BRPI0915698B1 - METHOD FOR MEASURING WATER CONTENT IN A COMPOUND AND WATER CONTENT MEASURING DEVICE - Google Patents
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA MEDIR O CONTEÚDO DE ÁGUA EM UM COMPOSTO E DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO DE CONTEÚDO DE ÁGUA".Report of the Invention Patent for "METHOD FOR MEASURING WATER CONTENT IN A COMPOUND AND WATER CONTENT MEASURING DEVICE".
CAMPO DA TÉCNICA A presente invenção refere-se a um método para medir o conteúdo de água em um composto e a um dispositivo de medição de conteúdo de água. Especificamente, a presente invenção refere-se a uma técnica que utiliza a absorção de uma luz infravermelha pela água, e mede o conteúdo de água em um material bruto de sinterização obtido pela mistura de tipos plurais de materiais brutos de pré-mistura. O presente pedido reivindica prioridade com base no Pedido de Patente Japonesa Número 2008-176786 depositado no Japão em 07 de Julho de 2008, o conteúdo do qual está aqui citado.FIELD OF THE ART The present invention relates to a method for measuring water content in a compound and a water content measuring device. Specifically, the present invention relates to a technique that utilizes the absorption of infrared light by water, and measures the water content in a sintering raw material obtained by mixing plural types of pre-mixed raw materials. This application claims priority based on Japanese Patent Application Number 2008-176786 filed in Japan on July 7, 2008, the content of which is cited herein.
ANTECEDENTES DA TÉCNICABACKGROUND ART
Um minério sinterizado é fabricado de modo que dois ou mais tipos de minérios de ferro como materiais brutos, e um material bruto auxiliar tal como um coque em pó que serve como combustível ou calcário são misturados para obter um material bruto de sinterização, e o material bruto de sinterização assim obtido é sinterizado em uma máquina de sinterização para ser um minério sinterizado. Nesta especificação, o minério de ferro e o material bruto auxiliar antes da mistura é referido como um material bruto de pré-mistura, e o material bruto após a mistura é referido como um composto ou um material bruto de sinterização.A sintered ore is manufactured so that two or more types of iron ore as raw materials, and an auxiliary raw material such as a coke powder that serves as fuel or limestone are mixed to obtain a sintering raw material, and the material Sintering crude thus obtained is sintered in a sintering machine to be a sintered ore. In this specification, iron ore and auxiliary crude material prior to blending is referred to as a premix raw material, and crude material after blending is referred to as a sintering compound or raw material.
Em um processo de sinterização, a água é adicionada e misturada com o material bruto de sinterização em um misturador, e uma granula-ção é executada. Então, o material bruto de sinterização granulado é depositado em uma máquina de sinterização em um modo em camadas, e a superfície do mesmo é inflamada. Dentro da máquina de sinterização, o ar é aspirado do lado inferior do material bruto de sinterização depositado. Isto torna possível fluir o ar do lado superior do material bruto de sinterização para o lado inferior. Então, uma reação de sinterização progride gradualmente da superfície na direção do lado inferior enquanto o coque em pó está quei- mando. A granulação do material bruto de sinterização é um processo para criar uma pseudopartícula que tem um tamanho de aproximadamente 3 a 5 mm utilizando a água contida no material bruto de sinterização como um meio. Esta pseudopartícula tem uma estrutura na qual as partículas finas que têm principalmente um diâmetro de 0,5 mm ou menos estão presas a uma partícula de núcleo que tem um diâmetro de 1 mm ou mais. Um estado de granulação do material bruto de sinterização é grandemente afetado pelo conteúdo de água. Por exemplo, quando o conteúdo de água não é suficiente, as partículas finas ainda existem, e a ventilação dentro da máquina de sinterização deteriora, o que reduz a produtividade. Ao contrário, quando o conteúdo de água é excessivo, a força de aglutinação entre as partículas diminui, o que torna impossível criar uma partícula que tenha um tamanho desejado. Portanto, no processo de granulação da máquina de sinterização, o controle do conteúdo de água no material bruto de sinterização é significativamente importante. De modo a manter o conteúdo de água no material bruto de sinterização depositado dentro da máquina de sinterização constante, é necessário medir o conteúdo de água dentro do material bruto de sinterização após a granulação no lado de saída do misturador. Então, a quantidade de água de adição é controlada de modo que o conteúdo de água medido no material bruto de sinterização tome-se um valor-alvo. O conteúdo de água no minério de ferro alimentado de um pátio de material bruto por uma correia transportadora não é constante. Por e-xemplo, se a chuva cai sobre o material bruto estocado no pátio, o conteúdo de água difere entre a camada de superfície e o interior do monte no pátio. Portanto, é desejável que o conteúdo de água no material bruto de sinterização seja monitorado o tempo todo, e que o conteúdo de água no material bruto de sinterização seja mantido constante mudando a quantidade de água a ser adicionada em resposta a uma mudança no conteúdo de água no mesmo. Isto assegura uma ventilação favorável dentro da máquina de sinterização, as operações estáveis, e a qualidade de sinterização estável.In a sintering process, water is added and mixed with the raw sintering material in a mixer, and a granulation is performed. Then, the granular sintering raw material is deposited on a sintering machine in a layered mode, and the surface thereof is ignited. Inside the sintering machine, air is drawn from the underside of the deposited raw sintering material. This makes it possible to flow air from the upper side of the sintering raw material to the lower side. Then a sintering reaction progresses gradually from the surface toward the underside while the coke powder is burning. Granulating the sintering raw material is a process for creating a pseudoparticle having a size of approximately 3 to 5 mm using water contained in the sintering raw material as a medium. This pseudoparticle has a structure in which the fine particles which are mainly diameter 0.5 mm or less are attached to a core particle diameter 1 mm or more. A granulation state of the sintering raw material is greatly affected by the water content. For example, when water content is not sufficient, fine particles still exist, and ventilation inside the sintering machine deteriorates, which reduces productivity. In contrast, when the water content is excessive, the agglutination force between the particles decreases, making it impossible to create a particle of a desired size. Therefore, in the sintering machine granulation process, control of water content in the sintering raw material is significantly important. In order to keep the water content in the sintering raw material deposited within the sintering machine constant, it is necessary to measure the water content within the sintering raw material after granulation at the outlet side of the mixer. Then, the amount of addition water is controlled so that the measured water content in the sintering raw material becomes a target value. The water content in iron ore fed from a raw material yard by a conveyor belt is not constant. For example, if rain falls on the raw material stored in the yard, the water content differs between the surface layer and the interior of the yard mound. Therefore, it is desirable that the water content in the sintering raw material be monitored at all times, and that the water content in the sintering raw material is kept constant by changing the amount of water to be added in response to a change in the sintering content. water in it. This ensures favorable ventilation within the sintering machine, stable operations, and stable sintering quality.
Como um método para medir o conteúdo de água em um objeto alvo de medição online sem coletar a amostra do material bruto de sinteriza-ção, existe um método de medição de conteúdo de água que utiliza um tes-tador de conteúdo de água infravermelho. Este método é implementado de modo que uma luz infravermelha é irradiada sobre uma superfície do objeto alvo de medição, e a luz refletida é observada. Se água existir em um percurso ótico da luz infravermelha, a luz infravermelha que tem um comprimento de onda específico é absorvida de acordo com o conteúdo de água, e a refletância espectral neste comprimento de onda diminui. Pela utilização deste fenômeno, o conteúdo de água no objeto-alvo de medição é medido. Este método provê uma vantagem na qual uma medição contínua pode ser implementada sem contato, e o conteúdo de água no objeto-alvo de medição pode ser obtido sem um retardo de tempo.As a method for measuring the water content of an online metering target object without sampling the sintering raw material, there is a method for measuring water content using an infrared water content tester. This method is implemented so that infrared light is radiated on a surface of the measuring target object, and reflected light is observed. If water exists in an optical path of infrared light, infrared light that has a specific wavelength is absorbed according to the water content, and the spectral reflectance at this wavelength decreases. By using this phenomenon, the water content in the measuring target object is measured. This method provides an advantage in which continuous measurement can be implemented without contact, and the water content in the measuring target object can be obtained without a time delay.
Um testador de conteúdo de água infravermelho do tipo de 3 comprimentos de onda será descrito em detalhes. Com o testador de conteúdo de água infravermelho do tipo de 3 comprimentos de onda, uma faixa de comprimento de onda na vizinhança de 1,9 pm a 2,0 pm é empregada como um comprimento de onda "Àw" absorvido pela água. Os comprimentos de onda de referência ("ÀL", "Às") são ajustados no lado de comprimento de onda mais longo e o lado de comprimento de onda mais curto do comprimento de onda "Àw" absorvidos pela água, respectivamente. Os comprimentos de onda de referência ("àl", "Às") são selecionados tão próximos do comprimento de onda de absorção "Àw" quando possível, de modo que os comprimentos de onda selecionados não sejam afetados pelo conteúdo de água.A 3 wavelength type infrared water content tester will be described in detail. With the 3-wavelength type infrared water content tester, a wavelength range in the vicinity of 1.9 pm to 2.0 pm is employed as a water absorbed "Àw" wavelength. Reference wavelengths ("ÀL", "À") are set at the longest wavelength side and the shortest wavelength side of the "Àw" wavelength, respectively. Reference wavelengths ("àl", "À") are selected as close to the absorption wavelength "Àw" as possible, so that the selected wavelengths are not affected by water content.
As refletâncias espectrais "rw", "n.", e "rs" do objeto-alvo de medição são medidas com os três comprimentos de onda "Àw", "ÀL", e "Às". Com base em "rL", e "rs" medidos, uma refletância espectral de referência "rWOe" do objeto-alvo de medição no comprimento de onda "Àw" é calculada. Nesta especificação, a refletância espectral de referência do objeto-alvo de medição é um valor calculado na suposição que esta refletância espectral de referência seja uma refletância espectral do objeto-alvo de medição em um estado seco e em um comprimento de onda "Àw". Em geral, quando um ponto (Às, rs) e um ponto (ÀL, rL) estão conectados com uma linha reta em um diagrama de relação entre o comprimento de onda e a refletância espectral, um valor no comprimento de onda "Àw" sobre a linha reta é considerado ser "rwoe"· Isto é, "rWOe" pode ser expresso pela seguinte expressão (2). De "rw" e "rwoe". uma absorvência "k" do objeto-alvo de medição pode ser obtida pela seguinte expressão (3); a absorvência "k" assim obtida do objeto-alvo de medição é substituída em uma expressão linear predeterminada, por exemplo, na seguinte expressão (4); e um conteúdo de água "w" no objeto-alvo de medição pode ser obtido.The spectral reflectances "rw", "n.", And "rs" of the measuring target object are measured at the three wavelengths "Àw", "ÀL", and "Ace". Based on "rL", and measured "rs", a reference spectral reflectance "rWOe" of the measuring target object at wavelength "Àw" is calculated. In this specification, the reference spectral reflectance of the measuring target object is a value calculated on the assumption that this reference spectral reflectance is a spectral reflectance of the measuring target object in a dry state and at a wavelength "Àw". In general, when a point (Ace, rs) and a point (ÀL, rL) are connected with a straight line in a wavelength to spectral reflectance relationship diagram, a value at wavelength "Àw" over the straight line is considered to be "rwoe" · That is, "rWOe" can be expressed by the following expression (2). From "rw" and "rwoe". an absorbance "k" of the measuring target object may be obtained by the following expression (3); the absorbance "k" thus obtained from the measuring target object is replaced by a predetermined linear expression, for example the following expression (4); and a water content "w" on the measuring target object can be obtained.
