Главная » Статьи » Готовые решения

Оборудование для измерения влажности зерна в потоке

Влажность зерна является одним из факторов, определяющим длительность его хранения без порчи и потерь, сохранение его пищевых и технологических качеств. Величина влажности зерна также учитывается при его реализации, влияя на стоимость. Быстрое и точное определение влажности зерна, как в процессе сушки перед отправкой на хранение, так и в процессе его переработки является важнейшей задачей, имеющей экономическое и технологическое значение. Измерение влажности производиться с помощью специальных приборов – измерителей влажности зерна.

Для того, чтобы измеренные значения влажности использовались максимально эффективно, влагомер необходимо встроить в существующую автоматизированную систему управления (АСУ) зерносушилки. Он должен с заданной периодичностью, то есть постоянно, в потоке, измерять влажность зерна в бункере или на конвейере с целью оптимизации потребления энергоресурсов зерносушилкой и снижения затрат.

При выборе поточного измерителя влажности зерна необходимо учитывать следующие характеристики:

  1. Диапазон измерения влажности. Так как влажность свежесобранного зерна обычно не превышает 35%, а для долговременного хранения его влажность понижают до 13…15,5%, то достаточно будет диапазона измерений 10…35%;
  2. Погрешность измерения. Чем она меньше тем лучше, но в большинстве случаев для поточных влагомеров приемлемой является погрешность 0,5…1%;
  3. Отсутствие зависимости показаний от сорта зерна или, если зависимость показаний имеется, возможность быстрой переградуировки анализатора влажности под конкретный сорт зерна;
  4. Скорость измерения. Допустимая периодичность обновления показаний зависит от места установки датчика, скорости движения зерна и тепловой инерции зерносушилки;
  5. Конструктивное исполнение, способ монтажа и диапазон допустимых температур эксплуатации зонда влагомера. Особенно актуально, например, при установке зонда влагомера непосредственно внутри шахты зерносушилки в зоне повышенных рабочих температур;
  6. Типы выходных интерфейсов и передаваемые параметры в систему АСУ зерносушилки.

По принципу действия наиболее распространенные измерители влажности зерна можно разделить на несколько основных групп:

  1. Гравиметрические (термогравиметрические) влагомеры. Принцип действия приборов данного типа основан на измерении влажности прямым методом высушивания. Приборы этого типа универсальны, не требуют дополнительных градуировок в зависимости от сорта зерна и имеют высокую точность измерения. Гравиметрические измерители влажности применяются в хозрасчетных операциях и для градуировки приборов, измеряющих влажность косвенным методом. Погрешность измерения составляет 0,005%...0,5%. Так как время, затрачиваемое на измерение, может достигать нескольких часов из-за необходимости размола зерна, его сушки и взвешивания, приборы данного типа не пригодны для работы в составе систем АСУ зерносушилок.
  2. Кондуктометрические влагомеры зерна. Измерение влажности осуществляется косвенным методом путем измерения электрической проводимости зерновой массы. Приборы данного типа имеют высокую скорость измерения и невысокую стоимость, но обладают недостаточной точностью измерения, большим разбросом показаний в зависимости от сорта зерна, его температуры и качества контакта измерительного зонда с исследуемым материалом. Имеют узкий диапазон измерения влажности, как правило от 5 до 35%. Погрешность измерения 0,5%...2% - и она растет по мере уменьшения влажности зерна из-за увеличения его электрического сопротивления и роста влияния на показания различных мешающих факторов. Применяются в основном для ручного измерения влажности зерна, в АСУ зерносушилок малоприменимы.
  3. Диэлькометрические измерители влажности. Измерение влажности осуществляется косвенным методом путем измерения диэлектрической проницаемости измеряемой среды, которая существенно зависит от содержания в ней влаги. Приборы данного типа имеют высокую скорость измерения, обладают достаточной точностью измерения, менее критичны к качеству контакта измерительного зонда с исследуемым материалом, имеют широкий диапазон измерения влажности. Анализаторы влажности данного типа наиболее широко применяются в АСУ зерносушилок и имеют погрешность измерения 0,3%...1%. Но из-за наличия зависимости показаний от сорта зерна и условий его произрастания требуют соответствующей градуировки. Кроме того, показания влагомера зависят от температуры измеряемого зерна, поэтому требуется температурная коррекция показаний.
  4. Влагомеры СВЧ. Принцип измерения влажности в приборах данного типа основан на поглощении энергии электромагнитного поля измеряемым образцом, которое тем больше, чем выше влажность анализируемой среды. Влагомеры этого типа имеют малую погрешность измерения от 0,1 до 0,3 % и их показания практически не зависят от сорта зерна. Это позволяет использовать СВЧ влагомеры для проверки и градуировки влагомеров других типов. По сравнению с диэлькометрическими влагомерами имеют более высокую стоимость и более требовательны к месту установки и условиям эксплуатации. Широко применяются в АСУ зерносушилок.

