Принцип работы онлайнового гидрометра в ближней инфракрасной области спектра основан на характеристиках поглощения молекулами воды ближнего инфракрасного света на определенной длине волны, а его основной процесс включает в себя поглощение и отражение света следующим образом:

Механизм поглощения света

Когда ближний инфракрасный свет (длина волны обычно 900 - 1700 нм) облучает водный материал, кислородно - водородная связь (O - H) в молекулах воды интенсивно поглощает световую энергию на определенной длине волны. Это поглощение соответствует принципам квантовой механики: когда энергия фотона соответствует уровню молекулярной вибрации, энергия фотона поглощается, что приводит к переходу молекулы от низкоэнергетического уровня к высокому. Интенсивность поглощения пропорциональна содержанию влаги, то есть чем больше влаги, тем сильнее поглощаемая световая энергия, тем слабее пропускаемая или отраженная световая энергия.

Отражение света и сбор сигналов

Непоглощенный ближний инфракрасный свет отражается в следующих формах:

Зеркальное отражение: Свет плавно отражается от поверхности вещества, не несет информации о составе и обычно рассматривается как помехи от рассеяния света.

Диффузное отражение: после того, как свет попадает внутрь вещества, он рассеивается с поверхности после многократного отражения, преломления и поглощения, в конечном итоге несущего информацию о составе вещества. Онлайновый гидрометр ближнего инфракрасного диапазона собирает диффузный отраженный свет с помощью вогнутого фокусирующего зеркала и преобразуется фотоэлектрическим датчиком в электрический сигнал.

Обработка сигналов и вычисление влаги

Прибор использует двухволновую или многоволновую технологию для устранения помех:

Измерение длины волны: выберите длину волны, которая сильно поглощается молекулами воды (например, 1450 нм).

эталонная длина волны: выберите очень слабую длину волны, поглощаемую водой (например, 1900 нм), чтобы компенсировать влияние физических факторов, таких как цвет вещества и размер частиц, на отраженный свет.

Рассчитывая соотношение интенсивности отраженного света на двух длинах волн в сочетании с заранее установленной калибровочной моделью, можно точно рассчитать содержание влаги в веществе. Процесс выполняется встроенной схемой для достижения измерения в режиме реального времени, бесконтактного.