Способи визначення вологості

Така процедура, як визначення вологості, необхідна в різних сферах і ситуаціях. Охарактеризувати наявність вологи в певному матеріалі можна за допомогою двох основних значень. Це влагосодержание і безпосередньо вологість.

Що таке абсолютна і відносна вологість?

По-іншому ці значення називаються вологістю абсолютного і відносного характеру відповідно. Визначити відносну вологість (та й абсолютну) можна, використовуючи різні методи, у кожного з яких є свої плюси і мінуси.

1. Якщо звернутися за поясненням до формул, то вологовміст - це відношення маси безпосередньо вологи, що позначається символом «М», яка міститься в матеріалі (тілі), до абсолютним значенням маси але вже сухого матеріалу (тіла), яке має позначення М_0. Виглядає ця формула наступним чином: U = М: М₀.
2. А ось вологість (W) визначається трохи по-іншому. Знайти її значення можна за допомогою формули: W = M: (M + M₀), Де символ М - це значення маси вологи, яка міститься в матеріалі, а сума має на увазі значення маси вологого матеріалу.

Далі буде розглянуто кілька методів, за допомогою яких можна визначити відносну вологість.

Основні способи вимірювання відносної вологості

Всі існуючі методи визначення вологості матеріалу можна умовно розділити на варіанти прямого і непрямого характеру.

При застосуванні прямого методу, використовується поділ вологого матеріалу безпосередньо на наявну в ньому вологу і сухі складові.

За допомогою непрямого методу визначають вже інше значення, яке функціональним чином повязано з наявною вологістю досліджуваного матеріалу. Застосування непрямих методів потребує проведення попередньої калібрування, необхідної для встановлення залежності між такими значеннями, як вологість матеріалу, а також обчислюється величина.

Одним з найпоширеніших методів визначення вологості матеріалу вважається так званий спосіб висушування. Його процес полягає в проведенні сушіння досліджуваного зразка повітряно-тепловим методом. В результаті необхідно досягти рівноваги між станом зразка і навколишнім середовищем.

Досягнутий рівень рівноваги можна умовно вважати рівним абсолютного видалення вологи. Практика показує, що найбільш частими є процеси сушки, при яких досягається постійна вага матеріалу, але мають місце і прискорені способи сушіння.

Що стосується першого випадку, то процес сушіння завершують після того, як два наступних один за одним зважування зразка матеріалу дають одні і ті ж результати або близькі за значенням. В результаті того що швидкість цього процесу повільно зменшується, можна зробити висновок, що практично вся волога з матеріалу буде видалена. Тривалість проведення визначення вологості цим способом становить значення від декількох годин і досягає доби, а іноді і більше.

А ось прискорений спосіб сушіння проводиться в більш короткі терміни, але при використанні високих температурних режимів. Сучасні способи визначення вологості матеріалу мають на увазі використання інфрачервоного випромінювання в цих цілях, а іноді може застосовуватися нагрів, що має на увазі застосування високочастотного струму.

Хочеться відзначити, що ці методи сушіння не дозволяють визначити справжнє значення вологості. З їх допомогою визначається величина умовного характеру, наближена за значенням до істинного результату.

1. Якщо вологість визначалася в різних за характером умовах (температура повітря і інші показники), то результати будуть сильно відрізнятися, і зіставляти їх немає ніякого сенсу. Найбільш точний результат можна отримати в разі застосування вакуумної сушки, яка проводиться за умови зниженого тиску до досягнення значення постійної ваги.
2. Інший метод носить назву дистилляционного. При його використанні зразок матеріалу піддається нагріву в спеціальній посудині, наповненій потрібною кількістю рідини, яка має властивості не змішуватися з водою. До цих речовин можна віднести мінеральне масло, бензол та інші варіанти.
3. Процес нагріву триває до досягнення температури кипіння використовуваної рідини. Отримані в результаті цього пари потрапляють в холодильник, після чого конденсуються в спеціальній вимірювальної ємності. З її допомогою проводиться вимірювання обєму або визначення ваги води.
4. Цей метод підходить для різних матеріалів, як для твердих, так і для рідких. Але це не говорить про його ідеальності. Вимірюється величина в цьому випадку теж залишається неточною. Для нього теж властиво наявність деяких недоліків. Похибка утворюється в результаті утворення крапель води, які осідають на стінках холодильника і труб. Ще до списку недоліків можна віднести огнеопасность використовуваних розчинників і великі габарити апаратури, її крихкість.

Незважаючи на все сказане, описані методи вважаються стандартними при визначенні вологості в більшості досліджуваних матеріалів.

Визначення вологості: вибір способу

Перш ніж вибрати, яким способом буде визначатися вологість, необхідно знати плюси і мінуси кожного з них. Так, метод сушіння вважається досить надійним, але в результаті його застосування утворюються похибки. І ще його застосування обмежене деякими умовами. Шафи, які використовуються при використанні цього методу, - дуже дороге обладнання, що володіє досить складною конструкцією.

Дистиляційний спосіб, як вже зазначалося вище, має ще більшу кількість мінусів, таких як обладнання крихке, а реактиви вогненебезпечні. Крім того, ступінь похибки досить велика.

Існують і інші методи, які не були описані в статті. Наприклад, екстракційний метод. Він відрізняється складністю постановки і для його застосування необхідно використовувати витратні матеріали.

Метод хімічного характеру, в порівнянні з іншими, здатний враховувати зміст навіть звязаної води в зразку матеріалу. Він відрізняється простотою, але вимагає наявності витратних матеріалів.

Ще один з методів заснований на застосування СВЧ-технологій обчислення вологості. Він вважається надійним. З його допомогою можна безконтактним способом обчислювати вологість матеріалу. Але якщо проводити порівняння з методом кондуктометричного характеру, то він є більш складним в своєму виконанні.

Це ще не всі існуючі варіанти вимірювання вологості. Наприклад, нейтронний спосіб має досить маленькою похибкою. Найбільш зручним він вважається при проведенні вимірювань вологості в грунті, а також в бетоні.

До мінусів цього варіанту можна віднести необхідність великого обсягу навішування. А ще він робить свій вплив на показники, що характеризують органічні домішки. Наявність фонової радіоактивності також можна віднести до істотних мінусів, в результаті чого він вважається непридатним до деяких видів технічних досліджень.

Спосіб вимірювання вологості за допомогою інфрачервоного вологоміра досить складний за своїм характером. Ще для його застосування потрібна наявність обладнання, вартість якого дуже висока. Це такі прилади, як спектрометр або монохроматор.

Як найбільш доступний і точний варіант можна відзначити використання кондуктометричних датчиків. Їх чутливість знаходиться на високому рівні, виконання не доставляє особливих проблем, дорогого устаткування при використанні цього способу не потрібно.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!