專利名稱：配合原料的水分測(cè)定方法及水分測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及配合原料的水分測(cè)定方法及水分測(cè)定裝置。本發(fā)明特別涉及利用紅外 線通過(guò)水進(jìn)行的吸收而對(duì)配合多種配合前原料所得到的燒結(jié)原料中的水分進(jìn)行測(cè)定的技 術(shù)。本申請(qǐng)基于2008年7月7日提出的日本專利申請(qǐng)第2008-176786號(hào)并主張其優(yōu) 先權(quán)，這里引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
在制造燒結(jié)礦時(shí)，在燒結(jié)機(jī)內(nèi)對(duì)作為原料配合有二種以上品種的鐵礦石、和燃料 即焦炭粉或石灰石等副原料而得到的燒結(jié)原料進(jìn)行燒結(jié)，從而形成燒結(jié)礦。這里，將配合前 的鐵礦石及副原料稱為配合前原料，將配合后的原料稱為配合原料或燒結(jié)原料。在燒結(jié)工序中，在混合機(jī)中向燒結(jié)原料中添加水并進(jìn)行混合、造粒。接著，將造粒 好的燒結(jié)原料以層狀裝入燒結(jié)機(jī)，在其表面點(diǎn)火。燒結(jié)機(jī)從裝入的燒結(jié)原料的下方吸引空 氣。由此，使空氣從燒結(jié)原料的上方朝下方通過(guò)。而且一邊燃燒焦炭粉一邊從表面向下方 緩慢進(jìn)行燒結(jié)反應(yīng)。所謂燒結(jié)原料的造粒，是以燒結(jié)原料中的含有水分為介質(zhì)而制作3 5mm左右的 疑似粒子的工序。該疑似粒子具有主要是粒徑為0. 5mm以下的細(xì)小粒子附著在粒徑為Imm 以上的核粒子上的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，燒結(jié)原料的造粒性大大依賴于含有水分量。例如，如果水分 不足，則細(xì)小粒子殘留，燒結(jié)機(jī)中的通氣性變差，從而生產(chǎn)率降低。相反，在水分即使過(guò)剩 時(shí)，也由于粒子間的結(jié)合力降低，因而不能制作目標(biāo)尺寸的粒子。因此，在燒結(jié)機(jī)的造粒工 序中燒結(jié)原料的水分管理是特別重要的。為了使裝入燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)原料的含有水分量保持 恒定，需要對(duì)混合機(jī)出口側(cè)的造粒后的燒結(jié)原料的含有水分量進(jìn)行測(cè)定。然后，對(duì)水添加量 進(jìn)行管理，從而使測(cè)定的燒結(jié)原料的含有水分量達(dá)到目標(biāo)值。從原料堆放場(chǎng)通過(guò)傳送帶送來(lái)的鐵礦石的水分不是恒定的。例如，如果在原料堆 積在堆放場(chǎng)的狀態(tài)下降雨，則堆放場(chǎng)上的原料堆的表層和內(nèi)部的水分不同。因此，最好平時(shí) 監(jiān)測(cè)燒結(jié)原料的含有水分量，如果含有水分量變化，則變更添加量，從而使燒結(jié)原料的含有 水分量保持恒定。由此，能夠良好地維持燒結(jié)機(jī)內(nèi)的通氣性，從而確保穩(wěn)定的操作和燒結(jié)品 質(zhì)。干燥質(zhì)量法是正確且可靠性高的水分測(cè)定方法。該方法從傳送線采集燒結(jié)原料的 試樣，在具備氣氛加熱室或紅外線燈的干燥機(jī)中使該試樣完全干燥。然后，通過(guò)對(duì)干燥前后 測(cè)定的該燒結(jié)原料的試樣的質(zhì)量進(jìn)行比較，求出該燒結(jié)原料的試樣含有的水分量。但是，干 燥質(zhì)量法需要采集試樣的作業(yè)和干燥時(shí)間(30分鐘 2小時(shí))，從而測(cè)定為斷續(xù)的。另外， 還存在直至得到測(cè)定值的時(shí)間延遲非常長(zhǎng)的問(wèn)題。作為不用采集燒結(jié)原料的試樣而在線測(cè)定被測(cè)定對(duì)象物的含有水分量的方法，有 采用紅外線水分計(jì)的含有水分測(cè)定方法。在該方法中，對(duì)被測(cè)定對(duì)象物的表面照射紅外線， 觀察反射光。如果在紅外線的光路上存在水分，則在紅外線的特定的波長(zhǎng)下，與水分量相應(yīng)地吸收紅外線，從而該波長(zhǎng)下的分光反射率降低?？衫么爽F(xiàn)象來(lái)測(cè)定被測(cè)定對(duì)象物的含 有水分量。所具有的優(yōu)點(diǎn)是可非接觸地進(jìn)行連續(xù)的測(cè)定，而且無(wú)時(shí)間延遲地判明被測(cè)定對(duì) 象物的含有水分量。以下，就3波長(zhǎng)式紅外線水分計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。在3波長(zhǎng)式紅外線水分計(jì)中，作 為水的吸收波長(zhǎng)λ ，可采用1.94!11 2.(^111附近的波長(zhǎng)。可分別在水的吸收波長(zhǎng)人 的 長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)和短波長(zhǎng)側(cè)確定參照波長(zhǎng)“L、Xs)。作為參照波長(zhǎng)(λ ρ λ s)，可選擇盡量靠近 吸收波長(zhǎng)λ w、且不受水分的影響的波長(zhǎng)。用λ w、λ。λ s的3個(gè)波長(zhǎng)分別測(cè)定被測(cè)定對(duì)象物的分光反射率rw、rL, rs?；?測(cè)定的^和！^，算出波長(zhǎng)入 時(shí)的被測(cè)定對(duì)象物的基準(zhǔn)分光反射率rW(te。這里所謂的被測(cè)定 對(duì)象物的基準(zhǔn)分光反射率，是假設(shè)干燥狀態(tài)的被測(cè)定對(duì)象物在波長(zhǎng)λ w時(shí)的分光反射率的 計(jì)算值。通常，在波長(zhǎng)和分光反射率的關(guān)系圖中，用直線連結(jié)(Xs、rs)和(λρ γ)之間，將 該波長(zhǎng)時(shí)的該直線上的值設(shè)定為rW(te。也就是說(shuō)，用以下所示的式(2)表示。由入 和 r·通過(guò)用以下所示的式C3)求出被測(cè)定對(duì)象物的吸光度k，將求出的被測(cè)定對(duì)象物的吸光 度k代入預(yù)定的線性表達(dá)式例如以下所示的式，確定被測(cè)定對(duì)象物的含有水分量W。a = k/w... (1)ι·- = Α+(λ -λ》Χ(ι^)/(λ「λ》-(2)k = -In (rff/rff0e)... (3)k = aXw+b... (4)這里，w是被測(cè)定對(duì)象物的含有水分量(通常以質(zhì)量％表示)。k是被測(cè)定對(duì)象物 的吸光度。a、b是依賴于被測(cè)定物的特性的常數(shù)。如果與被測(cè)定物對(duì)應(yīng)的常數(shù)a、b不正確， 則水分測(cè)定產(chǎn)生誤差。被測(cè)定對(duì)象物的含有水分量w與水分的紅外線吸光度k的關(guān)系因被測(cè)定對(duì)象物的 種類而異。其理由之一是紅外線的浸透深度因物質(zhì)而異。另外，另一理由是因被測(cè)定對(duì)象 物的吸收性等的影響，用紅外線觀測(cè)的被測(cè)定對(duì)象物的表層附近的水分量和被測(cè)定對(duì)象物 的整體的含有水分量不一致。于是，對(duì)被測(cè)定對(duì)象物的試樣，預(yù)先實(shí)驗(yàn)性地測(cè)定了基于含有 水分量的紅外線吸光度k。和含有水分量w。。而且根據(jù)該測(cè)定結(jié)果，如式(4)所示確定了被 測(cè)定對(duì)象物的吸光度k和含有水分量w的關(guān)系，將吸光度k和含有水分量w的關(guān)系式稱為 校正曲線。