Websitet anvender cookies og lokal lagring bl.a. for at huske dine indstillinger og til statistik.
Ved at bruge sitet accepterer du dette.   Læs mere

OK

Mikrobølger giver præcise vandmålinger i halm

Af Mogens Kjeldal - 11. jun. 2018 KL. 18:10

  • ww293792_1
  • ww293792_2
  • ww293792_3
  • ww293792_4
  • ww293792_5
  • ww293792_6

Den korrekte måling af vand i halm har stor indflydelse på afregningsprisen, og derfor er det rette måleudstyr en nødvendighed. Mikrobølger er derfor en interessant løsning.

Der er meget diskussion om, hvor nøjagtigt man egentlig kan måle vandindholdet i halm både under presning af halmen og senere ved levering af halmen.

Fastsættelse af vandindholdet i halm ved levering har stor betydning for afregningen, hvor en procent ekstra fugt kan betyde en reduktion i afregningen på tre procent eller mere.

Det er således meget afgørende, at fugtmålingen er så nøjagtig som muligt. Den mest nøjagtige metode til måling af vandindhold i halm er anvendelse af mikrobølger.

Hårde og hårde baller

Metoden er dog kun nøjagtig såfremt kalibreringen er korrekt. Her spiller densiteten meget ind. Densiteten er presningsgraden for baller og måles i kg/m3. Over de senere år er presningsgraden eller densiteten steget voldsomt især i bigballer samt hårdt pressede midiballer med en højde på blot 90 centimeter. Det skyldes, at udviklingen inden for pressere går stærkt, og vi ser ofte, at densiteten øges med 10 til 20 procent, når der kommer en ny model.

Dette giver det nye udfordringer omkring korrekt kalibrering af måleudstyret.

Kun ved løbende at bestemme den aktuelle densitet i ballerne, ud fra kendskab til vægt og rumfang, og ved løbende kalibrering af måleudstyret vil fugtmålingerne blive så nøjagtige, som det er muligt.

Hvordan måles fugten?

Hvis man kender princippet i en mikrobølgeovn, forstår man også, hvordan mikrobølger kan anvendes til måling af vandindhold.

Mikrobølgeovnen har været velkendt siden 80-erne, i de fleste hjem, som en hurtig måde til at opvarme mad i. Når man sætter sin mad i en mikrobølgeovn, sætter mikrobølgestrålerne madens vandmolekyler i svingninger, så der udvikles varme. De vibrerende molekyler skubber, trækker og støder ind i hinanden, og på den måde forplanter varmen fra vandmolekylernes bevægelse sig ind i maden. Mikrobølgerne finder på den måde vandet og sætter det i bevægelse, vandet absorberer således mikrobølgerne og bruger energien fra mikrobølgerne

Mikrobølger er elektromagnetiske stråler, som er i familie med radio- og tv-signaler samt telefonkommunikation. Den amerikanske opfinder Percy Spencer opfandt mikrobølgeovnen allerede i 1945, da han fandt ud af, at vand reagerer på mikrobølger med en frekvens på omkring 2,5 gigahertz.

Måling med mikrobølger i halm

Ved fugtmåling i halm anvendes det samme princip som i mikrobølgeovnen. Der sendes mikrobølger, med en frekvens på 2,45 gigahertz, ind i en halmballe, men så snart mikrobølger rammer noget vand, bruger de energien på at sætte det i bevægelse, præcist som det sker i mikrobølgeovnen.

Måleren består af en sender, som sender mikrobølgerne afsted, og der er en modtager, som tager imod de bølger, som ikke stødte på noget vand. Jo færre bølger, der slipper igennem og når frem til modtageren, jo mere vand har der været i halmballen. Slipper der mange stråler igennem, er det fordi vandindholdet i halmen er lavt.

Udfordringen er at finde sammenhængen mellem de mikrobølger, som sendes afsted, og de, der opfanges på modtageren og omsætte det til en vandprocent.

Det er komplicerede beregninger med mange formler for at komme frem til resultatet. Resultatet af flere formler, som indgår i en samlet beregning kaldes en algoritme, og for at finde frem til den rigtige algoritme, er der foretaget et hav af målinger på halmballer. Disse målinger er blevet sammenholdt med laboratoriemålinger med anvendelse af varmeskab.

Vigtige kalibreringer

Kalibrering er en forudsætning for, at måleudstyret kan fungere og give valide resultater. Der skal blandt andet kalibreres for vandindholdet i den omgivende luft, og der skal tages højde for, at noget af vandet i en halmballe er såkaldt 'bundet vand', som ikke kan måles med mikrobølger.

Endelig er densiteten en yderst vigtig faktor. Når måleudstyret er kalibreret korrekt kan fugtmålingerne foregå med en præcision på +/- en procent. Variationen udlignes således ved måling af et antal baller.

