Jak se určuje obsah vlhkosti v materiálu?

Vlhkost je úroveň obsahu vody ve fyzických médiích nebo tělech. Nuance konceptu a metod měření závisí na vlastnostech studovaných objektů. U zrnitých a pevných těles je vlhkost poměrem hmotnosti vlhkosti k hmotnosti vlhkého předmětu. Indikátor do značné míry závisí na povaze materiálu, stupni jeho mletí a pórovitosti. Samostatně bychom měli zvážit pojem obsah vlhkosti – poměr hmotnosti vlhkosti k hmotnosti sušiny. To nebere v úvahu molekulárně vázanou vodu, kterou lze izolovat pouze chemickým rozkladem.

Vlhkost zůstává jedním z nejdůležitějších parametrů, které je třeba během výroby kontrolovat. Bezpečnost pracovního procesu a kvalita produktu závisí na environmentálních ukazatelích a na samotném obrobku. Moderní metody měření vlhkosti se aktivně používají při výrobě potravinářských výrobků, stavebních materiálů, farmaceutických výrobků, zpracování nerostů, textilií a mnoha dalšího spotřebního zboží, které podléhá vysokým průmyslovým požadavkům.

Metody přímého a nepřímého měření

Pro kontrolu vlhkosti v průmyslových podmínkách se používají speciální zařízení – vlhkoměry. Obvykle lze všechny metody používané k vytvoření takových zařízení rozdělit do dvou kategorií.

• Přímá – měření se provádějí odběrem vzorku materiálu. Konečné výsledky jsou velmi přesné, ale jejich získání zabere hodně času (až 10-15 hodin). Také přímé metody nejsou vhodné pro většinu pevných kusových výrobků.
• Nepřímé – stanovení vlhkosti se provádí bezkontaktním způsobem. Výsledný výsledek bude o něco méně přesný, ale mnohem rychlejší (zpracování dat trvá několik sekund). Možnost je vhodná pro sypké i pevné materiály.

Nepřímé metody jsou založeny na transformaci pojmu vlhkost na fyzikální veličinu vhodnou pro účetnictví. Používané metody se dělí na elektrické a neelektrické. V oblasti výroby a nauky o zboží jsou preferována nepřímá měření, v laboratorních podmínkách jsou žádané možnosti přímého výzkumu.

Metodické chyby a způsoby jejich redukce

vše metody měření vlhkosti zůstávají relativní, i když velikost a rozmanitost jejich chyb kolísá. Nejrůznější důvody nepřesností pro váhový přístup, který zahrnuje vzducho-tepelné sušení vzorků:

• tepelný rozklad organického vzorku;
• odpařování těkavých látek spolu s vodou;
• neúplné odstranění vlhkosti v důsledku dosažení rovnováhy mezi vzorkem a tlakem par v prostředí;
• vytvoření vodotěsné kůry.

Výkon kapacitní metody je ovlivněn teplotou a způsobem odběru vzorků. U optických metod může docházet k chybám způsobeným tloušťkou zkoumaného materiálu, ve kterém se po zaschnutí povrchové vrstvy zadržuje vlhkost. Existuje několik způsobů, jak snížit úroveň nepřesností nebo zcela odstranit překážku:

• správná volba výzkumné metody;
• používat pouze spolehlivé, správně kalibrované a nakonfigurované zařízení;
• dodržování metodických požadavků na odběr vzorků a výzkum.

Každá metoda má stanoveny hranice nepřesnosti. Některé přístroje tedy nejsou schopny určit vlhkost pod 10 % a některé výzkumné metody mají chybovost menší než jedno procento.

Nejpřesnější metody měření vlhkosti

Nejpřesnější metody a prostředky měření vlhkosti pro každý materiál budou jiné. Za nejsprávnější laboratorní přístup je považováno sušení vzduchem, které zahrnuje vážení vzorku před, během a po zpracování pomocí vysoce citlivého zařízení. V tomto případě musí zařízení splňovat požadavky na prvotřídní pracovní standard. Chyba metody je asi půl procenta.

Průmyslové elektroměry jsou také vysoce přesné: ultravysokofrekvenční (mikrovlnné), konduktometrické, kapacitní. Zohledňují princip značných rozdílů mezi vodivostí vody a suchého materiálu. Nevýhodou je obtížná regulace vlhkosti na úrovni nižší než 1 %, ale to není podstatné pro všechny materiály. Pro řízení výrobních procesů se používají i optické infračervené systémy, jejichž chyba je menší než 1 % a rozsah měření pokrývá 0 až 100 %.