這里，在以燒結(jié)原料作為被測(cè)定對(duì)象物、并采用上述3波長(zhǎng)式紅外線水分計(jì)測(cè)定 含有水分量時(shí)，關(guān)于燒結(jié)原料的含有水分量w和吸光度k之間的關(guān)系(校正曲線)，即使預(yù) 先實(shí)驗(yàn)性地確定了上述式的常數(shù)a、b，也因其后的燒結(jié)原料的配合變更等，w和k的關(guān) 系發(fā)生變化。因此，為了采用3波長(zhǎng)式紅外線水分計(jì)正確地測(cè)定燒結(jié)原料的含有水分量w， 需要基于實(shí)測(cè)一邊對(duì)w和k之間的關(guān)系即校正曲線進(jìn)行適時(shí)修正一邊進(jìn)行測(cè)定。在專利文獻(xiàn)1中，認(rèn)為當(dāng)在屋外用紅外線水分計(jì)測(cè)定粉體的水分時(shí)，大氣濕度的 變化造成的測(cè)定變動(dòng)為不能忽視的程度。于是，在專利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了通過(guò)測(cè)定利用紅外 線的測(cè)定光路中的大氣濕度，根據(jù)濕度測(cè)定值修正利用紅外線的水分測(cè)定值的方法。具體 地說(shuō)，根據(jù)濕度測(cè)定值，使上述式⑷的常數(shù)b變化。在專利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了在利用紅外線水分計(jì)的燒結(jié)礦原料的水分測(cè)定方法中， 由于混合原料的性狀在每一原料配合變更中都稍有不同，因此每當(dāng)配合變更時(shí)對(duì)水分計(jì)進(jìn)行校正。具體地說(shuō)，根據(jù)從水分控制裝置得到的目標(biāo)水分值和水分指示值的偏差，采用統(tǒng)計(jì) 學(xué)方法，自動(dòng)地算出修正值，通過(guò)零點(diǎn)漂移操作校正水分值的偏差(相當(dāng)于上述式的b 的變動(dòng))。專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)的方法是，在利用紅外線的燒結(jié)原料的水分測(cè)定方法中，在每 次燒結(jié)原料的配合變更后，立即用絕對(duì)干燥式的水分測(cè)定機(jī)構(gòu)進(jìn)行精密水分測(cè)定，使之與 同時(shí)刻的利用紅外線吸收的水分測(cè)定值相對(duì)應(yīng)。然后，采用規(guī)定次數(shù)的兩者的測(cè)定值，進(jìn)行 線性回歸，算出新的校正曲線。在實(shí)施例中，作為規(guī)定次數(shù)通常為5 6次。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)昭59-72047號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)昭62-839號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)平6-34532號(hào)公報(bào)在通過(guò)紅外線測(cè)定求出配合的燒結(jié)原料的含有水分量w時(shí)，判明大氣濕度的變化 帶來(lái)的測(cè)定變動(dòng)并不嚴(yán)重。另一方面，正如專利文獻(xiàn)2、3所記載的那樣，如果變更燒結(jié)原料的配合，則用紅外 線水分計(jì)測(cè)定的吸光度k和含有水分量w的關(guān)系發(fā)生變化。因此，在變更原料配合的情況 下，需要迅速修正吸光度k和含有水分量w的關(guān)系即校正曲線。這里業(yè)已判明作為變更了 原料配合時(shí)的k和W的關(guān)系(校正曲線)的變動(dòng)，不僅上述式中的常數(shù)b變動(dòng)，而且常 數(shù)a也變動(dòng)。因此，正如專利文獻(xiàn)2中記載的發(fā)明那樣，可知如果在只有常數(shù)b變動(dòng)的前提 下進(jìn)行偏差調(diào)整，則不能進(jìn)行正確的水分測(cè)定。另外，正如專利文獻(xiàn)3所記載的那樣，即使 通過(guò)進(jìn)行規(guī)定次數(shù)的在線的干燥質(zhì)量法測(cè)定來(lái)進(jìn)行線性回歸，也由于燒結(jié)原料的含有水分 量在短時(shí)間內(nèi)不那么變化，因此無(wú)法獲得足夠得到正確的線性回歸式的水分的變化。另外， 規(guī)定次數(shù)的干燥質(zhì)量法測(cè)定需要時(shí)間，因此難以迅速地進(jìn)行修正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種水分測(cè)定方法及水分測(cè)定裝置，該方法在利用紅外線 通過(guò)水進(jìn)行的吸收的配合原料的含有水分測(cè)定中，即使原料配合發(fā)生變更，也能夠迅速修 正吸光度k和含有水分量w的關(guān)系(校正曲線)，時(shí)常能夠正確地進(jìn)行配合原料的含有水分 量w的測(cè)定。本發(fā)明為解決上述課題而采用了以下的方法。(1)本發(fā)明涉及一種配合原料的水分測(cè)定方法，其是采用3波長(zhǎng)式紅外線水分計(jì) 的配合原料的含有水分測(cè)定方法，其中，作為比被水吸收的波長(zhǎng)λ ff長(zhǎng)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng) λ[和比所述波長(zhǎng)入 短的短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)Xs的參照波長(zhǎng)組合，采用所述配合原料的含 有水分量W和吸光度k的關(guān)系式k = aw+b中的b不依賴于所述配合前原料的配合比率、且 在所述紅外線水分計(jì)的容許測(cè)定誤差的范圍內(nèi)所述b被看作為零的參照波長(zhǎng)組合。(2)上述(1)所述的配合原料的水分測(cè)定方法，也可以還具備以下工序假設(shè)多個(gè) 作為所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ ^的候補(bǔ)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λJ的工序；每當(dāng)采用多 個(gè)所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λ J的每一個(gè)時(shí)，對(duì)處于水分已被除去的狀態(tài)的所述多種配 合前原料的每一種的吸光度1 進(jìn)行測(cè)定的工序；每當(dāng)采用多個(gè)所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ) λ J的每一個(gè)時(shí)，對(duì)所述多種配合前原料的每一種的所述吸光度1 的平方和除以所述配合 前原料的個(gè)數(shù)得出的值即1 平方和平均值進(jìn)行計(jì)算的工序；從所述多個(gè)長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λ L中，選擇所述1 平方和平均值為0.001以下的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λ J作為 所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ L的工序。