Beim Durchdringen von Schüttgut werden die darin enthaltenen freien Wassermoleküle durch die Mikrowellenstrahlung zum Rotieren angeregt, was seinerseits die Mikrowellen verlangsamt (Phasenverschiebung) und deutlich abschwächt (Dämpfung).
Diese Veränderung der Mikrowelle kann gemessen (beide Effekte korrelieren mit dem Wassergehalt) und somit für eine sehr genaue Bestimmung der Materialfeuchte verwendet werden.
FANAL - die komplette Messanlage zur Online-Feuchtemessung, bestehend aus den Mikrowellenmodulen RGI 8403 und einem Industrie-PC mit der Auswertesoftware FANAL W32.
Auf einem Förderband variiert in den meisten Fällen die Belegung, d.h. Schüttdichte oder Höhe ändern sich, aber das System liefert Feuchtewerte ohne zu erkennen, ob sie durch wechselnde Feuchte oder Menge verursacht werden, weshalb es unbedingt notwendig ist, diese variierende Beladung während der Feuchtemessung ebenfalls zu erfassen, um den Meßwert eindeutig der Feuchte zuordnen zu können.
Die Information über die Belegung kann z.B. von einer Bandwaage als 0/4-20 mA-Signal kommen, falls die Förderleistung jedoch nicht von Interesse ist, kann nur eine Punktmessung der Belegung mit einem Ultraschall-Entfernungsmesser durchgeführt werden.
RGI 8403
Mikrowellenmodule
siehe auch >>>
FANAL W32
PC-Auswertesoftware
siehe auch >>>
Industrie-Computer von RGI
● basierend auf einem Standard-PC
● Anbindung an andere Systeme (übergeordnete Rechner oder PLS)
Software FANAL W32
● Menü trotz komplizierter physikalischer und mathematischer Aufgabe leicht verständlich
● Meßwerte in verschiedenen Formen:
- Grafik
- verschiedene Mittelwerte
- und vieles mehr
● Anzeige aller Ergebnisse auf Farbmonitor
● Ablesen über mehrere Meter Distanz möglich
● Daten bis zu 1 Monat speicherbar
● Anzeige im Tabellenformat oder als Liniengrafik
● moderner Farbmonitor ermöglicht:
- einfache Kalibrierung
- höhere Genauigkeit
- Prüfbarkeit verschiedener Parameter auf Plausibilität
Mikrowellen gehören zu den elektromagnetischen Wellen, die in der Lage sind, elektrisch nicht leitende Materie zu durchdringen.
In Materialen, die sich aus Dipol-Molekülen zusammensetzen, wie z.B. Wasser, werden die Moleküle durch die Mikrowellen in Schwingungen versetzt, wobei sie ihre Energie verlieren.
Der Energieverlust ist abhängig von der Menge Wasser, die sie durchdringen, und daher ein Maß für den Wassergehalt des Materials.
Wenn der Verlust nicht zu groß ist, wird ein Teil der Mikrowellen auf der gegenüberliegenden Seite ankommen und kann dort gemessen werden.
Die Mikrowellen verlieren nicht nur Ihre Energie, sie werden auch reflektiert in dem Medium, das sie durchdringen, d.h. auch die Reflektion kann als Maß für den Wassergehalt des Stoffes gemessen werden.
Bei der Transmissionsmessung, wenn das zu messende Material zwischen Sender und Empfänger plaziert ist, wird das gesamte Material erfaßt.
Bei der Reflektion müssen die Mikrowellen den doppelten Weg zurücklegen, die erfaßte Schichtdicke ist also geringer. Auch ist es schwierig, den Abstand zum Meßgut konstant zu halten - eine wichtige Bedingung für eine Reflektionsmessung.
An einem Förderband, dem meist verwendeten Meßort, ist also die Transmissionsmethode aussagekräftiger.
Die Meßstrecke besteht aus einem Mikrowellensender und einem Empfänger.
Als Sender und Empfänger kommen Horn- oder Planarantennen in Frage. Da Hornantennen bei der verwendeten Frequenz relativ groß sind und auch nicht so gut bündeln, werden hier Planarantennen eingesetzt.
