Måling af fugt i træflis i forbindelse med afbrænding. Klik på + til højre for at se mere

Hvorfor måle fugt?

De fleste materialer har et naturligt og varierende fugtindhold. Ved at kende fugtindholdet kan produktion og lagring optimeres.
Kender man ikke fugtandelen kan det give en række problemer i forbindelse med opbevaring, materialeflow, blanding, påfyldning osv.
I et produktmix kan kvaliteten være ukendt og med store variationer af de enkelte bestanddele.

Kvaliteten af det endelige produkt kræver et passende fugtindhold for at sikre holdbarhed, konsistens, aroma og vægt.
ACO har specialiseret sig i design, produktion og salg af professionelle løsninger til online måling af fugt i mange forskellige materialer.

Hvorfor er det svært at måle vandindhold?

Den traditionelle måde at bestemme fugt i et produkt er:
- at udtage en prøve
- bringe den til laboratoriet
- analysere med en fugtanalysator, typisk med tørring af prøven

Denne metode er tidskrævende og ikke helt problemfri.
En analyse der viser en afvigelse fra det ventede kan medføre at der skal kasseres en stor mængde materiale.
Der måles kun på en lille mængde og det kan diskuteres om prøven er repræsentativ.
For det tredje kan prøvehåndteringen, kværning og ventetider introducere fugt eller udtørring af den udtagne prøve, hvilket kan medføre fejl.

Analysen i laboratoriet er sandsynligvis mest præcis men en direkte on-line måling vil med hastigheden og mængden af målingen ofte kunne gøre on-line målingen mere brugbar. ACO fugtmåler bliver indstillet/programmeret ved at sammenligne dens egne måleværdier med laboratorie analyserne og kan dermed finindstilles til at vise de samme måleværdier

Fugtsensoren

Sensoren består af en elektronisk fugtmåler indkapslet i et robust rustfrit stålhus og med en keramisk disk (det hvide) der er i berøring med produktet. Disken kan også leveres i andre materialer som teflon, gummi osv.
Fugtmåleren måler i dybden, ikke blot overfladefugten men op til 15 cm ind i mediet.

Måling af fugt kan ganske simpelt foretages med en sensor, der monteres et passende sted hvor mediet er i bevægelse f.eks et transportbånd. Fugtmåleren kan dog også monteres i en beholder eller en silo, hvor sensoren monteres plant med beholderens væg.
Nogle gange er der behov for lidt mere udstyr i form af mekaniske dele til prøvetagning eller komprimering af materialet, se nedenfor.

Fugtmåling - beskrivelse af princippet i fugtmåling

Måleprincip:

Måleprincippet i ACO fugtsensorer er et højfrekvent dielektrisk skift målesystem.

En kryptisk betegnelse, men det dækker over at sensoren med et internt antennesystem skaber et elektromagnetisk felt (27 MHz) foran sensoren.
Antennerne kan samtidig registrere kraften eller størrelsen af dette felt. Systemet benytter sig af radiofrekvenser (RF) således at sender og modtager kan være i samme sensor i modsætning til mikrobølger.

Hvis der kun er luft foran sensoren er der næsten ingen dæmpning af dette felt. Hvis der er noget materiale foran sensoren dæmpes feltet.
Hvor stor dæmpningen er afhænger af det materiale (eller dielektrisk konstant af materialet) der er foran sensoren.

Ethvert materiale har en dielektrisk konstant.

Luft har en dielektrisk konstant på 1, vand på ca. 80, og materialer vi ønsker at måle på normalt fra 3 til 13. F.eks har tørt sand en værdi på 5. ACO har et kompendium med konstanter for forskellige medier.
Det betyder hvis man f.eks har tørt sand (0% fugt) foran sensoren vil dette give en vis dielektrisk værdi og derved måling. Hvis sandet tilføres fugt ændres den samlede dielektriske konstant af sand/vand.
Vand har en meget stor dielektrisk værdi og giver derfor en stor ændring der nemt kan måles og målingen er lineær således at en fordobling af vandindholdet fordobler signalet.
Ved måleprincippet opnås en måling af både overfladen og i dybden på op til 150 mm og derved en stor uafhængighed af snavs og belægninger på sensoren. Målingen influeres ikke af materialets farve, mineralindhold, pH værdi eller saltindhold i vandet.

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 fugt i høvlspåner.
Her består materialet af tre komponenter; træ, luft og vand. Træet har en dielektrisk konstant på ca 5, luft på 1 og vandindholdet på 80.
Hvis forholdet imellem disse tre ting altid er ens kan vandindholdet måles og beregnes ud fra målingen, men hvis der er variationer i luftandelen betyder dette målefejl.
Man kan kortfattet sige at målenøjagtigheden er afhængig af densiteten. Ved måling på høvlspåner benytter man en mekanisk enhed der komprimerer høvlspånerne og dermed minimerer luftdelen.
Dette er den typiske udfordring med dette princip, men der findes normalt også en løsning på problemet.

Kalibrering og idriftsættelse

ACO On-line fugtsensor måler indirekte fugten ved at måle det elektromagnetiske felt foran sensoren. Størrelsen 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 anvendelser af ACO fugtsensor er:
Træ-briket ekstruder, betonanlæg, glasværker, keramik, fødevarer, melmøller, murstensproduktion, 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, høvlspåner, taconit, grus, sukker, salt, ris, vaskemidler, kaffe, ler, soyamel, slurry (slam), jernmalm, hvede produkter, chokolade, granulater, silikater, tranebær, mineraler, kaolin og mange flere.

Sensor versioner:

Sensorerne findes i tre forskellige versioner, hvor selve sensoren produceret i rustfri stål ser helt ens ud.
MMS er et rent analogt kompakt system med et analogt udgangssignal f.eks 4-20 mA og kalibreringen foretages på selve sensoren.
BMMS 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 tilgængeligt 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 fluidbed 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 sælger målesystemer i hele verden og er med sin sensorteknologi blevet en førende leverandør af høj og pålidelig kvalitet.

Montering af sensoren:

I denne beskrivelse af fugtmålingsteknik står det klart at der er mange muligheder for installation af sensoren. Vigtigt 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 muligt, hvor man må finde en mekanisk løsning hvor materialet kan føres til og fra som en af ACO’s skrueføder eller compaction enheder.
Sådanne mekaniske enheder kan også designes og udføres lokalt eller Contika / ACO kan hjælpe med nogle af standardprodukterne eller special design.

Se vores leverandør ACO-webside for yderligere information