(3)在上述(2)所述的配合原料的水分測(cè)定方法中，也可以選擇所述1 平方和平 均值為最小值的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λJ作為所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λρ(4)上述( 所述的配合原料的水分測(cè)定方法，也可以還具備以下工序假設(shè)多個(gè) 作為所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ ^的候補(bǔ)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λJ的工序；假設(shè)多個(gè)作 為所述短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)Xs的候補(bǔ)的短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λ5’的工序；假設(shè)多個(gè)由多 個(gè)所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λJ和多個(gè)所述短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λ/組合而成的參 照波長(zhǎng)組合候補(bǔ)的工序；每當(dāng)采用多個(gè)所述參照波長(zhǎng)組合候補(bǔ)的每一個(gè)時(shí)，對(duì)處于水分已 被除去的狀態(tài)的所述多種配合前原料的每一種的吸光度1 進(jìn)行測(cè)定的工序；每當(dāng)采用多個(gè) 所述參照波長(zhǎng)組合候補(bǔ)的每一個(gè)時(shí)，對(duì)所述多種配合前原料的每一種的所述吸光度1 的平 方和除以所述配合前原料的個(gè)數(shù)得出的值即1 平方和平均值進(jìn)行計(jì)算的工序；從所述多個(gè) 參照波長(zhǎng)組合候補(bǔ)中，選擇所述1 平方和平均值為0. 001以下的參照波長(zhǎng)組合候補(bǔ)作為所 述參照波長(zhǎng)組合的工序。(5)在上述(4)所述的配合原料的水分測(cè)定方法中，也可以從所述多個(gè)參照波長(zhǎng) 組合候補(bǔ)中，選擇所述h平方和平均值為最小值的參照波長(zhǎng)組合候補(bǔ)作為所述參照波長(zhǎng)組
合O(6)在上述(1)所述的配合原料的水分測(cè)定方法中，也可以利用多個(gè)可通過(guò)特定 波長(zhǎng)的帶通濾波器來(lái)選擇所述參照波長(zhǎng)組合。(7)在上述(1)所述的配合原料的水分測(cè)定方法中，也可以基于連續(xù)波長(zhǎng)的紅外 線分光測(cè)定結(jié)果選擇所述參照波長(zhǎng)組合。(8)在上述(1)所述的配合原料的水分測(cè)定方法中，所述配合原料也可以為燒結(jié) 原料，所述被水吸收的波長(zhǎng)λ w也可以是1. 9 μ m 2. 0 μ m的波長(zhǎng)，所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng) λ L也可以是從2. 2 μ m 2. 4 μ m的波長(zhǎng)范圍中選擇的波長(zhǎng)。(9)在上述(1)所述的配合原料的水分測(cè)定方法中，所述短波長(zhǎng)側(cè)波長(zhǎng)λ s也可以 是從1. 6 μ m 1. 8 μ m的波長(zhǎng)范圍中選擇的波長(zhǎng)。(10)在上述(1)所述的配合原料的水分測(cè)定方法中，也可以具備以下工序?qū)λ?述配合原料的試樣的吸光度k。進(jìn)行測(cè)定的工序；利用干燥質(zhì)量法對(duì)所述配合原料的試樣的 含有水分量I進(jìn)行測(cè)定的工序；通過(guò)將所述配合原料的試樣的吸光度k。除以所述配合原料 的試樣的含有水分量&來(lái)算出比例系數(shù)a的工序；通過(guò)將所述配合原料的吸光度k除以所 述比例系數(shù)a來(lái)算出所述配合原料的含有水分量w的工序。(11)本發(fā)明涉及一種配合原料的水分測(cè)定裝置，其具備光源，對(duì)配合原料照射 紅外線；檢測(cè)器，檢測(cè)所述紅外線的反射光；帶通濾波器，其分別透過(guò)被水吸收的波長(zhǎng)K、 比λ 長(zhǎng)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ,、比λ 短的短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)Xs這3個(gè)波長(zhǎng)；運(yùn)算部， 其分別算出所述紅外線的分光反射率IV、rL, rs,從所述分光反射率ιγ和所述分光反射率rs 算出基準(zhǔn)分光反射率，從所述分光反射率rw和所述分光反射率算出所述配合原料 的吸光度k，從基于預(yù)先測(cè)定的配合原料的試樣的含有水分量W。和吸光度k。而做成的配合 原料的含有水分量w和吸光度k的關(guān)系中，算出所述配合原料的含有水分量其中，所述 配合原料是燒結(jié)原料；所述被水吸收的波長(zhǎng)入 是1.94!11 2.0μπι的波長(zhǎng)；所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ ^是從2. 2 μ m 2. 4 μ m的波長(zhǎng)范圍中選擇的波長(zhǎng)。(12)在上述(11)所述的配合原料的水分測(cè)定裝置中，所述短波長(zhǎng)側(cè)波長(zhǎng)λ s也可 以是從1. 6 μ m 1. 8 μ m的波長(zhǎng)范圍中選擇的波長(zhǎng)。(13)本發(fā)明涉及一種配合原料的水分測(cè)定方法，其采用上述(11)所述的配合原 料的水分測(cè)定裝置，將預(yù)先測(cè)定的配合原料的試樣的吸光度k。除以預(yù)先采用干燥質(zhì)量法測(cè) 定的配合原料的試樣的含有水分量W。，算出比例系數(shù)a，對(duì)任意的配合原料測(cè)定吸光度k，將 所述吸光度k除以所述比例系數(shù)a，由此測(cè)定所述配合原料的含有水分量W。根據(jù)上述(1)的發(fā)明，由于吸光度k和含有水分量w的關(guān)系為通過(guò)原點(diǎn)附近的線 性表達(dá)式，因此，在原料配合變更后的離線中，利用干燥質(zhì)量法只進(jìn)行1次配合原料的試樣 的水分測(cè)定，就能夠由此時(shí)的測(cè)定含有水分量W。和紅外線吸光度k。制作校正曲線。也就是 說(shuō)，能夠正確且迅速地修正校正曲線。由此，可通過(guò)紅外線測(cè)定而連續(xù)且正確地測(cè)定配合原 料的含有水分量W。根據(jù)上述O)的發(fā)明，能夠選擇適合的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)Xlo根據(jù)上述(3)的發(fā)明，能夠選擇最適合的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ ρ根據(jù)上述的發(fā)明，能夠選擇適合的參照波長(zhǎng)組合。根據(jù)上述(5)的發(fā)明，能夠選擇最適合的參照波長(zhǎng)組合。根據(jù)上述(6)的發(fā)明，能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成選擇適合的參照波長(zhǎng)。根據(jù)上述(7)的發(fā)明，能夠正確地選擇適合的參照波長(zhǎng)。根據(jù)上述(8)、(9)的發(fā)明，在作為配合原料采用燒結(jié)原料時(shí)，由于燒結(jié)原料的吸 光度k和含有水分量w的關(guān)系為通過(guò)原點(diǎn)附近的線性表達(dá)式，因此可得到與上述(1)同樣 的效果。根據(jù)上述(10)的發(fā)明，能夠正確且迅速地進(jìn)行燒結(jié)原料的含有水分測(cè)定。