Nejmodernější metody měření

Nejmodernějším a nejpohodlnějším způsobem stanovení vlhkosti pevných látek a zrnitých těles zůstává použití optického infračerveného systému. Metoda umožňuje poměrně přesně určit vlastnosti studovaného materiálu bez přímého kontaktu s ním a/nebo odběru vzorků. Technologie je založena na absorpci specifických světelných vln vodíkovými vazbami. Zařízení vyšle vlnu dané délky a poté přečte množství odražené energie, čímž určí počet molekul vody.

Zařízení zpracovává každou sekundu data z tisíců měřicích bodů, což umožňuje určit úroveň vlhkosti velkého objemu statických nebo pohybujících se těles. Zařízení zároveň nevyžaduje rekalibraci ani specifickou údržbu umožňuje neustále sledovat kvalitu produktu a v případě potřeby proces optimalizovat.

Měřící přístroje

V laboratorních podmínkách a při výrobě některého zboží (například řeziva) se používá těžká statická zařízení: sušící komory, váhy atp. Při práci v terénu jsou optimální volbou kompaktní přenosné vlhkoměry, které jsou určeny pro rychlé vyšetření vzorků. Kapesní zařízení se častěji používá pro sypké materiály.

Bezdotykové stacionární senzory jsou obvykle instalovány nad dopravníky, zásobníky, skluzy a sušárny. Umožňují vám nepřetržitě kontrolovat vlhkost s minimálním počtem personálu. Jediný operátor může monitorovat velké množství procesů, protože senzor generuje alarm, když je zjištěna nesrovnalost.

Vlastnosti konduktometrické metody

Studium nepřímé metody měření vlhkosti materiálů, stojí za to věnovat pozornost konduktometrickému přístupu, který je založen na stanovení elektrické vodivosti zkoumaného těla. Většina suchých materiálů zůstává dielektrikem a ztrácejí tuto vlastnost, když jsou mokré. Odpor těla se mění v závislosti na vlhkosti – tu měří vlhkoměr. Metoda se nejčastěji používá v dřevařské výrobě, její přesnost však může být negativně ovlivněna strukturou materiálu, přítomností nečistot, vody na povrchu.

Nuance kapacitní metody

Kapacitní (dielektrický) přístup je založen na rozdílu dielektrické konstanty vody a studovaného materiálu. Zařízení snímá kapacitu snímače se studovaným tělem a určuje obsah vlhkosti. Mezi výhody kapacitních vlhkoměrů patří možnost studovat širokou škálu ukazatelů s vysokou přesností. Je třeba vzít v úvahu, že údaje o zařízení se mohou měnit s různou objemovou hmotností materiálu a heterogenitou konstrukce.

Pracovní frekvence vlhkoměrů

Metody a přístroje pro měření vlhkosti, založené na vysokých frekvencích, se nazývají mikrovlny. Tento přístup je variací metody kapacitního výzkumu a je založen na studiu propustnosti materiálu pro mikrovlnné záření. Zařízení jsou schopna pracovat v rozsahu od 5*10³ do 5*10⁷Hz. Čím slabší signál materiálem prochází, tím vyšší je jeho vlhkost. Získaná data jsou mimořádně přesná a používají se především při výrobě pásových a plošných materiálů, jako je lepenka.

Výkon

Pro efektivní stanovení obsahu vlhkosti zrnitých a pevných těles je nutné zvolit metody a zařízení odpovídající specifikům. To zajistí vysokou přesnost a reprodukovatelnost výzkumu. Na našem webu je to snadné objednat zařízení s dodáním do jakéhokoli regionu Ruska. Katalog představuje profesionální vybavení od známých výrobců za konkurenceschopné ceny.

© 2024 ChemBioLab LLC Mikrobiologie a kryotechnika. Zařízení pro analýzu prášků a porézních materiálů.

Zavoláme vám zpět

Všechna pole jsou povinná.

Zadejte své jméno
Vložte své telefonní číslo
Souhlasím se zpracováním
osobní data
Souhlas se zpracováním osobních údajů