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Innovative Inline-Materialfeuchte-Sensoren
Feuchtesensoren zur Messung der Materialfeuchte sind für die optimierte Prozesssteuerung in vielen Branchen von großer Bedeutung. Dabei nehmen optische Verfahren einen immer größeren Stellenwert ein, da sie den Vorteil haben, berührungslos zu arbeiten und keinen Einfluss auf das Messobjekt auszuüben.
Unsere faseroptischen Feuchtesensoren bieten darüber hinaus noch den Vorteil, dass sie in schwer zugänglichen Bereichen sowie unter harschen Umfeldbedingungen eingesetzt werden können!
Erfahren Sie mehr über unsere Feuchtesensoren, ihre Funktionsweise und Anwendungsmöglichkeiten
Inline-Feuchte-Sensoren für unterschiedliche Einsatzgebiete
| Technische Daten | tri²dent „moist“ | SensoWeb „moist“ |
|---|---|---|
| Besonderheit | Standardausführung | “Heavy-duty” Ausführung speziell für Papierproduktion |
| Messprinzip | Nahinfrarot (SWIR) | Nahinfrarot (SWIR) |
| Messbereich | 0..~60 % Feuchtigkeit (außerhalb Nassphase) | 0..~60 % Feuchtigkeit (außerhalb Nassphase) |
| Messgenauigkeit | produktabhängig | produktabhängig |
| Auflösung | 0,1 % | 0,1 % |
| Messzeit | einstellbar | einstellbar |
| Messabstand | applikationsabhängig, bis 200 mm | applikationsabhängig, bis 200 mm |
| Luftspülung | – | integriert |
| Faseroptik | bis 5 m | bis 15 m |
| Umgebungstemperatur | Sensor bis 45 °C, Sensorkopf bis 200 °C | Sensor bis 50 °C, Sensorkopf bis 200 °C |
| Spannung | 24 VDC | 24 VDC |
| Ausgänge | bis 4 Analog (4…20 mA) | bis 4 Analog (4…20 mA) |
| Schutzklasse | IP54 | IP65 |
| mehr erfahren | mehr erfahren |
Wie funktionieren unsere Feuchtesensoren?
Optische Feuchtesensoren beruhen auf dem Prinzip, Wassermoleküle durch elektromagnetische Wellen zum Schwingen anzuregen und damit an bestimmten Wellenlängen (Absorbtionsbanden) elektromagnetische Energie zu absorbieren.
Unsere Feuchtesensoren verfügen über integrierte Lichtquellen, deren Hochleistungs-LEDs gepulstes Licht im Nah-Infrarot-(SWIR)-Bereich emittieren. Das abgestrahlte Licht wird vom Messobjekt in unterschiedlichem Ausmaß reflektiert: Wasser weist in spezifischen SWIR-Wellenlängenbereichen eine hohe Absorption auf, das heißt in diesen Bereich wird weniger reflektiert als in anderen Wellenlängenbereichen.
Diese Absorption in wasserabhängigen Wellenlängen wird mit jener in wasserunabhängigen Referenzwellenlängen verglichen und mit vordefinierten Modellen auf die %-Feuchte umgerechnet. Die so ermittelte relative Feuchte kann über den Browser verfolgt und über Analogausgang (4-20mA) ausge- und an die Steuerung übergeben werden.
Unsere Feuchtesensoren tri²dent „moist“ arbeiten nach dem same time/same spot-Prinzip: Der Sensor sendet drei Lichtsignale unterschiedlicher Wellenlängen aus, die vom Empfänger dank ihrer speziellen Modulation identifiziert und ausgewertet werden können. Hochwertige Lock-in Verstärker bereiten die Signale im Detektor frequenz- und phasengenau auf. Die eingesetzte LED-Technologie garantiert lange Standzeiten für die Lichtquellen. Robuste Faseroptiktechnologie mit Hunderten Einzelfasern ermöglicht dauerhaften Einsatz auch in industriellen Umgebungen.
