L'humidificateur à micro - ondes est largement utilisé dans l'agriculture, l'alimentation, la chimie et d'autres domaines en raison de ses avantages de réponse rapide sans contact, mais sa précision de mesure est sujette à de multiples facteurs. Les facteurs d'influence clés sont systématiquement décrits ci - après en termes de caractéristiques des matériaux, de conditions environnementales, de performances des instruments et de spécifications opérationnelles:

I. caractéristiques physico - chimiques des matériaux

1. Forme de présence d'humidité

- la constante diélectrique de l'eau libre est significativement différente de celle de l'eau liée (eau libre ε ≈ 80, eau liée ε < 40), ce qui entraîne des degrés différents d'atténuation des micro - ondes;

- l'eau cristalline nécessite une décomposition à haute température pour être libérée, la détection par micro - ondes conventionnelle est difficile à capturer.

2. Forme et densité des particules

- plus la taille des particules de la poudre est petite (< 0,5 mm), plus la surface spécifique est grande, plus l'effet de diffusion est fort, ce qui entraîne un décalage non linéaire du signal;

- la différence de densité d'accumulation entraîne une variation de la profondeur de pénétration des micro - ondes (matériau de faible densité pénétrant plus profondément), la distance du capteur doit être ajustée.

3. Complexité de la composition du matériau

- les substances conductrices telles que le sel, les impuretés métalliques, etc., peuvent améliorer la réflexion des micro - ondes, produisant une lecture « fausse élevée»;

- les matières grasses non polaires, bien qu'elles n'absorbent pas les ondes, peuvent modifier la constante diélectrique effective en enveloppant l'humidité.

II. Perturbation dynamique de l'environnement

1. Fluctuations de température

- la constante diélectrique de l'eau pure diminue d'environ 4% pour chaque augmentation de 1°C de la température, ce qui entraîne une faible valeur mesurée;

- l'environnement à haute température (> 80 ° c) provoque l'évaporation de l'humidité, la formation d'une couche de vapeur localisée qui entrave la transmission des micro - ondes.

2. Humidité ambiante

- la surface du capteur est susceptible de condenser un film d'eau lorsque l'humidité de l'air est > 70%, ce qui équivaut à ajouter une « humidité virtuelle» supplémentaire;

- l'absorption d'humidité de la couche superficielle du matériau dans un environnement humide provoque un saut de lecture instantané.

3. Vibrations mécaniques

- les vibrations pendant le fonctionnement de l'appareil peuvent Réarranger les particules, modifier la densité d'accumulation et le taux de vide, ce qui entraîne une instabilité du trajet des micro - ondes;

- les fluctuations de vitesse de la bande transporteuse (± 0,1 m / s) peuvent entraîner des écarts de mesure allant jusqu'à 2%.

Iii. Limitations matérielles des instruments

1. Sélection de fréquence micro - ondes

- la bande C (5,8 GHz) convient aux matériaux à faible teneur en eau (< 15%) et la bande K (24 GHz) convient mieux aux matériaux à forte teneur en humidité;

- la bande haute (> 20 GHz) est sensible à l'humidité de surface et la bande basse peut détecter la distribution de l'humidité en profondeur.

2. Défauts de conception de l'antenne

- l'antenne de guide d'onde ouverte est sujette à l'interférence de l'onde réfléchie ambiante, la sonde coaxiale fermée a une plus grande capacité d'anti - interférence;

- l'oxydation du matériau de l'antenne entraîne une augmentation du taux d'atténuation du signal d'année en année (environ 0,5 DB / an).

3. Dérive du circuit

- la fréquence de vibration cristalline dérive avec la température (± 5 ppm / ℃), nécessite un module de compensation de température intégré;

- la simulation de la dérive du point zéro de l'amplificateur frontal crée un décalage de base qui nécessite un étalonnage logiciel régulier.

Iv. Omissions en matière d'exploitation et d'entretien

1. Échec de l'étalonnage

- aucun étalonnage n'a été effectué à l'aide d'un bloc étalon correspondant à la mesure à mesurer, l'erreur de la courbe d'étalonnage universelle pouvant atteindre ± 3%;

- aucun étalonnage de la portée n'a été effectué après un fonctionnement prolongé et la diminution de la sensibilité du capteur n'a pas été détectée à temps.

2. Spécifications d'installation manquantes

- les capteurs sont espacés du matériau au - delà de la plage optimale (généralement 5 - 20 cm) et l'intensité du signal est atténuée au - dessous du seuil;

- installé juste en dessous du point de chute, l'impact du matériau provoque une mutation instantanée de la densité.

3. Entretien insuffisant

- le blocage du filtre à poussière entraîne une mauvaise dissipation de chaleur et une augmentation de la température interne aggrave la dérive du circuit;

- les fixations de la fenêtre de l'antenne ne sont pas nettoyées régulièrement (poussière / condensation) et le rapport signal / bruit continue de se détériorer.

En contrôlant de manière ciblée les facteurs ci - dessus, l'erreur de mesure de l'humidificateur à micro - ondes peut être contrôlée à ± 0,5%. Dans les applications pratiques, il est nécessaire d'établir une « base de données de matériaux + modèle de compensation environnementale» et de combiner la vérification croisée infrarouge / méthode de pesage pour obtenir une surveillance précise et fiable de l'humidité.