Nas expressões acima descritas, o "w" é um conteúdo de água (indicado por % de massa em geral) no objeto-alvo de medição. O "k" é uma absorvência do objeto-alvo de medição. O "a" e o "b" são constantes que dependem de propriedades do objeto-alvo de medição. Quando as constantes "a" e "b" que correspondem ao objeto-alvo de medição não são precisas, erros ocorrem no momento de medir o conteúdo de água. A relação entre o conteúdo de água "w" no objeto-alvo de medição e a absorvência infravermelha "k" pela água varia dependendo do tipo do objeto-alvo de medição. Uma razão para isto é que uma profundidade de penetração da luz infravermelha varia dependendo do tipo de substância. Ainda, outra razão é a diferença entre o conteúdo de água na vizinhança de uma camada de superfície do objeto-alvo de medição a ser observada pela luz infravermelha e o conteúdo de água total dentro do objeto-alvo de medição, o que é causado pelas propriedades de absorção de água do objeto-alvo de medição e similares. Pelas razões acima descritas, a absorvência infravermelha "kc" pela água e o conteúdo de água "wc" são experimentalmente medidos com antecedência sobre a amostra do objeto-alvo de medição. Então, com base nestes resultados de medição, a relação entre a absorvência "k" e o conteúdo de água "w" do objeto-alvo de medição pode ser estabelecida como expressa pela expressão (4). A expressão relacionai en- tre a absorvência "k" e o conteúdo de água "w" é denominada uma curva de calibração.In the expressions described above, "w" is a water content (indicated by mass% overall) in the target measurement object. The "k" is an absorbance of the measuring target object. The "a" and "b" are constants that depend on the properties of the measurement target object. When the constants "a" and "b" that correspond to the target measurement object are not accurate, errors occur when measuring the water content. The relationship between the water content "w" on the measuring target object and the infrared absorbance "k" for water varies depending on the type of measuring target object. One reason for this is that a depth of infrared light penetration varies depending on the type of substance. Still another reason is the difference between the water content in the vicinity of a surface layer of the measuring target object to be observed by infrared light and the total water content within the measuring target object, which is caused by water absorption properties of the measuring target object and the like. For the reasons described above, the infrared absorbance "kc" for water and the water content "wc" are experimentally measured in advance on the sample of the measuring target object. Then, based on these measurement results, the relationship between the absorbance "k" and the water content "w" of the measuring target object can be established as expressed by expression (4). The relative expression between the absorbance "k" and the water content "w" is called a calibration curve.
Quando o conteúdo de água é medido sobre o material bruto de sinterização como o objeto-alvo de medição pela utilização do testador de conteúdo de água infravermelho do tipo de 3 comprimentos de onda, a relação (curva de calibração) entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" do material bruto de sinterização varia dependendo da mudança de mistura do material bruto de sinterização posteriormente ou similar, mesmo se as constantes "a" e "b" na expressão (4) acima descrita forem experimentalmente obtidos com antecedência. Portanto, é necessário executar a medição enquanto corrigindo oportunamente a relação entre "w" e "k", a saber, a curva de calibração baseada nos resultados de medição reais, de modo a medir precisamente o conteúdo de água "w" no material bruto de sinterização pela utilização do testador de conteúdo de água infravermelho do tipo de 3 comprimentos de onda. O Documento de Patente 1 descreve que, no momento de medir o conteúdo de água em uma substância em pó externamente pela utilização de um testador de conteúdo de água infravermelho, a variação de medição causada pela variação em umidade atmosférica não pode ser ignorada. Neste aspecto, o Documento de Patente 1 descreve um método para medir a umidade atmosférica sobre um percurso ótico de medição de uma luz infravermelha, e corrigir os valores de conteúdo de água medidos com a luz infravermelha de acordo com os valores de umidade medidos. Mais especificamente, a constante "b" na expressão (4) acima descrita varia de acordo com os valores de umidade medidos. O Documento de Patente 2 descreve um método para medir o conteúdo de água em um material bruto de minério sinterizado pela utilização de um testador de conteúdo de água infravermelho, no qual o testador de conteúdo de água é calibrado cada vez que uma mistura é mudada, já que as propriedades dos materiais brutos misturados diferem ligeiramente para cada mudança de mistura dos materiais brutos. Mais especificamente, um valor de correção é automaticamente calculado utilizando uma técnica estatística com base em um desvio de um conteúdo de água indicado de um valor-alvo para o conteúdo de água obtido por um dispositivo de controle de conteúdo de água, e uma flutuação (que corresponde à variação do "b" na expressão (4) acima descrita) do valor do conteúdo de água é corrigida por uma operação de flutuação zero. O Documento de Patente 3 descreve um método para medir o conteúdo de água em um material bruto de sinterização utilizando uma luz infravermelha, no qual, cada vez que uma mistura de materiais brutos de sinterização é mudada, o conteúdo de água é precisamente medido imediatamente após a mudança pela utilização de uma unidade de medição de conteúdo de água do tipo seco absoluto, e feita corresponder a um valor de conteúdo de água medido ao mesmo tempo por absorção infravermelha. Então, com base em ambos os valores resultantes medidos por um número de vezes predeterminado, uma nova curva de calibração é calculada com uma regressão linear. Na sua modalidade, o número de vezes predeterminado é ajustado em 5 a 6 vezes em geral.When the water content is measured on the sintering raw material as the target measurement object by using the 3 wavelength type infrared water content tester, the relationship (calibration curve) between the water content " w "and the absorbance" k "of the sintering raw material varies depending on the subsequent change of mixture of the sintering raw material or the like, even if the constants" a "and" b "in the expression (4) described above are experimentally obtained with advance. Therefore, it is necessary to perform the measurement while timely correcting the relationship between "w" and "k", namely the calibration curve based on the actual measurement results, in order to accurately measure the water content "w" in the raw material. using the 3-wavelength infrared water content tester. Patent Document 1 describes that when measuring the water content of a powdered substance externally by using an infrared water content tester, the measurement variation caused by the variation in atmospheric humidity cannot be ignored. In this regard, Patent Document 1 describes a method for measuring atmospheric humidity over an infrared light measuring optical path, and correcting the water content values measured with the infrared light according to the measured humidity values. More specifically, the constant "b" in expression (4) described above varies with the measured moisture values. Patent Document 2 describes a method for measuring water content in a sintered ore raw material by using an infrared water content tester, in which the water content tester is calibrated each time a mixture is changed, as the properties of the mixed raw materials differ slightly for each change of mix of the raw materials. More specifically, a correction value is automatically calculated using a statistical technique based on a deviation of a given water content from a target value for the water content obtained by a water content control device, and a fluctuation ( which corresponds to the variation of "b" in expression (4) described above) of the water content value is corrected by a zero float operation. Patent Document 3 describes a method for measuring the water content in a sintering raw material using an infrared light in which, each time a mixture of sintering raw materials is changed, the water content is precisely measured immediately after the change by the use of an absolute dry type water content measuring unit, and matched to a water content value measured at the same time by infrared absorption. Then, based on both resulting values measured a predetermined number of times, a new calibration curve is calculated with a linear regression. In its mode, the predetermined number of times is set at 5 to 6 times in general.
DOCUMENTOS DA TÉCNICA RELACIONADOSRELATED TECHNICAL DOCUMENTS
DOCUMENTOS DE PATENTEPATENT DOCUMENTS
Documento de Patente 1: Pedido de Patente Japonesa Não E-xaminada, Primeira Publicação Número S59-72047 Documento de Patente 2: Pedido de Patente Japonesa Não E-xaminada, Primeira Publicação Número S62-839 Documento de Patente 3: Pedido de Patente Japonesa Não E-xaminada, Primeira Publicação Número H6-34532 DESCRIÇÃO DA INVENÇÃOPatent Document 1: Unexamined Japanese Patent Application, First Publication Number S59-72047 Patent Document 2: Unexamined Japanese Patent Application, First Publication Number S62-839 Patent Document 3: Non-Japanese Patent Application E-Xaminated, First Publication Number H6-34532 DESCRIPTION OF THE INVENTION
PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃOPROBLEMS TO BE SOLVED BY INVENTION
Foi descoberto que a variação de medição causada pela variação na umidade atmosférica não é importante quando o conteúdo de água "w" em um material bruto de sinterização o qual foi misturado é obtido pela medição infravermelha.It has been found that the measurement variation caused by the variation in atmospheric humidity is not important when the water content "w" in a sintered raw material which has been mixed is obtained by infrared measurement.
Por outro lado, como descrito nos Documentos de Patente 2 e 3, quando a mistura do material bruto de sinterização é mudada, a relação en- tre a absorvência "k" e o conteúdo de água "w" medido pelo testador de conteúdo de água infravermelho varia. Portanto, em tal caso em que a mistura dos materiais brutos é mudada, é necessário corrigir imediatamente a relação entre a absorvência "k" e o conteúdo de água "w", a saber, a curva de calibração. Aqui, foi descoberto que a variação da relação entre "k" e "w" (curva de calibração) no momento de mudança de mistura dos materiais brutos leva não somente à variação na constante "b" na expressão (4) acima descrita, mas também à variação na constante "a". Portanto, foi descoberto que o conteúdo de água não pode ser medido precisamente quando um a-juste de flutuação é executado na suposição de que somente a constante "b" varia com é o caso com a invenção descrita no Documento de Patente 2. Ainda, mesmo quando uma medição off-line é implementada com o método de massa seca por um número de vezes predeterminado e a regressão linear é executada como descrito no Documento de Patente 3, é impossível obter um deslocamento de conteúdo de água suficiente para obter a regressão linear precisa porque o conteúdo de água no material bruto de sinterização não é suficientemente mudado em um curto período de tempo. Mais ainda, requer tempo para implementar a medição com o método de massa seca por um número de vezes predeterminado, e com isto, é difícil fazer a correção rapidamente.On the other hand, as described in Patent Documents 2 and 3, when the mixture of the raw sintering material is changed, the ratio between the absorbance "k" and the water content "w" measured by the water content tester. Infrared varies. Therefore, in such a case where the mixture of raw materials is changed, it is necessary to immediately correct the relationship between the absorbance "k" and the water content "w", namely the calibration curve. Here it has been found that the variation of the relationship between "k" and "w" (calibration curve) at the time of change of mixture of the raw materials leads not only to the variation in the constant "b" in the expression (4) described above, but also to the variation in the constant "a". Therefore, it has been found that water content cannot be measured precisely when a buoyancy adjustment is performed on the assumption that only the constant "b" varies as is the case with the invention described in Patent Document 2. Further, Even when an offline measurement is implemented with the dry mass method at a predetermined number of times and linear regression is performed as described in Patent Document 3, it is impossible to obtain sufficient water content displacement to obtain linear regression. need because the water content in the sintering raw material is not sufficiently changed over a short period of time. Moreover, it takes time to implement the dry mass measurement for a predetermined number of times, and with this, correction is difficult to make quickly.
