專利名稱：高精度紅外水分儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用紅外線測(cè)量物體含水量的裝置，尤其是涉及一種高精度紅外水分儀。
現(xiàn)有利用紅外線測(cè)量物體含水量，通常需要特定波長的單色光作為光源，這種單色光須利用帶通濾光片對(duì)全色光濾光獲得。為了改善測(cè)量儀器的穩(wěn)定性，一般還須采用斬光裝置，將單色光變成交變光投射到被測(cè)對(duì)象。投射到被測(cè)對(duì)象的測(cè)量光和參比光需通過一段距離的空氣，空氣中的水分子濃度被當(dāng)作被測(cè)對(duì)象的水分含量，附加在測(cè)量信號(hào)中，使測(cè)量值產(chǎn)生誤差。目前，現(xiàn)有紅外水分測(cè)量裝置均將此誤差忽略。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種能消除此類誤差的高精度紅外水分儀。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高精度紅外水分儀，包括光源1、電機(jī)2、濾光調(diào)制輪4、探測(cè)器11、將光源1的光束引向被測(cè)物料7，吸收后再反射到探測(cè)器11的主光路裝置，將光源1的光束直接引向探測(cè)器11的輔光路裝置，以及與探測(cè)器11連接的信號(hào)處理裝置9，還設(shè)置有與信號(hào)處理裝置9相連的溫濕度傳感器8。
由于本實(shí)用新型增設(shè)了溫濕度傳感器，可測(cè)量空氣溫度和相對(duì)濕度，將溫度和相對(duì)濕度的測(cè)量值輸入信號(hào)處理裝置，可換算為空氣中水分子濃度，修正被測(cè)物料水分的測(cè)量值，因此消除了空氣中水分影響造成的測(cè)量誤差。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1兼作摘要附圖。
其中1、光源，2、電機(jī)，3、反光鏡，4、濾光調(diào)制輪，5、透鏡，6、折射鏡，7、物料，8、溫濕度傳感器，9、信號(hào)處理裝置，10、反光鏡，11、探測(cè)器，12、折射鏡，13、折射鏡，14、透鏡。
如圖1所示，一種高精度紅外水分儀，包括光源1、電機(jī)2、濾光調(diào)制輪4、探測(cè)器11，在光源1和濾光調(diào)制輪4之間有一透鏡14，在濾光調(diào)制輪4的下部依次設(shè)置折射鏡12、13，由透鏡14、折射鏡12、13組成輔光路裝置，光源1的光束經(jīng)過輔光路裝置被直接引至探測(cè)器11，濾光調(diào)制輪4的上部還設(shè)置有反光鏡3，濾光調(diào)制輪4的下部依次還設(shè)置有透鏡5，折射鏡6，在折射鏡6的背面設(shè)置有反光鏡10，由反光鏡3、透鏡5、折射鏡6、反光鏡10組成主光路裝置，光源1的光束經(jīng)過主光路裝置時(shí)，先被引向物料7，吸收后再通過反光鏡10到探測(cè)器11，經(jīng)過主、輔光路的光信號(hào)通過探測(cè)器11輸入到信號(hào)處理裝置9，在測(cè)量過程中，由于測(cè)量光和參比光均需通過一段距離的空氣，空氣中水分子濃度對(duì)測(cè)量值有影響，空氣中水分子濃度與溫度和相對(duì)濕度有關(guān)，其計(jì)算方法如下以雙光路六光束紅外水分儀為例，設(shè)v(m)、v(r1)和v(r2)及v(m′)、v(r1′)和v(r2′)分別表示外部三束光對(duì)應(yīng)的放大器輸出電壓，u(m)、u(r1)和u(r2)及u(m′)、u(r1′)和u(r2′)分別表示外部三束光和內(nèi)部三束光對(duì)應(yīng)的儀器在干空氣中的放大器輸出電壓，根據(jù)比耳一郎伯定律可以寫出v(m)=u(m)•e-2K1CD----(1)]]>v(r1)=u(r1)•e-2K2CD----(2)]]>v(r2)=u(r2)•e-2K3CD----(3)]]>因內(nèi)部光在一密封穩(wěn)定的環(huán)境中，水分子濃度穩(wěn)定；水分子對(duì)內(nèi)部光束的影響作為常數(shù)n，則可寫出v(m′)＝u(m′)·n (4)v(r′1)＝u(r′1)·n(5)v(r′2)＝u(r′2)·n(6)將(1)～(6)式帶入水分測(cè)量公式x=Ku(r1)u(m)•u(m′)u(r1′)+(1-K)u(r2)u(m)•u(m′)u(r2′)----(7)]]>則x=Kv(r1)•v(m′)v(m)•v(r1′)•e2CD(K2-K1)+(1-k)v(r2)•v(m′)v(m)•v(r2′)•e2CD(K3-K1)]]>C-介質(zhì)的濃度 D-介質(zhì)的厚度K1、K2、K3-消光系數(shù)K是第一參考光與第二參考光的平衡系數(shù)因參考光均是不易被水分子吸收的紅外波長，K2≈K3 設(shè)K2－K1＝K3－K1＝K′x=[Kv(r1)•v(m′)v(m)•v(r1′)+(1-K)v(r2)•v(m′)v(m)•v(r2′)]•e2DK′C----(8)]]>在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中，測(cè)量距離D不變，K′是紅外光本身的物理特性。
設(shè)2DK′＝E經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定E＝0.0248則對(duì)空氣中水分子濃度的修正因子為eEC設(shè)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境是25℃，相對(duì)濕度55％，大氣壓B＝1013hPaC=0.003484BT-0.00134Pq·b•φT----(9)]]>B……大氣壓力T……溫度Pq.b……濕空氣的飽和水蒸氣分壓力，通過測(cè)量溫度后查含濕表得出Φ-相對(duì)濕度本實(shí)用新型設(shè)置有溫濕度傳感器8與信號(hào)處理裝置9連接，溫濕度傳感器8測(cè)量出空氣中溫度和濕度值，輸入至信號(hào)處理裝置9進(jìn)行處理，根據(jù)公式(9)計(jì)算出空氣中水分子濃度，將空氣中水分子濃度代入公式(8)，即可得到被測(cè)物料的真實(shí)水分值。
權(quán)利要求1.一種高精度紅外水分儀，包括光源(1)、電機(jī)(2)、濾光調(diào)制輪(4)、探測(cè)器(11)，將光源(1)的光束引向被測(cè)物料(7)，吸收后再反射到探測(cè)器(11)的主光路裝置，將光源(1)的光束直接引向探測(cè)器(11)的輔光路裝置，以及與探測(cè)器(11)連接的信號(hào)處理裝置(9)，其特征在于還設(shè)置有與信號(hào)處理裝置(9)相連的溫濕度傳感器(8)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高精度紅外水分儀,包括光源、電機(jī)、濾光調(diào)制輪、探測(cè)器、將光源的光束引向被測(cè)物料,吸收后再反射到探測(cè)器的主光路裝置,將光源的光束直接引向探測(cè)器的輔光路裝置,以及與探測(cè)器連接的信號(hào)處理裝置,還設(shè)置有與信號(hào)處理裝置相連的溫濕度傳感器。本實(shí)用新型可消除空氣中水分子濃度對(duì)測(cè)量值的影響,提高測(cè)量精度,還具有系統(tǒng)穩(wěn)定、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/35GK2482077SQ0123977
公開日2002年3月13日 申請(qǐng)日期2001年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月12日
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