为什么水分仪等测量仪器的表显总是跳个不停？而且跳动毫无规律可寻， 为什么不能输出一个稳定值？

　　为什么水分仪的表显值都是跳动不规律的跳动值，而不是稳定值的输出 ？ 尤其像带有杂质的物料的水分测量，测量值的跳动更是非常夸张， 要回答这个问题， 则需要从源头起。 目前常用的水分测量设备分为接触式和非接触式的， 在线与非在线的； 从应用上来说，最常用的分类方式就是这两种。 从测量原理来讲，现有水分仪多采用的是微波、红外、电容介质等方式来测量水分的。

　　下面以微波、红外原理来分析水分测量的原理，水分测量是有理论依据的，水分测量最为简单的一个公式，即y=ax+b； 再复杂一个档次就是y=ax² + bx + c。 根据实际应用情况来看， 物料都是含有杂的，还有其它一些环境影响等因素，实际的测量理论曲线，则更趋近于一元二次方程。 最理想的物料+最理想的环境，才可以达到最理想的测量效果就是y = ax+b。

 

　　下面再说一下物料，微波水分仪和红外水分仪应用的行业，有钢铁、煤炭、造纸、烟草、面粉等等行业； 这些行业中需要测量的物料，几乎没有不含有杂质的， 而像面粉行业算是比较理想的物料了，但面粉含水量样本却是很难提供的，尤其是精度方面，面粉达到一定水分时很难达到混水均匀度。 说到这里要说一下微波和红外最怕受到什么样的干扰，微波最敏感的是金属物质和水，这两样东西都可以完全吸收微波； 而红外比较受深颜色物料和环境的影响，因为深颜色的物质吸收红外线的能力更强一些，就像在夏天大家穿黑色衣服会感觉更热一些。

　　方程原理有了， 下面就是如何实现这个方程了。工艺中物料需要加多少水分，这个属于理论值， 工厂为了知道水分是否达到要求，一般通过是在实验室通过烘干物料，计算出质量的变化，从而算出水分的含量； 这个属于实验值，同时这个实验值，也是提供给在线测量设备的样本值，这个样本值很关键，样本值精度越高，水分仪生成的曲线越接近理论曲线。 不过，很多人认知是设备拿过来，设置几个参数就可以高精度地测量水分了。 不好意思， 你所想的这种设备，现阶段只存在于科幻世界中。 测量值---->实验值----->理论值， 这是一个趋近地过程，只能无限地接近。 就像黄金也只能99.9999......% 这样趋近地过程一样。因为物料中都会含有杂质，像钢铁厂炼铁工艺中，添加的煤炭料中都会含有金属， 而煤炭开采出来本身就含有少量的铁矿。 而像造纸中，很容易形成水膜，一旦形成了水膜，由于微波水分仪的功率原因，微波几乎会被全部吸收，造成测量误差。

 

　　微波测量属于穿透式，而红外测量属于反射式的， 即红外只能测量物料表面的水分含量。 红外测量时对物料的均匀程度的要求比微波要高一些。 红外要求物料中水分均匀度要高一些， 这样在测量时，表面的的水分含量值更趋近于理论值。 微波在穿透物料时， 能量的衰减与水分含量呈近似线性关系； 红外则是反射回去的能量与水分含量呈近似线性关系。 提供样本时，需要对物料混水的均匀度有要求的，越均匀越好，这里的均匀度是我们在宏观世界里的要求，但微波与红外是微米与纳米级的，微波如果用2.4G的，理论上它的波长可以算作100mm左右，但其振幅受功率的影响，却达不到毫米级别的； 红外则使用的是1700~2200nm这个区别的，所以它们的测量是在微观世界完成的。 微波与红外测量的频率受限于各个公司研发水平，一般范围在4~32次/秒； 就是一秒内测量的次数越多，测量的精度越好。 这里的测量频率， 你可以理解为每秒对物料的测量次数， 工厂一般用皮带传送，皮带的速度一般都取1~6米/秒，但这个速度在光线面前都是弟弟， 这就相当于微波探头一秒内对物料取样4~32次，然后再对物料水分值做平均，插值等等算法处理，这要看公司的研发功力了。

 

　　总体来说，工业应用的测量设备的开发与平常应用的硬件开发，有一个比较大的需求就是前期算法模型，这个模型很重要！ 如果前期算法没有处理好，后面测量的结果就会有相当大的误差，显示的水分值根本不着调。 国内很多测量设备都是少了这一步， 开发出来的设备受限环境与物料， 只能在一段很小的闭区间内才能调试出来， 这也是没办法的。 这种测量都是从微观世界--->宏观测量值量化的过程，微观世界越准确，那宏观世界则没得问题撒。