干し草水分計の動作原理
干し草水分計の動作原理（電気抵抗、マイクロ波測定、NIRS）を調べます。干し草の品質を確保し、腐敗を防ぎます。
目次
干し草水分計は、干し草の品質を確保し、腐敗を防ぐために重要な干し草の水分含有量を測定するための必須ツールです。これらの計器は、主に電気抵抗、マイクロ波測定、近赤外線反射分光法 (NIRS) に焦点を当てたさまざまな科学的原理に基づいて動作します。
プローブ型メーターのほとんどは、電気抵抗の原理を利用して水分含有量を測定します。この方法は、物質の水分含有量と導電性の関係を利用します。水分は電気の有効な導体であり、干し草は絶縁体として機能するため、電流が受ける抵抗は水分レベルを示します。プローブは通常、2 つのコンポーネントで構成されます。1 つは電流を放電し、もう 1 つは電流を受け取り、メーターの内部コンポーネントによって測定される回路を完了します。干し草の俵の水分含有量が高いほど、水の導電性により抵抗が低くなりますが、乾燥した俵は抵抗が高くなります。水分含有量は、プローブの先端にある 2 つの金属接点間で行われた密度測定に基づいて推定されます。
マイクロ波測定：誘電率の利用
水分含有量のマイクロ波測定では、アンテナを使用してマイクロ波を放射します。通常は、2.4 GHz の産業、科学、医療 (ISM) 用無認可帯域を使用します。この技術の原理は、材料が短時間にエネルギーを蓄える能力である誘電率です。水などの材料は誘電率が高く (約 80)、他のほとんどの材料よりも電磁波によって励起されやすくなります。このプロセスでは、空気を基準誘電率 1 として使用し、この基準値をマイクロ波信号から減算し、数学的アルゴリズムを使用して結果の値を水分測定値に変換します。この方法では、7 ～ 70 パーセントの正確な水分測定値が得られます。
近赤外反射分光法（NIRS）：光吸収分析
NIRS 技術は、干し草の分子による近赤外光の吸収を分析して水分を測定するために使用されます。実際には、干し草が梱包室を通過するときに赤外光が照射されます。センサーはサンプルによって反射される光の量を測定します。干し草の水分は光の一部を吸収し、反射される光の量を減らします。この反射光の減少を使用して水分含有量を計算します。NIRS は迅速かつ適度に正確な測定を提供できますが、粒子のサイズや周囲の環境条件などの要因によって影響を受けることが多く、効果的なリアルタイム アプリケーションには清潔で傷のないレンズが必要です。
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よくある質問
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電気抵抗法は、水分含有量に応じて変化する干し草の導電率を測定します。水分量が多いほど抵抗は低くなるため、メーターは干し草を通る電流の挙動に基づいて水分レベルを計算できます。
マイクロ波測定は、物質の誘電率、特に水の高い誘電率を利用します。マイクロ波を放射し、干し草とマイクロ波がどのように相互作用するかを測定して水分含有量を決定します。
NIRS は干し草に赤外線を照射し、反射される光の量を測定します。干し草に含まれる水分は光の一部を吸収し、反射を減らします。この減少を利用して水分含有量を計算します。
NIRS は、干し草に直接触れることなく、迅速かつかなり正確な測定を行うことができます。ただし、清潔な機器が必要であり、環境要因の影響を受ける可能性があります。