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西安工业大学北方信息工程学院 毕业设计(论文)开题报告 题目：水分测量仪探测部分的设计 系 电子信息系 专 业 班 级 姓 名 学 号 导 师 年月日 随着科学研究的发展和生产技术的进步水分的定量分析已被列为各类物质理化分析的基本项目之一，作为各类物质的一项重要的质量指标。水分测定可以是工业生产的控制分析，也可是工农业产品的质量签定，可广泛应用于一切需要快速测定水分的行业，如医药、塑胶、化工、食品、粮食、饲料、种子、菜籽、茶叶以及纺织农林、造纸、橡胶、等行业中的。 目前市场上主要有两种分析方法的水分仪销售：1、化学分析法水分仪，顾名思义化学分析方法就是物质发生了质的变化，即生成了新的物质，此类主要用于微量水分精确测定。2、物理分析法水分仪，这类相对结构简单，不需要那么复杂的实验，通过加热到一定的温度去蒸发掉自由水分，快速精确，虽然精度达不到化学分析法那么高，目前也可以达到万分之一。 本课题需要设计的水分测量仪是一种快速的在线水分仪，不是传统的化学或物理的水分仪，而是通过被测物体的水分影响其导电特性从而进行快速的水分测量，几十秒的时间即可测定水分含量，比传统的物理方法更快速，可以适应于各种工业现场控制。 研究 本课题所研究的水分测量仪被广泛的应用在生活生产中，一些专用的水分测量仪在市场上占有越来越突出的地位，这种水分测量仪具有专一性，操作简单等特点，普遍用于工农业生产的在线控制分析，工农业产品的质量鉴定。 燃煤中水分测定仪，在发电厂里煤的应用是非常广泛的，通过水分仪的检测，可以使煤的利用率提高，降低煤的损耗。同时在燃烧煤之前对煤炭中水分的含量能准确的掌握，以便及时的对煤炭做出有效的改变来降低燃烧时对大气的污染。 土壤中水分测定仪，适用于现代农业的节水灌溉，可以对农作物需水量实施智能监测， 食品中水分测定仪，食品中水分的多少关系到食品品质的保持和食品稳定性的提高，在仓库中，通过水分仪对谷物的检测，看看谷物含水量的多少做出相应的措施，来防止谷物发霉。 1.3 国内外研究综述 当前， 国内外用于测量物质含水量的间接法主要有电阻（导）法、电容法、中子法、微波法及红外法等，其特点、适用范围、测量精度等各不相同。 (1)电阻(导)法：此方法是应用最早的水分电测方法，是利用物体的直流电阻或电导随其含水量的不同而变化的原理设计的。干砂和干土等矿物的导电性均很低，而水分对物料电阻的影响较大，在低水分区范围内，这些吸湿物料的水分与电阻呈对数关系，当含水量增加时，电阻值减小，此即电阻法的测量原理。采用两个电极把被测介质夹紧，或者使两个电极插入介质中，通过检测介质的电阻值进而得出介质含水量。此方法结构简单，响应速度快，成本低，由于其取样较少，适合于非在线测量。 (2)电容法：此方法是把物料作为电介质，水分含量的高低将显著影响其介电常数的变化，通过测得的介电常数值来测量其含水量。根据被测物质不同，电容的电极结构也有所不同，主要有平板式、圆筒式等电极结构。电容法优点是电极与样品接触要求不是很严格，可靠性高，简便经济，易维护，可用于在线检测。缺点是影响因素多，受温度、品种、紧实度等影响、数据复杂，需要进行相应的补偿，才能提高检测的精度。 (3)中子法：即是利用水中的氢原子核对快中子的减速作用原理来测量物料水分的，该法不破坏物质自然结构。物料体积可以很大，其缺点是氢的散射特性不稳，物料中不得含有除水以外的其它含氢物质(如碳氢化合物等)。中子水分仪必须由人工标定，还需注意放射性中子源的安全防护。 (4)微波法：即是根据被测介质的水分对微波产生损耗而制成的。水的介电常数特别高，而且在超高频范围内存在介电损耗最大值。微波法就是利用超高频能量通过样品产生能量损耗的变化计算出水分值。其优点是不损坏试样，可靠性好，抗干扰能力强，并可以实现无损和非接触测量，检测的介质广。缺点是受形状密度的影响，仪器复杂，价格昂贵，只在烟草等行业得到应用。 (5)红外法：此方法又称红外线吸收法，其理论基础是比尔定律，水分对特定波长的红外辐射有强烈的吸收带，根据通过被测样品后光强的变化就可测被测物的水分含量。具体方法有反射式、透射式、复合式，一般采用反射式光学结构。红外线吸收法的特点是不与被测物料接触，响应速度快，可测量导电性物质，最高精度可达0.1%，物料温度和密度对测量结果的影响小，测量水分范围大， 但有些物料中的其它物质也具有一定程度的吸收红外线的能力，很难测得物料内部水分，