微波法检测铝土矿水分研究进展及数学模型的推导.pdf

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1、第4期煤质技术2014年7月微波法检测铝土矿水分研究进展及数学模型的推导王英杰，孟祥梅，张妍(中国河北出入境检验检疫局京唐港办事处，河北唐山063611)摘要：基于微波法测量水分为新兴的水分测量方法之一，对一些常用的水分测量方法进行了介绍并分析其优缺点，论述了微波法测量水分的原理，通过微波相移法测量铝土矿水分的计算，建立了微波相移法检测铝土矿水分的数学模型，为实际应用提供理论基础。关键词：铝土矿；微波；水分；数学模型中图分类号：TQ533．2文献标志码：A文章编号：1007—7677(2014)04

2、—0013—03ResearchprogressofbauxitemoisturemeasurementusingmicrowavemethodandderivationofitsmathematicalmodelWANGYing—jie，MENGXiang—mei，ZHANGYan(JingtangPortOffice，HebeiEntryExitInspectionandQuarantineBureau，Tangshan063611，China)Abstract：Moisturemeasurem

3、entbymicrowavewasanewkindofmethod．Somecommonlymoisturemeasurementmethodwereintroducedandtheadvantagesanddisadvantageswereanalyzed，moreover，thispaperdescribedthetheoryofmeasuringmoisturecontentbymicrowave．Themathematicalmodelofmeasuringbauxitemoistureby

4、microwavephaseshiftmethodwasestablishedandatheoreticalfoundationforpracticalapplicationswasprovideed．Keywords：bauxite；microwave；moisture；mathematicalmodel铝是世界上仅次于铁的第二大金属，具有多种电阻法由于其取样较少，适合于非在线测量，优良性能，是国民经济发展的基础原料和战略金不能测高含水率和电解质；电容法电极易受腐蚀；属；我国是世界铝工业大国，其电

5、解铝和氧化铝产红外线法仪器结构复杂，价格昂贵，难于普及，受量及消费量为世界第一l1]。铝主要由铝土矿提炼而温度、品种、紧实度等影响较大；中子法则因为氢成，铝土矿在世界上分布广泛，主要分布于几内的散射物性不稳，理论尚未完善，而且需要特殊防亚、澳大利亚、巴西、牙买加、中国、印度和印度护，因而使用较少]。对于红外法而言，有些粉粒尼西亚等国家。铝土矿为我国的大宗紧缺矿产，目物料中的物质也具有一定程度的吸收红外线的能前来源非常依赖进口2]。铝土矿中含水量是决定其力，而且仪器价格也较高，因此微波法显示出了其品位

6、的重要指标之一，因此，水分检测是铝土矿工优点。微波测量法是一种非接触式测量方法，其原业检测中相当重要的任务。理是利用微波作用于被测物料后所产生的相位变化、功率变化、幅度变化或频率变化等信息来得出1常用水分检测方法物料的含水量。根据微波的使用方式不同，可以将水分测量方法有直接法和间接法。作为标准方其区分为透射法、反射法和谐振腔法。由于微波的法的是直接测量法。直接测量法是通过干燥或化学穿透能力很强，所检测的不仅仅是物质表层的水方法直接去除样品中的水分，以检测样品的含水分．还可检测物质内部的水分含量，而且

7、具有作用量。直接法往往需要很长时问，虽然准确但不能进速度快、时间短、效率高等显著优点，在石油、化行在线测量，只适合于取样测量，通常可以将其作工、食品、医药等领域的研究和应用已日益广泛。为检验其它方法的检测标准]。2微波法简介新兴的方法是间接测量法，所谓问接测量法就是通过测量跟水分含量有关的电量或者非电量的变微波是电磁波中介于普通无线电波(长波、中化，相应地测定物质的含水量。该法一般速度较快，波、短波和超短波)与红外线之间的波段，属于无易实现在线检测。国内外用于测量物质含水量的间线电波中波长最短(即频

8、率最高)的波段。通常把接法主要有电阻法、电容法、中子法、红外法等。波长为1m～1mm的电磁波段称为微波，其对应】3第4期煤质技术2014年7月的频率为300MHz~300GHz¨5]。出了MALCAM公司的可用于烟叶的在线、快速电介质放入电场中后，电场的作用使电子与原微波水分检测系统。子核之问发生微小的相对位移，即电介质的极化。4微波相移法测量铝土矿水分的计算电介质特性是物质的内在特性，描述波与物质之问的相互作用。当微波通过电介质物质后，在比热、对于铝土矿来说，通过测