V Číně jsou kvůli nedokonalým metodám detekce vody během skladování a přepravy shnilé desítky miliard kilogramů zrna kvůli nadměrnému obsahu vlhkosti, což způsobuje obrovské ztráty. Vlhkost zrna byla proto vždy velmi důležitým indikátorem kvality řízeným sektorem obilí doma iv zahraničí.
Voda v zrnu se podle fyzikálních vlastností dělí na volnou vodu (volná voda) a kombinovanou vodu (křišťálová voda). Volná voda je voda kondenzovaná v kapilárách a molekulárních mezerách uvnitř zrna zrna pomocí fyzické adsorpce: vázaná voda je voda, která je adsorbována v zrnitých buňkách a molekulárních strukturách zrna chemickým působením. Volná voda má obecné vlastnosti běžné vody a má významný dopad na kvalitu zrna. Vlhkost zrna se vztahuje na obsah volné vody.
Existují přímé a nepřímé metody detekce vlhkosti.
Přímou metodou je přímé odstranění vlhkosti v zrnu sušením nebo chemickými metodami a detekování absolutního obsahu vlhkosti ve vzorku. Tato metoda má vysokou přesnost detekce, ale je časově náročná a není vhodná pro online detekci.
Nepřímou metodou je stanovení obsahu vody v látce detekováním fyzického množství (jako je elektrická vodivost, dielektrická konstanta atd.) Látky. Tyto metody jsou obecně rychlé, snadno implementovatelné online detekcí a mají dobré vyhlídky na vývoj a využití.
Technologie měření vlhkosti zrna nepřímou metodou
Měřič vlhkosti typu vodivosti je navržen na principu, že vodivost nebo stejnosměrný odpor objektu se mění s obsahem vody a detekuje obsah vody v objektu na základě změny vodivosti. Výhodou je, že mechanismus je jednoduchý, rychlost odezvy je rychlá a náklady jsou nízké. Nevýhodou je, že je obecně nutné zrno brousit a vtlačit do pevné velikosti a tvarového odporu. Stav v té době také ovlivní přesnost detekce.
Kapacitní metoda je navržena s využitím rozdílu dielektrické konstanty různých látek. Při pokojové teplotě je dielektrická konstanta vody větší než u jiných látek (voda je 81 a zrno je asi 2 až 5). Se zvyšováním obsahu vody v látce se také zvyšuje dielektrická konstanta. Proto, pokud je detekována dielektrická konstanta látky, lze vypočítat obsah vlhkosti v látce. V závislosti na měřené látce se liší také struktura elektrod kondenzátoru. Existují hlavně elektrodové struktury, jako je plochá deska a válec. Kapacitní metoda využívá bezkontaktní detekci, která má vysokou spolehlivost, jednoduchou a ekonomickou a snadnou údržbu. Může být použit pro online kontrolu a je vhodný pro detekci vysokého obsahu vody. Nevýhodou je mnoho ovlivňujících faktorů a složitá data. Mezi vlhkoměry zrna v bývalém Sovětském svazu bylo 43% detekováno kapacitní metodou. V současnosti může přesnost detekce dosáhnout 0,5% a doba detekce je kratší než 5 minut.
Teoretickým základem infračerveného absorpčního vlhkoměru je Beerův zákon. Vlhkost má silné absorpční pásmo pro dlouhé infračervené záření při 1,649 m nebo 1,94 / zm. Protože se obsah vody v látce liší, absorbovaná energie pro specifickou vlnovou délku záření se také liší. Pokud se měří absorbance, lze stanovit obsah vody. Specifické metody zahrnují metodu odrazu, metodu projekce a kompozitní typ projekce odrazu. Používá se pro detekci vlhkosti potravin. Má výhody bez kontaktu, vysoké rychlosti, nepřetržité detekce, velkého detekčního rozsahu, vysoké přesnosti, dobré stability atd. A dokáže měřit vlhkost vodivých materiálů s nejvyšší přesností 0,1%; Nevýhodou je to, že je ovlivněno tvarem vzorku, hustotou a tloušťkou. A dalšími účinky je obtížné detekovat vnitřní vlhkost látky a cena zařízení je relativně vysoká.
Mikrovlná metoda používá ultrafrekvenční energii k výpočtu hodnoty vlhkosti prostřednictvím změny energetické ztráty generované vzorkem. Voda má ve srovnání s obilím obzvláště vysokou dielektrickou konstantu a v oblasti UHF dochází k maximální dielektrické ztrátě. Jeho výhodou je bezkontaktní měření, které dokáže detekovat absolutní hodnotu obsahu vlhkosti a může průběžně detekovat online. Nevýhodou je, že v důsledku tvaru, hustoty, tloušťky atd. Je struktura nástroje složitá a cena je vysoká.
Neutronový vlhkoměr pracuje na principu molekulárního rozptylu. Při použití zdroje neutronů schopných emitovat rychlé neutrony se emitované rychlé neutrony setkávají s materiálem obsahujícím vodíková jádra a srazí se navzájem, aby zpomalily na zpomalení neutronů. Podle naměřené hustoty pomalých neutronů je možné vědět Celkové množství vodíku se používá pro výpočet obsahu vody v látce. Jedná se o pokročilejší on-line detektor vlhkosti, který dokáže přesně detekovat bez poškození struktury materiálu a ovlivnit normální provoz materiálu. Neutronový vlhkoměr má nevýhody manuální kalibrace a nestabilního rozptylu vodíku.