圖1是表示對(duì)每個(gè)配合前原料A、B、C、D用干燥質(zhì)量法測(cè)定的含有水分量(％ )和 用紅外線水分計(jì)測(cè)定的吸光度k的關(guān)系的圖示。圖2A是表示在配合前原料A已經(jīng)干燥的狀態(tài)下用連續(xù)的紅外線區(qū)域的波長(zhǎng)測(cè)定 的分光反射率的圖示。圖2B是表示在配合前原料B已經(jīng)干燥的狀態(tài)下用連續(xù)的紅外線區(qū)域的波長(zhǎng)測(cè)定 的分光反射率的圖示。圖2C是表示在配合前原料C已經(jīng)干燥的狀態(tài)下用連續(xù)的紅外線區(qū)域的波長(zhǎng)測(cè)定 的分光反射率的圖示。圖3是在不同的參照波長(zhǎng)(λ s、λ J的組合下對(duì)7種配合前原料在干燥狀態(tài)下的 吸光度h的平方和平均進(jìn)行比較的圖示。圖4是表示每種配合前原料的干燥狀態(tài)吸光度1 的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖示，表示采用 λ s = 1. 7 μ m、λ L = 2. 3 μ m的波長(zhǎng)的情況(涂黑的正方形)和采用λ s = 1. 8 μ m、λ L = 2. Iym的波長(zhǎng)的情況(沒(méi)有涂黑的正方形)。圖5是表示對(duì)于配合后的燒結(jié)原料α、β、γ，采用λ3=1.8μπκ λ L = 2. 1 μ m 的波長(zhǎng)時(shí)，用干燥質(zhì)量法評(píng)價(jià)的含有水分量w和通過(guò)紅外線水分測(cè)定得到的吸光度k的關(guān)系的圖示。圖6是表示對(duì)于配合后的燒結(jié)原料α、β、γ，采用λ3=1.7μπκ λ L = 2. 3 μ m 的波長(zhǎng)時(shí)，用干燥質(zhì)量法評(píng)價(jià)的含有水分量w和通過(guò)紅外線水分測(cè)定得到的吸光度k的關(guān) 系的圖示。圖7是表示本發(fā)明的燒結(jié)原料的水分測(cè)定裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式在利用紅外線通過(guò)水進(jìn)行的吸收的配合原料(燒結(jié)原料)的含有水分量w的測(cè)定 中，變更原料配合時(shí)的k和w的關(guān)系(校正曲線)如上所述，上述式中的常數(shù)a和b — 同變動(dòng)。因此，為了求出原料配合變更后的正確的常數(shù)a和b，需要采集水分量不同的2個(gè) 以上的配合原料的試樣，測(cè)定各個(gè)試樣的含有水分量&和吸光度k。。由此，能夠得到不同 的含有水分量的2個(gè)以上的測(cè)定值，因此能夠求出原料配合變更后的正確的常數(shù)a和b。這里，如果在變更了原料配合時(shí)，即使式的a變動(dòng)，b也不會(huì)變動(dòng)，則要修正的 常數(shù)只有常數(shù)a。因此，就原料變更后的配合原料的試樣測(cè)得的吸光度k。和實(shí)際的含有水 分量W。只要1組就足夠了。以往，在3波長(zhǎng)式紅外線水分計(jì)中，在采用1. 9μπι附近的吸收帶作為水分吸收波 長(zhǎng)λ ff而測(cè)定燒結(jié)原料的含有水分量w時(shí)，采用參照波長(zhǎng)λ s = 1. 8 μ m、λ ^ = 2. 1 μ m作為 固定值。而且在這種情況下，基于測(cè)定的燒結(jié)原料的分光反射率rs、iv按所述式(2)計(jì)算 基準(zhǔn)分光反射率rWOe,結(jié)果表明，計(jì)算的基準(zhǔn)分光反射率和將燒結(jié)原料干燥后測(cè)定的干 燥狀態(tài)下的實(shí)際的分光反射率rWOa不一致。另外，和rWa之差因配合前原料鐵礦石或配 合后的燒結(jié)原料的不同而不同。對(duì)此，如果能使基準(zhǔn)分光反射率和干燥狀態(tài)下的實(shí)際的分光反射率rTOa —致， 則在按所述式(3)算出吸光度k時(shí)，在水分w為零時(shí)吸光度k達(dá)到零，吸光度k和含有水分 量w的關(guān)系為下式(5)。k = aXw ... (5)也就是說(shuō)，式(4)的b達(dá)到零。在這種情況下，應(yīng)確定的常數(shù)只有a —個(gè)，因此，只 要對(duì)原料配合變更后的燒結(jié)原料的試樣進(jìn)行1次干燥質(zhì)量法水分測(cè)定，就能確定常數(shù)a。而 且已經(jīng)弄清楚通過(guò)適當(dāng)選擇參照波長(zhǎng)λ s、λ y可恰當(dāng)?shù)厥购蛂WOa 一致。此外，這里所說(shuō)的“b達(dá)到零”，指的是即使將b看作零，其影響也在水分測(cè)定的容 許誤差的范圍內(nèi)。以下，以燒結(jié)原料作為被測(cè)定對(duì)象物對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明的適應(yīng)對(duì) 象并不局限于燒結(jié)原料的含有水分測(cè)定。本發(fā)明例如也能夠適用于通過(guò)配合多種配合前原 料而得到的配合原料的水分測(cè)定方法。現(xiàn)在，一般所用的紅外線水分計(jì)都采用1.96 μ m的值作為水分吸收波長(zhǎng)λ w，采用 1.8μπι的值作為短波長(zhǎng)側(cè)的參照波長(zhǎng)Xs，采用2. ιμπι的值作為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的參照波長(zhǎng)λ ρ將分別對(duì)配合前的配合前原料品種Α、B、C、D四種利用紅外線水分計(jì)測(cè)定的吸光 度k與對(duì)相同試樣利用干燥質(zhì)量法測(cè)定的含有水分量w進(jìn)行比較。采用一般所用的紅外線 水分計(jì)，按所述式( 計(jì)算基準(zhǔn)分光反射率，按所述式C3)計(jì)算吸光度k。如果對(duì)測(cè)定的 含有水分量w和計(jì)算的吸光度k的關(guān)系進(jìn)行比較，則可得到圖1所示的結(jié)果。吸光度k和利用干燥質(zhì)量法測(cè)定的含有水分量w的關(guān)系在每個(gè)配合前原料品種A、B、C、D中具有直線 的關(guān)系。如果用所述式(4)表示該直線，則表明在每個(gè)配合前原料品種A、B、C、D中直線的 斜率a不同，而且縱軸截距的值b也不同。配合的燒結(jié)原料是將多種上述配合前原料品種 A、B、C、D配合而成的，在用紅外線水分計(jì)測(cè)定配合后的燒結(jié)原料的含有水分量時(shí)，作為含有 水分量和用紅外線水分計(jì)測(cè)定的吸光度k的關(guān)系，根據(jù)配合條件的不同，斜率a、截距的值b 也都發(fā)生變化。另外，還清楚配合后的燒結(jié)原料的含有水分量w和吸光度k的關(guān)系與根據(jù) 配合比例對(duì)配合前的個(gè)別品種的關(guān)系進(jìn)行相加所得到的結(jié)果不一致。推測(cè)其原因在于在 配合的燒結(jié)原料中水分分布不均勻，水分偏存于吸水性好的品種中。因此，為了用紅外線水分計(jì)更高精度地測(cè)定燒結(jié)原料的含有水分量，每當(dāng)變更配 合的品種及配合的比例時(shí)，需要對(duì)變更后的配合的燒結(jié)原料的含有水分量w和利用紅外線 水分計(jì)測(cè)定的吸光度k的關(guān)系(校正曲線)進(jìn)行迅速修正。另外，關(guān)于該修正，在用所述式 (4)這樣的線性表達(dá)式表示燒結(jié)原料的含有水分量w和吸光度k的關(guān)系時(shí)，不僅縱軸截距 b，而且斜率a也需要修正。為了同時(shí)修正a和b，需要對(duì)具有不同的含有水分量的2種以上 的燒結(jié)原料的試樣，進(jìn)行利用干燥質(zhì)量法的含有水分量W。的測(cè)定和利用紅外線水分計(jì)的吸 光度k。