清洁压空对在线红外水分仪检测准确性的影响

　　摘 要：为解决生产过程中在线红外水分仪检测探头蒙尘及结露现象，使用固定范围内的清洁压空不间断地对其进行吹扫清洁，可有效提高在线红外水分仪对不同水分下烟丝检测的准确性和稳定性，利于物料水分的在线检测与控制。运用单因素多水平试验的方法，选择卷烟制丝生产线上3种不同物料状态和水分的样品，比较清洁压空使用量对其各自在线红外水分仪检测结果影响程度，进一步确定出对提高水分仪检测准确性最适宜的清洁压空使用量。通过对梯度测试结果进行比较分析，得出适宜的清洁压空使用量为0.033～0.066 MPa。

　　关键词：清洁压空;红外水分仪;检测误差

　　在線红外水分仪是用特定波长的红外光照射物料，物料中含水量越多，吸收红外光的能量也越多，进而通过测量反射光的减少量来计算物料的水分[1]，被广泛应用于食品加工、卷烟制丝等生产线的物料含水率监测[2]。在线红外水分仪对于监控产品质量和自动化生产具有重要作用[3]。但物料的表面状态、颜色、结构等不同的吸收特性及发散特性因素，以及不同安装位置、不同物料状态、不同测试环境等各种不同的外部因素，会影响红外线的反射率，从而干扰水分的准确测量[4]。消除此类影响因素的手段之一，就是在生产时使用清洁压空对在线红外水分仪探头进行不间断的吹扫清洁[5]，以保证探头的干净程度。查阅相关加工技术标准等资料，均没有对水分仪清洁压空压力设置参数的要求。

　　1 研究原因分析

　　食品加工、卷烟制丝等类型企业的生产现场是粉尘较为集中的场所[6]，加工工艺流程中多有对物料增温、增湿等环节[7]，以使最终产品的质量特性达到要求。而在线红外水分仪附近扬尘较大，扬尘极易积聚于检测探头上，造成探头蒙尘。若物料温度较高(50～70 ℃)，会造成检测探头表面有水蒸气凝结成露，无法检测到真实物料水分。

　　若忽略清洁压空对在线红外水分仪检测准确性的影响，物料水分影响因素查找往往不得要领，造成检测误差偏大的同时，会向自动控制系统发出错误的信号，导致物料真实水分的控制难度增大。即使生产现场水分仪设置有清洁压空，其启停开关多为手动，需要在生产前后手动打开或关闭清洁压空开关;而在实际生产中，经常存在忘记打开清洁压空开关的现象;在设备保养、清洁时，也可能误触清洁压空开关，造成清洁压空实际压空量为0 MPa，不能对水分仪探头起到吹扫和清洁的作用。

　　2 使用和不使用清洁压空的效果对比

　　选择使用和不使用清洁压空两种情况进行效果对比。选定固定点(烘丝机出口)为效果对比位置，待生产稳定后进行取样，并用烘箱法[8]测量其真实含水率，与在线红外水分仪检测值进行比对，检测误差计算公式为：

　　检测结果如表1所示。

　　使用和不使用清洁压空两种情况下，在线红外水分仪检测探头清洁效果对比图如图1所示。

　　从对比结果可以看出，使用清洁压空时，在线红外水分仪检测探头无蒙尘现象，检测误差平均值为0.14%;不使用清洁压空时，在线红外水分仪检测探头蒙尘现象严重，检测误差平均值为0.26%，使用清洁压空的检测准确度高于不使用清洁压空。

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