Um objetivo da presente invenção é prover um método para medir o conteúdo de água e um dispositivo de medição de conteúdo de água que, no momento da medição do conteúdo de água em um composto pela utilização da absorção de uma luz infravermelha pela água, possa medir precisamente o conteúdo de água "w" no composto o tempo todo corrigindo imediatamente a relação (curva de calibração) entre a absorvência "k" e o conteúdo de água "w" mesmo se o material bruto misturado for mudado. MEIOS PARA RESOLVER OS PROBLEMAS A presente invenção emprega as seguintes medidas para resolver os problemas acima descritos. (1) Um método para medir um conteúdo de água em um composto utilizando um testador de conteúdo de água infravermelho do tipo de 3 comprimentos de onda de acordo com um aspecto da presente invenção utiliza uma combinação de comprimento de onda de referência de comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo ÀL mais longo do que um comprimento de onda Àw absorvido pela água e um comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto Às mais curto do que o comprimento de onda Àw, de modo que a combinação de comprimento de onda de referência faz com que b em uma expressão k = aw + b, a qual é uma expressão relacionai entre um conteúdo de água w e uma absorvência k do composto, seja considerado como zero dentro de um erro de medição permissível do testador de conteúdo de água infravermelho, independentemente de uma proporção de mistura dos materiais brutos de pré-mistura. (2) O método para medir um conteúdo de água em um composto de acordo com (1), acima descrito pode incluir: assumir candidatos de comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo ÀL', os quais são candidatos para o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo ÀL; medir uma absorvência k0 sobre cada um dos materiais brutos de pré-mistura em um estado onde a água foi removida, para cada caso onde cada um dos candidatos de comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo Àl' é utilizado; calcular um valor médio de somas de quadrados de k0, o qual é um valor obtido dividindo as somas de quadrados das absorvências ko dos respectivos materiais brutos de pré-mistura pelo número dos materiais brutos de pré-mistura, para cada caso onde cada um dos candidatos de comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo ÀL' é utilizado; e selecionar um dos candidatos de comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo ÀL' que torna o valor médio de somas de quadrados de k0 menor do que ou igual a 0,001 como o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo ÀL, entre os candidatos de comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo ÀL'. (3) No método para medir um conteúdo de água em um composto de acordo com (2) acima descrito, um dos candidatos de comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo ÀL' que faz o valor médio de somas de quadrados de k0 ter o menor valor pode ser selecionado como o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo λι_. (4) O método para medir um conteúdo de água em um composto de acordo com (2) acima descrito pode ainda incluir: assumir candidatos de comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo λι_', os quais são candidatos para o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo λι_; assumir candidatos de comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto Às', os quais são candidatos para o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto λδ; assumir candidatos de combinação de comprimento de onda de referência, cada combinação de comprimento de onda de referência sendo obtida combinando cada um dos candidatos de comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo λ[_', e cada um dos candidatos de comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto Às'; medir a absorvência k0 sobre cada um dos materiais brutos de pré-mistura em um estado onde a água foi removida, para cada caso onde cada um dos candidatos de combinação de comprimento de onda de referência é utilizado; calcular um valor médio de somas de quadrados de k0, o qual é um valor obtido dividindo as somas de quadrados das absorvências k0 dos respectivos materiais brutos de pré-mistura pelo número dos materiais brutos de pré-mistura, para cada caso onde cada um dos candidatos de combinação de comprimento de onda de referência é utilizado; e selecionar um dos candidatos de combinação de comprimento de onda de referência que torna o valor médio de somas de quadrados de ko menor do que ou igual a 0,001 como a combinação de comprimento de onda de referência, entre os candidatos de combinação de comprimento de onda de referência. (5) No método para medir um conteúdo de água em um composto de acordo com (4) acima descrito, um dos candidatos de combinação de comprimento de onda de referência que faz o valor médio de somas de qua- drados de k0 ter o menor valor é selecionado como a combinação de comprimento de onda de referência, entre os candidatos de combinação de comprimento de onda de referência. (6) No método para medir um conteúdo de água em um composto de acordo com (1) acima descrito, a combinação de comprimento de onda de referência pode ser selecionada utilizando filtros passa-baixa que permitem que comprimentos de onda específicos atravessem. (7) No método para medir um conteúdo de água em um composto de acordo com (1) acima descrito, a combinação de comprimento de onda de referência pode ser selecionada com base em um resultado de uma medição de espectroscopia infravermelha com comprimentos de onda contínuos. (8) No método para medir um conteúdo de água em um composto de acordo com (1) acima descrito, o composto é um material bruto de sinterização; o comprimento de onda absorvido pela água pode cair dentro de uma faixa de 1,9 pm a 2,0 pm; e o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo λ[_ pode ser selecionado de uma faixa de comprimentos de onda de 2,2 pm a 2,4 μιτι. (9) No método para medir um conteúdo de água em um composto de acordo com (8) acima descrito, o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto λδ pode ser selecionado de uma faixa de comprimentos de onda de 1,6 pm a 1,8 μιτι. (10) O método para medir um conteúdo de água em um composto de acordo com (1) acima descrito pode incluir medir uma absorvência kc de uma amostra do composto; medir um conteúdo de água wc na amostra do composto por um método de massa seca; calcular um fator de proporcionalidade a dividindo a absorvência kc da amostra do composto pelo conteúdo de água wc na amostra do composto; e calcular o conteúdo de água w no composto dividindo a absorvência k do composto pelo fator de proporcionalidade a. (11) Um dispositivo de medição de conteúdo de água para um composto de acordo com um aspecto da presente invenção inclui: uma fonte de luz que irradia uma luz infravermelha por sobre o composto; um detector que detecta uma luz refletida da luz infravermelha; filtros passa-baixa que permitem que três comprimentos de onda de um comprimento de onda Àw absorvido pela água, um comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo ÀL mais longo do que o comprimento de onda Àw, e um comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto Às mais curto do que o comprimento de onda Àw atravessem; e uma unidade de cálculo que calcula as refletâncias espectrais rw, rL, rs da luz infravermelha; calcula uma refletância espectral de referência rWOe com base na refletância espectral rL e na refletância espectral rs; calcula uma absorvência k do composto com base na refletância espectral rw e na refletância espectral de referência rwoe! θ calcula um conteúdo de água w no composto de uma relação entre o conteúdo de água w e a absorvência k do composto preparado com base em um conteúdo de água wc e uma absorvência kc de uma amostra do composto medida com antecedência, em que o composto é um material bruto de sinterização; o comprimento de onda Àw absorvido pela água cai dentro de uma faixa de 1,9 pm a 2,0 pm; e o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo ÀL é selecionado de uma faixa de comprimentos de onda de 2,2 pm a 2,4 pm. (12) No dispositivo de medição de conteúdo de água de acordo com (11) acima descrito, o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto Às pode ser selecionado de uma faixa de comprimentos de onda de 1,6 pm a 1,8 pm. (13) Um método para medir um conteúdo de água em um composto, o qual utiliza o dispositivo de medição de conteúdo de água de acordo com (11) acima descrito de acordo com um aspecto da presente invenção inclui: calcular um fator de proporcionalidade a dividindo uma absorvência kc de uma amostra do composto medida com antecedência por um conteúdo de água wc na amostra do composto medido com antecedência pela utilização de um método de massa seca; e medir uma absorvência k sobre um dado composto e medir um conteúdo de água w no composto dividindo a absorvência k pelo fator de proporcionalidade a.An object of the present invention is to provide a method for measuring water content and a water content measuring device which, at the time of measuring water content in a compound by utilizing the absorption of infrared light by water, can measure precisely the water content "w" in the compound all the time immediately correcting the relationship (calibration curve) between the absorbance "k" and the water content "w" even if the mixed raw material is changed. MEANS OF SOLVING PROBLEMS The present invention employs the following measures to solve the problems described above. (1) A method for measuring water content in a compound using a 3 wavelength type infrared water content tester according to an aspect of the present invention utilizes a wavelength reference wavelength combination. long wavelength side reference wavelength longer than a water-absorbed wavelength Δw and a short wavelength side reference wavelength shorter than wavelength Δw, so that the reference wavelength combination causes b in an expression k = aw + b, which is a relative expression between a water content w and an absorbance k of the compound, to be considered as zero within a permissible measurement error. infrared water content tester, regardless of a mixing ratio of the premix raw materials. (2) The method for measuring a water content in a compound according to (1) described above may include: assuming long wavelength side reference wavelength candidates ΔL, which are candidates for the long wavelength side reference wavelength ΔL; measuring an absorbance k0 on each of the premix raw materials in a state where water has been removed, for each case where each of the long wavelength side reference wavelength candidates A 1 'is used; calculate an average square sum value of k0, which is a value obtained by dividing the square absorbance square sums of the respective premix raw materials by the number of the premix raw materials, for each case where each of the long wavelength side reference wavelength candidates ΔL 'is used; and select one of the long wavelength side reference wavelength candidates ΔL 'which makes the mean square sum value of k0 less than or equal to 0.001 as the wavelength side reference wavelength of long wavelength ΔL among the long wavelength side reference wavelength candidates ΔL '. (3) In the method for measuring a water content in a compound according to (2) described above, one of the long wavelength side reference wavelength candidates AL 'which makes the average value of squared sums of k0 having the smallest value can be selected as the long wavelength side reference wavelength λι_. (4) The method for measuring a water content in a compound according to (2) above may further include: assuming long wavelength side reference wavelength candidates λι_ ', which are candidates for the long wavelength side reference wavelength λι_; assume short wavelength side reference wavelength candidates Δ ', which are candidates for the short wavelength side reference wavelength λδ; assume reference wavelength combination candidates, each reference wavelength combination being obtained by combining each of the long wavelength side reference wavelength candidates λ [_ ', and each of the short wavelength side reference wavelength Ace '; measuring the absorbance k0 on each of the premix raw materials in a state where water has been removed, for each case where each of the reference wavelength combination candidates is used; calculate a mean square sum of k0, which is a value obtained by dividing the absorbance square k0 of the respective premix raw materials by the number of the premix raw materials, for each case where each of the Reference wavelength matching candidates is used; and selecting one of the reference wavelength match candidates that makes the mean square-sum value of ko less than or equal to 0.001 as the reference wavelength match among the wavelength match candidates. of reference. (5) In the method for measuring a water content in a compound according to (4) described above, one of the reference wavelength matching candidates that makes the mean value of square sums of k0 have the lowest This value is selected as the reference wavelength combination from the reference wavelength combination candidates. (6) In the method for measuring water content in a compound according to (1) described above, the reference wavelength combination may be selected using low pass filters that allow specific wavelengths to pass through. (7) In the method for measuring water content in a compound according to (1) described above, the reference wavelength combination may be selected based on a result of a continuous wavelength infrared spectroscopy measurement. . (8) In the method for measuring a water content in a compound according to (1) described above, the compound is a crude sintering material; the wavelength absorbed by water may fall within a range of 1.9 pm to 2.0 pm; and the long wavelength side reference wavelength λ [_ may be selected from a wavelength range of 2,2 pm to 2,4 μιτι. (9) In the method for measuring a water content in a compound according to (8) described above, the short wavelength side reference wavelength λδ may be selected from a wavelength range of 1, 6 pm to 1.8 μιτι. (10) The method for measuring a water content in a compound according to (1) described above may include measuring an absorbance kc of a sample of the compound; measuring a water content wc in the compound sample by a dry mass method; calculating a proportionality factor a by dividing the absorbance kc of the compound sample by the water content wc in the compound sample; and calculating the water content w in the compound by dividing the absorbance k of the compound by the proportionality factor a. (11) A water content measuring device for a compound according to an aspect of the present invention includes: a light source radiating infrared light over the compound; a detector that detects light reflected from infrared light; low-pass filters that allow three wavelengths of a water-absorbed wavelength Δw, a long-wavelength side reference wavelength ΔL longer than the wavelength Δw, and a wavelength short wavelength side reference As short as wavelength Àw cross; and a unit of calculation that calculates the spectral reflectances rw, rL, rs of infrared light; calculates a reference spectral reflectance rWOe based on spectral reflectance rL and spectral reflectance rs; calculates an absorbance k of the compound based on spectral reflectance rw and reference spectral reflectance rwoe! θ calculates a water content w in the compound of a relationship between the water content w and the absorbance k of the prepared compound based on a water content wc and an absorbance kc of a previously measured compound sample, where the compound is a raw sintering material; the water absorbed wavelength Δw falls within a range of 1.9 pm to 2.0 pm; and the long wavelength side reference wavelength ΔL is selected from a wavelength range of 2.2 pm to 2.4 pm. (12) In the water content measuring device according to (11) described above, the short wavelength side reference wavelength Ace may be selected from a wavelength range of 1.6 pm to 1.8 pm. (13) A method for measuring a water content in a compound which utilizes the water content measuring device according to (11) described above in accordance with an aspect of the present invention includes: calculating a proportionality factor to dividing an absorbance kc of a sample of the previously measured compound by a water content wc in the sample of the previously measured compound by using a dry mass method; and measuring an absorbance k on a given compound and measuring a water content w on the compound by dividing the absorbance k by the proportionality factor a.
