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詳談烘干法水分測定儀的分類
摘要 目前，物質中水分含量的測定，測量儀器很多。隨著科學技術的發(fā)展，烘干法水分測定儀的應用已經從糧食行業(yè)發(fā)展到煙草、紡織、醫(yī)藥、輕工等多個行業(yè)。本文對烘干法水分測定儀的分類、工作原理、計量檢測方法闡述。
關鍵詞 烘干法；水分測定儀；檢測方法
中圖分類號 TS210 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）102-0126-01
水分含量是影響物質的物理、生物和化學特性的重要指標。目前，物質中水分含量的測定，測量儀器很多。隨著科學技術的發(fā)展，烘干法水分測定儀的應用已經從糧食行業(yè)發(fā)展到煙草、紡織、醫(yī)藥、輕工等多個行業(yè)。烘干法水分測量儀是水分測量儀中一種比較快速水分測量方法。本文重點討論烘干法水分測定儀的檢測方法，同時也對它的分類、工作原理進行了以下闡述。
1 水分測定儀的分類
1.1 根據(jù)烘干方法進行分類
烘干法水分測定儀的烘干方法已經從紅外線原理發(fā)展為石英加熱、鹵素燈微波、紅外陶瓷加熱、激光等*烘干技術。依據(jù)烘干方法，可以分為紅外水分測定儀、鹵水水分測定儀、隧道式烘干法水分測定儀、石英加熱法水分測定儀、激光加熱水分測定儀。激光加熱水分測定儀雖然成本很高但是加熱效果很好，它能夠快速加熱，均勻，但目前還沒有被廣泛應用。鹵素燈加熱、紅外加熱、石英加熱是目前zui常用的三種加熱技術。隧道式烘干法目前已經使用很少，是傳統(tǒng)的加熱技術。
1.2 依據(jù)稱量裝置的結構進行分類
根據(jù)稱量裝置的結構可以分為數(shù)顯水分測定儀和模擬水分測定儀。數(shù)顯水分測定儀的稱量裝置與電子天平相似是基于傳感器的，是通過重傳感器將重量信號進行轉化變成電信號，通過對電信號的測量我們就可以得到測量物品的重量。這種稱量裝置的精度不同，例如有1 mg和5 mg的，溫度測量范圍0℃～230℃，當所測樣品的重量大于5mg時水分測定的精度范圍是±0.05%，典型類型主要有 CSY-H5，CSY-L5，MA45，MA100，HB73，MB35等。
模擬水分測定儀類似于機械天平，它的稱量裝置的原理是基于機械平衡原理的構造。采用這種稱量裝置的精度為5mg，溫度的測量范圍是0℃～160℃，水分測量精度范圍為±0.2%，典型類型是SH10A。
模擬水分測定儀目前在水分測定中已經很少應用。數(shù)顯水分測定儀近年來應用較廣，具有較好的性能，目前已經占領90%市場，*可能代替模擬水分測定儀。
2 烘干法水分測定儀的工作原理
烘干法水分測定儀的烘干方法已經從紅外線原理發(fā)展為石英加熱、鹵素燈微波、紅外陶瓷加熱、激光等*烘干技術。通過這些方法使物體的水分快速蒸發(fā)而失去重量，我們可以通過測得的初始重量和物體蒸發(fā)水分后的重量的數(shù)據(jù)，從而可以獲得在某一特定溫度下的含水量。
若設干燥前樣品的重量為W1；干燥后的樣品重量為W2；M為水分含量。采用以下公式可以計算出樣品的水分：
M=×100%
