήταν πάντα ένας πολύ σημαντικός ποιοτικός δείκτης που ελέγχεται από τον τομέα των σιτηρών τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό.
Το νερό σε κόκκους χωρίζεται σε ελεύθερο νερό (ελεύθερο νερό) και συνδυασμένο νερό (κρυσταλλικό νερό) ανάλογα με τις φυσικές ιδιότητες. Το ελεύθερο νερό είναι το νερό που συμπυκνώνεται στα τριχοειδή αγγεία και τις μοριακές διακλαδώσεις μέσα στους κόκκους των κόκκων μέσω φυσικής προσρόφησης: το δεσμευμένο νερό είναι το νερό που προσροφάται στα κύτταρα κόκκων και τις μοριακές δομές των κόκκων μέσω χημικής δράσης. Το ελεύθερο νερό έχει τις γενικές ιδιότητες του συνηθισμένου νερού και έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ποιότητα των σιτηρών. Η υγρασία των κόκκων αναφέρεται στην περιεκτικότητα σε ελεύθερο νερό.
Υπάρχουν άμεσες και έμμεσες μέθοδοι ανίχνευσης της υγρασίας.
Η άμεση μέθοδος είναι η άμεση αφαίρεση της υγρασίας στους κόκκους με ξήρανση ή χημικές μεθόδους και ανίχνευση της απόλυτης περιεκτικότητας σε υγρασία του δείγματος. Αυτή η μέθοδος έχει υψηλή ακρίβεια ανίχνευσης, αλλά είναι χρονοβόρα και δεν είναι κατάλληλη για ηλεκτρονική ανίχνευση.
Η έμμεση μέθοδος είναι ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε νερό μίας ουσίας με την ανίχνευση της φυσικής ποσότητας (όπως η ηλεκτρική αγωγιμότητα, η διηλεκτρική σταθερά κ.λπ.) της ουσίας. Τέτοιες μέθοδοι είναι γενικά γρήγορες, εύκολες στην υλοποίηση της ανίχνευσης σε απευθείας σύνδεση και έχουν καλές προοπτικές ανάπτυξης και αξιοποίησης.
Τεχνολογία μέτρησης υγρασίας κόκκων με έμμεση μέθοδο
Ο μετρητής υγρασίας τύπου αγωγιμότητας σχεδιάζεται με βάση την αρχή ότι η αγωγιμότητα ή η αντίσταση DC ενός αντικειμένου αλλάζει με την περιεκτικότητά του σε νερό και ανιχνεύει την περιεκτικότητα σε νερό του αντικειμένου με βάση την αλλαγή της αγωγιμότητας. Το πλεονέκτημα είναι ότι ο μηχανισμός είναι απλός, η ταχύτητα απόκρισης είναι γρήγορη και το κόστος είναι χαμηλό. Το μειονέκτημα είναι ότι είναι γενικά απαραίτητο να αλέσετε τον κόκκο και να τον πιέσετε σε σταθερό μέγεθος και αντίσταση σχήματος. Η κατάσταση κατά το χρόνο θα επηρεάσει επίσης την ακρίβεια της ανίχνευσης.
Η μέθοδος χωρητικότητας σχεδιάζεται χρησιμοποιώντας τη διαφορά στη διηλεκτρική σταθερά διαφορετικών ουσιών. Σε θερμοκρασία δωματίου, η διηλεκτρική σταθερά του νερού είναι μεγαλύτερη από αυτή των άλλων ουσιών (το νερό είναι 81 και ο κόκκος είναι περίπου 2 έως 5). Καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε νερό μιας ουσίας, αυξάνεται και η διηλεκτρική σταθερά. Επομένως, εάν ανιχνευθεί η διηλεκτρική σταθερά μιας ουσίας, μπορεί να υπολογιστεί η περιεκτικότητα σε υγρασία της ουσίας. Ανάλογα με την μετρηθείσα ουσία, η δομή του ηλεκτροδίου του πυκνωτή είναι επίσης διαφορετική. Υπάρχουν κυρίως δομές ηλεκτροδίων όπως η επίπεδη πλάκα και ο κύλινδρος. Η μέθοδος χωρητικότητας χρησιμοποιεί ανίχνευση χωρίς επαφή, η οποία έχει υψηλή αξιοπιστία, απλή και οικονομική και εύκολη συντήρηση. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ηλεκτρονική επιθεώρηση και είναι κατάλληλη για ανίχνευση υψηλού περιεχομένου νερού. Τα μειονεκτήματα είναι πολλοί παράγοντες επηρεασμού και σύνθετα δεδομένα. Μεταξύ των μετρητών υγρασίας κόκκων στην πρώην Σοβιετική Ένωση, το 43% ανιχνεύθηκε με τη μέθοδο χωρητικότητας. Επί του παρόντος, η ακρίβεια ανίχνευσης μπορεί να φτάσει το 0,5%, και ο χρόνος ανίχνευσης είναι μικρότερος από 5 λεπτά.