Для работы в составе АСУ зерносушилки из числа рассмотренных в качестве поточных влагомеров могут быть использованы только диэлькометрические измерители влажности и СВЧ влагомеры. В качестве примера рассмотрим особенности применения диэлькометрического влагомера FIZERP-SW100.

По принципу измерения поточные анализаторы влажности FIZEPR-SW100 относятся к микроволновым  диэлькометрам.  К достоинствам данного измерителя влажности следует отнести большой объем одновременно контролируемого материала, что позволяет исключить ошибки, связанные с неоднородным распределением влаги в зерне находящимся в бункерах, дозаторах или на конвейерах.

Диапазон измерения влажности анализатора FIZERP-SW100 от 0,1 до 100 % при этом погрешность измерения не превышает 1% в поддиапазоне измерения влажности от 10 до 20 %. Анализатор имеет встроенный в зонд термодатчик для автоматической температурной коррекции показаний. Датчик содержит зонд одного из двух типов: П-образного и прямостержневого. Первый крепится на одной стенке бункера, а второй на двух противоположных. Толщина слоя, покрывающего зонд, должна быть минимум 10 см.


Минимальный период измерения у данного анализатора 1 раз в секунду при отключенной функции усреднения результатов измерения. Анализатор имеет как унифицированный аналоговый выход 4…20 мА, так и цифровой выход Modbus RTU. Так как показания влагомера FIZEPR-SW100 зависят от сорта зерна и условий его произрастания, то, для уменьшения погрешности измерения, предусмотрено создание пользователем специальных градуировочных таблиц и их передача в анализатор с помощью специального ПО. Всего в памяти прибора может быть размещено до двадцати калибровок для разных сортов зерна с возможностью быстрого переключения между ними.

В некоторых случаях пересчет измеренной влагомером диэлектрической проницаемости среды во влажность удобнее проводить средствами самой АСУ зерносушилки, так как анализатор способен передавать по интерфейсу Modbus RTU не только расчётное значение влажности, но и температуру зерна и измеренный коэффициент замедления, которые преобразуются во влажность в АСУ зерносушилки на основе тех же самых калибровочных таблиц. Такое решение может оказаться удобным при необходимости оперативной смены калибровок в ходе технологического процесса.

Измерительные зонды поточного анализатора FIZERP-SW100 могут устанавливаться непосредственно в сушильных агрегатах так как выпускаются в термостойком исполнении с максимальной температурой применения до +180 °С. Изготовление зонда из нержавеющей стали 12Х18Н10Т обуславливает его прочность, стойкость к механическим нагрузкам, ударам и истиранию.


Использование поточных анализаторов для выполнения замеров влажности зерна на различных стадиях технологического процесса позволяет достичь полной автоматизации процесса сушки зерна, повысить КПД зерносушилки, снизить потребление энергоресурсов и повысить качество продукции.

Fizepr

Микроволновый поточный влагомер FIZEPR-SW100-10x.
Диапазон измерения влажности зерна: от 0 до 100 %. Погрешность измерения: от ±0,3% до 5% в зависимости от поддиапазона измерения влажности зерна.

Рабочая температура: от –20 до +80°С (электронный блок), от -20 до +145°С (датчик преобразователь).

Смотреть другие упоминания оборудования #Физэлектронприбор на сайте.