Principios de dos técnicas de medición diferentes para la determinación de la humedad.
Antes de describir las distintas mediciones de humedad, es importante definir el contenido de humedad. El contenido de humedad generalmente se expresa como porcentaje en peso del producto total (base húmeda) o del producto seco (base seca).
Contenido de humedad en base húmeda: M=100 x (peso húmedo - peso seco) / peso húmedo
Contenido de humedad en base seca: M=100 x (peso húmedo - peso seco) / peso seco
Según la fórmula anterior, el contenido de humedad de la base húmeda no puede exceder el 100 por ciento. La humedad en seco puede exceder el 100 por ciento y es una función no lineal. El contenido de humedad se puede determinar mediante varias técnicas. Estos se pueden dividir en dos categorías principales, métricas primarias y secundarias.
I. Técnicas dieléctricas de radiofrecuencia
Este método se basa en una constante dieléctrica alta del agua en relación con la mayoría de los sólidos.
Se han desarrollado varias técnicas para determinar el dieléctrico, incluidas RF, microondas y reflectometría en el dominio del tiempo. Para medir la constante dieléctrica relativa de un material, el material debe estar acoplado eléctricamente a un circuito sensor. Esto se puede hacer colocando el material entre dos electrodos paralelos, pero esto no facilita las aplicaciones en línea. Si el circuito de detección funciona en RF, es fácil propagar la energía de RF a través del material y así acoplarse al producto sin contacto físico. Los electrodos de campo de franjas planas proporcionan una estructura de medición unilateral con menos impacto en el proceso.
El análogo eléctrico de un producto sólido es un condensador en paralelo con la conductividad de fuga. Estos componentes se ven afectados por la humedad, pero la constante dieléctrica es muy predecible, mientras que el factor de pérdida no lo es. Los componentes combinados representan una impedancia compleja que se puede medir fácilmente, pero que puede verse afectada por otras variables además de la humedad.
Los verdaderos medidores de humedad dieléctricos son raros porque la mayoría de los instrumentos de bajo costo no intentan separar los componentes dieléctricos y de pérdida. Los instrumentos de menor costo hacen poco o ningún intento de medir la impedancia combinada con estabilidad y repetibilidad a largo plazo.
Es una medición penetrante y puede medir productos no homogéneos.
Tiene una gran área de medición que proporciona una humedad promedio general más representativa del producto.
Es relativamente económico en comparación con otras tecnologías en línea.
Es muy fiable y robusto, sin piezas móviles que se desgasten o rompan.
Una variedad de sensores mecánicos están diseñados para adaptarse a una amplia gama de condiciones de proceso y pueden usarse en entornos de alta temperatura.
II. Tecnología infrarroja
La tecnología de reflectancia del infrarrojo cercano (NIR o IR) es una tecnología ampliamente utilizada para pruebas de humedad en línea. Gran parte de su popularidad se debe a su facilidad de uso.
Una fuente de luz (generalmente una bombilla halógena de cuarzo) se colima y se filtra a una longitud de onda específica. Un filtro montado en una rueda giratoria corta la luz en una serie de pulsos de una longitud de onda específica. El haz de luz filtrado se dirige sobre la superficie del producto a medir. Una parte de la luz se refleja de regreso al detector (generalmente sulfuro de plomo). El agua absorbe una longitud de onda de luz específica. Si el filtro se selecciona de modo que una longitud de onda sea absorbida por el agua (el haz de muestra) y una longitud de onda no se vea afectada por el agua (el haz de referencia), la relación de amplitud de las dos longitudes de onda reflejadas será proporcional a la cantidad de agua en el agua.
Fácil de aplicar. Normalmente se monta de 6 a 10 pulgadas por encima del producto. Las variaciones moderadas de la altura del producto tienen poco o ningún efecto en la medición.
Una pequeña área de medición puntual combinada con un marco de escaneo proporciona un perfil del producto.
Se pueden seleccionar longitudes de onda específicas para medir variables distintas a la humedad.
