前言

  鋼鐵生產的過程是將鐵礦石原料經過高溫燒制，使之溶解，去掉雜質，最后提純出鋼材的過程；在這個過程中，鐵礦石的燒結、制球團等是重要的生產工藝；這當中的一次混合加水和二次混合加水又是燒結工藝的重點控制環節，需要用到在線水分測量儀器對一混和二混是否達到工藝要求的水分進行控制，這不僅關系到燒結工藝的成敗和產品質量，而且也會影響鋼材最終生產的質量；因此在線水分測量對冶金燒結、球團工藝十分重要。

一、冶金燒結料水分測量的需求要點：

1）冶金燒結料的一次混合和二次混合水分測量點必須在都是在皮帶上運行，所以要求在線水分測量儀器能夠動態實時測量；

2）冶金燒結料的水分測量是為了在線配水控制而測，因此要求測量穩定、測量精度要求0.5%以內；

3）由于場地限制，要求水分儀能夠遠程監控與維護；

4）由于皮帶上物料厚度變化，要求水分儀在物料厚、密度變化情況下能夠達到良好的測量精度；

5）由于一混、二混現場都是在室外，要求測量儀表有很好的防護級別，還要求在室外惡劣環境下能精確的測量；

6）要求取樣、校準、維護簡單易用。

二、傳統的測量方法及痛點:

    由于一混和二混的物料都是在皮帶上動態測量，而燒結料又是以礦粉為主要成份，考慮到耐磨損的問題，所有接觸式原理的水分測量儀都不適合用在這兩個工藝點，因為目前還很少有某種材料在礦粉高速日夜磨損的條件下能夠長期穩定的運行。

那么就只能選擇非接觸式原理的水分儀了，而傳統的非接觸式水分儀有以下三種:

• 帶濾鏡的近紅外水分儀

• 穿透式微波水分儀

• 穿透式核射線水儀

• 近紅外水分儀的原理：

近紅外原理是由鹵素燈泡發出的光線經過分光鏡片和濾光鏡片以及一些復雜的機械結構過濾出符合要求的近紅外光線，利用水分在一定波段上對近紅外光線的吸收特性，來建立模型并最終計算出水分含量。

• 傳統穿透式微波水分儀(單頻率)：

    微波法是主要利用微波對水分較為敏感的特性。當微波穿透物質的過程中，由于水分的吸收和反射，使微波的相位和振幅發生變化，利用這種變化云顶4008手机版即可推算出物質中的水分。

• 穿透式核射線水分儀：

核射線水分儀是利用核射線穿透物質過程中，水分對射線能量的吸收，利用這種變化云顶集团游戏app即可推算出物質中的水分。

    這三種傳統的水分儀，過去應用最廣泛的是近紅外水分儀，傳統穿透式微波水分儀由于近年才應用于水份測量領域，又受早期技術限制，沒有得到很好的應用；而穿透式核射線水分儀由于環保問題、安全問題目前已很少有企業再用。

    現在云顶国际來結合現場需求看看近紅外法和傳統微波法在燒結工藝上應用的各自優缺點：

需求要點	影響因素	近紅外法	傳統微波法(單頻率)
耐磨性實時連續測量	皮帶運動	非接觸測量，可滿足	非接觸測量,可滿足
測量穩定性精度高	測量區域	只能測量物質表面水分；測量結果可能與材料內部的水分(整體平均)有相當大的偏差	測量物質整體平均水分
測量穩定性精度高	物料主高度變化	物質測量表面需要盡可能的平整，如果測量物質表面凸凹不平或者起伏較大時，近紅外光線投射角度會發生變化，影響測量	物料高度的變化會影響微波的吸收，會影響測量精度
測量穩定性精度高	環境光線及物料色差	物質的顏色要均一且不能有太多變化，經常變化的顏色對測量有較大影響	沒有影響
測量穩定性精度高	物料密度影響	無影響	有影響，會對微波的測量準確性產生影響
測量穩定性精度高	物料溫度變化	物料表面溫度變化會影響近紅外光的吸收，影響測量	不影響
測量穩定性精度高	現場粉塵	測量視窗必須不斷清理，需要通過壓縮氣體將灰塵排出并定期清理，否則會產生較大測量誤差	不影響
測量穩定性精度高	物料配方變化	配方變化會影響測量	配方變化會影響測量