EFEITOS DA INVENÇÃOEFFECTS OF THE INVENTION
De acordo com o item (1) acima descrito, a relação entre a absorvência "k" e o conteúdo de água "w" exibe uma expressão linear que passa através da vizinhança do ponto original, e com isto, medindo o conteúdo de água off-line somente uma vez sobre a amostra do composto pelo método de massa seca após a mudança de mistura de materiais brutos, é possível criar uma curva de calibração do conteúdo de água medido "wc" e a absorvência infravermelha "kc". Especificamente, a curva de calibração pode ser corrigida precisamente e rapidamente. Isto torna possível medir precisamente o conteúdo de água "w" no composto através de medição infravermelha em um modo contínuo.According to item (1) described above, the relationship between the absorbance "k" and the water content "w" exhibits a linear expression that passes through the vicinity of the original point, and thereby measuring the water content off. Only once on the composite sample by the dry mass method after changing the raw material mix can a calibration curve of the measured water content "wc" and the infrared absorbance "kc" be created. Specifically, the calibration curve can be corrected precisely and quickly. This makes it possible to accurately measure the water content "w" in the compound by infrared measurement in a continuous mode.
De acordo com o item (2) acima descrito, é possível selecionar um comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "λι_" preferível.According to item (2) described above, it is possible to select a preferable long wavelength side reference wavelength "λι_".
De acordo com o item (3) acima descrito, é possível selecionar um comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "λ|_" ótimo.According to item (3) above, it is possible to select an optimum long wavelength side reference wavelength "λ | _".
De acordo com o item (4) acima descrito, é possível selecionar uma combinação de comprimento de onda de referência preferível.According to item (4) described above, it is possible to select a preferred reference wavelength combination.
De acordo com o item (5) acima descrito, é possível selecionar uma combinação de comprimento de onda de referência ótimo.According to item (5) described above, it is possible to select an optimal reference wavelength combination.
De acordo com o item (6) acima descrito, é possível selecionar um comprimento de onda de referência preferível com uma configuração simples.According to item (6) described above, it is possible to select a preferable reference wavelength with a simple configuration.
De acordo com o item (7) acima descrito, é possível selecionar precisamente um comprimento de onda de referência preferível.According to item (7) described above, it is possible to select precisely a preferable reference wavelength.
De acordo com os itens (8 e 9) acima descritos, o efeito mesmo que (1) acima descrito pode ser obtido porque a relação entre a absorvência "k" e o conteúdo de água "w" do material de sinterização exibe uma expressão linear que passa através da vizinhança do ponto original.According to items (8 and 9) above, the same effect as (1) described above can be obtained because the relationship between the absorbance "k" and the water content "w" of the sintering material exhibits a linear expression. passing through the vicinity of the original point.
De acordo com o item (10) acima descrito, é possível medir precisamente e rapidamente o conteúdo de água no material bruto de sinteriza- ção.According to item (10) described above, it is possible to accurately and quickly measure the water content in the sintering raw material.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 é um diagrama que ilustra uma relação entre o conteúdo de água (%) medido por um método de massa seca e a absorvência "k" medida por um testador de conteúdo de água infravermelho para cada material bruto de pré-mistura A, B, C e D; a figura 2A é um diagrama que ilustra uma refletância espectral medida com um comprimento de onda em uma faixa infravermelha contínua em um estado onde o material bruto de pré-mistura A é seco; a figura 2B é um diagrama que ilustra uma refletância espectral medida com um comprimento de onda em uma faixa infravermelha contínua em um estado onde o material bruto de pré-mistura B é seco; a figura 2C é um diagrama que ilustra uma refletância espectral medida com um comprimento de onda em uma faixa infravermelha contínua em um estado onde o material bruto de pré-mistura C é seco; a figura 3 é um diagrama para comparar uma média de somas de quadrados de absorvência "k0" sobre sete tipos de materiais brutos de pré-mistura em um estado seco, para cada combinação de comprimento de onda de referência ("ÀL", "Às"); a figura 4 é um diagrama que ilustra os resultados de avaliação de absorvência "k0" sobre os respectivos materiais brutos de pré-mistura no estado seco, e ilustra um caso onde os comprimentos de onda de "Às" =1,7 pm e "λ|_" = 2,3 pm são empregados (quadrado pintado), e um caso onde os comprimentos de onda de "Às" = 1,8 pm e "λ|_" = 2,1 pm são empregados (quadrado não pintado); a figura 5 é um diagrama que ilustra uma relação entre o conteúdo de água "w" avaliado pelo método de massa seca e a absorvência "k" obtida através da medição de espectroscopia infravermelha sobre os materiais brutos de sinterização α, β, e γ após a mistura em um caso onde os comprimentos de onda de "λδ" = 1,8 pm e "ÀL" = 2,1 pm são empregados; a figura 6 é um diagrama que ilustra uma relação entre o conteúdo de água "w" avaliado pelo método de massa seca e a absorvência "k" obtida através da medição de espectroscopia infravermelha sobre os materiais brutos de sinterização α, β, e γ após a mistura em um caso onde os comprimentos de onda de "Às" = 1,7 pm e "Àl" = 2,3 pm são empregados; e a figura 7 é um diagrama esquemático que ilustra um dispositivo de medição de conteúdo de água para o material bruto de sinterização de acordo com a presente invenção.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram illustrating a relationship between the water content (%) measured by a dry mass method and the absorbance "k" measured by an infrared water content tester for each preprocessed raw material. -mix A, B, C and D; Figure 2A is a diagram illustrating a spectral reflectance measured at a wavelength in a continuous infrared range in a state where the premix raw material A is dry; Figure 2B is a diagram illustrating a spectral reflectance measured at a wavelength in a continuous infrared range in a state where the premix raw material B is dry; Fig. 2C is a diagram illustrating a spectral reflectance measured at a wavelength in a continuous infrared range in a state where the raw premix material C is dried; Figure 3 is a diagram for comparing an average sum of squares of absorbance "k0" over seven types of raw premix materials in a dry state for each reference wavelength combination ("ÀL", "Ace" "); Figure 4 is a diagram illustrating the absorbance assessment results "k0" on respective dry premix raw materials, and illustrates a case where the wavelengths of "Ace" = 1.7 pm and " λ | _ "= 2,3 pm are employed (painted square), and a case where the wavelengths of" Ace "= 1,8 pm and" λ | _ "= 2,1 pm are employed (unpainted square) ); Figure 5 is a diagram illustrating a relationship between the water content "w" evaluated by the dry mass method and the absorbance "k" obtained by measuring infrared spectroscopy on the sintering raw materials α, β, and γ after mixing in a case where the wavelengths of "λδ" = 1.8 pm and "ÀL" = 2.1 pm are employed; Figure 6 is a diagram illustrating a relationship between the water content "w" evaluated by the dry mass method and the absorbance "k" obtained by measuring infrared spectroscopy on the sintering raw materials α, β, and γ after mixing in a case where the wavelengths of "Ace" = 1.7 pm and "Àl" = 2.3 pm are employed; and Figure 7 is a schematic diagram illustrating a water content measuring device for the sintering raw material according to the present invention.
MODALIDADES DA INVENÇÃOMODES OF THE INVENTION
Quando o conteúdo de água "w" no composto (material bruto de sinterização) é medido utilizando a absorção de uma luz infravermelha pela água, ambas as constantes "a" e "b" na expressão (4), a qual expressa a relação (curva de calibração) entre "k" e "w", variam no momento de mudança de mistura de material brutos, como acima descrito. Portanto, de modo a obter corretamente as constantes "a" e "b" após a mudança de mistura de material brutos, é necessário coletar duas ou mais amostras do composto que tenham diferentes conteúdos de água, e medir o conteúdo de água "wc" e a absorvência "kc" sobre as respectivas amostras. Com esta medição, dois ou mais valores de medição sobre os diferentes conteúdos de água podem ser obtidos, por meio de que as constantes "a" e "b" corretas após a mudança de mistura de materiais brutos podem ser obtidas.When the water content "w" in the compound (sintering raw material) is measured using the absorption of infrared light by water, both constants "a" and "b" in expression (4), which express the relationship ( calibration curve) between "k" and "w" vary at the time of change of raw material mix as described above. Therefore, in order to correctly obtain the constants "a" and "b" after changing the raw material mixture, it is necessary to collect two or more samples of the compound that have different water contents, and to measure the water content "wc" and the absorbance "kc" on the respective samples. With this measurement, two or more measurement values on the different water contents can be obtained, whereby the correct constants "a" and "b" after changing the raw material mix can be obtained.
Se o "b" na expressão (4) permanecer inalterado enquanto o "a" na expressão (4) variar quando a mistura de materiais brutos é mudada, somente a constante "a" é uma constante que precisa ser corrigida. Portanto, é somente necessário obter um par da absorvência "kc" e o valor verdadeiro do conteúdo de água "wG" medidos na amostra do composto após a mudança de materiais brutos.If "b" in expression (4) remains unchanged while "a" in expression (4) varies when the raw material mix is changed, only the constant "a" is a constant that needs to be corrected. Therefore, it is only necessary to obtain a pair of the absorbance "kc" and the true value of the water content "wG" measured in the compost sample after the change of raw materials.
Convencionalmente, na medição utilizando o testador de conteúdo de água infravermelho do tipo de 3 comprimentos de onda, os comprimentos de onda de referência de "Às" = 1,8 pm e "ÀL" = 2,1 pm são utilizados como valores fixos no momento da medição do conteúdo de água "w" no material bruto de sinterização pela utilização de uma banda de absorção de aproximadamente 1,9 pm como o comprimento de onda de absorção de á-gua "Àw". Neste caso, como um resultado de cálculo de refletância espectral de referência "rWoe" pela utilização da expressão (2) acima descrita com base nas refletâncias espectrais "rs", "π." medidas sobre o material bruto de sinterização, foi revelado que a refletância espectral de referência "rWoe" calculada não é coincidida com a refletância espectral verdadeira "rWoa" medida sobre o material bruto de sinterização que foi seco para ficar em um estado seco. Ainda, a diferença entre "rWoe" θ Twoa" varia de acordo com o material bruto de minério de ferro antes da mistura ou o material bruto de sinterização após a mistura.Conventionally, when measuring using the 3 wavelength type infrared water content tester, the reference wavelengths of "À" = 1.8 pm and "ÀL" = 2.1 pm are used as fixed values in the time of measuring the water content "w" in the sintering raw material by using an absorption band of approximately 1.9 pm as the water absorption wavelength "Àw". In this case, as a result of calculating reference spectral reflectance "rWoe" by using the expression (2) described above based on the spectral reflectances "rs", "π." Measured on the sintering raw material, it was revealed that the calculated "rWoe" reference spectral reflectance is not coincident with the true "rWoa" spectral reflectance measured on the sintering raw material that has been dried to a dry state. Also, the difference between "rWoe" θ Twoa "varies according to the raw iron ore material before mixing or the sintering raw material after mixing.
Neste aspecto, se a refletância espectral de referência "rWoe" puder ser coincidida com a refletância espectral verdadeira "rWoa" medida no estado seco e a absorvência "k" for calculada utilizando a expressão (3) a-cima descrita, a absorvência "k" é zero quando o conteúdo de água "w" for zero, e como um resultado, a relação entre a absorvência "k" e o conteúdo de água "w" pode ser expressa como segue: k = a x w (5).In this respect, if the reference spectral reflectance "rWoe" can be coincident with the true spectral reflectance "rWoa" measured in the dry state and the absorbance "k" is calculated using the expression (3) described above, the absorbance "k "is zero when the water content" w "is zero, and as a result, the relationship between the absorbance" k "and the water content" w "can be expressed as follows: k = axw (5).
Mais especificamente, o "b" na expressão (4) é zero. Neste caso, a constante "a" é somente a constante que precisa ser ajustada, e a constante "a" pode ser ajustada implementando a medição de conteúdo de água de método de massa seca somente uma vez na amostra do material bruto de sinterização após a mudança de mistura de materiais brutos. Ainda, foi descoberto que, selecionando apropriadamente os comprimentos de onda de referência "Às", "λι_", θ possível de preferência coincidir "rWoe" θ "rwoa"· Nota-se que, nesta especificação, a descrição "b é zero" significa que, se o "b" for assumido ser zero, o efeito resultante cai dentro do erro permissível na medição de conteúdo de água.More specifically, the "b" in expression (4) is zero. In this case, the constant "a" is only the constant that needs to be adjusted, and the constant "a" can be adjusted by implementing the dry mass method water content measurement only once in the sintering sample after change of mixture of raw materials. Furthermore, it has been found that, by properly selecting the reference wavelengths "Ace", "λι_", θ, it is possible to preferably match "rWoe" θ "rwoa". Note that in this specification the description "b is zero" means that if "b" is assumed to be zero, the resulting effect falls within the allowable error in water content measurement.
