泰州市精泰儀器儀表有限公司
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水分測定儀在各行業(yè)水分含量方法包括有損檢測、直接干燥法、電容法……
有損檢測
則是指在測量的過程中待測物粉碎或發(fā)生了化學(xué)變化,致使其不能保持原有的形狀、結(jié)構(gòu)或組分。在這兩類中,無損檢測的方法更經(jīng)濟、快捷,發(fā)展也zui為迅速,是當(dāng)今世界水分檢測的主流。
直接干燥法
直接干燥法是指將待測樣品置于烘箱中,根據(jù)ASAE標(biāo)準(zhǔn),在130℃的溫度下保持19h,測量前后的質(zhì)量差,即為其水分含量。
電容法
電容法是根據(jù)水分的介電常數(shù)遠遠大于糧食中其它成分的介電常數(shù),水分含量的變化勢必引起電容量變化的原理,通過測量與樣品中水分變化相對應(yīng)的電容變化即可知糧食的水分含量。該法可進行在線測量。以上兩種方法的測量原理非常簡單,技術(shù)相對來說也比較成熟,但都存在不足之處:
直接干燥法
測量周期較長,人為干擾因素多,并且不能進行在線測量;電容法的影響因素較多,在精度和重復(fù)性等方面難以達到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。隨著人工智能和數(shù)據(jù)融合技術(shù)的發(fā)展,為數(shù)據(jù)綜合處理提供了新的途徑,目前也取得了一些可喜的結(jié)果。
紅外線加熱干燥法
紅外線加熱干燥法是利用紅外線加熱樣品使其失水,從而達到測量水分含量的目的。主要影響因素為溫度和加熱時間。該法不能進行在線測量。
微波加熱法
微波加熱法是利用微波爐的磁控管所產(chǎn)生的2450MHz或915MHz的超高頻率微波快速振蕩糧食中的水分子,使分子相互碰撞和摩擦,進而去除糧食中的水分。主要影響因素為微波爐的功率、谷物質(zhì)量、密度和介電特性。該法不能進行在線測量。
與傳統(tǒng)干燥法相比,這兩種方法縮短了測量周期、減少了能耗。其中,紅外法不需加熱介質(zhì),提高了熱能利用率;微波法操作方便,并可同時測量多種樣品,但它存在溫層效應(yīng)和棱角效應(yīng),造成微波的不均勻,從而影響測量精度。
介電損失角法
研究表明:谷物含水率不同,介電損失角也不同,并且呈單值分段線性關(guān)系。該方法經(jīng)濟實用、測量精度高,尤為適合測量高水分谷物。主要影響因素為溫度和品種。該法可進行在線測量。
復(fù)阻抗分離電容法
復(fù)阻抗分離電容法通過復(fù)阻抗分離電路的設(shè)計,有效消除電阻參量的影響,而只保留電容參量的變化。這種方法對提高電容式水分計測量精度具有重要意義。
高頻阻抗法
高頻阻抗法是依據(jù)在敏感頻帶(100k~250kHz)施以外加電場的情況下糧食水分與其交流阻抗呈現(xiàn)對數(shù)關(guān)系這一理論來測量其水分的。該法不能進行在線測量。
摩擦阻力法
糧食的動態(tài)摩擦阻力與含水率成線性關(guān)系,含水率高,摩擦阻力大。該法干擾因素少,干擾強度低微,傳感技術(shù)穩(wěn)定、可靠,標(biāo)定方便,調(diào)整靈活,壽命長,價格低,便于實現(xiàn)自動控制。
聲學(xué)法干燥糧食的直流電阻很大,而水的電阻很小,被測樣品的含水量的變化勢必引起其導(dǎo)電能力的變化。含水量越高,電阻越小,通過測量樣品的電阻,即可以間接地測定含水量。由于被測樣品的電阻較大,影響檢測取樣,必須降低電阻以獲得更大的取樣信號,因此該方法一般要求將樣品粉碎后再進行測量。主要影響因素為溫度、品種、緊實度和電極間距。該法可進行在線測量。
甲苯蒸餾法
這是一種較常用的化學(xué)測水方法,利用與水分不相溶的溶劑(甲苯、二甲苯)組成沸點較低的二元共沸體系,將試樣中的水分蒸餾出來。測量精度比一般干燥法略高,主要用于油脂中水分測量。由于該方法容器壁易附著蒸餾出來的水分,會造成一定的誤差。
卡爾·費休法
卡爾·費休(KarlFischer)法是一種經(jīng)典的水分測定方法,應(yīng)用十分廣泛。它利用甲醇和吡啶存在的情況下,水與碘和yaliusuan量測出水分含量??枴べM休法水分計分為容量法和庫侖法兩大類,都需要用水分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進行標(biāo)定。該法主要用于微量水分測量,檢測精度很高,但試劑的成本也很昂貴,安裝麻煩,電路復(fù)雜。主要影響因素為試劑測量誤差。該法不能進行在線測量。
壓力法
水與碳化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成乙炔,在一定條件下,乙炔氣體的壓力與其含水量呈線性關(guān)系。以上3種方法都是依據(jù)化學(xué)反應(yīng)來進行糧食水分測定的。壓力法處于研究階段,卡爾·費休法已經(jīng)作為某些國家的標(biāo)準(zhǔn)方法。甲苯蒸餾法由于誤差較大,所以目前應(yīng)用不是很多。
水分檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢
水分測定儀的種類雖然很多,但其市場潛力卻不盡相同,計算機技術(shù)、原子技術(shù)與半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,給糧食水分檢測技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的空間。為了實現(xiàn)全數(shù)字、實時在線測量,就必須要有快速無損檢測技術(shù)作為保證。隨著對無損檢測技術(shù)的需要,無損檢測儀器將逐步實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化,大規(guī)??删幊踢壿嬈骷蛿?shù)字信號處理器的推廣和成本的降低,必將加速其在無損檢測技術(shù)上的應(yīng)用,不僅提高信號采集和處理速度,紡織水分測量儀滿足市場大量實時性要求,也將縮短開發(fā)時間,增加硬件的功能和擴展性。計算機軟件及硬件在無損檢測技術(shù)上的應(yīng)用,水分測定儀將實現(xiàn)溫度等重要檢測因素的自動補償,使紡織水分測量儀由過去的單一化向多用途方向發(fā)展,紡織水分測量儀適用于多種不同環(huán)境下的無損檢測?;ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展會為無損檢測技術(shù)帶來質(zhì)的飛躍,水分測定儀實現(xiàn)多用戶共享和遠程控制,避免人力、物力和財力的浪費。
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