的測(cè)定，準(zhǔn)備兩組以上的測(cè)定值。但是，難以迅速得到這樣的測(cè)定值。接著，采用紅外線光譜儀，分別對(duì)配合前原料A、B、C在完全干燥的狀態(tài)下測(cè)定分 光反射率r·。具體地說(shuō)，采用FT4R紅外線光譜儀，用連續(xù)的紅外區(qū)域的波長(zhǎng)(1.6μπι 2.4μπι的范圍)進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果如圖2Α、圖2Β、圖2C所示。參照?qǐng)D2Α、圖2Β、圖2C，求出在波長(zhǎng)為1.96 μ m(即水的吸收波長(zhǎng)λ w)時(shí)測(cè)定的分 光反射率。該分光反射率是干燥狀態(tài)的配合前原料A、B、C各自的實(shí)際的分光反射率rWa。 另外，參照?qǐng)D2A、圖2B、圖2C，求出在波長(zhǎng)為1.8 μ m(即短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)Xs)時(shí)、波長(zhǎng)為 2.1 μ m(即長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ)時(shí)測(cè)定的分光反射率rs、iY。在圖2A、圖2B、圖2C中，分 別記入通過(guò)用直線連結(jié)上述各參照波長(zhǎng)中的分光反射率rs、iY求出的基準(zhǔn)分光反射率rWQe。 該基準(zhǔn)分光反射率i·^即為按式⑵計(jì)算的rWte。圖2A、圖2B、圖2C表明由于在配合前原料中具有自有光譜(ownformation spectrums 例如為鐵礦石時(shí)是固有的分光特性光譜)，因此干燥狀態(tài)時(shí)的實(shí)際的分光反射 率和基準(zhǔn)分光反射率rw。e背離。特別是在配合前原料B中背離的程度較大。因此，可知 即使水分為零，吸光度也不能達(dá)到零。于是，不是將參照波長(zhǎng)固定為短波長(zhǎng)側(cè)1. 8 μ m、長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)2. 1 μ m，而是研究能否 選定參照波長(zhǎng)，以便使干燥狀態(tài)的配合前原料的實(shí)際的分光反射率rTOa和基準(zhǔn)分光反射率
盡量一致。只要能夠選定這樣的參照波長(zhǎng)，吸光度k和含有水分量w的關(guān)系就成為從原 點(diǎn)延伸的直線，因此，w和k的關(guān)系式(校正曲線)表現(xiàn)為k = aXw，未知的系數(shù)只是a。這 樣一來(lái)，通過(guò)將間斷得到的用干燥質(zhì)量法測(cè)定的配合前原料的試樣的水分測(cè)定值W。設(shè)定為 實(shí)際值，變更(再設(shè)定)校正曲線的斜率a，便能夠提高紅外線水分計(jì)的測(cè)定精度。也就是 說(shuō)，由于可以得到正確的校正曲線，因此能夠從測(cè)定的配合原料的吸光度k高精度地確定 該配合原料的含有水分量ι但是，在對(duì)配合有多種配合前原料(鐵礦石及副原料)的燒結(jié)原料測(cè)定含有水分 量時(shí)，分光反射率rTOa和基準(zhǔn)分光反射率盡量一致這樣的參照波長(zhǎng)的選擇，不是考慮選 擇特定的配合前原料，而是必須考慮選擇大致全部的配合前原料。于是，用下面所述的方法探索了適合的參照波長(zhǎng)。選擇作為燒結(jié)原料使用的主要7種配合前原料品種(A G)作為 配合前原料的試樣。將這些配合前原料的試樣干燥，使含有水分量為零。將水吸收的波長(zhǎng) 入w設(shè)定為1. 96 μ m。作為短波長(zhǎng)側(cè)的參照波長(zhǎng)λ s，將1. 6 μ m和1. 7 μ m、1. 8 μ m作為候補(bǔ)。 作為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的參照波長(zhǎng)λ ^將2. 1 μ m、2. 2 μ m、2. 3 μ m、2. 4 μ m作為候補(bǔ)。然后，測(cè)定了 Κ λ ^的各候補(bǔ)波長(zhǎng)中的分光反射率(分別為rs、iY)?；诓ㄩL(zhǎng)λ w時(shí)的干燥狀態(tài)下的 實(shí)際的分光反射率測(cè)定值rWa和按(2)計(jì)算的基準(zhǔn)分光反射率，通過(guò)下述式(3)’算出 了配合前原料的試樣的吸光度Ivk0 = -ln(rff0a/rff0e) ... (3)，由于所謂干燥狀態(tài)是將零代入式的W，因此1 等于b。分別計(jì)算了 7種這樣算出的配合前原料的吸光度1 的平方。接著，對(duì)于各個(gè)吸 光度1 的平方，計(jì)算其和(即平方和)。然后，算出將該平方和除以配合前原料的數(shù)而得 出的值(即平方和平均)。圖3中按每個(gè)Xs和λ,的組合示出了計(jì)算的平方和平均。圖 3以平方和平均的值向右減小的方式排列。圖3表明在將長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的參照波長(zhǎng)λ^設(shè)定 為2. 1 μ m(現(xiàn)在通常的紅外線水分計(jì)所使用的值)時(shí)，吸光度1 的平方和平均最大。其原 因在于正如從圖2可以看出的那樣，在燒結(jié)原料的反射光譜的2. Ιμπι附近存在小的峰值 (形狀因燒結(jié)原料品種的不同而不同)。另一方面，在將短波長(zhǎng)側(cè)的參照波長(zhǎng)Xs規(guī)定為 1.7 μ m、將長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的參照波長(zhǎng)λ j見(jiàn)定為2. 3μπι時(shí)，能夠使1 的平方和平均最小。此外， 在上述實(shí)施方式中，通過(guò)評(píng)價(jià)1 的平方和平均來(lái)選擇適合多種配合前原料的參照波長(zhǎng)，但 本發(fā)明并不限定于這樣的評(píng)價(jià)方法。本發(fā)明例如也可以通過(guò)評(píng)價(jià)1 的絕對(duì)值的總和、或1 的四次方和等來(lái)選擇適合的參照波長(zhǎng)。再者，在有配合比例常常較多的配合前原料或常常 較少的配合前原料時(shí)，也可以通過(guò)附加與該配合比例相應(yīng)的加權(quán)，計(jì)算平方和等來(lái)選擇適 合的參照波長(zhǎng)。此外，在被測(cè)定對(duì)象物為燒結(jié)原料時(shí)，只要長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ ^在2. 2 μ m 2. 4μ m的范圍內(nèi)，就能夠?qū)? 的平方和平均保持在0. 001以下的非常小的水平。再者， 在長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ,在2.2μπι 2.4μπι的范圍內(nèi)時(shí)，即使短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)入3是 1.6ym~ 1.8ym的范圍內(nèi)的任一波長(zhǎng)，也能減小1 的平方和平均。圖4中示出了對(duì)于各配合前原料A G，采用λ s = 1. 8 μ m、λ L = 2. 1 μ m的波長(zhǎng) 時(shí)和采用λ s = 1. 7 μ m、λ L = 2. 3 μ m的波長(zhǎng)時(shí)的根據(jù)上述式(3)，的吸光度Iv λ ff都為 1.96μπι。由圖4表明，將采用Xs = 1.7μπκ λ l = 2. 3 μ m的波長(zhǎng)的情況(圖中涂黑的正 方形)與采用λ s = 1. 8 μ m、λ L = 2. 1 μ m的波長(zhǎng)的情況(圖中沒(méi)有涂黑的正方形)對(duì)比， 吸光度1 即式的b無(wú)論是哪種鐵礦石品種都為非常小的值。接著，不是對(duì)配合前的原料的個(gè)別品種，而是對(duì)配合了多種配合前原料的燒結(jié)原 料，進(jìn)行了變更入8和λ ^時(shí)的吸光度k和用干燥質(zhì)量法測(cè)定的含有水分量w的對(duì)比。使配合的配合前原料和配合量變化，準(zhǔn)備3種燒結(jié)原料(配合后)(試樣名稱α、 β、Y)。對(duì)于這3種燒結(jié)原料，準(zhǔn)備使含有水分量在0 7%變化的燒結(jié)原料的試樣。對(duì) 各燒結(jié)原料的試樣進(jìn)行利用干燥質(zhì)量法的含有水分量w的評(píng)價(jià)。在紅外線水分測(cè)定中，對(duì)將λ w規(guī)定為1.96 μ m，采用λ s = 1. 8 μ m、λ l = 2. 1 μ m 的波長(zhǎng)的情況和采用λ s = 1. 7 μ m、λ ^ = 2. 3 μ m的波長(zhǎng)的情況評(píng)價(jià)了吸光度k。在吸光 度k的評(píng)價(jià)中采用式(2)及式(3)。
