在線微波水分儀原理
微波能夠測量水分是基于水的介電常數(shù)比其它的物質(zhì)要高,但是其它的物質(zhì)也在吸收微波,這就形成了噪聲。當噪聲遠大于水分子產(chǎn)生的影響時,微波測量儀將無法正常測量。但是每種物質(zhì)在不同頻率的電磁場中表現(xiàn)出來的特征是不一樣的。
因此北京西克賽斯在研發(fā) MSF-300 時大膽的跳出傳統(tǒng)微波測量的思維框架,并不簡單采用相位差和阻尼衰減作為測量基礎量,而是采用基于兩者計算出來的一個計算量。該計算量能夠在一定程度上減緩外界干擾的影響,對水分含量的變化有明顯的響應。
硬件設計上 MSF-300 擁有非常寬的頻帶,在如此寬闊的頻帶內(nèi),人工智能算法將尋找合適的測量頻率。使得MSF-300 的測量頻率更具代表性和有效性。
MSF-300 微波水分儀的設計特點
在測量原理上,MSF-300 微波水分儀不再局限于阻尼衰減和相位差的測量方法,采用基于相位差和阻尼衰減產(chǎn)生的計算量。
在硬件設計上,MSF-300 微波水分儀擁有超寬頻帶。采用世界上優(yōu)良的頻率發(fā)生器,并且多個組合,形成超寬頻帶。性能優(yōu)異的頻率發(fā)生器保證了信號的穩(wěn)定和測量速率。
在軟件算法研發(fā)上,引進人工智能算法和大數(shù)據(jù)分析。這兩者能夠通過分析大量數(shù)據(jù)自動選擇更優(yōu)的測量頻段和補償頻段對外界影響進行補償。然后采用特定的信號處理算法,得到不受密度,重量等因素影響的穩(wěn)定的、可靠的微波頻譜信號。
在頻譜算法研發(fā)上引進光學測量中多種優(yōu)良的逼近算法。把微波和頻譜關(guān)聯(lián)起來。MSF-300 提供了多種光學算法,用戶既可以根據(jù)現(xiàn)場情況挑選更優(yōu)的算法,又可以讓 MSF-300 自行通過大數(shù)據(jù)分析,自動選擇更優(yōu)算法。
靈活,優(yōu)良,可靠,豐富的選擇使得 MSF-300 適應各種多變的工況并進行可靠,穩(wěn)定,精確的測量,為工業(yè)自動化,智能化提供精確,可靠的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
MSF-300 微波水分儀的系統(tǒng)組成
• 微波發(fā)射探頭
• 微波接收探頭
• 微電腦處理器
• 超聲波測距傳感探頭
• 測量校準軟件、監(jiān)控軟件
微波發(fā)射、接收探頭
MSF-300 微波水分儀采用一對超寬頻功率天線,一端用于發(fā)射一端用于接收。發(fā)射端產(chǎn)生微波通過天線射入被測介質(zhì),微波透過被測介質(zhì)被接收端探頭天線所接收。微波探頭通過特制的信號電纜把發(fā)送端和接收端所得到微波信號送給處理單元、微電腦處理器進行數(shù)據(jù)處理(可穿透 2 米厚料層)。
微電腦處理器
微電腦處理器是微波水分密度測量儀的核心部件,是微波信號源的控制中心,也是微波信號的分析運算處理中心,是校準曲線的執(zhí)行端,也是標準水分信號的輸出。
超聲波測距傳感探頭
超聲波測距傳感探頭主要是測量輸送帶上是否有被測物料通過,判斷水分儀測量系統(tǒng)啟動、停止測量(如管道安裝可不用)。
數(shù)據(jù)處理單元接口分布
• 電源接口:110-230VAC、50Hz
• 模擬量輸出:0-20mA/ 4-20mA(2 組)
• 模擬量輸入:0-20mA/ 4-20mA(1 組)
• 外部開關(guān)接口(Start/Stop):啟動、停止
• RS232/485 接口:PC 校準連接(提供遠程連接校準)
• 數(shù)字信號輸入端口:不同工況轉(zhuǎn)換測量
• 微波探頭連接端口: RS232 串口線連接,可長達 100 米。
• 如有特殊需求可定制
校準軟件及監(jiān)控軟件
監(jiān)控軟件:后臺監(jiān)控軟件為客戶量身訂制,可跟據(jù)用戶需求自由組態(tài)。可實現(xiàn)被測物質(zhì)的水分實時監(jiān)測。可實時監(jiān)測每個被測物質(zhì)的截面水分的分布情況。可實現(xiàn)被測物質(zhì)與稱重系統(tǒng)通訊,實現(xiàn)稱重、水分、計數(shù)一體化。可跟據(jù)具體客戶的需求實現(xiàn)基本的現(xiàn)場自動控制和聯(lián)動。
校準軟件:校準軟件為 MSF-300 微波水分儀專用校準軟件。提供了多種優(yōu)良的逼近算法,每種算法可自由更換和調(diào)整。校準模型可自動分析每種算法相關(guān)性、誤差、散點圖、趨勢圖。以協(xié)助調(diào)試人員分析選用更優(yōu)算法。每組校準模型和數(shù)據(jù)可離線分析和保存。校準模型具有自適應自學習功能。可以根據(jù)不同的品種、不同的重量、不同的厚度、不同的密度、不同的水分范圍的數(shù)據(jù)自動調(diào)整標準曲線。因此可實現(xiàn)同一校準曲線適用不同工況和介質(zhì)的能力。無需頻繁更換校準曲線和調(diào)整曲線偏差。
MSF-300微波水分儀應用領(lǐng)域:
鋼鐵行業(yè):入廠原料、料場堆料、配料室(混勻礦、焦粉、煤粉、生石灰等)、燒結(jié)混合料、 高爐入爐焦炭、球團原料、干燥前后、造球等。
電力行業(yè):入廠原料、料場堆料、輸煤系統(tǒng)、磨煤系統(tǒng)、鍋爐煤粉、爐渣、灰渣、石灰石等。
焦化行業(yè):入廠煤原料、料場堆料、輸煤系統(tǒng)、磨煤系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、焦爐煤粉、焦炭等
煤炭行業(yè):煤塊、泥煤、煤粉、煤炭、焦炭、熱煤、焦煤、貿(mào)易結(jié)算等
有色金屬:鋁土礦、銅精礦、礦物砂、鎳礦、金銀鉛鋅精礦、氧化鋁以及有色冶煉等
煙草行業(yè):煙包、煙梗、煙葉、煙絲、復烤、煙枝等
糧食行業(yè)、食品加工、陶瓷行業(yè)、玻璃行業(yè)、水泥行業(yè)、制藥行業(yè)、化工行業(yè)、木材行業(yè)、造紙行業(yè)等等。
部分現(xiàn)場案例:
一混前來料在線水分檢測 二混后在線水分檢測
一混后在線水分檢測 一混后在線水分檢測
球團原料在線水分檢測 蘭炭在線水分檢測
煉鐵混焦在線水分檢測 高爐焦炭在線水分檢測
輸煤在線水分檢測 紙業(yè)木材片在線水分檢測