一種測量物質中含水量的裝置——水分儀

時間：2024/7/17閱讀：561

什么是水分儀？

水分計

水分計是一種測量物質中含水量的裝置。

有些設備可以測量氣體、液體和固體狀態。水分計的類型包括干法、卡爾費休法、紅外吸收法、介電常數法等，其中干法或卡爾費休法水分計典型用于實驗室。

水分計按用途分類，用于測量食品、土壤、混凝土等中的水分。一些測量食品中水分含量的方法是由 ISO 和 JAS 等方法確定的，并且一些水分測定儀符合這些標準。

測量物質水分的行業多種多樣，水分計可用于多種測量目標，包括食品、工業產品和木材。特別是食品的形狀、水分含量、控制值等各不相同，因此每次使用的水分儀和測量程序必須根據產品進行優化。

在大米和小麥等食品工業中，使用的干燥水分計還配備有天平和干燥機。另一方面，卡爾費休方法通常用于食品工業中使用的水分計，例如味噌和油，以及處理溶解在有機溶劑中的材料的材料制造商。

使用的其他設備包括使用張力計方法測量土壤濕度的濕度計，以及測量混凝土濕度的高頻電容式濕度計。

水分計根據方法的不同，有不同的測量方法：根據質量變化估算水分含量的干燥法、通過與水發生化學反應定量計算水分含量的卡爾費休法、以及計算水分含量的方法。示例包括電容法。

干燥法原理

圖1 干燥法原理

干燥法是一種非常簡單的方法：干燥前測量樣品的質量，將其置于加熱至100℃左右的恒溫槽中約3小時，使水分蒸發，測量質量，根據差值計算水分含量這是一種求數量的方法。

還提供結合了干燥機和精密天平的水分計，讓您可以在控制溫度和時間的同時進行測量。干燥方法通常被確立為谷物等食品的測試方法。

卡爾費休法反應式

圖2 卡爾費休法反應方程

卡爾費休水分計定量測量在甲醇等碳原子數較少的醇和吡啶等有機堿存在下與二氧化硫和碘反應的水量。

庫侖滴定通常用于定量水含量，水含量是根據陽極碘離子產生的碘的消耗來確定的。請注意，具有還原性的化合物（例如抗壞血酸）會通過另一種化學反應消耗碘，因此無法使用卡爾費休法測量水分。

張力計的工作原理

圖 3. 張力計的工作原理

張力計是一種測量土壤濕度的方法。

該方法包括將多孔無釉杯子粘到管道上，裝滿水，然后將杯子插入土壤中測量壓力變化，以測量滲入土壤中的水量。此外，張力計無法在干燥土壤中進行高精度測量，因為容易形成間隙。

該方法用于測量土壤和混凝土等材料中所含的水，這些材料的介電常數比水低。

將樣品夾在兩個電極之間，通過施加電壓來測量電容，并根據變化量計算出水量。過去它的缺點是精度相對較低，但最近精度有所提高，且測量容易，因此經常在建筑工地使用。

大氣和樣品以外的物質中也含有水分，因此使用水分測定儀時，需要注意測量環境。特別是在測量微量水分時，如果實驗室的濕度或樣品與大氣接觸的時間發生變化，測量值可能會發生變化。

另外，在卡爾費休法中，需要牢固地擰緊配件，以防止水分從管件等的間隙進入，并且可以除去測量時流動的氮氣等惰性氣體中含有的水分。硅膠等干燥物必須事先用消毒劑去除。