Η θεωρητική βάση του μετρητή υγρασίας υπέρυθρης απορρόφησης είναι ο νόμος της Beer. Η υγρασία έχει μια ισχυρή ζώνη απορρόφησης για μακρά υπέρυθρη ακτινοβολία στα 1.649m ή 1.94 / zm. Επειδή η περιεκτικότητα σε νερό μιας ουσίας είναι διαφορετική, η απορροφούμενη ενέργεια για ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ακτινοβολίας είναι επίσης διαφορετική. Όσο μετριέται η απορρόφηση, μπορεί να προσδιοριστεί η περιεκτικότητα σε νερό. Οι συγκεκριμένες μέθοδοι περιλαμβάνουν τη μέθοδο αντανάκλασης, τη μέθοδο προβολής και τον σύνθετο τύπο προβολής αντανάκλασης. Χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της υγρασίας των τροφίμων είναι κυρίως αντανακλαστική. Έχει τα πλεονεκτήματα της χωρίς επαφή, γρήγορη ταχύτητα, συνεχή ανίχνευση, μεγάλο εύρος ανίχνευσης, υψηλή ακρίβεια, καλή σταθερότητα κλπ. Και μπορεί να μετρήσει την υγρασία των αγώγιμων υλικών με την υψηλότερη ακρίβεια 0,1%. το μειονέκτημα είναι ότι επηρεάζεται από το σχήμα του δείγματος, την πυκνότητα και το πάχος και άλλα αποτελέσματα, είναι δύσκολο να ανιχνευθεί η εσωτερική υγρασία της ουσίας και η τιμή του εξοπλισμού είναι σχετικά υψηλή.
Η μέθοδος μικροκυμάτων χρησιμοποιεί ενέργεια εξαιρετικά υψηλής συχνότητας για τον υπολογισμό της τιμής υγρασίας μέσω της μεταβολής της απώλειας ενέργειας που παράγεται από το δείγμα. Το νερό έχει μια ιδιαίτερα υψηλή διηλεκτρική σταθερά σε σύγκριση με τους κόκκους και υπάρχει μια μέγιστη διηλεκτρική απώλεια στην περιοχή UHF. Το πλεονέκτημά της είναι η μη επαφή μέτρηση, η οποία μπορεί να ανιχνεύσει την απόλυτη τιμή της περιεκτικότητας σε υγρασία, και μπορεί να ανιχνεύσει συνεχώς σε απευθείας σύνδεση. Το μειονέκτημα είναι ότι λόγω της μορφής, της πυκνότητας, του πάχους κλπ., Η δομή του οργάνου είναι πολύπλοκη και η τιμή είναι υψηλή.
Ο μετρητής υγρασίας νετρονίων λειτουργεί με βάση την αρχή της μοριακής σκέδασης. Χρησιμοποιώντας μια πηγή νετρονίων ικανή να εκπέμπει γρήγορα νετρόνια, τα εκπεμπόμενα γρήγορα νετρόνια συναντώνται με το υλικό που περιέχει πυρήνες υδρογόνου και συγκρούονται μεταξύ τους για να επιβραδύνουν αργά νετρόνια. Σύμφωνα με τη μετρούμενη πυκνότητα αργών νετρονίων, είναι δυνατόν να γνωρίζουμε. Η συνολική ποσότητα υδρογόνου χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της περιεκτικότητας σε νερό της ουσίας. Πρόκειται για έναν πιο προηγμένο ανιχνευτή υγρασίας on-line, ο οποίος μπορεί να ανιχνεύσει με ακρίβεια χωρίς να καταστραφεί η δομή του υλικού και να επηρεάσει την κανονική λειτουργία του υλικού. Ο μετρητής υγρασίας νετρονίων έχει τα μειονεκτήματα της χειροκίνητης βαθμονόμησης και της ασταθούς σκέδασης υδρογόνου.