專利名稱：高精度紅外水分儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用紅外線測量物體含水量的裝置，尤其是涉及一種高精度紅外水分儀。
現有利用紅外線測量物體含水量，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全色光濾光獲得。為了改善測量儀器的穩定性，一般還須采用斬光裝置，將單色光變成交變光投射到被測對象。投射到被測對象的測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作被測對象的水分含量，附加在測量信號中，使測量值產生誤差。目前，現有紅外水分測量裝置均將此誤差忽略。
本實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。
本實用新型的目的是這樣實現的一種高精度紅外水分儀，包括光源1、電機2、濾光調制輪4、探測器11、將光源1的光束引向被測物料7，吸收后再反射到探測器11的主光路裝置，將光源1的光束直接引向探測器11的輔光路裝置，以及與探測器11連接的信號處理裝置9，還設置有與信號處理裝置9相連的溫濕度傳感器8。
由于本實用新型增設了溫濕度傳感器，可測量空氣溫度和相對濕度，將溫度和相對濕度的測量值輸入信號處理裝置，可換算為空氣中水分子濃度，修正被測物料水分的測量值，因此消除了空氣中水分影響造成的測量誤差。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖1兼作摘要附圖。
其中1、光源，2、電機，3、反光鏡，4、濾光調制輪，5、透鏡，6、折射鏡，7、物料，8、溫濕度傳感器，9、信號處理裝置，10、反光鏡，11、探測器，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2、濾光調制輪4、探測器11，在光源1和濾光調制輪4之間有一透鏡14，在濾光調制輪4的下部依次設置折射鏡12、13，由透鏡14、折射鏡12、13組成輔光路裝置，光源1的光束經過輔光路裝置被直接引至探測器11，濾光調制輪4的上部還設置有反光鏡3，濾光調制輪4的下部依次還設置有透鏡5，折射鏡6，在折射鏡6的背面設置有反光鏡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的光束經過主光路裝置時，先被引向物料7，吸收后再通過反光鏡10到探測器11，經過主、輔光路的光信號通過探測器11輸入到信號處理裝置9，在測量過程中，由于測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測量值有影響，空氣中水分子濃度與溫度和相對濕度有關，其計算方法如下以雙光路六光束紅外水分儀為例，設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應的放大器輸出電壓，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部三束光對應的儀器在干空氣中的放大器輸出電壓，根據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)]]>因內部光在一密封穩定的環境中，水分子濃度穩定；水分子對內部光束的影響作為常數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-介質的濃度 D-介質的厚度K1、K2、K3-消光系數K是第一參考光與第二參考光的平衡系數因參考光均是不易被水分子吸收的紅外波長，K2≈K3 設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)]]>在現場測量中，測量距離D不變，K′是紅外光本身的物理特性。
設2DK′＝E經實驗確定E＝0.0248則對空氣中水分子濃度的修正因子為eEC設標準環境是25℃，相對濕度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，通過測量溫度后查含濕表得出Φ-相對濕度本實用新型設置有溫濕度傳感器8與信號處理裝置9連接，溫濕度傳感器8測量出空氣中溫度和濕度值，輸入至信號處理裝置9進行處理，根據公式(9)計算出空氣中水分子濃度，將空氣中水分子濃度代入公式(8)，即可得到被測物料的真實水分值。
權利要求1.一種高精度紅外水分儀，包括光源(1)、電機(2)、濾光調制輪(4)、探測器(11)，將光源(1)的光束引向被測物料(7)，吸收后再反射到探測器(11)的主光路裝置，將光源(1)的光束直接引向探測器(11)的輔光路裝置，以及與探測器(11)連接的信號處理裝置(9)，其特征在于還設置有與信號處理裝置(9)相連的溫濕度傳感器(8)。
專利摘要本實用新型公開了一種高精度紅外水分儀,包括光源、電機、濾光調制輪、探測器、將光源的光束引向被測物料,吸收后再反射到探測器的主光路裝置,將光源的光束直接引向探測器的輔光路裝置,以及與探測器連接的信號處理裝置,還設置有與信號處理裝置相連的溫濕度傳感器。本實用新型可消除空氣中水分子濃度對測量值的影響,提高測量精度,還具有系統穩定、操作簡單等優點。
文檔編號G01N21/35GK2482077SQ0123977
公開日2002年3月13日 申請日期2001年4月12日 優先權日2001年4月12日
發明者余同權, 田俊雄 申請人:宜昌市創世紀環保有限責任公司