Metoden anvendes på de fleste større kraftværker, som fyrer med halm. Der findes kun ganske få producenter i verden, som har udviklet udstyret, og det er det danske firma DSE testsolution A/S, som leverer til de fleste værker i ind- og udland.

Måleudstyret er monteret på den kran, som læsser halmen af lastbilen eller traktor med halmvogn. Måleudstyret måler igennem to halmballer, og der måles tre forskellige steder på hvert ballesæt. Der foretages utallige målinger og gennemsnittet af målingerne bruges til at fastsætte vandindholdet i det leverede halm og danner baggrund for afregningen.

En forudsætning for, at måleudstyret kan måle det korrekte vandindhold, er, at måleudstyret ved, hvor hårdt halmen er presset sammen, udtrykt ved densiteten, kg/m3. Når vægten og rumfanget af halmballen kendes, kan densiteten beregnes. Når ballerne er presset hårdere, er densiteten højere, og det betyder, at der vægtmæssigt er mere halm i måleområdet, og dermed vil der også være mere vand tilstede. Men hvis apparatet er kalibreret til en lavere densitet, sættes det målte vand i forhold til en lavere vægt, og der bliver beregnet en højere vandprocent, end der reelt er i halmen.

Det er ikke et problem, hvis alle halmballer er lige hårdt presset, så kan der anvendes den samme kalibrering, men i de senere år er der kommet pressere på markedet, som kan præstere en højere presningsgrad.

Især de nyeste midipressere med 90 centimeter kanalhøjde, som kan præstere en meget høj presningsgrad/densitet, giver nye udfordringer. Midipreserne leverer i praksis ballevægte fra 450 kg til 600 kg hvilket giver en stor variation i densiteten. Kun ved løbende at bestemme den aktuelle densitet i ballerne, ud fra kendskab til vægt og rumfang, og ved løbende kalibrering af måleudstyret vil fugtmålingerne blive nøjagtige.

Også til pressere

For få år siden kom ideen til at montere mikrobølgemåleren direkte på halmpresseren. Vandindholdet i halmballen kan nu måles kontinuerligt, efterhånden som halmen presses ud af pressekanalen.

Det er det samme princip, som kendes fra måleudstyret på værkerne. På hver side af pressekanalen er der monteret henholdsvis en sender og en modtager, så vandindholdet løbende måles på tværs af ballen, og resultatet vises løbende på et display i traktoren.

Erfaringerne viser, at udstyret, som giver en mere nøjagtig måling end spydmetoden, har den store fordel, at der ofte kan køres længere om aftenen, end man tidligere havde troet man kunne.

På målerens display kan der en indstilles en maksimalt værdi for vandindhold, så maskinføreren ved præcist, hvornår han ikke kan køre længere, hvilket er med til at øge effektiviteten og sikkerheden for at presse halmen med en ønskede kvalitet.

Med mikrobølgemåleren til presseren følger en meget udførlig brugsanvisning, som også findes hos DSE, hvor både vedligehold, fejlmeldinger og de meget vigtige kalibreringer beskrives.

Som udgangspunkt kan måleren være indstillet til 145 kgTS/m3, det svarer til en bigballe på 583 kg ved 10 procent vand. Hvis udstyret i stedet er monteret på en midiballepresse med kanalhøjde på 90 centimeter, og ballen vejer 600 kg ved 10 procent vand, vil densiteten i stedet være 197 kgTS/m3, og måleudstyret skal indstilles til den højere densitet, for at resultatet bliver nøjagtigt.

Hver gang der sker en væsentlig ændring i den ønskede ballevægt, er det nødvendigt at kalibrere måleudstyret, hvilket kan gøres fra monitoren i traktoren. Teknisk vil det være muligt, at data fra presserens vægt- og længdemåling kobles til kalibreringen, så den foregår automatisk.

Der er også udviklet teknologi til mærkning af halmballerne direkte med baggrund i fugtmålingen. Kortlægning af halmudbyttet på marken og variationen i vandindholdet på marken er en mulighed, som er inden for rækkevidde. Hvis det har interesse for varmeforbrugerne ligger det lige om hjørnet med at kunne få oplyst, hvilken leverandør der aktuelt leverer halmballerne til varmeproduktionen, og hvor stort vandindholdet er i den leverede halm.

Få nyhederne først!Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev og vær på forkant med dagens landbrug.

 

Læs maskinbladet på

Læs maskinbladet på desktop

Desktop

Læs maskinbladet på tablet og smartphone

Tablet & smartphone

Læs maskinbladet på nyhedsbrev

Nyhedsbrev

Læs maskinbladet på print og iPaper

Print og iPaper

reklame