在很多領(lǐng)域中，如食品、醫(yī)藥、飼料、化工、冶金等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，某些成品或半成品材料的水分含量對產(chǎn)品的性能和質(zhì)量都有著非常重要的影響。所檢測的材料有板狀、粉末、顆粒、塊狀;有固體或液體等。所以，對這些物質(zhì)水分含量的測量就顯得尤為重要。在有些生產(chǎn)過程中，要求在線無損測濕，實(shí)行進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對整個生產(chǎn)工藝過程實(shí)行在線閉環(huán)控制，這就對測濕方法提出了更高的要求。

　　水分測量方法有直接法和間接法兩種。作為標(biāo)準(zhǔn)方法的是直接測量法，直接法是通過干燥或化學(xué)方法，直接去除樣品中的水分，檢測出樣品的含水量。直接法往往需要很長時間，雖然很準(zhǔn)確但不能進(jìn)行在線測量，只適合于取樣測量，通?？梢詫⑺鳛闄z驗(yàn)其它方法的檢測標(biāo)準(zhǔn)。目前應(yīng)用較多的是間接測量法，所謂間接法就是通過測量跟水分含量有關(guān)的電量或者非電量的變化(如物質(zhì)的電導(dǎo)率、介電常數(shù)等)，來相應(yīng)地測定物質(zhì)的含水量，一般速度較快，易實(shí)現(xiàn)在線檢測。國內(nèi)外用于測量物質(zhì)含水量的間接法主要有電阻法、電容法、中子法、微波法及紅外法等，其特點(diǎn)、適用范圍、測量精度等各不相同。

　　1、電阻(導(dǎo))法

　　電阻(導(dǎo))法是應(yīng)用最早的水分電測方法，是利用物體的直流電阻或電導(dǎo)隨其含水量的不同而變化的原理設(shè)計的 15 刃。干砂和干土等礦物的導(dǎo)電性均很低，而水分對物料電阻的影響較大，在低水分區(qū)范圍內(nèi)，這些吸濕物料的水分與電阻呈對數(shù)關(guān)系，當(dāng)含水量增加時，電阻值減小，此即電阻法的測量原理。采用兩個電極把被測介質(zhì)夾緊，或者使兩個電極插入介質(zhì)中，通過檢測介質(zhì)的電阻值進(jìn)而得出介質(zhì)含水量。此方法結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快，成本低，由于其取樣較少，適合于非在線測量.

　　2、電容法

　　電容法把物料作為電介質(zhì)，水分含量的高低將顯著影響其介電常數(shù)的變化，通過測得的介電常數(shù)值來測量其含水量 Is , 01 。根據(jù)被測物質(zhì)不同，電容的電極結(jié)構(gòu)也有所不同，主要有平板式、圓筒式等電極結(jié)構(gòu)。電容法優(yōu)點(diǎn)是電極與樣品接觸要求不是很嚴(yán)格，可靠性高，簡便經(jīng)濟(jì)，易維護(hù)，可用于在線檢測。缺點(diǎn)是影響因素多，受溫度、品種、緊實(shí)度等影響、數(shù)據(jù)復(fù)雜，需要進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，才能提高檢測的精度.

　　3、中子法

　　中子法是利用水中的氫原子核對快中子的減速作用原理來測量物料水分的，該法不破壞物質(zhì)自然結(jié)構(gòu)。物料體積可以很大，其缺點(diǎn)是氫的散射特性不穩(wěn)，物料中不得含有除水以外的其它含氫物質(zhì)(如碳?xì)浠衔锏?。中子水分儀必須由人工標(biāo)定，還需注意放射性中子源的安全防護(hù)。

　　4、紅外法

　　紅外法 ，又稱紅外線吸收法，其理論基礎(chǔ)是比爾定律，水分對特定波長的紅外輻射有強(qiáng)烈的吸收帶，根據(jù)通過被測樣品后光強(qiáng)的變化就可得被測物的水分含量。具體方法有反射式、透射式、復(fù)合式，一般采用反射式光學(xué)結(jié)構(gòu)。紅外線吸收法的特點(diǎn)是不與被測物料接觸，響應(yīng)速度快，可測量導(dǎo)電性物質(zhì)，最高精度可達(dá) 0 . 1 % ，物料溫度和密度對測量結(jié)果的影響小，測量水分范圍大，但有些物料中的其它物質(zhì)也具有一定程度的吸收紅外線的能力，很難測得物料內(nèi)部水分，儀器價格也較高。

　　鑒于以上方法的種種缺欠，微波法就顯示出了其優(yōu)點(diǎn)。本世紀(jì) 50 年代初期，發(fā)展應(yīng)用微波技術(shù)測量物質(zhì)的含水量，它能在線實(shí)時準(zhǔn)確測量，且處理方便、結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水分含量在線測量技術(shù)取得了重大進(jìn)步。德國默斯(MOSYE)研發(fā)設(shè)計的非接觸式穿透式的多頻譜在線微波水分測量儀，改進(jìn)了單頻段在線微波水分測量儀的缺陷，也克服了近紅外水分測量儀只能測量物料表面水分的局限，完全穿透皮帶上的物料，對物料整體水分進(jìn)行測量。

　　在線微波水分測量儀MS-590，是基于1GHZ—5GZH微波帶寬之間的連續(xù)多頻譜微波水分儀，微波測量水分主要因?yàn)樗值慕殡娦再|(zhì)，介電常數(shù)可以表示為：r = r -j(r+/ω0)。式中r為介電損耗，/ω0為導(dǎo)電損耗，ω和微波頻率成正比關(guān)系。當(dāng)?shù)皖l時，導(dǎo)電損耗占主導(dǎo)地位，因此需要提高頻率，使介電損耗占優(yōu)勢，這樣才能精確測量物料中的含水量。

　　比如煤炭，煤炭中的礦物質(zhì)容易在水中形成離子導(dǎo)電，產(chǎn)生導(dǎo)電損耗，當(dāng)煤炭水分小于10%，微波發(fā)射頻率在1GHz到3GHz之間時，導(dǎo)電損耗有明顯的影響，使得微波衰減和含水量之間的關(guān)系并不明顯。當(dāng)微波頻率高于3GHz后，介電損耗占優(yōu)勢，微波衰減和含水量成明顯的線性關(guān)系，如下圖所示：

　　其實(shí)，不同的物料、不同的量程范圍其水分子對微波能的吸收峰都是不同的，在一個寬頻區(qū)間，如何選取適合的頻率段只能由被測物當(dāng)時的現(xiàn)場環(huán)境來決定。因此，采用多頻連續(xù)微波頻譜技術(shù)可以有效采集被測物在高低頻區(qū)間的全部的微波特性，然后通過自學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)算法，由儀器自主學(xué)習(xí)找到測量的最佳校準(zhǔn)模型和曲線關(guān)系，這樣就為規(guī)避物料的溫度、厚度、密度等因素帶來的測量影響提供很好的方法。

　　目前，在線微波水分測量儀已經(jīng)逐步成為水分含量在線測量技術(shù)領(lǐng)域的最新應(yīng)用趨勢，被廣泛應(yīng)用于飼料、糧食烘干、燒結(jié)料、污泥、煙絲、煙葉、原油、煤炭、砂石、食品、化工等行業(yè)。