Микроволновые датчики влажности для измерения влажности бетонов.

Добрый день!

Сегодня мне хотелось бы рассказать Вам о микроволновых датчиках влажности, которые применяются для контроля влажности инертных материалов, бетонов и других сред.

Микроволновой датчик работает следующим образом. Датчик излучает очень слабое микроволновое излучение в среду на частоте порядка 2,45 мегагерца. Недалеко от излучателя стоит изолированный от него приемник, который измеряет отраженный от среды сигнал. На частоте 2,45 мегагерца молекулы воды очень активно поглощают излучение. На схожей частоте работает микроволновая печь, которая также сконструирована для того, чтобы возбуждать молекулы воды в пище и, тем самым, нагревать ее. Нагрев в печи основан на принципе так называемого «дипольного сдвига». Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы. Глубина проникновения волн на этой частоте в пище составляет порядка 2,5 сантиметров.

Итак, мы имеем своего рода резонансную частоту для воды. При этом основные инертные материалы, которые применяются в строительстве (песок, щебень и пр.) имеют поглощение на несколько порядков меньшее, чем поглощение воды. Разница в поглощении может достигать 200 раз и более. Поэтому существует прямая и почти линейная зависимость между количеством воды в смеси и степенью поглощения микроволнового излучения. При этом следует не забывать про то, что в датчике мы меряем отраженный сигнал. При этом, чем больше интенсивность отраженного сигнала – тем меньше воды в смеси. То есть налицо обратная зависимость от этих параметров.

Еще раз пройдем по цепочке. Мы излучаем сигнал в среду, чем больше в среде воды, тем меньше волн отражается этой средой вследствие поглощения их молекулами воды. Меряя интенсивность отраженного сигнала можно очень провести корреляцию между мощностью этого сигнала и количеством воды в смеси. Вот, собственно, именно на этом принципе и работает большинство современных микроволновых влагомеров.

Микроволновые влагомеры могут также работать на просвет, что правда, очень сильно ограничивает их применение. Дело в том, что для того, чтобы влагомер работал на просвет, он должен «пробивать» слой смеси, что, в свою очередь, требует большой мощности излучателя. При высоком содержании воды в смеси, уже на толщинах слоя в несколько сантиметров требуется мощность излучателя, которая превышает мощность влагомера, работающего с отраженным сигналом в разы.

Мощность излучателя микроволнового влагомера, работающего с отраженным сигналом минимальна и не вредит здоровью людей.

Остановимся еще на одном очень важном моменте. При одной и той же мощности излучателя конфигурация антенны приемника имеет большое значение. Дело в том, что при форме антенны, которая работает на резонансной частоте к данной длине волны мы можем получить более высокую чувствительность датчика. Такая конструкция приемника есть на данный момент только у лидирующей по продажам в мире на данный момент компании “Hydronix” и у датчиков нашего производства.

Более подробно о конструкции датчика и его монтаже я остановлюсь в нашем следующем выпуске.

Желаю Вам успехов в бизнесе. Искренне Ваш Titan Machinery и Роман Колков.