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On-line Feuchtemessung mit Mikrowellen FANAL On-line Feuchtemessung MESSPRINZIP Mikrowellen gehören zu den elektromagnetischen Wellen, die in der Lage sind, Materie zu durchdringen. Dies gilt, solange diese nicht elektrisch leitend ist. In Materialen, die sich aus Dipol- Molekülen zusammensetzen, wie z.B. Wasser, werden die Moleküle durch die Mikrowellen in Schwingungen versetzt. Hierbei verlieren sie ihre Energie. Der Verlust ist abhängig von der Menge Wasser, die sie durchdringen. Der Verlust an Energie ist also ein Maß für den Wassergehalt des durchdrungenen 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. 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 Materal 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. Vorteile der Mikrowellen - Feuchtemessung die Messung wird nicht beeinflußt durch wechselnden pH-Wert oder Leitfähigkeit des Meßmediums der gesamte Wassergehalt, nicht nur der an der Oberfläche wird erfaßt die Methode ist absolute berührungslos. Es gibt keinen Verschleiß von Elektroden oder Anbackungen. die Meßergebnisse liegen sofort vor und können deshalb für die direkte Prozesskontrolle verwendet werden. Welches Material kann gemessen werden? Nahezu in allen Schüttgüter kann mit dieser Methode die Feuchte gemessen werden. Es gibt 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. Aus dem gleichen Grund kann auch Kristallwasser nicht erfaßt werden. Auch Eis reagiert nicht wie Wasser, sondern wie ein anderer Feststoff. 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 Meßgenauigkeit 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. 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.