橫軸為用干燥質(zhì)量法評(píng)價(jià)的含有水分量W、縱軸為通過(guò)紅外線水分測(cè)定得到的吸 光度k，對(duì)配合后的燒結(jié)原料α、β、Υ進(jìn)行了比較。圖5中示出了采用以往廣泛使用的波 長(zhǎng)組= 1.8μπκ λ^ = 2. Ιμπι的波長(zhǎng)的情況。另外，圖6中示出了在每種配合前原料 的評(píng)價(jià)中采用干燥狀態(tài)下的吸光度h的平方和平均顯示出最低值的波長(zhǎng)組λ s = 1. 7 μ m、 AL = 2.3um的波長(zhǎng)的情況。根據(jù)圖5得知燒結(jié)原料(配合后)的含有水分量w和吸光 度k的關(guān)系因燒結(jié)原料的種類的不同，斜率a和截距b雙方都變動(dòng)。與此相對(duì)照，根據(jù)圖6 得知當(dāng)燒結(jié)原料(配合后)的種類變化時(shí)，盡管斜率a變動(dòng)，但在所有燒結(jié)原料中含有水 分量和吸光度的關(guān)系都通過(guò)原點(diǎn)。也就是說(shuō)，得知在分別對(duì)多種配合前原料進(jìn)行干燥而除去水分，對(duì)除去了水分的 各配合前原料進(jìn)行吸光度1 的測(cè)定，從而算出測(cè)定的多個(gè)配合前原料的吸光度1 的平方和 平均時(shí)，如果選擇1 的平方和平均為較小值的參照波長(zhǎng)λ s和\來(lái)進(jìn)行紅外線水分測(cè)定， 則即使在采用配合有多種配合前原料的燒結(jié)原料作為測(cè)定對(duì)象的情況下，吸光度k和含有 水分量W的關(guān)系(校正曲線)通常也位于通過(guò)原點(diǎn)附近的直線上。于是，在校正曲線k = aw+b中，按照容許測(cè)定誤差能夠?qū)看作為0。其結(jié)果是，在配合前原料的品種或比例變化 時(shí)，對(duì)于配合變更后的燒結(jié)原料，如果用干燥質(zhì)量法評(píng)價(jià)的含有水分量W。和用紅外線吸光 法評(píng)價(jià)的吸光度k。的數(shù)據(jù)為1組，則可從該數(shù)據(jù)采用上述式(1)算出a，通過(guò)用該a修正上 述式(5)，便可通過(guò)上述式( 高精度地測(cè)定燒結(jié)原料的含有水分量W。有關(guān)b的容許測(cè)定 誤差概念上如以下所述。在圖6中不依賴于配合而使b在零附近，但嚴(yán)格地講b在0士0. 005 以內(nèi)。該0.005的不確定度相當(dāng)于水分測(cè)定中的0.2%誤差。因此，如果水分測(cè)定中容許的 誤差為0. 2%，即使將b看作零，在實(shí)用上也沒(méi)有問(wèn)題。這樣，所謂b在容許測(cè)定誤差以下， 表示即使將b看作零，其影響也在水分測(cè)定中容許的誤差范圍內(nèi)。在對(duì)除去水分的多種配合前原料測(cè)定吸光度Iv選擇吸光度1 的平方和平均較小 的入3和λ^時(shí)，如果選擇吸光度Ictl的平方和平均為0.001以下的入3和λρ則與以往相 比，吸光度1 的平方和平均為1/2以下，能夠進(jìn)行高精度的水分測(cè)定。另外，在入3和λ ^中，λ ^對(duì)燒結(jié)原料的水分測(cè)定精度的影響較大。因此，作為Xs 采用以往一直采用的值，為了只使λ [最優(yōu)化，也可以選擇上述吸光度1 的平方和平均較小 的XL。另外，如果選擇吸光度1 的平方和平均為最小值的參照波長(zhǎng)組合，則能夠得到最 優(yōu)選的結(jié)果。為了最優(yōu)的λ,的選擇、或最優(yōu)的入3和λ,的組合的選擇，對(duì)于多個(gè)λ?；蚨鄠€(gè) Xs和λ ^的組合，需要算出波長(zhǎng)λ w中的基準(zhǔn)分光反射率!·_，根據(jù)對(duì)干燥的配合前原料的 試樣實(shí)測(cè)的求出吸光度Iv此時(shí)，在各λ ρ Xs中的分光反射率的測(cè)定時(shí)，可采 用該波長(zhǎng)的帶通濾波器來(lái)進(jìn)行。作為帶通濾波器，可采用通過(guò)該波長(zhǎng)的士0.05 μ m的紅外 線的濾波器。另外，不是采用帶通濾波器，而是進(jìn)行連續(xù)波長(zhǎng)的紅外線水分測(cè)定，通過(guò)從該連續(xù) 波長(zhǎng)的紅外線水分測(cè)定結(jié)果，讀取規(guī)定的λρ Xs的分光反射率A、rs，也能夠選擇最優(yōu)的 λ P或最優(yōu)的Xs和λ ^的組合。在連續(xù)波長(zhǎng)的紅外線水分測(cè)定時(shí)，能夠采用例如FT-IR分 光光度計(jì)。由以上的詳細(xì)說(shuō)明表明，本發(fā)明在通過(guò)紅外線水分計(jì)測(cè)定燒結(jié)原料的含有水分量時(shí)，采用選自2. 2μπι 2. 4μπι的波長(zhǎng)范圍的適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)作為長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λρ由 此，即使燒結(jié)原料的配合條件變化，盡管含有水分量w和吸光度k的關(guān)系(校正曲線)中斜 率變動(dòng)，但在所有燒結(jié)原料中，含有水分量w和吸光度k的關(guān)系(校正曲線)都通過(guò)原點(diǎn)附 近。因此，是對(duì)燒結(jié)原料照射紅外線，檢測(cè)其反射光，利用水對(duì)紅外線的吸收而測(cè)定該燒結(jié) 原料的含有水分量w的方法，在用被水吸收的波長(zhǎng)、比λ 長(zhǎng)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ ρ 比λ 短的短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)入3這3個(gè)波長(zhǎng)，測(cè)定分光反射率1>、1^、1^，從該1^和&算出 波長(zhǎng)λ w時(shí)的基準(zhǔn)分光反射率rW(te，從和求出燒結(jié)原料的吸光度k，從基于預(yù)先利用干 燥質(zhì)量法等測(cè)定的燒結(jié)原料的試樣的含有水分量％和吸光度k。而求出的含有水分量w和 吸光度k的關(guān)系(校正曲線)，算出燒結(jié)原料的含有水分量w的方法中，通過(guò)以采用屬于波 長(zhǎng)為1. 9 μ m 2. 0 μ m的范圍的吸收波長(zhǎng)作為所述λ w、采用從2. 2 μ m 2. 4 μ m的波長(zhǎng)范 圍選擇的波長(zhǎng)作為所述λ L為特征的燒結(jié)原料的水分測(cè)定方法，與以往相比，可進(jìn)行優(yōu)選的 燒結(jié)原料的水分測(cè)定。