在食品、医药、饲料、化工、冶金等工农业生产过程中，物料检测工艺是极为重要的一环，确定物料的物理性质对产品性能和质量的提升意义重大。在诸多性能参数中，含水量的大小往往与材料的性质密切相关，过高或过低的含水量经常使物料在储存过程中因各种原因而变质。因此，对物料进行实时的水分测量对后续的输送、干燥等过程有着深远影响。水分测量究竟如何实现？有哪些先进设备能契合下游领域的应用需求？为了更深入地了解行业，我们最近拜访了珠海市长陆工业自动控制系统股份有限公司，请专业团队为我们揭秘水分测量的真正含义。

粉体圈总经理孙柯（左）、长陆董事长何晓东、粉体圈编辑张泽（右）

水分测量方法一般分为直接法和间接法两种。

直接测量法作为一种标准测量方法，指通过干燥或化学方法直接去除样品中的水分，通过前后重量的对比检测出样品的含水量。这种方法往往需要很长时间，虽然结果较为准确但无法实现在线测量，只适用于取样测量，通常可以作为一种标准来界定其他检测方法的准确性。

目前应用较多的是间接测量法，所谓间接法是指通过测量与水分含量有关的电量或非电量的变化（如物质的电导率、介电常数等），来相应地测定物质的含水量。间接法速度较快，更容易实现在线测量。国内外用于测量含水量的间接法主要有电阻法、电容法、中子法、红外法以及微波法等。对于红外法和微波法，长陆具有独家的解决方案。

一、红外法

红外法，又称红外线吸收法，其理论基础是比尔定律。水分子中的氢-氧键会吸收特定波长的近红外线（测量波段1.94μm），在特定波长下，反射回去的近红外线能量和物料中水分子吸收的近红外线能量成反比，根据此过程中的能量损失能够计算出物料的含水量。

水在近红外区的吸收光谱图

由长陆智造自主研发的IM2000在线红外水分测量仪适用于冶金、煤炭（烧结混合料、煤粉）、化工（洗衣粉、染料、化纤、各类化肥）、食品（面粉、淀粉、奶粉、茶叶）、烟草、造纸、建材等行业，在粉料测试中展现出独特的能力。

长陆研发的IM2000在线红外水分测量仪

1.IM2000的结构和性能

·设计光路补偿，自动校正光路漂移的影响，性能稳定

·光机电三位一体，内置单片机

·可消除蒸汽、粉尘对镜头的影响

·利用压缩空气降温

·完全适用于深色物体，设计确保高灵敏度、高信噪比、高采样率，轻松完成煤粉、烧结混合料等黑色物料的水分测量，使应用领域更加广阔

·二次仪表随时可进行校验、标定、设定、诊断等操作

·电流输出为4-20mA，也可选配串口RS485输出

·选用日本原装关键器件，品质更加可靠

在线红外测量原理

2.IM2000的优势

·实现连续、在线测量，直接参与自动控制

·与物料的流量无关，响应速度快

·非接触式测量，不受物料磨损

·标定、维护方便

·采用大镜头（4寸），降低粉尘影响

·采用三频测量，动态精度0.2%，静态精度0.1%，精准度高

·测量范围1-90，满足行业应用需求

二、微波法

上文提到的红外法在粉料水分测试中适配度极高，但面对粒料时，若粒料的粒径无法满足正态分布，其含水量的测定也将变得困难，且有些物料中的其他物质也具有吸收红外线的能力，很难测得物料内部的水分。这些因素均会影响最终含水量的测定，因此长陆智造推出了新的解决方案--微波法。

RF6000对射式在线微波水分分析仪是长陆智造结合多年来针对各行业工况的经验数据自主研发的新型高端技术产品，主要由TX6000微波发射器、RX6000微波接收器、RF6000微电脑主控器组成。其部件图及工作原理如下：

TX6000（左） RX6000（中） RF6000（右）

由物料下方皮带的微波发射器向上方发射2-6GHz的微波信号，被上方的微波接收器捕获，通过测定物料对微波能量的衰减作用及相位变化，结合数据模型和特殊算法计算出被测物料的含水量及密度。

1.RF6000具备什么优势？

·可在线实时测量物料内部水分

·提供历史水分测量数据查询功能

·可对其进行系统参数的校准

·对被测物料的PH值和导电性不敏感

·测量的是总水（被测物料的表面和内部水分之和），结果更具代表性

·非接触测量，不会粘着物料，不会影响生产过程

·发射能量低，不会改变物料的性质，安全可靠

·不受环境粉尘、水蒸气等因素影响，抗干扰能力强

·不受物料颜色变化及阳光照射的影响

·可实时传输4-20mA、PS485信号，连接PLC、DCS等中控系统

·测量精度：0.2～0.5%（加量程 3%）

·测量水分范围：0～50%（根据应用而定）

2.RF6000的应用领域

·钢铁行业：烧结混合料、矿渣、焦炭、煤炭、球团矿

·煤炭行业：小煤块、小泥煤、煤粉、精煤

·烟草行业：烟包、烟叶、烟丝、烟梗

·造纸行业：整包废纸、纸浆板

·木材行业：密度板木屑、木片

·其他行业：纤维、砂石、食品、金属矿

三、小结

无论是粉料测量还是粒料测量，长陆智造都根据应用环境的不同推出了相应的解法，IM2000和RF6000均实现了物料水分的在线测量，能够保证合理的含水量，进而稳定物料的质量；还能让操作员实时调控材料的流动性、粘结性，使其具有良好的加工性能；对于需要进行干燥的材料，明确含水量也能对烘干时间进行合理的调整，达到减少能耗的目的。综上，长陆智造为材料加工工艺流程提出了新颖又高效的解决方案。

关于长陆

珠海长陆(左）  合肥长陆（右）

长陆公司于2004年3月成立至今，专注于流程工业称重物位在线测量领域。长陆不只是单纯的过程称重物位产品制造厂家，而是以产品为载体提供先进的技术思想来帮助传统企业提升竞争力，促进产业升级。主要合作伙伴有宏工科技、新明珠陶瓷、立邦、顶立新材等。

主要产品:重量变送仪表、称重控制仪表、可编程称重控制器、重锤式料位仪、电位尺料位计、导纳连续料位仪、在线红外水分测量仪、在线粘度计、英国Thames称重传感器及安装模块、导纳料位开关(阳旋、电容、音叉、振动棒、射频)、料位开关( 阳旋、电容音叉、振动棒、射频)。

PS：欢迎各位届时莅临CAPE 2024广州国际先进粉体装备展览会，珠海市长陆工业自动控制系统股份有限公司——展位号：B338，现场了解更多相关信息。

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