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Vorteile kontinuierlicher Inline-Feuchtemessung
In vielen Branchen erfolgt die Kontrolle der Materialfeuchte traditionell durch regelmäßige Probenahmen und Ermittlung der Feuchte der Proben im Labor. Auf diese Weise ist zwar eine genaue Bewertung möglich, allerdings liegen diese Daten immer erst mit deutlicher Verzögerung vor: zeigt die Labormessung nicht vertretbare Abweichungen von den Zielwerten auf, ist eine Einflussnahme auf die Produktion nur noch für künftige Produktionschargen wirksam, während in der Zwischenzeit weiter Ausschuss produziert wurde.
Aufgrund dieser Nachteile von Labormessungen wird eine kontinuierliche, also Inline-Feuchtemessung immer wichtiger. Mit unseren optischen bzw. faseroptischen NIR-Sensoren wird eine durchgängige Messung der Feuchtigkeit von Materialien möglich und damit eine 100%ige Überwachung der Produkt- bzw. Prozessqualität. Auf Abweichungen kann dank der In-line-Feuchtesensoren unmittelbar reagiert und unnötiger Ausschuss vermieden werden. Dies senkt nicht nur die Kosten, sondern auch den Energie-Rohstoffverbrauch und leistet damit auch einen Beitrag zur Verbesserung der Ökoeffizienz.
Optische und Faseroptische Materialfeuchte-Sensoren: die Technologie und ihre Vorteile in der Produktion
Feuchtemessung wird oft synonym für die Messung der Luftfeuchte und der Materialfeuchte verwendet. Bitte beachten Sie, dass unsere Sensoren grundsätzlich für die Materialfeuchte- und nicht für die Luftfeuchte-Messung eingesetzt werden.
Für die Messung der Materialfeuchte gibt es unterschiedliche Technologien – die optische Feuchtemessung mittels so-genannter NIR-Sensoren hat den großen Vorteil, dass sie berührungslos erfolgt, das heißt, das Produkt/Substrat, etc. hat keinen Kontakt zu einem Messfühler – eine Beschädigung oder Beeinflussung des eigentlich zu messenden Parameters ist damit von vornherein unterbunden.
Nicht nur dies – im Unterschied zu z.B. kapazitiven Verfahren kann die Messung auch aus deutlich größerem Abstand erfolgen: unsere Sensoren arbeiten je nach Modell mit Messabständen von einigen Zentimetern oder mehr.
Einen speziellen Vorteil bieten unsere faseroptischen Sensoren: Die Faseroptik (auch Lichtwellenleiter oder Lichtleiter genannt) ermöglicht, den Messkopf von der Sensorelektronik zu trennen – welche dadurch in „normaler“ und zugänglicher Umgebung montiert werden kann – die Faseroptik leitet das Licht des Sensors zur Messstelle und das reflektierte Licht zum Sensor zurück.
Auf diese Weise ist es möglich, auch unter Bedingungen zu messen, in denen eine Feuchtemessung sonst nicht möglich wäre, wie z.B. bei hohen Temperaturen oder beengten Platzverhältnissen oder schwer zugänglichen Messorten!
Diese Technik ermöglicht es, an fast jedem gewünschten Prozessschritt eine Feuchtemessung zu platzieren: so kann z.B. in einer Papiermaschine eine Feuchtemessung nach der Presse genauso erfolgen wie innerhalb der Trockengruppe.
Sensorik Feuchte-Sensoren: Fremdlichtresistent und präzise
Ausgewertet wird übrigens nur das vom Sensor selbst abgestrahlte Licht, wodurch unsere Sensoren fremdlichtresistent sind, d.h. sie werden z.B. durch Schwankungen des Umgebungslichts im Tagesablauf nicht beeinflusst und müssen auch nicht abgeschottet werden.
Die Genauigkeit der Messergebnisse hängt von der konkreten Anwendung und den Messbedingungen ab, Messungen im ppm-Bereich sind mit den Sensoren aber leider nicht möglich.
In diesem Zusammenhang muss auch festgehalten werden, dass die Reflexion des Lichts maßgeblich an der Oberfläche (plus einer materialabhängigen Eindringtiefe im µ-Bereich) erfolgt – die SWIR-Feuchtemessung gibt daher letztlich die Oberflächenfeuchte wider, eine Messung im Inneren des Materials ist damit nicht möglich.