Анализатор влажности
Анализатор влажности (влагомер) — лабораторный прибор для определения количества влаги в продукте. Принцип его работы основан на измерении массы исследуемого образца до и после испарения из него влаги. Влажность является одним из ключевых показателей при контроле качества сырья и готовых продуктов. В качестве объекта могут быть сыпучие, твердые и пастообразные продукты. Поскольку такие устройства считаются измерительными приборами, то они должны проходить аттестацию и сертификацию в Госреестре средств измерений РФ.
Способы определения влажности
Различают прямые и косвенные способы определения влажности в продукте. К прямым относят сушильно-гравиметрический. Он определяет процентное соотношение массы образца до и после высушивания. Этот способ трудозатратный, так как подразумевает использование эксикатора, сушильного шкафа и аналитических весов.
Косвенные способы измеряют сопутствующий физический параметр образца, связанный с изменением содержания влаги (например, электропроводимость). Его значение пересчитывают на показатель влажности. К таким методам относятся инфракрасный, кондуктометрический, емкостной и сверхчастотный.
Работа современных влагомеров основана на термогравиметрическом методе, который делает процесс определения влажности быстрым и простым в исполнении.
Устройство анализаторов влажности
Влагомеры одновременно выполняют функции простых классических лабораторных устройств: весов, эксикатора и сушильного шкафа. Прибор состоит из:
- камеры, куда непосредственно помещают исследуемый продукт;
- нагревательного элемента в виде источника инфракрасного излучения, галогеновых ламп или кварцевых излучателей;
- измерительного блока (взвешивающего устройства), представленного аналитическими весами;
- блока управления и индикации, расположенного на корпусе прибора.
При всей простоте конструкции устройства отличаются производительностью, высокой точностью, компактностью и мобильностью. Кроме того, их можно использовать как в лабораториях, так и на производстве.
Принцип действия анализаторов влажности
В основе работы любого анализатора влажности лежит термогравиметрический метод. Исследуемый образец помещается в камеру, где предварительно взвешивается его первоначальная масса. Затем происходит испарение влаги из образца воздушно-тепловым способом с помощью нагревательного элемента до максимально допустимой температуры.
Процесс высушивания образца должен осуществляться равномерно и быстро. Когда образец полностью обезвожен достигается его равновесное состояние с окружающей средой в камере. Этот момент фиксируется благодаря тому, что измерение массы и температуры происходит постоянно во время обезвоживания (т.е изменение массы образца во времени). После окончательного испарения влаги прибор автоматически проводит взвешивание продукта и производит расчет результатов, которые выводятся на дисплей.
Точность результатов обуславливается чувствительностью весового устройства, работающего на основе тензодатчика, преобразовывающего механическую деформацию в электрический сигнал. Все процессы в приборе происходят автоматически. В среднем на одно измерение уходит 5 - 15 минут. При этом производители предлагают различные программы сушки (стандартную, ускоренную, автоматическую и ручную) и режимы управления прибором, что обеспечивает быстроту и точность исследований.
Калибровка взвешивающего устройства анализатора может осуществляться с использованием внешней гири.
Виды анализаторов влажности
По методу исследования разливают два вида влагомеров:
- прибор, с помощью которого проводят внешнее измерение, используется, когда невозможно взять образец на анализ и поместить внутрь устройства (древесина, почва). Рабочий элемент непосредственно контактирует с внешней средой.
- прибор, с помощью которого проводят внутренне измерение, т.е. когда имеется возможность поместить образец внутрь камеры. К таким приборам относятся лабораторные анализаторы влажности.
Устройства различают также по типу нагревательного элемента: галогенный и инфракрасный. Более высокая скорость обезвоживания образцов и более равномерное распределение нагрева наблюдается у галогенового элемента.
Области применения анализаторов влажности
Влагомеры широко применяются в лабораторных исследованиях, а также в различных секторах промышленности для контроля производства и качества конечного продукта:
- в фармацевтической отрасли для контроля уровня влаги в сухих вакцинах, таблетках и т.д.;
- в нефтеперерабатывающей отрасли для определения качества нефтепродуктов т.д.;
- в аграрном секторе для определения качества семян, зерна, комбикормов, шрота и т.д.
- в пищевом секторе для определения качества муки, масел, теста, полуфабрикатов, кондитерских кремов, сухих напитков, макаронных изделий, рыбных и мясных консервов и т.д.;
- в косметической отрасли для определения качества зубных паст, стиральных порошков и т.д.
- в строительном секторе для определения качества мела, гипса, древесины, цемента и т.д.
Как выбрать анализатор влажности
При покупке анализатора влажности учитывают как его характеристики, так и свойства исследуемого образца. Так, воспроизводимость результатов является важным параметром, который показывает близость результатов повторных измерений. Если предстоит исследовать образцы различной природы, то нужно обратить внимание на температурный диапазон прибора и широкий выбор программ сушки. Программы сушки значительно облегчают проведение анализа и позволяют получать результаты быстрее. При исследовании образцов с небольшим содержанием влаги (например, сахар, соль) нужно учитывать дискретность прибора — наименьшую единицу результата измерения. Другим важным параметром является диапазон влажности, который указывает минимальное и максимальное значение влаги в продукте. Также важную роль играет тип нагревательного элемента, который обеспечивает сушку образца. Наряду с кварцевыми и инфракрасными наиболее распространенным и эффективным является галогеновый.