Aqui abaixo, uma modalidade da presente invenção será descrita assumindo o material bruto de sinterização como o objeto-alvo de medição. No entanto, o alvo aplicável da presente invenção não está limitado à medição do conteúdo de água no material bruto de sinterização. Por exemplo, a presente invenção é aplicável para um método para medir o conteúdo de água no composto obtido pela mistura de materiais brutos de pré-mistura plurais.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described assuming the raw sintering material as the target measuring object. However, the applicable target of the present invention is not limited to measuring the water content in the sintering raw material. For example, the present invention is applicable to a method for measuring the water content in the compound obtained by mixing raw premix raw materials.
Correntemente, na medição que utiliza o testador de conteúdo de água infravermelho geral, ajustes são feitos de modo que o comprimento de onda de absorção de água "Xw" é 1,96 pm, o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto "λ5" é 1,8 pm, e o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "ÀL" é 2,1 pm.Currently, in the measurement using the general infrared water content tester, adjustments are made such that the water absorption wavelength "Xw" is 1.96 pm, the wavelength side reference wavelength. Short "λ5" is 1.8 pm, and the long wavelength side reference wavelength "ÀL" is 2.1 pm.
Sobre quatro tipos A, B, C e D de materiais brutos de pré-mistura antes da mistura, as absorvências "k" são medidas utilizando o testador de conteúdo de água infravermelho, e são comparadas com o conteúdo de água "w" medido sobre as mesmas amostras pelo método de massa seca. Utilizando o testador de conteúdo de água infravermelho geralmente utilizado, a refletância espectral de referência "rwoe" é calculada pela expressão (2) acima descrita, e a absorvência "k" é calculada pela expressão (3) acima descrita. A figura 1 mostra os resultados obtidos pela comparação das relações entre o conteúdo de água medido "w" e a absorvência "k" calculada. A relação entre a absorvência "k" e o conteúdo de água "w" utilizando o método de massa seca exibe uma relação linear para cada um dos tipos A, B, C e D dos materiais brutos de pré-mistura. Expressando as linhas utilizando a expressão (4) acima descrita, é óbvio que, para cada um dos tipos A, B, C e D dos materiais brutos de pré-mistura, os gradientes "a" das linhas difere, e os valores "b" das intercepções com relação ao eixo geométrico vertical também diferem. O material bruto de sinterização é obtido pela mistura de diversos tipos dentre os tipos A, B, C e D dos materiais brutos de pré-mistura, e com isto, em um caso onde o conteúdo de água no material bruto de sinterização após a mistura é medido utilizando o testador de conteúdo de água infravermelho, tanto o gradiente "a" quanto o valor "b" da intercepção na relação entre o conteúdo de água e a absorvência "k" medidos utilizando o testador de conteúdo de água infravermelho variam de acordo com a condição de mistura. Ainda, foi revelado que a relação entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" do material bruto de sinterização após a mistura não é coincidida com aquela obtida somando as relações dos respectivos tipos antes da mistura de acordo com a proporção de mistura. É assumido que isto é porque a água no material bruto de sinterização após a mistura não está uniformemente distribuída, e a água é absorvida desigualmente pelo tipo de material que tem uma absorvência de água favorável.Over four types A, B, C and D of pre-mix raw materials prior to mixing, the absorbances "k" are measured using the infrared water content tester, and are compared to the water content "w" measured over same samples by the dry mass method. Using the generally used infrared water content tester, the reference spectral reflectance "rwoe" is calculated by the expression (2) described above, and the absorbance "k" is calculated by the expression (3) described above. Figure 1 shows the results obtained by comparing the relationships between measured water content "w" and calculated absorbance "k". The relationship between absorbance "k" and water content "w" using the dry mass method exhibits a linear relationship for each of the types A, B, C and D of the premix raw materials. Expressing the lines using the expression (4) described above, it is obvious that for each of the types A, B, C and D of the premix raw materials, the gradients "a" of the lines differ, and the values "b "of the interceptions with respect to the vertical geometric axis also differ. The sintering raw material is obtained by mixing several types among types A, B, C and D of the premix raw materials, and in this case in a case where the water content in the sintering raw material after mixing is measured using the infrared water content tester, both gradient "a" and value "b" of the interception in the relationship between water content and absorbance "k" measured using the infrared water content tester vary accordingly. with the mixing condition. Further, it has been found that the relationship between the water content "w" and the absorbance "k" of the sintering raw material after mixing is not coincident with that obtained by summing the ratios of the respective types before mixing according to the proportion of mixture. This is assumed to be because the water in the sintering raw material after mixing is not evenly distributed, and the water is unevenly absorbed by the type of material having a favorable water absorbance.
Portanto, de modo a medir precisamente o conteúdo de água em um material bruto de sinterização pela utilização do testador de conteúdo de água infravermelho, é necessário corrigir rapidamente a relação (curva de calibração) entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" pelo testador de conteúdo de água infravermelho do material bruto de sinterização após a mudança de mistura, cada vez que a proporção de mistura ou o tipo de material misturado muda. No momento da correção, é necessário corrigir a interseção "b" com relação ao eixo geométrico vertical assim como o gradiente "a" em um caso onde a relação entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" do material bruto de sinterização é expressa por uma expressão linear tal como a expressão (4) acima descrita. De modo a corrigir tanto o "a" quanto o "b", é necessário medir o conteúdo de água "wc" utilizando o método de massa seca e medir a absorvência "kc" utilizando o testador de conteúdo de água infravermelho, sobre duas ou mais amostras dos materiais brutos de sinterização que têm diferentes conteúdos de água, para preparar dois ou mais pares dos valores de medição. No entanto, é difícil obter rapidamente tais valores de medição. A seguir, pela utilização do testador de conteúdo de água infravermelho, a refletância espectral "rWoa" θ medida sobre os materiais brutos de pré-mistura A, B, C no estado completamente seco. Especificamente, a medição é executada pela utilização de um espectrômetro infravermelho FT-IV a um comprimento de onda de faixa infravermelha contínua (em uma faixa de 1,6 pm a 2,4 pm). Os resultados estão mostrados nas figuras 2A, 2B e 2C.Therefore, in order to accurately measure the water content in a sintering raw material by using the infrared water content tester, it is necessary to quickly correct the relationship (calibration curve) between the water content "w" and the absorbance ". k "by the infrared water content tester of the sintering raw material after the mixing change, each time the mixing ratio or the type of mixed material changes. At the time of correction, it is necessary to correct the intersection "b" with respect to the vertical geometric axis as well as the gradient "a" in a case where the relationship between the water content "w" and the absorbance "k" of the raw material of sintering is expressed by a linear expression such as expression (4) described above. In order to correct both "a" and "b", it is necessary to measure the water content "wc" using the dry mass method and to measure the absorbance "kc" using the infrared water content tester over two or more samples of raw sintering materials having different water contents to prepare two or more pairs of measurement values. However, such measurement values are difficult to obtain quickly. Next, by using the infrared water content tester, the spectral reflectance "rWoa" θ measured on the premix raw materials A, B, C in the completely dry state. Specifically, measurement is performed by using an FT-IR infrared spectrometer at a continuous infrared band wavelength (in a range of 1.6 pm to 2.4 pm). The results are shown in figures 2A, 2B and 2C.
Com referência às figuras 2A, 2B e 2C, as refletâncias espectrais medidas no comprimento de onda de 1,96 pm (isto é, o comprimento de onda "Àw" absorvido pela água) são obtidas. As refletâncias espectrais obtidas são refletâncias espectrais verdadeiras "rwoa" dos materiais brutos de pré-mistura A, B, C no estado completamente seco. Ainda, com referências às figuras 2A, 2B e 2C, as refletâncias espectrais "rs", "rL" medidas nos comprimentos de onda de 1,8 pm (isto é, o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto "Às") e de 2,1 pm (isto é, o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "ÀL") são obtidas. As figuras 2A, 2B e 2C mostram as refletâncias espectrais de referência "rwoe" obtidas conectando uma linha entre as refletâncias espectrais "rs", "rL" em cada um dos comprimentos de onda de referência acima descritos. Estas refletâncias espectrais de referência "rWoe" são iguais a "rwoe" calculada pela expressão (2).Referring to Figures 2A, 2B and 2C, spectral reflectances measured at the wavelength of 1.96 pm (ie, the wavelength "Àw" absorbed by water) are obtained. The spectral reflectances obtained are true "rwoa" spectral reflectances of the premix raw materials A, B, C in the completely dry state. Also, with reference to figures 2A, 2B and 2C, the spectral reflectances "rs", "rL" measured at wavelengths of 1.8 pm (ie short wavelength side reference wavelength " At ") and 2.1 pm (that is, the long wavelength side reference wavelength" ÀL ") are obtained. Figures 2A, 2B and 2C show the "rwoe" reference spectral reflectances obtained by connecting a line between the "rs", "rL" spectral reflectances at each of the reference wavelengths described above. These reference spectral reflectances "rWoe" are equal to "rwoe" calculated by expression (2).
Como pode ser claramente compreendido das figuras 2A, 2B e 2C, os materiais brutos de pré-mistura têm os seus próprios espectros de formação (por exemplo, o espectro característico espectral específico em um caso de minério de ferro), e assim, é óbvio que as refletâncias espectrais de referência verdadeiras "rWOa" no estado seco são desviadas da refletância espectral de referência "rWoe"· Especificamente, um grau de desvio é maior no tipo B do material bruto de pré-mistura. Como um resultado, foi descoberto que a absorvência não é zero mesmo se o conteúdo de água for tornado zero.As can be clearly understood from Figures 2A, 2B and 2C, the premix raw materials have their own forming spectra (eg the specific spectral characteristic spectrum in an iron ore case), and so it is obvious. that true "rWOa" reference spectral reflectances in the dry state are deviated from the "rWoe" reference spectral reflectance · Specifically, a degree of deviation is greater in type B of the premix raw material. As a result, it has been found that the absorbance is not zero even if the water content is made zero.
Considerando os fatos acima descritos, estudos foram feitos sobre se os comprimentos de onda de referência podem ser selecionados de modo que a refletância espectral de referência verdadeira "rWOa" no estado seco e a refletância espectral de referência "rWOe" sejam coincididas tanto quanto possível, ao invés de fixar os comprimentos de onda de referência em 1,8 μιτι no lado de comprimento de onda curto e 2,1 μιτι no lado de comprimento de onda longo. Se os comprimentos de onda de referência acima descritos puderem ser selecionados, a relação entra a absorvência "k" e o conteúdo de água "w" está de acordo com uma linha reta que estende do ponto de origem, e com isto, a expressão relacionai (curva de calibração) entre "w" e "k" pode ser expressa por k = a x w. A constante "a" é a única constante desconhecida. Consequentemente, mudando (reajustando) o gradiente "a" da curva de calibração assumindo, como sendo o valor verdadeiro, o valor de conteúdo de água "wc" medido sobre a amostra do material bruto de pré-mistura pelo método de massa seca e intermitentemente obtido, é possível aperfeiçoar a precisão de medição do testador de conteúdo de água infravermelho. Especificamente, como a curva de calibração correta pode ser obtida, o conteúdo de água "w" no composto pode ser precisamente determinado com base na absorvência "k" medida do composto.Considering the above facts, studies have been done on whether the reference wavelengths can be selected so that the true reference "rWOa" reference spectral reflectance in the dry state and the "rWOe" reference spectral reflectance are matched as much as possible, instead of setting the reference wavelengths at 1.8 μιτι on the short wavelength side and 2.1 μιτι on the long wavelength side. If the reference wavelengths described above can be selected, the relationship between the absorbance "k" and the water content "w" is in accordance with a straight line extending from the point of origin, and with this, the relative expression (calibration curve) between "w" and "k" can be expressed as k = ax w. The constant "a" is the only unknown constant. Accordingly, by changing (readjusting) the gradient "a" of the calibration curve assuming, as the true value, the water content value "wc" measured on the sample of the premixed material by the dry mass method and intermittently obtained, it is possible to improve the measurement accuracy of the infrared water content tester. Specifically, as the correct calibration curve can be obtained, the water content "w" in the compound can be precisely determined based on the measured absorbance "k" of the compound.