烘干法水分儀是由稱重傳感單元的結構和紅外加熱單元組成。被測樣品通過稱量單元測得樣品的初始重量，然后被測樣品經過烘干后失重，再通過稱量單元測得樣品失水后的重量，從而得到樣品含水量的數(shù)據(jù)。所測得的數(shù)據(jù)會由于稱重傳感器單元結構和原理的差異，影響到數(shù)據(jù)的準確度。常用的稱重傳感器主要有電容式稱重傳感器、電阻應變式稱重傳感器、壓磁式稱重傳感器、諧振式傳感器。電容式稱重傳感器是把樣品的重量轉化成電容器容量變化的一種傳感器。電阻應變式稱重傳感器是由彈性敏感元件和電阻應變計組成。電阻應變計粘貼在彈性敏感元件上，采用某種一定形式把電阻應變計組成電橋的一種從而實現(xiàn)將重量信號轉換成電信號。壓磁式稱重傳感器是充分采用壓磁效應，將被稱樣品重量的變化轉換成導磁率變化并輸出電信號。壓磁式傳感器具有抗干擾能力強、輸出信號大、能在比較惡劣環(huán)境下工作、過載能力強、結構簡單便于加工等優(yōu)點，缺點主要是反應慢、準確度低。諧振式傳感器是利用石英晶體的諧振特性或機械振子的固有頻率隨著被測樣品的變化而發(fā)生頻率變化，這樣就可以測得樣品的重量。
3 烘干法水分測定儀的計量校準方法
3.1 放置儀器的環(huán)境
水分測定儀和天平一樣要進行定期維護享有同樣的檢測環(huán)境。要建立必要的技術檔案，保證其使用中的準確性和順延性。烘干法水分測定儀應保證應有的清潔度和溫濕度，濕度及溫度過高都會影響它的準確性。平時不用時應有罩放置，保持清潔衛(wèi)生，溫濕適度。液晶顯示器不能在太陽光下進行長時間照射，這樣把內部液晶變?yōu)橐后w，破壞原有的分子排列，造成屏幕不顯示或示數(shù)跳動。
3.2 烘干部分的校準
烘干法水分測定儀的烘干部分在樣品水分測量非常重要。溫度過沖、升溫速度、烘干時間、溫度的準確度都會影響水分測量的結果，但是對于這些因素又很難校準。一些生產廠家為了解決這一問題采取設計一種溫度校正裝置用來提高溫度的準確性，采用這種方法可以解決在數(shù)顯水分測定儀中存在的這樣的問題，但這種方法不能應用于模擬水分測定儀。由于不同廠家生產的溫度校準裝置不具有通用性而不能進行互換。烘干法水分測定儀具有加熱的特性，但是目前還不能直接測量水分測定儀的烘干溫度。一般選擇一些水分已知的標準物質進行間接測量水分測定儀的烘干溫度。一般選擇NaCl飽溶液、5%的NaCl溶液、谷物的粉末。
3.3 烘干法水分測定儀稱量裝置的校準
3.3.1 數(shù)顯水分測定儀的稱量裝置的校準
數(shù)顯水分測定儀稱量裝置的校準可以參照建議OIML R76，對于重復性和示值誤差必須進行檢定，由于所有被測樣品都是均勻鋪于樣品盒中，所以偏載誤差可以不予考慮。
數(shù)顯水分測定儀稱量裝置重復性檢定。采用zui大稱量的單個砝碼重復加載到稱量裝置上。同一載荷多次（測量次數(shù)不得少于6次）稱量結果差值不大于該載荷下zui大誤差的值。
數(shù)顯水分測定儀稱量裝置的示值誤差校準。參照OIML R76，取走試樣盤，把砝碼放置于承載支架中心位置。各載荷點（測量點不少于5個）的示值誤差不能超過在該載荷點的zui大允許誤差。當稱重裝置載物超載時，烘干法水分測定儀的顯示屏應出現(xiàn)超載提示信號。
3.3.2 模擬水分測定儀的稱量裝置校準
水平測定儀的天平微分標尺刻度線應該清晰，不能出現(xiàn)斑點和短線等現(xiàn)象?？潭染€的寬度不能大于0.3 mm，分度的間距不能小于1 mm。指針與標尺間的距離不能大于3 mm，指針尖的寬度不能大于分度線的寬度。指針在偏離平衡位置5分度時，其擺動不能超過7個周期。
烘干法水分測定儀稱量裝置的重復性檢定。在試樣盒上加入10 g標準砝碼，然后調整平衡后取下1g砝碼，測定平衡位置，記錄水分儀的示值誤差，重復上面步驟3次。zui大值與zui小值之差不能大于允許差表中的規(guī)定。
烘干法水分測定儀稱量裝置準確度檢定。將盛有試樣的試樣盒放到烘箱中，離溫度計水銀球的距離約2.5 cm。在105℃溫度下進行烘干3 h后，取出試樣盒冷卻至室溫，再按上面的方法進行反復烘烤，當前后兩次重量差不超過0.001 g時停止烘干。
