物料水分检测 (measurementofmaterialmc’isture)

利用水受热汽化、有导电性、介电常数大、对中子有慢化作用以及对红外光有选择性吸收等特性，检测物料中水分含量的测试技术。物料水分是指物料中自由水占湿物料的百分数。即物料水分式中G，、G。分别为湿物料质量和烘干后的物料质量。烘干条件：在一个标准大气压下，烘干温度小于105℃。精矿水分是选矿厂生产的主要技术指标之一。原矿水分和精矿水分是计算矿量、金属平衡、技术经济指标的原始数据，故物料水分检测也是一项选矿测试技术。检测物料水分的方法有失重法、电导法、电容法、微波法、中子法、红外线法等。各种检测方法的综合对比见表。失重法将从湿物料中取样出来的样品称重烘干(<105℃)，再称重，计算物料水分。烘干失重法是检测物料水分最原始的方法，这种方法简单易行，且精度最高，可作为其他水分检测方法的校核标准。它的主要缺点是速度慢，不能实现在线检测。红外烘干式水分天平用微波炉发射的微波将湿物料快速烘干，用电子天平称量样品被烘干前后的质量，检测速度快，通常用微机控制自动完成检测过程。离线检测时所用样品质量为50～100g。

电导法利用物料的导电能力随其含水量而改变的特点测定其水分。电导式水分计由探头和电子线路(电导仪)等组成。电导法测水分受物料温度、堆密度、探头接触压力、探头结垢等的影响较大，有时会导致较大的测量误差。电容法纯水的介电常数特别大(e值约为75)，湿物料的介电常数则随其含水多少而变化，因此可以通过测量电容来测量湿物料的水分。电容式水分计由探头(电容电极)和测量电路组成。为使溶于水中的电解质的导电作用降低到最小，测量电路通常使用射频(1～15MHz)电源，测量电路中包括振荡器、频率计等。装入探头内的物料水分W不同，其介电常数不同，则振荡频率，不同，其间的关系为：f=AW+B，这是一条以A为斜率、B为截距的直线，可预先用不同水分的物料标定出来，测知振荡频率厂即可求知物料水分。电容式水分计和电导式水分计有类似的缺点。微波法利用水的介电常数在微波照射下会降低，或水分子能吸收微波能量的原理测定物料水分。微波法又分为透射、相移、反射和谐振失调等方法，最常用的是透射法。在用透射法测量物料水分时，物料置于微波发射和接收天线之间，测定物料对微波的透射(衰减)系数以确定水分。这种水分计的精度高，测量范围宽，但仪器构造较复杂。中子法在一定条件下，快中子被慢化的计数率与物料水分成正比。中子水分计利用水中的氢核对快中子的慢化作用检测物料水分。中子水分计有表面型、插入型和透射型。水分计的中子源常用。”cf放射性同位素，它自发裂变产生中子，同时放射7射线(可以利用7射线的衰减，校正物料密度和厚度的变化)，用探测器检测慢化后的中子计数率。中子水分计测量迅速，灵敏，可实现在线检测，但不能区分自由水和结合水；检测既含有水又含有其他氢元素的物料的水分时，误差较大。红外光法利用水对红外辐射有特定的吸收峰的性质检测物料水分，物料含水越多对特定波长的红外辐射被吸收得越多。在红外光区，至少有五个水的吸收峰，其波长分别为0．76、0．97、1．19、1．45和1．94μm。红外光水分计有透射(吸收)型和反射型两种型式，测定固体物料水分用反射型。图示为红外反射法测量物料水分原理。选择波长1．94μm的红外光为测量光束，样品它照射到待测物料上，被水分吸收后再反射到硫化铅红外探测器上，选用另一束波长为1．81μm的红外光为参比光束，它不照射到物料上，不被水吸收，但也反射到同一探测器上，比较两束红外的信号；其间的关系

V_SC为仪器输出电压；V_O为参比电压；k_m为水对测量红外波的吸收系数；W为物料水分。采用双光束可以补偿光学系统老化、硫化铅的温飘等引起的测量误差。