Deve ser notado que, quando o conteúdo de água é medido sobre o material bruto de sinterização obtido pela mistura de materiais brutos de pré-mistura plurais (minério de ferro ou material bruto auxiliar), os comprimentos de onda de referência são selecionados de modo que a refletância espectral "rWoa" θ a refletância espectral de referência "rWOe" sejam coincididas tanto quanto possível, prestando atenção não somente a um material bruto de pré-mistura específico mas também a quase todos os materiais brutos de pré-mistura. Pela razão acima descrita, os comprimentos de onda de referência preferíveis são encontrados pela utilização dos seguintes métodos. Sete tipos (A a G) de materiais brutos de pré-mistura primários utilizados para formar o material bruto de sinterização são selecionados como a-mostras dos materiais brutos de pré-mistura. Estas amostras dos materiais brutos de pré-mistura são secas de modo que o conteúdo de água nas mesmas seja feito ser zero. O comprimento de onda "Àw" absorvido pela á-gua é 1,96 pm. Os candidatos para um comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto "Às" são 1,6 pm, 1,7 pm, e 1,8 pm. Os candidatos para um comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "ÀL" são 2,1 pm, 2,2 pm, 2,3 pm, e 2,4 pm. Então, em cada um dos candidatos para os comprimentos de onda de "λ5" e "ÀL", as refletâncias espectrais ("rs", "rL", respectivamente) são medidas. A absorvência "k0" de cada uma das amostras dos materiais brutos de pré-mistura é calculada pela seguinte expressão (3)' com base nas refletâncias espectrais verdadeiras "rWoa" medidas no comprimento de onda "Àw" no estado seco e a refletância espectral de referência "rwoe" calculada pela (2). ko = -ln(rwoa/fwoe) (3)' Em um caso do estado seco, o zero é substituído por "w" na expressão (4), e com isto, "ko" é igual a "b". A seguir, um cálculo foi feito sobre os sete tipos de materiais brutos de pré-mistura primários para obter os quadrados das absorvências "k0" assim obtidas dos materiais brutos de pré-mistura. Todos os quadrados das absorvências "ko" foram somados para obter uma soma dos quadrados. Então, a soma dos quadrados obtida foi dividida pelo número dos materiais brutos de pré-mistura para obter um valor médio da soma dos quadrados. A figura 3 mostra a média calculada das somas dos quadrados para cada combinação de "Às" e "ÀL". Na figura 3, os valores da média das somas dos quadrados estão traçados na ordem decrescente na direção para a direita. Como pode ser claramente compreendido da figura 3, a média das somas dos quadrados da absorvência "k0" é a maior em um caso onde o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "ÀL" é 2,1 pm (o valor correntemente utilizado no testador de conteúdo de água infravermelho comum). Isto resulta do fato que um pequeno pico (a sua forma varia dependendo dos tipos de materiais brutos de sinterização) existe na vizinhança de 2,1 pm do espectro de refletância de cada um dos materiais brutos de sinterização, como pode ser visto na figura 2. Por outro lado, a média das somas dos quadrados de "k0" é a menor em um caso onde o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto "ÀS" é 1,7 pm e o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "ÀL" é 2,3 pm. Nota-se que, nesta modalidade, os comprimentos de onda de referência preferíveis para os respectivos tipos plurais dos materiais brutos de pré-mistura são selecionados pela avaliação da média das somas dos quadrados de "k0", mas a presente invenção não está limitada ao método de avaliação acima descrito. Na presente invenção, pode ser possível selecionar os comprimentos de onda de referência preferíveis, por exemplo, avaliando a soma total dos valores absolutos de "k0", a soma de valores biquadráticos de "k0" ou similares. Ainda, em um caso onde existe um material bruto de pré-mistura cuja proporção de mistura é sempre alta ou é sempre baixa, o comprimento de onda de referência preferível pode ser selecionado calculando a soma dos seus quadrados enquanto ponderando de acordo com a proporção de mistura da mesma.It should be noted that when the water content is measured on the raw sintering material obtained by blending raw premix raw materials (iron ore or auxiliary raw material), the reference wavelengths are selected such that the "rWoa" spectral reflectance θ the "rWOe" reference spectral reflectance are matched as much as possible, paying attention not only to one specific premix raw material but also to almost all premix raw materials. For the reason described above, preferred reference wavelengths are found by using the following methods. Seven types (A to G) of primary premix raw materials used to form the sintering raw material are selected as samples of the premix raw materials. These samples of the premix raw materials are dried so that the water content therein is made to be zero. The wavelength "Àw" absorbed by water is 1.96 pm. Candidates for a short wavelength side reference wavelength "Ace" are 1.6 pm, 1.7 pm, and 1.8 pm. Candidates for a long wavelength side reference wavelength "ÀL" are 2.1 pm, 2.2 pm, 2.3 pm, and 2.4 pm. Then, in each candidate for the wavelengths of "λ5" and "ÀL", spectral reflectances ("rs", "rL", respectively) are measured. The absorbance "k0" of each sample of the premix raw materials is calculated by the following expression (3) 'based on the true spectral reflectances "rWoa" measured at the wavelength "Àw" in the dry state and the spectral reflectance reference value "rwoe" calculated by (2). ko = -ln (rwoa / fwoe) (3) 'In a dry state case, zero is replaced by "w" in expression (4), and thus "ko" is equal to "b". Next, a calculation was made on the seven types of primary premix raw materials to obtain the "k0" absorbance squares thus obtained from the premix raw materials. All squares of absorbances "ko" were summed to obtain a sum of squares. Then, the sum of squares obtained was divided by the number of raw premix materials to obtain an average value of the sum of squares. Figure 3 shows the calculated average of the sums of squares for each combination of "Ace" and "ÀL". In Figure 3, the mean values of the sums of squares are plotted in decreasing order in the right direction. As can be clearly understood from Figure 3, the mean sum of the squares of absorbance "k0" is the largest in a case where the long wavelength side reference "wavelength" ΔL "is 2.1 pm (the currently used in the common infrared water content tester). This results from the fact that a small peak (its shape varies depending on the types of sintering raw materials) exists in the vicinity of 2.1 pm of the reflectance spectrum of each of the sintering raw materials, as shown in Figure 2. On the other hand, the mean of the sums of the squares of "k0" is the lowest in a case where the short wavelength side reference wavelength "AS" is 1.7 pm and the reference wavelength. long wavelength side "ÀL" is 2.3 pm. It is noted that in this embodiment the preferred reference wavelengths for the respective plural types of the premix raw materials are selected by evaluating the average of the sums of squares of "k0", but the present invention is not limited to assessment method described above. In the present invention, it may be possible to select preferable reference wavelengths, for example by assessing the total sum of the absolute values of "k0", the sum of the badratic values of "k0" or the like. Also, in a case where there is a raw premix material whose mixing ratio is always high or always low, the preferred reference wavelength can be selected by calculating the sum of its squares while weighting according to the proportion of mixture of it.
Deve ser notado que, em um caso onde o objeto-alvo de medição é o material bruto de sinterização, é possível manter a média das somas dos quadrados de "k0" dentro de um nível extremamente mais baixo de 0,001 ou menor, se o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "Àl" cair dentro de uma faixa de 2,2 pm a 2,4 pm. Ainda, mesmo se o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto "Às" cair dentro de qualquer valor de comprimento de onda que varie de 1,6 pm a 1,8 pm, é possível diminuir a média das somas dos quadrados de "k0", desde que o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "Àl" caia dentro de uma faixa de 2,2 pm a 2,4 pm. A figura 4 mostra as absorvências "k0" de acordo com a expressão (3)' acima descrita sobre os respectivos materiais brutos de pré-mistura A a G, em um caso onde os comprimentos de onda de "Às" = 1,8 pm e "ÀL" = 2,1 pm são empregados, e um caso onde os comprimentos de onda de "Às" = 1,7 pm e "àl" = 2,3 pm são empregados. "Àw" é 1,96 pm em cada caso. Como pode ser claramente compreendido da figura 4, é óbvio que a absorvência "k0", isto é, o "b" na expressão (4) assume valores extremamente pequenos em qualquer tipo de minério de ferro em um caso onde os comprimentos de onda de "Às" = 1,7 pm e "àl" = 2,3 pm são empregados (quadrado pintado na figura 4), se comparado com um caso onde os comprimentos de onda de "Às" = 1,8 pm e "ÀL" = 2,1 pm são empregados (quadrado não pintado na figura 4). A seguir, uma comparação foi feita entre a absorvência "k" que tem "Às" e "ÀL" mudados e o conteúdo de água "w" medido pelo método de massa seca sobre o material bruto de sinterização obtido pela mistura de materiais brutos de pré-mistura plurais, ao contrário do que sobre os tipos individuais de materiais brutos antes da mistura.It should be noted that in a case where the target object of measurement is the raw sintering material, it is possible to keep the average of the sums of the squares of "k0" within an extremely lower level of 0.001 or less if the length long wavelength side reference wavelength "Àl" fall within a range of 2,2 pm to 2,4 pm. Also, even if the short wavelength side reference wavelength "Ace" falls within any wavelength value ranging from 1.6 pm to 1.8 pm, it is possible to decrease the average of the sums of the squares of "k0" provided that the long wavelength side reference wavelength "Àl" falls within a range of 2,2 pm to 2,4 pm. Figure 4 shows the absorbances "k0" according to the expression (3) 'described above for the respective premix raw materials A to G, in a case where the wavelengths of "Ace" = 1.8 pm and "ÀL" = 2.1 pm are employed, and a case where the wavelengths of "Ace" = 1.7 pm and "àl" = 2.3 pm are employed. "Àw" is 1.96 pm in each case. As can be clearly understood from Figure 4, it is obvious that the absorbance "k0", that is, the "b" in expression (4) assumes extremely small values for any type of iron ore in a case where the wavelengths of "Ace" = 1.7 pm and "àl" = 2.3 pm are employed (square painted in figure 4) compared to a case where the wavelengths of "Ace" = 1.8 pm and "ÀL" = 2.1 pm are employed (square not painted in figure 4). Next, a comparison was made between the absorbance "k" which has changed "Ace" and "ÀL" and the water content "w" measured by the dry mass method on the sintering raw material obtained by mixing raw materials of plural premixes, as opposed to the individual types of raw materials prior to mixing.
Três tipos de materiais brutos de sinterização (após a mistura) (nomes de amostra: α, β, γ) foram preparados mudando os materiais brutos de pré-mistura a serem misturados e os seus volumes de mistura. Para os três tipos dos materiais brutos de sinterização, as amostras dos materiais brutos de sinterização foram preparadas de modo que o seu conteúdo de água foi variado em uma faixa de 0 a 7%. As amostras dos respectivos materiais brutos de sinterização foram avaliadas em termos do conteúdo de água "w" pelo método de massa seca.Three types of sintering raw materials (after mixing) (sample names: α, β, γ) were prepared by changing the premix raw materials to be mixed and their mixing volumes. For the three types of sintering raw materials, the sintering raw material samples were prepared so that their water content was varied within a range of 0 to 7%. Samples of the respective sintering raw materials were evaluated for water content "w" by the dry mass method.
Na medição de conteúdo de água utilizando infravermelho com "Àw" de 1,96 pm, a absorvência "k" é avaliada em um caso onde os comprimentos de onda de "Às" = 1,8 pm e "ÀL" = 2,1 pm são empregados, e um caso onde os comprimentos de onda de "Às" = 1,7 pm e "ÀL" = 2,3 pm são empregados. No momento de avaliação da absorvência "k", as expressões (2) e (3) foram empregadas.In measuring water content using 1.96 pm "A w" infrared, the absorbance "k" is evaluated in a case where the wavelengths of "A" = 1.8 pm and "A" = 2.1 pm are employed, and a case where the wavelengths of "Ace" = 1.7 pm and "ÀL" = 2.3 pm are employed. At the time of absorbance evaluation "k", expressions (2) and (3) were employed.
