|
Анализаторы влажности (влагомеры)
Что такое влагосодержание? Влагосодержание обычно определяется как процентное содержание воды в твердом, жидком или парообразном материале. Если образец жидкий или газообразный, влагосодержание может определяться как выраженный в процентах вес воды, содержащейся в заданном объеме образца, и в этом случае он называется гигроскопической влагой или влажностью. Поскольку возможны различные виды классификации влагосодержания, которым соответствуют различные наименования, то оценка результатов измерения, а также их обработка требуют особого внимания. Методы измерения влагосодержание с помощью анализатора влажности. Влагосодержание можно измерить методом нагрева, методом Карла Фишера, диэлектрическим методом, методом инфракрасной абсорбции, методом нейтронного анализа или кристаллической осцилляции. Из перечисленных методов наиболее часто применяемыми в лабораторных условиях являются методы нагрева и сушки (анализатор влажности) и Карла Фишера (титратор). Методы инфракрасной абсорбции и диэлектрический подходят для процессов обработки. Метод нагрева предполагает, что уровень влагосодержания рассчитывается по весу воды, выпаренной из твердого или жидкого образца после его нагревания в течение некоторого времени, при температуре равной или превышающей температуру испарения образца. Потеря веса растет по мере нагрева образца и, в конце концов, стремиться к постоянной величине. Образец может пиролизоваться или испаряться в зависимости от его характеристик, а значит, то, что испаряется – это не обязательно вода. Однако выбор подходящего размера пробы, температуры нагрева, времени нагрева и т.д. позволяет получить результат, сравнимый с тем, который дает использование метода Карла Фишера. Помимо всего прочего анализаторы влажности (влагомеры), использующие метод нагрева, удобны в работе, благодаря простоте и ясности их принципа действия, а также небольшому размеру. Их эксплуатация и обслуживание не требуют больших затрат, что делает возможным использование этих приборов широким кругом пользователей, тестирующих различные виды образцов. Диапазон измерений – от 0.01/ 0.1% до 100%. Таким образом, даже образцы со 100% влагосодержанием могут быть измерены легко и точно. Анализаторы влажности (влагомеры), реализующие принцип нагрева, в качестве источника тепла могут использовать галогеновую лампу, инфракрасную лампу, защищенный нагреватель или микроволновый нагреватель. Нагреву подвергается проба образца, находящаяся на электронных весах, которые взвешивают пробу до и после нагрева, чтобы определить потерю влаги. Следовательно, электронные весы должны использовать технологию, которая не допускает нагрева датчика нагрузки и таким образом предотвращает дрейф температуры. Это важно, учитывая, что температура может достигать 150–200°С. Метод Карла Фишера – это метод, при котором влагосодержание измеряется путем электрохимического титрования, что возможно, благодаря тому, что в присутствии метилового спирта реагент KF (Карл Фишер), в том числе йод, дисульфид водорода, пиридин, реагируют с водой. Анализатор влажности (влагомер), работающий по методу инфракрасной абсорбции, использует возможности инфракрасного излучения, имеющего особую длину волны, которая поглощается водой. Уровень влагосодержания определяется, исходя из коэффициента мощности отраженного света (образец освещается светом, имеющим длину волны, поглощаемую водой, и две другие длины волны – непоглощаемые, что необходимо для того, чтобы избежать несоответствия, вызванного неровностью поверхности материала, или его местоположением.) Этот метод пригоден для стабильных непрерывных измерений порошков или зерна. Нейтронный анализатор влажности детектирует влагу по свойствам водорода, скорость нейтронов которого снижается водой и различна в различных материалах. Быстрый нейтральный луч становиться термическим нейтроном, когда вода в образце уменьшает скорость нейтронов, и таким образом, происходит неконтактное, недеструктивное, в реальном времени и без пауз измерение влагосодержания по числу термальных нейтронов. Типичными образцами являются плавленные материалы. Анализаторы влажности (влагомеры), работающие по методу кристаллической осцилляции, используют устройство с функциональной тонкой мембраной на электродах, которая распознает абсорбированные кристаллы влаги, изменяющие частоту кристаллического осциллятора. Анализатор измеряет частоту, чтобы определить влагосодержание образца. Этот метод подходит для измерения следового количества влаги в образцах газа. |