在很多領(lǐng)域中，如食品、醫(yī)藥、飼料、化工、冶金等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，某些成品或半成品材料的水分含量對(duì)產(chǎn)品的性能和質(zhì)量都有著非常重要的影響。所檢測(cè)的材料有板狀、粉末、顆粒、塊狀;有固體或液體等。所以，對(duì)這些物質(zhì)水分含量的測(cè)量就顯得尤為重要。在有些生產(chǎn)過(guò)程中，要求在線無(wú)損測(cè)濕，實(shí)行進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程實(shí)行在線閉環(huán)控制，這就對(duì)測(cè)濕方法提出了更高的要求。

　　水分測(cè)量方法有直接法和間接法兩種。作為標(biāo)準(zhǔn)方法的是直接測(cè)量法，直接法是通過(guò)干燥或化學(xué)方法，直接去除樣品中的水分，檢測(cè)出樣品的含水量。直接法往往需要很長(zhǎng)時(shí)間，雖然很準(zhǔn)確但不能進(jìn)行在線測(cè)量，只適合于取樣測(cè)量，通常可以將它作為檢驗(yàn)其它方法的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。目前應(yīng)用較多的是間接測(cè)量法，所謂間接法就是通過(guò)測(cè)量跟水分含量有關(guān)的電量或者非電量的變化(如物質(zhì)的電導(dǎo)率、介電常數(shù)等)，來(lái)相應(yīng)地測(cè)定物質(zhì)的含水量，一般速度較快，易實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。國(guó)內(nèi)外用于測(cè)量物質(zhì)含水量的間接法主要有電阻法、電容法、中子法、微波法及紅外法等，其特點(diǎn)、適用范圍、測(cè)量精度等各不相同。

　　1、電阻(導(dǎo))法

　　電阻(導(dǎo))法是應(yīng)用最早的水分電測(cè)方法，是利用物體的直流電阻或電導(dǎo)隨其含水量的不同而變化的原理設(shè)計(jì)的 15 刃。干砂和干土等礦物的導(dǎo)電性均很低，而水分對(duì)物料電阻的影響較大，在低水分區(qū)范圍內(nèi)，這些吸濕物料的水分與電阻呈對(duì)數(shù)關(guān)系，當(dāng)含水量增加時(shí)，電阻值減小，此即電阻法的測(cè)量原理。采用兩個(gè)電極把被測(cè)介質(zhì)夾緊，或者使兩個(gè)電極插入介質(zhì)中，通過(guò)檢測(cè)介質(zhì)的電阻值進(jìn)而得出介質(zhì)含水量。此方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，成本低，由于其取樣較少，適合于非在線測(cè)量.

　　2、電容法

　　電容法把物料作為電介質(zhì)，水分含量的高低將顯著影響其介電常數(shù)的變化，通過(guò)測(cè)得的介電常數(shù)值來(lái)測(cè)量其含水量 Is , 01 。根據(jù)被測(cè)物質(zhì)不同，電容的電極結(jié)構(gòu)也有所不同，主要有平板式、圓筒式等電極結(jié)構(gòu)。電容法優(yōu)點(diǎn)是電極與樣品接觸要求不是很?chē)?yán)格，可靠性高，簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)，易維護(hù)，可用于在線檢測(cè)。缺點(diǎn)是影響因素多，受溫度、品種、緊實(shí)度等影響、數(shù)據(jù)復(fù)雜，需要進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，才能提高檢測(cè)的精度.