Uma comparação foi feita entre os materiais brutos de sinterização α, β, e γ após a mistura, ajustando o eixo geométrico horizontal do conteúdo de água "w" avaliado utilizando o método de massa seca, e ajustado o eixo geométrico vertical para a absorvência "k" obtida pela medição de conteúdo de água utilizando infravermelho. A figura 5 mostra um caso de empregar o conjunto de comprimentos de onda comuns de "Às" = 1,8 pm e "ÀL" = 2,1 pm. A figura 6 mostra um caso de empregar o conjunto de comprimentos de onda de "Às" = 1,7 pm e "ÀL" = 2,3 pm que exibe o menor valor médio da soma dos quadrados da absorvência "k" no estado seco no momento de avaliação para cada material bruto de pré-mistura. Da figura 5, pode ser conhecido que tanto o gradiente "a" quanto a interseção "b" na relação entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" do material bruto de sinterização (após a mistura) variam dependendo dos tipos dos materiais brutos de sinterização. Por outro lado, da figura 6, pode ser conhecido que, apesar do gradiente "a" mudar conforme os tipos do material bruto de sinterização (após a mistura) mudam, a relação entre o conteúdo de água e a absorvência passa através do ponto de origem em qualquer um dos materiais brutos de sinterização.A comparison was made between the sintering raw materials α, β, and γ after mixing by adjusting the horizontal geometric axis of the water content "w" evaluated using the dry mass method, and adjusting the vertical geometric axis for absorbance " k "obtained by measuring water content using infrared. Figure 5 shows a case of employing the common wavelength set of "Ace" = 1.8 pm and "ÀL" = 2.1 pm. Figure 6 shows a case of employing the wavelength set of "Ace" = 1.7 pm and "ÀL" = 2.3 pm which shows the lowest mean value of the sum of squares of absorbance "k" in the dry state. at the time of valuation for each premix raw material. From figure 5, it can be known that both gradient "a" and intersection "b" in the relationship between water content "w" and absorbance "k" of sintering raw material (after mixing) vary depending on the types of raw sintering materials. On the other hand, from Figure 6, it may be known that although the gradient "a" changes as the types of sintering raw material (after mixing) change, the relationship between water content and absorbance passes through the melting point. originate from any of the raw sintering materials.
Mais especificamente, pode ser conhecido que a relação entre a absorvência "k" e o conteúdo de água "w" (curva de calibração) está sempre sobre uma linha reta que passa através da vizinhança do ponto original mesmo se o material bruto de sinterização obtido pela mistura dos materiais brutos de pré-mistura plurais são empregados como o-alvo de medição, secando os materiais brutos de pré-mistura plurais para remover a água destes; medindo a absorvência "k0" sobre os materiais brutos de pré-mistura dos quais a água foi removida; calculando a média das somas dos quadrados da absorvência "ko" medida dos materiais brutos de pré-mistura plurais; selecionando os comprimentos de onda de referência "Às" e "ÀL" de modo que a média das somas dos quadrados de "k0" seja um valor pequeno; e fazendo uma medição de conteúdo de água utilizando infravermelho. Considerando o erro de medição permissível, é possível considerar o "b" na curva de calibração k = aw + b como zero. Como um resultado, obtendo um conjunto de dados formado pelo conteúdo de água "wc" avaliado sobre o material bruto de sinterização após a mudança de mistura pela utilização do método de massa seca e a absorvência "kc" avaliada pelo método de absorção de infravermelho no momento quando o tipo ou a proporção dos materiais brutos de pré-mistura muda, o "a" pode ser calculado utilizando a expressão (1) acima descrita com base naquele conjunto de dados. Então, a expressão (5) acima descrita é corrigida com base no "a" assim obtido, por meio de que o conteúdo de água "w" no material bruto de sinterização pode ser precisamente medido utilizando a expressão (5) acima descrita. O erro de medição permissível referente ao "b" será abaixo descrito. Na figura 6, apesar do "b" estar posicionado na vizinhança de zero independentemente da mistura, o "b" cai dentro de uma faixa de 0±0,005 para ser preciso. Esta incerteza de 0,005 corresponde ao erro de 0,2% na medição de conteúdo de água. Portanto, se o erro permissível na medição do conteúdo de água for 0,2%, praticamente não causa nenhum problema mesmo se o "b" for considerado como zero. Como acima descrito, o fato de que o "b" é menor do que ou igual ao erro de medição permissível indica que, se o "b" for considerado como zero, o efeito resultante cai dentro da faixa do erro permissível que pode ser aceito no momento de medição de conteúdo de água. A média das somas dos quadrados das absorvências "k0" pode ser 1/2 ou menor se comparado com aquela da técnica convencional, e o conteúdo de água pode ser precisamente medido, selecionando o "Às" e o "Àl" de modo que a média das somas dos quadrados das absorvências "k0" seja 0,001 ou menor no momento quando as absorvências "k0" são medidas sobre os materiais brutos de pré-mistura plurais dos quais a água foi removida e o "Às" e o "ÀL" são selecionados de modo que a média das somas dos quadrados das absorvências "ko" é pequena.More specifically, it may be known that the relationship between the absorbance "k" and the water content "w" (calibration curve) is always on a straight line passing through the vicinity of the original point even if the obtained raw sintering material by mixing the raw premix raw materials are employed as the measuring target, drying the raw premix raw materials to remove water from them; measuring the absorbance "k0" on the raw premix materials from which water has been removed; calculating the mean sums of the absorbance squares "ko" measured from the raw premix raw materials; selecting the reference wavelengths "Ace" and "ÀL" so that the average sum of the squares of "k0" is a small value; and making a water content measurement using infrared. Considering the allowable measurement error, it is possible to consider "b" in the calibration curve k = aw + b to zero. As a result, obtaining a data set formed by the water content "wc" evaluated on the sintering raw material after the change of mixture by using the dry mass method and the absorbance "kc" assessed by the infrared absorption method on At the time when the type or proportion of the premix raw materials changes, the "a" can be calculated using the expression (1) described above based on that data set. Then, the expression (5) described above is corrected on the basis of the "a" thus obtained, whereby the water content "w" in the sintering raw material can be precisely measured using the expression (5) described above. The allowable measurement error for "b" will be described below. In Figure 6, although "b" is positioned in the vicinity of zero regardless of the mix, "b" falls within a range of 0 ± 0.005 to be precise. This 0.005 uncertainty corresponds to the 0.2% error in measuring water content. Therefore, if the permissible error in water content measurement is 0.2%, it causes virtually no problem even if "b" is considered to be zero. As described above, the fact that "b" is less than or equal to the allowable measurement error indicates that if "b" is considered to be zero, the resulting effect falls within the allowable error range that can be accepted. at water content measurement. The mean sum of the squares of absorbances "k0" can be 1/2 or less compared to that of the conventional technique, and the water content can be precisely measured by selecting the "Ace" and the "Àl" so that the The mean sum of the squares of the absorbances "k0" is 0.001 or less at the time when the absorbances "k0" are measured on the plural premix raw materials from which water has been removed and the "Ace" and "ÀL" are measured. selected so that the mean of the sum of the squares of the "ko" absorbances is small.
Ainda, do "Às" e do "Àl", o "Àl" tem um maior efeito sobre a precisão de medição do conteúdo de água no material bruto de sinterização. Portanto, pode ser possível empregar o valor convencionalmente utilizado para o "Às", e selecionar o "ÀL" que torna a média das somas dos quadrados das absorvências "k0" pequena para otimizar somente o "Àl".Moreover, from "Ace" and "Àl", "Àl" has a greater effect on the accuracy of measuring water content in the sintering raw material. Therefore, it may be possible to employ the conventionally used value for the "Ace" and select the "ÀL" which makes the mean sum of the squares of the absorbances "k0" small to optimize only the "Àl".
Mais ainda, selecionando uma combinação dos comprimentos de onda de referência que faz a média das somas dos quadrados das absorvências "k0" ter o menor valor, é possível obter o resultado mais favorável.Moreover, by selecting a combination of reference wavelengths that makes the mean sum of the squares of absorbances "k0" have the lowest value, the most favorable result can be obtained.
De modo a selecionar o "ÀL" ótimo, ou a combinação ótima de "Às" e "ÀL", é necessário calcular a refletância espectral de referência "rwoe" no comprimento de onda de "Àw" sobre comprimentos de onda "ÀL" plurais ou combinações plurais de "Às" e "ÀL", e obter a absorvência "k0" com base em "rWoa" θ "rwoe" realmente medidos sobre as amostras dos materiais brutos de pré-mistura secos. Neste momento, filtros passa-baixapassa-baixa que correspondem aos respectivos comprimentos de onda podem ser utilizados para medir as refletâncias espectrais no "Às" e "ÀL". Para os filtros passa-baixa, pode ser possível empregar filtros que permitam que uma luz infravermelha que tem os comprimentos de onda acima descritos ±0,05 pm atravesse.In order to select the optimal "ÀL", or the optimal combination of "À" and "ÀL", it is necessary to calculate the reference spectral reflectance "rwoe" at the "Àw" wavelength over plural "ÀL" wavelengths. or plural combinations of "Ace" and "ÀL", and obtain the absorbance "k0" based on "rWoa" θ "rwoe" actually measured on the samples of the dry premixed raw materials. At this time, low-pass low pass filters that correspond to their wavelengths can be used to measure spectral reflectances at "Ace" and "ÀL". For low pass filters, it may be possible to employ filters that allow an infrared light having the wavelengths described above ± 0.05 pm to pass through.
Alternativamente, ao invés de utilizar o filtro passa-baixa, é possível selecionar o "ÀL" ótimo ou a combinação ótima de "Às" e "ÀL", executando uma medição de espectroscopia infravermelha com comprimentos de onda contínuos; e ler as refletâncias espectrais "rL", "rs" em "Às" e "ÀL" com base nos resultados da medição de espectroscopia infravermelha com comprimentos de onda contínuos. No momento de executar a medição de espectroscopia infravermelha com comprimentos de onda contínuos, um espectro- fotômetro FT-IV pode ser utilizado, por exemplo.Alternatively, instead of using the low-pass filter, you can select the optimal "ÀL" or the optimal combination of "Ace" and "ÀL" by performing a continuous wavelength infrared spectroscopy measurement; and read the spectral reflectances "rL", "rs" in "Ace" and "ÀL" based on the results of continuous wavelength infrared spectroscopy measurement. When performing continuous wavelength infrared spectroscopy measurement, an FT-IV spectrophotometer can be used, for example.