通過以上對比，云顶集团游戏app可以看到：近紅外水分儀和傳統穿透式微波水分儀在燒結料上的測量都無法很好的滿足現場工藝需求。

三、一種新型的多頻譜微波水分儀

目前市面的微波水分儀都是用單一頻段測量的傳統微波法，其使用的是80/90年代的微波振幅衰減技術，單一頻段的微波衰減技術受現場的物料的厚度、密度、配方、高度等因素影響極大，從而造成技術在燒結工藝上的應用也是舉步維艱，客戶對于微波法的信任始終是猶豫不決，因此，很多客戶在新項目上繼續沿用之前熟悉的近紅外法方案，導致業主明明知道近紅外法測量效果不好又不得不使用的局面。

  為此德國MOSYE公司在數年在線水分測量研發和應用的基礎之上，開創性的提出了多頻譜微波技術方案，并經過不斷的實踐終于使這一方案變成了現實。MOSYE目前的在線微波水分測量方案繼承并發揚了微波技術的一切優點和長處，同時，它克服了傳統微波法受密度、重量、厚度和溫度等影響的不足，從硬件和軟件兩方面將微波技術往前推進了一大步。可以毫不夸張的說，目前MOSYE公司的多頻譜微波技術可以適應絕大多數需要過程控制工業現場，可以測量的固體物質種類遍布各個行業，無論是產品原料、烘干前、烘干后及成品物料的檢測，均能夠滿足要求。

1)多頻譜微波的原理簡介：

在原有穿透式微波技術基礎上加入了1GHZ--10GHZ的寬頻連續測量技術，微波以每10毫秒/100次的掃描速度讓1GHZ到10GHZ的微波依次測量，得到豐富的特征參數，然后以獨特的神經網絡算法，形成數據模型；最后得出準確的測量數值。這種算法可以規避物料的厚度、密度、重量、高度、配方等因素的影響，適合全量程測量。

2)多頻譜微波水分儀的組成：

本微波水分儀硬件包含了一對定制的寬頻高增益的CM-vivaldi天線和一個系統主機MS-590組成。如下圖所示：

3)MS-590多頻譜微波水分儀的特點:

• 不受被測物質的高度、大小、密度、溫度、品種、重量等因素影響的水分儀；

• 無需進行高度補償、密度補償及溫度補償就能精確測量的水分儀；

• 可以同時測量水分、密度兩個參數的在線水分儀，且水分和密度各自有獨立數據模型和校準曲線；

• 擁有智能自學習功能校準模型，一次校準成功后，無需經常校準；

• 高可靠性：無任何可動部件和易損件，最高可達10年使用壽命；

• 高精度：最高精度0.1%；寬量程比：水分測量范圍寬至0%-100%；

• 可展示被測物質的截面水分分布及密度分布，并依此推斷被測物質水分含量的全面分析；

• 多種通訊和控制模式可選，支持各種工業通訊協議通訊端口及組網方式；

• 可進行簡單自動控制和系統組態，可與其它智能設備成套或組網。

4)多頻譜微波水分儀與傳統微波水分儀的區別

類型	MOSYE多頻譜微波技術	傳統微波技術
測量原理	多頻譜，微波能量衰減	微波振幅衰減
測量組份	可以測量水分、密度兩個組份且實現兩個組份相互獨立，互不影響	只能測量水分一個組份，測量水分時需假設密度不變化
測量精度	實際精度最高0.1%，常規：0.5%	實際精度最高0.5%，常規：1%
密度補償	無需密度補償	必須要密度補償，否則無法區分是水分變化還是密度變化帶來的微波相位或振幅的改變
高度補償	物料高低、大小、重量、形狀不影響測量精度	必須進行高度補償才能達到測量要求
溫度補償	無需溫度補償，適應-20° ~ +60°環境溫度	需要進行溫度補償
測量物形狀要求	具有多種不同的物料厚度的測量傳感器可以選擇，物質形狀、顆粒大小無要求	被測量物料厚度需大于100MM以上，對形狀要求盡量一致
遠程給維護	有	無
就地取樣和頻譜就地保存	有	無
多通道選擇	8-16個通道	單一通道測量