Nem, birçok endüstriyel uygulama için hammaddelerde sürekli değişen bir bileşendir ve doğru bir şekilde ölçülmesi ve kontrol edilmesi daha kritik hale gelmektedir. Genellikle laboratuvar testleri en doğru testler olarak görülür, ancak bu makale gerçek zamanlı kontrol için bunların sınırlamalarını ve çevrimiçi ölçümün neden gerekli olduğunu gösterecek.
Alessandro Mario
Teknik Satış Mühendisi
Hydronix
Birçok endüstriyel işlem, ham maddeleri ağırlıklarına göre gruplandırır ve tekrarlanabilir bir ürün elde etmek için kuru bileşenlerin doğru dengesini sağlamalıdır. Suyun ağırlığı dengelenmezse herhangi bir nem içeriği sorunlara sebep olur.
Bunun bir örneği, 91 kg su ile yalnızca 909 kg gerçek kuru malzeme içeren %10 nem düzeyinde 1000 kg yaş malzeme olacaktır.
Şekil 1'de gösterilen gerçek zamanlı proses, üç işaretli noktadan numune toplanarak test edilirse, üst çizgide gösterildiği gibi bunlar ortalama %14 nem olacaktır.
Sürekli ölçümden elde edilen veriler kullanılarak aynı işlemin ortalaması alınırsa, bu, partinin %12 nemde olduğunu gösterir; bu, laboratuvar tarafından hesaplanan nemden %2’lik bir farktır.
Bu bir prosese uygulandığında, gün içinde birkaç kez nem kontrolü yapılsa bile, nihai üründe istenmeyen sonuçlara yol açan bu örnekleme hatasından dolayı yine de bilinmeyen bir su seviyesi olacaktır.
Kontrolün gerekli olduğu yerde malzemeyi sürekli olarak ölçmek için uygun şekilde kurulmuş ve devreye alınmış bir çevrimiçi sensör kullanarak bunu önlemek mümkündür. Ardından, nem değiştikçe işlemi otomatik olarak telafi etmek için kontrol yazılımı yazılabilir.
Kurulan herhangi bir ekipman, en iyi ve en doğru sonuçları elde etmek için süreçteki malzemeye doğru bir şekilde kalibre edilmelidir. Sensör konumlandırmasındaki herhangi bir değişiklik ölçümü etkileyebileceğinden, nem sensörlerini son kurulumdan sonra kurmak en doğrusudur.
Kalibrasyon prosedürü, sensör değerinin ortalama bir değerini kaydederken sensör kurulumunun hemen altından veya sonrasından malzeme akışının numunelerini almayı içerir. Malzeme numunesi, standart bir nem laboratuvar testi kullanılarak test edilmelidir ve bu sonuç, kaydedilen sonuçla eşleşmelidir.
Birkaç sonuç elde ettikten sonra, aralarındaki ilişkiyi matematiksel teknikler kullanarak tanımlamak mümkündür.
Dirençli, kapasitif veya analog mikrodalga tekniklerini kullanan daha eski teknoloji sensörleri doğrusal olmayan bir kalibrasyona sahiptir, bu sebeple nem değişimine karşı sensör değerinin grafiği, Şekil 2’de “Eski Analog Teknoloji” olarak etiketlenmiş bir eğriye sahiptir.
Eğrinin düzleştiği yerin üzerinde ayrıca bir maksimum nokta var. Bu sensörün çok daha düşük bir duyarlılığa sahip olduğunu ve bu noktanın üzerindeki neme tepki veremediğini gösteriyor.
Nem ve sensör değeri arasındaki doğrusal ilişki, çok daha basit bir kalibrasyona izin verir. Numune sonuçları, Şekil 2’de “Hydronix Digital Technology” olarak gösterilen, genellikle y=Bx+C (burada B kazanç ve C sabit değer) şeklinde ifade edilen standart kazanç/ofset hesaplamasının kullanılmasına izin veren düz bir çizgi izler.
Dijital ölçüm tekniğine sahip sensörler, nem içeriğiyle doğrudan ve orantılı olarak ilgili bir sensör okuması veren doğal olarak doğrusal bir çıktıya sahip. Bu yöntem, sistemlerin birkaç nokta ile optimum kalibrasyona ulaşmasını sağlar.
Lineer ölçüm ile sadece iki nokta ile kalibrasyon elde etmek mümkündür. Daha önce gösterildiği gibi, noktaların her biri için numune alma ve laboratuvar testi yapmada hala hatalar olma ihtimali vardır. Doğru bir sonuç için düşük ve yüksek nem numuneleri arasında mümkün olduğunca geniş bir dağılımla numuneleri ve karşılık gelen sensör değerlerini bir raya getirmek çok önemlidir.
Şekil 3›te, tüm numunelerin gerçek nemden %0,3›lük bir hatası vardır. Daha geniş bir aralığa sahip (mavi ile gösterilen) düşük ve yüksek nem numuneleri kullanılarak, hataların etkisi azaltılır. Bu, birbirine yakın (kırmızıyla gösterilen) numuneleri kullanmaktan çok daha doğru bir kalibrasyon çizgisi sağlar.
Gerçek dünya uygulamalarında, yalnızca küçük bir numune seti kullanmaktan kaynaklanan hataları azaltarak daha fazla numune eklemek en doğru uygulamadır. Şekil 4’te gösterildiği gibi, doğrusal bir sensör ve basit bir matematiksel formül kullanarak, bireysel noktalardan kaynaklanan hataların etkisini azaltan en uygun çizgiyi oluşturmak mümkündür.
Hydronix sensörleri, sensör değeri ve su içeriğinin doğrudan orantılı olarak ilişkili olduğu doğrusal bir ölçüm sağlayan bir dijital çok frekanslı ölçüm tekniği kullanıyor. Bu yöntem, sensörün nem aralığı boyunca daha doğru olmasını ve daha hassas kalibre edilmesini sağlayarak devreye alma sonrasında yeniden kalibrasyon ihtiyacını ortadan kaldırıyor.
Hydronix, dünya genelinde 80’den fazla ülkede sizin dilinizi konuşan yerel uzman mühendislerden oluşan bir ağ tarafından temsil ediliyor.