Como pode ser claramente compreendido da descrição detalha- da acima, a presente invenção está configurada de modo que, quando o conteúdo de água no material bruto de sinterização é medido pelo testador de conteúdo de água infravermelho, um comprimento de onda apropriado é utilizado como o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "ÀL" selecionando da faixa de comprimentos de onda de 2,2 pm a 2,4 pm. Isto torna possível fazer a relação (curva de calibração) entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" passar através da vizinhança do ponto original em qualquer um dos materiais brutos de sinterização - apesar do gradiente na relação (curva de calibração) entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" variar - mesmo se a condição de mistura do material bruto de sinterização for mudada. Portanto, é possível medir o conteúdo de á-gua no material bruto de sinterização mais favoravelmente do que a técnica convencional, por um método para medir o conteúdo de água no material bruto de sinterização, o qual inclui irradiar uma luz infravermelha por sobre o material bruto de sinterização; detectar a sua luz refletida; e medir o conteúdo de água "w" no material bruto de sinterização utilizando a absorção da luz infravermelha pela água, o método sendo caracterizado por: medir as refletâncias espectrais de referência "rw", "rL", e "rs" utilizando três comprimentos de onda do comprimento de onda "Àw" absorvido pela água, o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "ÀL" mais longo do que o "Àw", e o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto "Às" mais curto do que o "Àw"; calcular a refletância espectral de referência "rwoe" no comprimento de onda "Àw" com base no "rL" e "rs"; obter a absorvência "k" do material bruto de sinterização com base no "rw" e no "rwoe"; calcular o conteúdo de água "w" no material bruto de sinterização com base na relação (curva de calibração) entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" obtidos com base no conteúdo de água "wc" e na absorvência "kc" da amostra do material de sinterização medida com antecedência utilizando o método de massa seca e similares, no qual o comprimento de onda de absorção que cai dentro da faixa de comprimentos de on- da de 1,9 a 2,0 μιτι é empregado como o "Àw"; e um comprimento de onda selecionado da faixa de comprimentos de onda de 2,2 pm a 2,4 pm é empregado como o "ÀL".As can be clearly understood from the detailed description above, the present invention is configured such that when the water content in the sintering raw material is measured by the infrared water content tester, an appropriate wavelength is used as the long wavelength side reference wavelength "ÀL" by selecting from the wavelength range of 2.2 pm to 2.4 pm. This makes it possible to make the ratio (calibration curve) between the water content "w" and the absorbance "k" pass through the vicinity of the original point on any of the sintering raw materials - despite the gradient in the ratio (calibration curve). ) between the water content "w" and the absorbance "k" vary - even if the mixing condition of the raw sintering material is changed. Therefore, it is possible to measure the water content in the sintering raw material more favorably than conventional technique by a method for measuring the water content in the sintering raw material, which includes radiating infrared light over the material. sintering crude; detect its reflected light; and measuring the water content "w" in the sintering raw material using water absorption of infrared light, the method being characterized by: measuring the reference spectral reflectances "rw", "rL", and "rs" using three lengths wavelength "Àw" absorbed by water, the long wavelength side reference wavelength "ÀL" longer than the "Àw", and the wavelength side reference wavelength of short wave "Ace" shorter than "Àw"; calculate the reference spectral reflectance "rwoe" at wavelength "Àw" based on "rL" and "rs"; obtain the absorbance "k" of the raw sintering material based on "rw" and "rwoe"; calculate the water content "w" in the sintering raw material based on the ratio (calibration curve) between the water content "w" and the absorbance "k" obtained on the basis of the water content "wc" and the absorbance " kc "of the sintered material sample measured in advance using the dry mass method and the like, in which the absorption wavelength falling within the range of 1.9 to 2.0 μιτι is employed as the "Àw"; and a wavelength selected from the wavelength range of 2.2 pm to 2.4 pm is employed as "ÀL".
No método de acordo com a presente invenção, no momento de calcular o conteúdo de água "w" no material bruto de sinterização da relação entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" obtidos com base no conteúdo de água "wc" e na absorvência "kc" da amostra do composto medida com antecedência, é possível calcular o conteúdo de água no material bruto de sinterização dividindo a absorvência "k" por um fator de proporcionalidade a porque a relação entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" passa através da vizinhança do ponto original. Nota-se que a utilização do método de massa seca é preferível para medir o conteúdo de água "w" na amostra do composto com antecedência.In the method according to the present invention, when calculating the water content "w" in the sintering raw material the ratio between the water content "w" and the absorbance "k" obtained based on the water content "wc "and the absorbance" kc "of the previously measured compound sample, it is possible to calculate the water content in the sintering raw material by dividing the absorbance" k "by a proportionality factor a because the relationship between the water content" w " and the absorbance "k" passes through the vicinity of the original point. It is noted that the use of the dry mass method is preferable for measuring the water content "w" in the compound sample in advance.
Na modalidade acima descrita, pode ser possível empregar um comprimento de onda selecionado da faixa de comprimentos de onda de 1,6 pm a 1,8 pm como o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto "Às", ao invés de empregar o "Às" convencionalmente utilizado. A seguir, um dispositivo de medição de conteúdo de água para o material bruto de sinterização de acordo com a presente invenção, o qual realiza o método para medir o conteúdo de água de acordo com a presente invenção será descrito com referência à figura 7.In the embodiment described above, it may be possible to employ a wavelength selected from the wavelength range of 1.6 pm to 1.8 pm as the short wavelength side reference wavelength "Ace" instead to employ the conventionally used "Ace". In the following, a water content measuring device for the sintering raw material according to the present invention which performs the method for measuring the water content according to the present invention will be described with reference to figure 7.
Um dispositivo de medição de conteúdo de água 1 de acordo com a presente invenção, o qual mede o conteúdo de água em um material bruto de sinterização utilizando a absorção de uma luz infravermelha pela água, tem uma fonte de luz 2 que irradia, por sobre o material bruto de sinterização uma primeira luz infravermelha que tem um comprimento de onda "ÀW" absorvido pela água, uma segunda luz infravermelha que tem um comprimento de onda "ÀL" mais longo do que o comprimento de onda "Àw", e uma terceira luz infravermelha que tem um comprimento de onda "Às" mais curto do que o comprimento de onda "Àw"; um detector 3 que detecta as luzes refletidas da primeira até a terceira luzes infravermelhas; um filtro passa- baixa 4 que permite que as luzes infravermelhas que têm os três comprimentos de onda do comprimento de onda "Àw", o comprimento de onda "ÀL" e o comprimento de onda "Às" atravessem; e uma unidade de cálculo 5. As refletâncias espectrais "rw", "Γί", θ "rs" do material bruto de sinterização podem ser obtidas pela utilização dos filtros passa-baixa 4 (4W, 4L, 4s) que correspondem ao comprimento de onda "Àw" absorvido pela água, o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda longo "ÀL", e o comprimento de onda de referência de lado de comprimento de onda curto "Às", respectivamente. A unidade de cálculo 5 calcula uma refletância espectral de referência "rwoe" no comprimento de onda "Àw" com base em "rL" e "rs"; obtém a absorvência "k" com base em "rw" e "rWoe"; θ calcula o conteúdo de água "w" no material bruto de sinterização de uma relação entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" com base no conteúdo de água "wc" e na absorvência "kc" de uma amostra do material bruto de sinterização medida com antecedência. Quanto ao "Àw", o comprimento de onda de absorção que cai dentro de uma faixa de comprimento de onda de 1,9 pm a 2,0 pm é empregado, e quanto ao "Àl", um comprimento de onda selecionado de uma faixa de comprimentos de 2,2 pm a 2,4 pm é empregado.A water content measuring device 1 according to the present invention, which measures the water content in a sintering raw material using the absorption of infrared light by water, has a light source 2 that radiates over the sintering raw material is a first infrared light that has a water-absorbed "ÀW" wavelength, a second infrared light that has a "ÀL" wavelength longer than the "Àw" wavelength, and a third infrared light having a wavelength "Ace" shorter than the wavelength "Àw"; a detector 3 which detects reflected lights from the first to the third infrared lights; a low pass filter 4 which allows infrared lights having the three wavelengths of the wavelength "Àw", the wavelength "ÀL" and the wavelength "À" to pass through; and a unit of calculation 5. The spectral reflectances "rw", "Γί", θ "rs" of the raw sintering material may be obtained by using the low pass filters 4 (4W, 4L, 4s) corresponding to the length of water absorbed "Àw" wavelength, the long wavelength side reference wavelength "ÀL", and the short wavelength side reference wavelength "À", respectively. Calculation unit 5 calculates a reference spectral reflectance "rwoe" at wavelength "Àw" based on "rL" and "rs"; obtain absorbance "k" based on "rw" and "rWoe"; θ calculates the water content "w" in the sintering raw material of a relationship between the water content "w" and the absorbance "k" based on the water content "wc" and the absorbance "kc" of a sample of raw sintering material measured in advance. For "Àw", the absorption wavelength that falls within a wavelength range of 1.9 pm to 2.0 pm is employed, and for "Àw" a selected wavelength of a range of lengths from 2.2 pm to 2.4 pm is employed.
Com o dispositivo de medição de conteúdo de água acima descrito para o material bruto de sinterização de acordo com a presente invenção, a relação entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" passa através da vizinhança do ponto original em qualquer material bruto de sinterização 6. No momento de selecionar os três filtros passa-baixa 4 (4W, 4L, 4S), um dispositivo de seleção de filtro passa-baixa 7 que utiliza a rotação de um motor pode ser empregado.With the above described water content measuring device for the sintering raw material according to the present invention, the relationship between the water content "w" and the absorbance "k" passes through the vicinity of the original point in any material. gross sintering 6. At the time of selecting the three low-pass filters 4 (4W, 4L, 4S), a low-pass filter selection device 7 utilizing the engine speed can be employed.
No dispositivo de medição de conteúdo de água acima descrito para o material bruto de sinterização de acordo com a presente invenção, pode ser possível empregar um comprimento de onda selecionado de uma faixa de 1,6 pm a 1,8 pm como o "Às".In the above described water content measuring device for the sintering raw material according to the present invention, it may be possible to employ a selected wavelength from a range of 1.6 pm to 1.8 pm as the "Ace" .
APLICABILIDADE INDUSTRIALINDUSTRIAL APPLICABILITY
De acordo com o método para medir o conteúdo de água em um composto (ou material bruto de sinterização) e um dispositivo de medição de conteúdo de água da presente invenção como acima descrito que seleciona os comprimentos de onda de referência apropriados, uma relação entre a absorvência "k" com análise infravermelha e o conteúdo de água "w" pode ser expressa por uma expressão linear que passa através da vizinhança do ponto original todas as vezes mesmo se um tipo ou proporção de mistura de materiais brutos de pré-mistura para o material bruto de sinterização após uma mistura for mudado. Especificamente, no momento de calcular o conteúdo de água no material bruto de sinterização de uma curva de calibração obtida do conteúdo de água "wc" e da absorvência "kc" de uma amostra do material bruto de sinterização medida com antecedência, é possível calcular o conteúdo de água no material bruto de sinterização dividindo a absorvência "k" por um fator de proporcionalidade a porque a relação entre o conteúdo de água "w" e a absorvência "k" passa através da vizinhança do ponto original. Portanto, para qualquer material bruto de sinterização, é possível manter a precisão de medição do método para medir o conteúdo de água e o dispositivo de medição de conteúdo de água de acordo com a presente invenção para ser preciso o tempo todo, medindo o conteúdo de água "wc" utilizando o método de massa seca e a absorvência "kc" sobre o material bruto de sinterização colocado em uma máquina de sinterização em uma hora predeterminada em um dia, por exemplo, e calculando o fator de proporcionalidade a pela expressão (1) acima descrita.According to the method for measuring the water content in a compound (or raw sintering material) and a water content measuring device of the present invention as described above which selects the appropriate reference wavelengths, a relationship between the The absorbance "k" with infrared analysis and the water content "w" can be expressed by a linear expression that passes through the vicinity of the original point each time even if a type or ratio of premixed raw materials to sintering raw material after a mixture is changed. Specifically, when calculating the water content in the sintering raw material of a calibration curve obtained from the water content "wc" and the absorbance "kc" of a sample of the previously measured sintering raw material, it is possible to calculate the water content in the sintering raw material by dividing the absorbance "k" by a proportionality factor a because the relationship between the water content "w" and the absorbance "k" passes through the vicinity of the original point. Therefore, for any sintering raw material, it is possible to maintain the measuring accuracy of the method for measuring water content and the water content measuring device according to the present invention to be accurate at all times by measuring the content of water "wc" using the dry mass method and the absorbance "kc" on the raw sintering material placed in a sintering machine at a predetermined time in a day, for example, and calculating the proportionality factor a by the expression (1 ) described above.
LISTAGEM DE REFERÊNCIA 1 Dispositivo de medição de conteúdo de água 2 Fonte de luz 3 Detector 4 Filtro passa-baixa 5 Unidade de cálculo 6 Material bruto de sinterização 7 Dispositivo de seleção de filtro passa-baixa REIVINDICAÇÕESREFERENCE LIST 1 Water content measuring device 2 Light source 3 Detector 4 Low pass filter 5 Calculation unit 6 Sintering raw material 7 Low pass filter selection device CLAIMS
Claims (12)
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