　　3、中子法

　　中子法是利用水中的氫原子核對(duì)快中子的減速作用原理來(lái)測(cè)量物料水分的，該法不破壞物質(zhì)自然結(jié)構(gòu)。物料體積可以很大，其缺點(diǎn)是氫的散射特性不穩(wěn)，物料中不得含有除水以外的其它含氫物質(zhì)(如碳?xì)浠衔锏?。中子水分儀必須由人工標(biāo)定，還需注意放射性中子源的安全防護(hù)。

　　4、紅外法

　　紅外法 ，又稱(chēng)紅外線吸收法，其理論基礎(chǔ)是比爾定律，水分對(duì)特定波長(zhǎng)的紅外輻射有強(qiáng)烈的吸收帶，根據(jù)通過(guò)被測(cè)樣品后光強(qiáng)的變化就可得被測(cè)物的水分含量。具體方法有反射式、透射式、復(fù)合式，一般采用反射式光學(xué)結(jié)構(gòu)。紅外線吸收法的特點(diǎn)是不與被測(cè)物料接觸，響應(yīng)速度快，可測(cè)量導(dǎo)電性物質(zhì)，最高精度可達(dá) 0 . 1 % ，物料溫度和密度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響小，測(cè)量水分范圍大，但有些物料中的其它物質(zhì)也具有一定程度的吸收紅外線的能力，很難測(cè)得物料內(nèi)部水分，儀器價(jià)格也較高。

　　鑒于以上方法的種種缺欠，微波法就顯示出了其優(yōu)點(diǎn)。本世紀(jì) 50 年代初期，發(fā)展應(yīng)用微波技術(shù)測(cè)量物質(zhì)的含水量，它能在線實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量，且處理方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水分含量在線測(cè)量技術(shù)取得了重大進(jìn)步。德國(guó)默斯(MOSYE)研發(fā)設(shè)計(jì)的非接觸式穿透式的多頻譜在線微波水分測(cè)量?jī)x，改進(jìn)了單頻段在線微波水分測(cè)量?jī)x的缺陷，也克服了近紅外水分測(cè)量?jī)x只能測(cè)量物料表面水分的局限，完全穿透皮帶上的物料，對(duì)物料整體水分進(jìn)行測(cè)量。

　　在線微波水分測(cè)量?jī)xMS-590，是基于1GHZ—5GZH微波帶寬之間的連續(xù)多頻譜微波水分儀，微波測(cè)量水分主要因?yàn)樗值慕殡娦再|(zhì)，介電常數(shù)可以表示為：r = r -j(r+/ω0)。式中r為介電損耗，/ω0為導(dǎo)電損耗，ω和微波頻率成正比關(guān)系。當(dāng)?shù)皖l時(shí)，導(dǎo)電損耗占主導(dǎo)地位，因此需要提高頻率，使介電損耗占優(yōu)勢(shì)，這樣才能精確測(cè)量物料中的含水量。

　　比如煤炭，煤炭中的礦物質(zhì)容易在水中形成離子導(dǎo)電，產(chǎn)生導(dǎo)電損耗，當(dāng)煤炭水分小于10%，微波發(fā)射頻率在1GHz到3GHz之間時(shí)，導(dǎo)電損耗有明顯的影響，使得微波衰減和含水量之間的關(guān)系并不明顯。當(dāng)微波頻率高于3GHz后，介電損耗占優(yōu)勢(shì)，微波衰減和含水量成明顯的線性關(guān)系，如下圖所示：

　　其實(shí)，不同的物料、不同的量程范圍其水分子對(duì)微波能的吸收峰都是不同的，在一個(gè)寬頻區(qū)間，如何選取適合的頻率段只能由被測(cè)物當(dāng)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境來(lái)決定。因此，采用多頻連續(xù)微波頻譜技術(shù)可以有效采集被測(cè)物在高低頻區(qū)間的全部的微波特性，然后通過(guò)自學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)算法，由儀器自主學(xué)習(xí)找到測(cè)量的最佳校準(zhǔn)模型和曲線關(guān)系，這樣就為規(guī)避物料的溫度、厚度、密度等因素帶來(lái)的測(cè)量影響提供很好的方法。

　　目前，在線微波水分測(cè)量?jī)x已經(jīng)逐步成為水分含量在線測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域的最新應(yīng)用趨勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于飼料、糧食烘干、燒結(jié)料、污泥、煙絲、煙葉、原油、煤炭、砂石、食品、化工等行業(yè)。