Fugtmåling teknik. Beskrivelse af princippet i fugtmåling

Måleprincip:

Måleprincippet i ACO fugtsensorer er et højfrekvent dielektrisk-skift målesystem.

Et noget kryptisk betegnelse, men det dækker over at sensoren med et antennesystem i sensoren skaber et elektromagnetisk felt ved 27 MHz foran sensoren.
Antennerne kan samtidig registrere kraften eller størrelsen af dette felt.

Hvis der kun er luft foran sensoren er der næsten igen dæmpning af dette felt. Hvis der er noget materiale foran sensoren dæmpes feltet.
Hvor stor dæmpningen er afhænger af dielektriciteten af det materiale der er foran sensoren.

 

Ethvert materiale har sin egen dielektriske konstant.

Luft har en dielektrisk konstant på 1, vand på ca. 80, og de medier vi ønsker at måle på omkring 4 til 13. f.eks har hel tørt sand en værdi på 5. ACO har et større kompendium med disse konstant for forskellige emner.

Det vil sige at hvis man f.eks har helt tørt sand (0% fugt) foran sensoren vil dette give en vis størrelse af feltet. Hvis sandet tilføres fugt ændres den samlede dielektriske konstant af sand/vandet.

Vand har i denne sammenhæng et meget højt dielektrisk værdi hvorfor der sker en stor ændring der nemt kan måles og målingen er lineær således at en fordobling af vandindholdet fordobler signalændringen.

Ved dette måleprincip opnås en måling i både overflade og i dybden på op til 150 mm og derved en større uafhængighed af snavs og belægninger på selve sensoren. Målingen influeres ikke af materialets farve, mineralindhold, pH værdi eller saltindhold i vandet.

ACO fugtsensor
måleprincip i ACO fugtsensor

Benyttelse:

Måleprincippet kan benyttes på stort set alle materialer der kan anbringes foran sensoren. Problemerne opstår når der er flere materialer med forskellige eller varierende dielektrisk konstant der skal måles på.
Et typisk eksempel er luft. Hvis man f.eks gerne vil måle fugten i høvlspåner.
Her består materialet af 3 komponenter, træ, luft og vand. Her vil træet have en dielektrisk konstant på ca 5, luft på 1 og vandindholdet på 80.
Hvis forholdet imellem disse 3 ting altid er ens kan vandindholdet måles og beregnes ud fra målingen, men hvis der er variationer i luftandelen betyder dette målefejl.
Man kan med andre ord sige at målenøjagtigheden er afhængig af densiteten. For at kunne måle på høvlspåner benytter man en mekanisk enhed der komprimerer høvlspånerne og dermed minimerer luft andelen.
Dette er den typiske udfordring med dette princip, men der findes typisk også en løsning på problemet.
Ofte er det slet ikke den præcise og nominelle fugt værdi der ønskes målt, men blot et setpunkt der kan benyttes til at alarmere eller tørre mere eller mindre.

Kalibrering og idriftsættelse

ACO On-line fugtsensor måler indirekte fugten ved at måle det elektromagnetiske felt foran sensoren. Størrelse af dette felt er afhængig af det materiale der er foran sensoren. Det betyder at sensoren skal indstilles eller kalibreres til netop det materiale der skal måles på.
Denne kalibrering foretages nemt på sensoren og afhængig af hvilken model der er tale om foretages dette enten direkte på sensoren eller på en tilsluttet PC.
For at lave en god kalibrering er det vigtigt at finde et par materialeprøver frem der har et fugtindhold der ligger i yderkanten af det måleområde man ønsker at benytte.
Måleområde og kalibreringsværdier kan vælges frit.
På den digitale model DMMS kan man indlægge flere kalibreringskurver og vælge den der passer til den aktuelle måleopgave.

Anvendelse:

Typiske andvendelse af ACO fugsensor er:
Træ briket extruder, betonanlæg, glasværker, keramik, fødevarer, melmøller, mursten pruduktion, kemisk, pharma, metal, mine, gødning og mange andre.

Eksempler på produkter er:  sand, træ, træflis, træpiller, gips, gipsplader, kalksten, kalk, korn, quartz sand, dele til cement, beton, høvltpåner, tactonit, grus, sukker, salt, ris, vaskemidler, kaffe, ler, soyamel, slurry (slam), jernmalm, hvede produkter, chokolade, granulater, silikater, tranebær, mineraler, granulater, kaolin og mange flere.

Sensorversioner:

Sensorerne findes i 3 forskellige versioner, hvor selve sensoren produceret i rustfri stål ser helt ens ud.
MMS er et rent analogt kompakt system med med et analog udgangssignal f.eks 4-20 ma og kalibreringen foretages på selve sensoren.
AMMS er magen til MMS, men indeholder mulighed for tilslutning af en PC for indstilling og kalibrering.
DMMS er et digitalt system, hvor sensoren digitaliserer måleværdien der sender et digitalt signal til en elektronikboks ”DIGISYS”, der kan anbringes et nemt tilgængelig sted. Digisys kan tilsluttes op til 16 digitale sensorer. Kalibreringen af de enkelte sensorer foretages via PC der tilsluttes Digisys. Udgangssignaler fra DIGISYS er Profibus DP, RS232 0-10V eller 4-20 mA, samt relækontakter.

Afhængig af måleopgave kan sensorens måleoverflade vælges i forskellige materialer: Food grade crastin, keramik, hård gummi eller Teflon.
Sensoren kan i den digitale version leveres til brug i Ex område. Mulighed for berøringsløs måling igennem glas eller plast.

Installation

Typisk placering af sensoren er i en silo, under siloudløb, i forbindelse med en spraytørrer, en fluid bed tørrer, på et materialebånd, på et transportbånd, på en slæde, i ekstruder eller i skrueføder osv.

Måling på alle bulk produkter er ligetil og nemt. ACO har solgt utallige målesystemer i hele verden og har således vist sin teknologi indenfor fugtmåling, som værende førende leverandør af høj og pålidelig kvalitet selv under krævende forhold.

Montering af sensoren:

Der er mange muligheder for installation af sensoren, vigtig ved installationen er at finde et sted hvor der er en tilpas mængde og et ensartet materiale, luft/medie og hvor der er en løbende udskiftning af materialet der skal måles på.
En typisk placering kan være i en beholder eller en silo ved udløbet eller på et transportbånd via en slæde.

Nogle gange er dette ikke mulig, hvor man må finde en mekanisk løsning hvor materialet kan føres til og fra som en af ACO’s skrueføder eller compactions enheder.
Sådanne mekaniske enheder kan også designes og udføres lokalt eller Contika og ACO kan hjælpe med nogle af standard produkterne eller special design.

Fugtsensor prøvetagning i kop
Fugtmåling i træspåner
Fugtmåling i snegl
fugtmåler med pneumatisk udskubber til træflis
mekanisk del til fugtsensor
fugtmåling i gips
Fugtmåling i sand
fugtmåling i aske
fugtmåling i savsmuld

Måling af fugt i vand i sand på et nedslag hvor sandet måles når det passerer ”de hvide” sensorer

Måling af fugt i aske på et transport-bånd hvor sensoren er monteret på en slæde der presser på asken med et fast tryk

Måling af fugt i et luftigt materiale som savsmuld hvor man ved trykluft komprimerer savsmulden med 7 bar hvorefter målingen udføres og savsmulden presses ud og enheden er klar til næste portion