部分水分测定仪的原理介绍

部分水分测定仪的原理介绍
中子水分计、近红外水分仪、电容式水分计、电阻式水分计、卡尔\费休水分仪、重量法水分计
 
近红外水分仪
近红外光是指波长在0. 78~2. 52um之间的电磁波。电磁波都具有定的能量。物质对电磁波能量有选择性吸收的能力，换句话说，种分子只能吸收某种或某几种波长的电磁波，而对其他波长的电磁波则不吸收。
近红外水分仪就是根据水分子对某些波长的近红外光吸收强烈的原理工作的。研究表明，水在近红外光域内有三个特征吸收峰，即1.43um，1.94um和2.95um。水分子对1.43um附近的和1.94um附近的近红外光吸收强烈。如果用这两个波长的近红外光照射被测物质，就可以通过测量透射光或反射光的衰减程度来测量物质的水分。
上海佳实电子科技有限公司生产的SH-8B在线近红外水分仪就是这种水分测定仪的代表产品，测量准确。
中子水分计
由中子源、探测器和相应的计数装置所组成测量物质水分的仪器叫作中子水分计。其基本测量原理是：由中子源发射出的中子在被测物质中的减速扩散、减速透射、衰减、散射都由被测物质内的氢含量所决定，水分子(H2O}含有两个氢原子，所以探测中子的计数率就能反映该物质中水分的大小。
中子水分计的种类很多，可按测量方式、测量原理和装置类型三种分类方法进行。按测量方式分类有插入型、表面型、透射型和散射型四种；按测量原理分有中子减速扩散法，中子减速透射法，中子衰减法和散射法；按装置类型分类有固定式、移动式和取样式三种。

电容式水分计
电容器的电容量与其两极间介质的介电常数ε成正比。不同的物质具有不同的介电常数。在干燥状态下，许多物质(如纤维、纸张、木材、谷物等)的介电常数都较低。约为1-5。而纯水的介电常数则很，为80左右。因此，当介质中含有水分时，其介电常数就会大大提，从而引起电容器电容量的增加，电容式水分计就是利用水的这个特性工作的。
    电容式水分计的主要特点是：结构简单、灵敏度、量程宽、响应快、操作方便，价格低廉，还能实现有线和无线遥测。适用于粮食、建材、造纸、纺织，煤炭、铸造等行业检测粉状、粒状、片状、块状和浆料等非金属物料中的水分。
电阻式水分计
固体物质中如有水分存在，其导电性能就会发生变化。般干燥固体的电阻率为1010~1018Ω·cm，当含有水分时，电阻率可能会下降到10-2~10-3Ω·cm，并且电阻的变化与含水量的大小遵从定的规律。根据这特性，可在定条件下测出物质的电阻（或电导）与水分含量的关系曲线。电阻式水分计就是根据这种原理工作的。
电阻式水分计的主要特点：是灵敏度，当水分发生微小变化时，其直流电阻会发生较大变化；二是响应时间快，可用于连续的在线测量但由于物质中电解质的存在会严重影响导电性能，故不能用于含有电解质物质的水分测量。
电阻式水分计应用域十分。除含有电解质的物质外，其他物质的水分测量都可以采用，如木材、纸张、谷物、皮革、蔗渣、棉纱、纤维、草、型砂、干果、乳制品、面粉、食糖、水泥、土壤、焦炭、等。
卡尔·费休水分仪
化学法是测量水分的重要方法。它是依靠水分子和特殊反应物的化学反应方程式的定量关系计算水分含量的就是卡尔·菲休滴定法。
卡尔·费休滴定法是由卡尔·费休(Kerb Fischer)提出井于1935年发表的。该方法的核心就是在醇环境中用水与碘发生化学反应来检测水分含量。因此，该方法被命名为卡尔·费休滴定法，所用的特殊试剂被命名为卡尔·费休试剂，采用该方法的仪器称为卡尔·费休水分仪。这种方法和仪器准确可靠，为世界各所。许多家和组织把它作为法定的标准分析方法，用于测定液体、固体和气体中的含水量。长期以来，人们对卡尔·费休滴定法的理论和应用研究从未间断过，在卡尔·费休试剂的组成、配制和使用条件等方面做了大量开发研究工作，仪器的技术指标和自动化程度也在不断地提。
●卡尔·费休试剂
    为了满足实际需要，人们研究开发了大量的卡尔·费休试剂，有些还申请了利。总体来说，卡尔·费休试剂包括三类：用于卡尔·费休容量法滴定的单组分试剂和双组分试剂，用于卡尔·费休库仑法的试剂以及用于测量酮、醛和其他物质中水分的特殊试剂。
重量法水分计
    重量法水分计的工作原理是把被测固体或液体样品于干燥装置中，在某温度和压力条件下脱水干燥，通过称量干燥前后样品的质量变化，按照公式计算出被测物质的湿基水分和干基水分。由于样品的种类繁多，其物理性质和化学性质各不相同，其中水分的存在形式有很大的差别，例如有的物质受热容易分解，氧化和挥发以及升华等，水分存在的形式有游离状态的物理吸附水，化学吸附水和化学结合水等。因此，在用重量法水分计测量固体或液体的含水量时，须根据测量对象的特点采用不同的处理方法。
    在重量法测试操作中，温度、压力、干燥时间以及干燥剂的选择。条件不同测量方法和所用仪器也不同，因此重量法水分计又分为烘箱法、热天平法和干燥剂法三种类型。上海佳实电子科技有限公司生产MS-100型卤素水分仪，红外水分仪是这种水分仪的代表产品，测量准确，效果好。
1 烘箱法
     对于具有热化学稳定性的样品，常用的方法是常压下的烘箱法。其操作步骤是通常把试样置于烘箱中，在合适的温度下烘干恒重，干燥前后的质量差即为样品的含水量。加热的方式可用电加热或红外线加热。此方法简单方便，因而使用为。但要注意干燥后冷却吸水以及是存在易挥发成分，是否容易受热分解、氧化或升华等。试样如果宜在减压和较低温度条件下进行干燥，用真空烘箱法。
2 热天平法
        热天平法是研究热解的有效方法，既可以用来测定固体物质的吸附水和结晶水，又可以用来判断固体化合物的热化学性质。其工作原理简单来说就是将加热炉中的试样悬挂在天平的臂上，加热前天平的指针或示值处于平衡位置，在加热过程中由于水分的解吸或热解，天平失去平衡。连续记录读数，即可测出试样质量的变化。加热炉基本上都采用红外辐射加热，因为红外辐射能量，穿透性强，可以实对样品的干操。
3干燥剂法
      有些物质热稳定性较差，在温度较的情况下容易分解。对于这类试样，不宜采用加热干燥的测量方法，而宜采用干燥剂使之在室温和常压(或减压)下干燥，以测定其水分。常用的干燥剂按其干燥能力顺序为五氧化二磷、氯酸镁、氢氧化钾、三氧化二铝、氧化钡、无水浓硫酸、硅胶、氧化镁、氧化钙、氯化钙、浓硫酸、氯化锌、无水硫酸铜等。为了干燥目的，可以采用两种不同的方式:其是试样经过干燥剂干燥之后，称量其质量变化;其二是将试样置于个干燥的空间中用真空泵进行减压于燥。由泵吸出的气体通过五氧化二磷吸收管收集其中的水分，吸收管的增重即为试样的含水量。