在上述本發(fā)明的方法中，在從基于預(yù)先測(cè)定的配合原料的試樣的含有水分量&和 吸光度k。而求出的含有水分量w和吸光度k的關(guān)系，算出燒結(jié)原料的含有水分量w時(shí)，含 有水分量w和吸光度k的關(guān)系通過(guò)原點(diǎn)附近，因此可通過(guò)將吸光度k除以比例系數(shù)來(lái)算出 燒結(jié)原料的含有水分量。此外，為了預(yù)先對(duì)配合原料的試樣的含有水分量w進(jìn)行測(cè)定，最好 采用干燥質(zhì)量法。在上述實(shí)施方式中，作為短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ s，也可以直接采用以往所用的Xs， 但作為Xs，也可以采用從1.6μπι 1.8μπι的波長(zhǎng)范圍選擇的波長(zhǎng)。接著，基于圖7，對(duì)實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的水分測(cè)定方法的本發(fā)明的燒結(jié)原料的水分測(cè) 定裝置進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的利用紅外線通過(guò)水進(jìn)行的吸收而測(cè)定燒結(jié)原料的含有水分量的水分測(cè) 定裝置1具有光源2，其對(duì)燒結(jié)原料照射具有被水吸收的波長(zhǎng)λ w的第1紅外線、具有比波 長(zhǎng)入 長(zhǎng)的波長(zhǎng)λ J勺第2紅外線、具有比波長(zhǎng)入 短的波長(zhǎng)Xs的第3紅外線；檢測(cè)器3，檢 測(cè)第1 第3紅外線的反射光；帶通濾波器4，通過(guò)波長(zhǎng)λ 、波長(zhǎng)λ ρ波長(zhǎng)Xs這3個(gè)波長(zhǎng) 各自的紅外線；和運(yùn)算裝置5。關(guān)于燒結(jié)原料的分光反射率rw、iY、rs，可采用被水吸收的波 長(zhǎng)、長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ。短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)Xs各自的帶通濾波器4(4W、<、4S)來(lái)分別 求出。運(yùn)算裝置5從ιγ和rs算出波長(zhǎng)λ ff的基準(zhǔn)分光反射率，從、和求出吸光度 k，從基于預(yù)先測(cè)定的燒結(jié)原料的試樣的含有水分量W。和吸光度k。而求出的含有水分量w 和吸光度k的關(guān)系算出燒結(jié)原料的含有水分量W。作為所述入 采用屬于波長(zhǎng)為1.9口!11 2. 0 μ m的范圍的吸收波長(zhǎng)，作為所述λ L采用從2. 2 μ m 2. 4 μ m的波長(zhǎng)范圍選擇的波長(zhǎng)。通過(guò)采用這樣的本發(fā)明的燒結(jié)原料的水分測(cè)定裝置，在所有的燒結(jié)原料6中，含 有水分量w和吸光度k的關(guān)系都能通過(guò)原點(diǎn)附近。關(guān)于3個(gè)帶通濾波器4(4W、仏4S)的選 擇，能夠使用采用電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的帶通濾波器選擇裝置7。在上述本發(fā)明的燒結(jié)原料的水分測(cè)定裝置中，作為As可以采用選自1.6μπι 1.8μπι中的波長(zhǎng)。在如以上所述選擇了適當(dāng)?shù)膮⒄詹ㄩL(zhǎng)的本發(fā)明的配合原料(或燒結(jié)原料)的水 分測(cè)定方法或水分測(cè)定裝置中，即使配合后的燒結(jié)原料的配合前原料的品種或配合比例變 化，紅外線分析中的吸光度k和含有水分量w的關(guān)系也為通常通過(guò)原點(diǎn)附近的線性表達(dá)式。即，在從預(yù)先測(cè)定的燒結(jié)原料的試樣的含有水分量W。和吸光度k。求出校正曲線，并從該校 正曲線算出燒結(jié)原料的含有水分量時(shí)，由于含有水分量W和吸光度k的關(guān)系通過(guò)原點(diǎn)附近， 因此可通過(guò)將吸光度k除以比例系數(shù)a來(lái)算出燒結(jié)原料的含有水分量。因此，對(duì)于任意的燒 結(jié)原料，例如對(duì)于在1日內(nèi)在確定的時(shí)機(jī)裝入燒結(jié)機(jī)的燒結(jié)原料，只要測(cè)定所述吸光度k。， 同時(shí)利用干燥質(zhì)量法測(cè)定含有水分量W。，根據(jù)所述式(1)算出比例常數(shù)a，便通?？烧_地 保持本發(fā)明的水分測(cè)定方法及水分測(cè)定裝置的測(cè)定精度。符號(hào)說(shuō)明1 水分測(cè)定裝置2 光源3 檢測(cè)器4 帶通濾波器5 運(yùn)算裝置6 燒結(jié)原料7 帶通濾波器選擇裝置
權(quán)利要求
1.一種配合原料的水分測(cè)定方法，其是采用3波長(zhǎng)式紅外線水分計(jì)的配合原料的含有 水分測(cè)定方法，其特征在于作為比被水吸收的波長(zhǎng)入 長(zhǎng)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ,和比所 述波長(zhǎng)λ 短的短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)Xs的參照波長(zhǎng)組合，采用所述配合原料的含有水分量w 和吸光度k的關(guān)系式k = aw+b中的b不依賴于所述配合前原料的配合比率、且在所述紅外 線水分計(jì)的容許測(cè)定誤差的范圍內(nèi)所述b被看作為零的參照波長(zhǎng)組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配合原料的水分測(cè)定方法，其特征在于，還具備以下工序 假設(shè)多個(gè)作為所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ ^的候補(bǔ)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λJ的工序；每當(dāng)采用多個(gè)所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λ J的每一個(gè)時(shí)，對(duì)處于水分已被除去的狀 態(tài)的所述多種配合前原料的每一種的吸光度h進(jìn)行測(cè)定的工序；每當(dāng)采用多個(gè)所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λ J的每一個(gè)時(shí)，對(duì)所述多種配合前原料的 每一種的所述吸光度h的平方和除以所述配合前原料的個(gè)數(shù)得出的值即1 平方和平均值 進(jìn)行計(jì)算的工序；以及從所述多個(gè)長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λ J中，選擇所述1 平方和平均值為0.001以下的 長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λ J作為所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ ^的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配合原料的水分測(cè)定方法，其特征在于選擇所述1 平方和 平均值為最小值的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λJ作為所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λρ