Weil die Transmissionsmethode in jedem Fall vorzuziehen ist, wird der Sender unter dem Fördergurt und der Empfänger darüber angebracht. Zur Montage bietet sich ein Bügel an, der die nötige Stabilität hat und geometrische Veränderungen Verhindert.
Die RGI-Mikrowellen-Feuchtemessung kann außerdem in verschiedenen anderen Applikationen erfolgreich angewendet werden, denn die Messstrecke kann an Rohren, Meßschächten mit durchlaufendem Material oder auch Behältern angebracht werden.
Metallische Wände müssen dann aber ausgeschnitten und durch keramisches Material oder Kunststoff ersetzt werden.
Die benötigte Information zur Bandbelegung kann von einem entsprechenden Ultraschallsensor oder von einer radiometrischen Bandwaage (siehe RMBW) aus der RGI-Produktpalette kommen und mit der Feuchtemessung als Einheit in einem Rechner die Meßwertverarbeitung durchführen, .
Es ist dann ebenfalls auf einfachem Weg möglich, die Tonnage mit dem Feuchtewert auf einem Bildschirm anzuzeigen und als Prozessdaten zur Verfügung zu stellen.
Nahezu in allen Schüttgüter kann mit dieser Methode die Feuchte gemessen werden, allerdings gibt es wenige Ausnahmen: Probleme können entstehen bei Materialen, in denen das anhaftende Wasser nicht in der Lage ist, zu oszillieren, z.B., wenn es in Kapilaren " gefangen" ist, weshalb auch Kristallwasser oder Eis (reagiert nicht wie Wasser, sondern wie ein anderer Feststoff) nicht erfasst werden können.
Einige Beispiele für Materiale, die zu erfolgreichen Messungen führten: Braun- und Steinkohle, Sand, Holzschnitzel, Kartoffelchips, Taback, Saatgut usw.
Die Mikrowellen sind wegen der extrem niedrigen Energie, die von Sender ausgesandt wird, nicht in der Lage, das Meßgut zu erwärmen. Es würden ca. eintausend Sender benötigt, um eine meßbare Temperaturerhöhung zu bewirken.
Die meiste Erfahrung liegt vor mit Kohle von ca. 0-20 mm Korngröße.
Die erreichbare Genauigkeit hängt ab von den genauen Meßbedingungen, z.B., ob es sich um Filterkuchen handelt oder um homogene Feuchteverteilungen.
Für Kohlen wurde eine Genauigkeit von ± 0.5% ermittelt, aber die besten Ergebnisse wurden bisher in Sand mit ± 0.1% erreicht.
Bei anderen Meßgütern kann man von ± 0,3% oder besser ausgehen, z.B. wurde dieser Wert in Kupfererz erreicht.
Vom Mikrowellenherd ist man gewöhnt, daß der Heizraum geschlossen sein muß und das normalerweise vorhandene Fenster durch ein Metallgitter verschlossen ist.
Ein Mikrowellenherd hat allerdings die ca. 1 millionenfache Leistung verglichen mit dem Feuchte-Sender.
Temperaturerhöhungen des Meßgutes konnten nie nachgewiesen werden.
Aus diesem Grunde sind Vorsichtsmaßnahmen nicht notwendig.
● einfaches, intuitives Anlernen
● nachträgliche Montage
● kein Kontakt zum Messgut
● Messung unabhängig von:
- Medium
- Prozessbedingungen
● wartungsfrei, da kein Verschleiß
● hohe Betriebssicherheit
● langzeitstabile Messung
● Nachkalibrierung nicht nötig
● Prüfungen vor Auslieferung:
- Qualität, Klima und Funktion
● eigene Entwicklung und Produktion in Deutschland
● Verwendung hochwertiger Materialien und Komponenten
● Weltweiter Vertrieb und Vor-Ort-Service durch geschultes Personal
Unsere MitarbeiterInnen helfen Ihnen gerne, kümmern sich um Ihre Anfragen und Aufträge.
Hilfe und Beratung bei der Auswahl des Messsystems, das am besten zu Ihrer Anwendung passt,
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