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配合原料的水分測(cè)定方法，其特征在于，還具備以下工序 假設(shè)多個(gè)作為所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ ^的候補(bǔ)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λJ的工序；假設(shè)多個(gè)作為所述短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)Xs的候補(bǔ)的短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λ /的工序；假設(shè)多個(gè)由多個(gè)所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ)λ J和多個(gè)所述短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)候補(bǔ) λ/組合而成的參照波長(zhǎng)組合候補(bǔ)的工序；每當(dāng)采用多個(gè)所述參照波長(zhǎng)組合候補(bǔ)的每一個(gè)時(shí)，對(duì)處于水分已被除去的狀態(tài)的所述 多種配合前原料的每一種的吸光度1 進(jìn)行測(cè)定的工序；每當(dāng)采用多個(gè)所述參照波長(zhǎng)組合候補(bǔ)的每一個(gè)時(shí)，對(duì)所述多種配合前原料的每一種的 所述吸光度1 的平方和除以配合前原料的個(gè)數(shù)得出的值即1 平方和平均值進(jìn)行計(jì)算的工 序；以及從所述多個(gè)參照波長(zhǎng)組合候補(bǔ)中，選擇所述1 平方和平均值為0. 001以下的參照波長(zhǎng) 組合候補(bǔ)作為所述參照波長(zhǎng)組合的工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配合原料的水分測(cè)定方法，其特征在于從所述多個(gè)參照波 長(zhǎng)組合候補(bǔ)中，選擇所述h平方和平均值為最小值的參照波長(zhǎng)組合候補(bǔ)作為所述參照波長(zhǎng)組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配合原料的水分測(cè)定方法，其特征在于利用多個(gè)可通過(guò)特 定波長(zhǎng)的帶通濾波器來(lái)選擇所述參照波長(zhǎng)組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配合原料的水分測(cè)定方法，其特征在于基于連續(xù)波長(zhǎng)的紅 外線分光測(cè)定結(jié)果選擇所述參照波長(zhǎng)組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配合原料的水分測(cè)定方法，其特征在于所述配合原料為燒結(jié)原料，所述被水吸收的波長(zhǎng)λ *1.9μπι 2.0μπι的波長(zhǎng)， 所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ ^為從2. 2 μ m 2. 4 μ m的波長(zhǎng)范圍中選擇的波長(zhǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的配合原料的水分測(cè)定方法，其特征在于所述短波長(zhǎng)側(cè)波長(zhǎng) λ s為從1. 6 μ m 1. 8 μ m的波長(zhǎng)范圍中選擇的波長(zhǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配合原料的水分測(cè)定方法，其特征在于，具備以下工序 對(duì)所述配合原料的試樣的吸光度k。進(jìn)行測(cè)定的工序；利用干燥質(zhì)量法對(duì)所述配合原料的試樣的含有水分量I進(jìn)行測(cè)定的工序； 通過(guò)將所述配合原料的試樣的吸光度k。除以所述配合原料的試樣的含有水分量I來(lái) 算出比例系數(shù)a的工序；以及通過(guò)將所述配合原料的吸光度k除以所述比例系數(shù)a來(lái)算出所述配合原料的含有水分 量w的工序。
11.一種配合原料的水分測(cè)定裝置，其具備 光源，對(duì)配合原料照射紅外線；檢測(cè)器，檢測(cè)所述紅外線的反射光；帶通濾波器，其分別透過(guò)被水吸收的波長(zhǎng)、比λ 長(zhǎng)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)入卩比λ 短的短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ s這3個(gè)波長(zhǎng)；以及運(yùn)算部，其分別算出所述紅外線的分光反射率A、iY、rs，從所述分光反射率ιγ和所述分 光反射率rs算出基準(zhǔn)分光反射率，從所述分光反射率Α和所述分光反射率算出所 述配合原料的吸光度k，從基于預(yù)先測(cè)定的配合原料的試樣的含有水分量和吸光度kc而 做成的配合原料的含有水分量w和吸光度k的關(guān)系中，算出所述配合原料的含有水分量w ； 所述水分測(cè)定裝置的特征在于， 所述配合原料為燒結(jié)原料；所述被水吸收的波長(zhǎng)λ *1.9μπι 2.0μπι的波長(zhǎng)； 所述長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λ ^為從2. 2 μ m 2. 4 μ m的波長(zhǎng)范圍中選擇的波長(zhǎng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的配合原料的水分測(cè)定裝置，其特征在于所述短波長(zhǎng)側(cè)波 長(zhǎng)Xs為從1.6μπι 1.8μπι的波長(zhǎng)范圍中選擇的波長(zhǎng)。
13.—種配合原料的水分測(cè)定方法，其特征在于其采用權(quán)利要求11所述的配合原料的水分測(cè)定裝置，將預(yù)先測(cè)定的配合原料的試樣的吸光度k。除以預(yù)先采用干燥質(zhì)量法測(cè)定的配合原料 的試樣的含有水分量^，算出比例系數(shù)a，對(duì)任意的配合原料測(cè)定吸光度k，將所述吸光度k除以所述比例系數(shù)a，由此測(cè)定所述 配合原料的含有水分量W。
全文摘要
本發(fā)明提供一種配合原料的水分測(cè)定方法，其是采用3波長(zhǎng)式紅外線水分計(jì)的配合原料的含有水分測(cè)定方法，其中，作為比被水吸收的波長(zhǎng)λW長(zhǎng)的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λL和比所述波長(zhǎng)λW短的短波長(zhǎng)側(cè)參照波長(zhǎng)λS的參照波長(zhǎng)組合，采用所述配合原料的含有水分量w和吸光度k的關(guān)系式k＝aw+b中的b不依賴于所述配合前原料的配合比率、且在所述紅外線水分計(jì)的容許測(cè)定誤差的范圍內(nèi)所述b被看作為零的參照波長(zhǎng)組合。
文檔編號(hào)G01N21/35GK102084239SQ20098012587
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者國(guó)永學(xué), 杉浦雅人, 松本俊司, 矢野正樹(shù) 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社