Способы определения влажности

13.03.2015
Просмотров: 629
Комментариев:
Рейтинг: 92
Оглавление: [скрыть]
  • Что такое абсолютная и относительная влажность?
  • Основные способы измерения относительной влажности
  • Определение влажности: выбор способа

Такая процедура, как определение влажности, необходима в различных сферах и ситуациях. Охарактеризовать наличие влаги в определенном материале можно с помощью двух основных значений. Это влагосодержание и непосредственно влажность.

Таблица определения влажности

Таблица определения влажности.

Что такое абсолютная и относительная влажность?

По-другому эти значения называются влажностью абсолютного и относительного характера соответственно. Определить относительную влажность (да и абсолютную) можно, используя различные методы, у каждого из которых имеются свои плюсы и минусы.

Вырезка секций влажности из доски

Вырезка секций влажности из доски.

  1. Если обратиться за объяснением к формулам, то влагосодержание — это отношение массы непосредственно влаги, обозначаемой символом «М», которая содержится в материале (теле), к абсолютному значению массы но уже сухого материала (тела), которое имеет обозначение М0. Выглядит эта формула следующим образом: U=М:М0.
  2. А вот влажность (W) определяется немного по-другому. Найти ее значение можно при помощи формулы: W=M:(M+M0), где символ М — это значение массы влаги, которая содержится в материале, а сумма подразумевает значение массы влажного материала.

Далее будет рассмотрено несколько методов, с помощью которых можно определить относительную влажность.

Вернуться к оглавлению

Основные способы измерения относительной влажности

Все существующие методы определения влажности материала можно условно разделить на варианты прямого и косвенного характера.

При применении прямого способа, используется разделение влажного материала непосредственно на имеющуюся в нем влагу и сухие составляющие.

Таблица измерения относительной влажности

Таблица измерения относительной влажности.

С помощью косвенного метода определяют уже другое значение, которое функциональным образом связано с имеющейся влажностью исследуемого материала. Применение косвенных методов нуждается в проведении предварительной калибровки, необходимой для установления зависимости между такими значениями, как влажность материала, а также вычисляемая величина.

Одним из самых распространенных методов определения влажности материала считается так называемый способ высушивания. Его процесс заключается в проведении сушки исследуемого образца воздушно-тепловым методом. В результате необходимо достичь равновесия между состоянием образца и окружающей средой.

Достигнутый уровень равновесия можно условно считать равным абсолютному удалению влаги. Практика показывает, что наиболее частыми являются процессы сушки, при которых достигается постоянный вес материала, но имеют место и ускоренные способы сушки.

Что касается первого случая, то процесс сушки завершают после того, как два следующих друг за другом взвешивания образца материала дают одни и те же результаты или близкие по значению. В результате того что скорость этого процесса медленно уменьшается, можно сделать вывод, что практически вся влага из материала будет удалена. Продолжительность проведения определения влажности этим способом составляет значение от нескольких часов и достигает суток, а иногда и больше.

А вот ускоренный способ сушки проводится в более короткие сроки, но при использовании высоких температурных режимов. Современные способы определения влажности материала подразумевают использование инфракрасного излучения в этих целях, а иногда может применяться нагрев, подразумевающий применение высокочастотного тока.

Хочется отметить, что эти методы сушки не позволяют определить истинное значение влажности. С их помощью определяется величина условного характера, приближенная по значению к истинному результату.

Таблица измерения влажности

Таблица измерения влажности.

  1. Если влажность определялась в разных по характеру условиях (температура воздуха и другие показатели), то результаты будут сильно разниться, и сопоставлять их нет никакого смысла. Наиболее точный результат можно получить в случае применения вакуумной сушки, которая проводится при условии пониженного давления до достижения значения постоянного веса.
  2. Другой метод носит название дистилляционного. При его использовании образец материала подвергается нагреву в специальном сосуде, наполненном нужным количеством жидкости, которая имеет свойства не смешиваться с водой. К этим веществам можно отнести минеральное масло, бензол и другие варианты.
  3. Процесс нагрева продолжается до достижения температуры кипения используемой жидкости. Полученные в результате этого пары попадают в холодильник, после чего конденсируются в специальной измерительной емкости. С ее помощью проводится измерение объема либо определение веса воды.
  4. Этот метод подходит для различных материалов, как для твердых, так и для жидких. Но это не говорит о его идеальности. Измеряемая величина в этом случае тоже остается неточной. Для него тоже свойственно наличие некоторых недостатков. Погрешность образуется в результате образования капель воды, которые оседают на стенках холодильника и труб. Еще к списку недостатков можно отнести огнеопасность используемых растворителей и большие габариты аппаратуры, ее хрупкость.

Несмотря на все сказанное, описанные методы считаются стандартными при определении влажности в большинстве исследуемых материалов.

Вернуться к оглавлению

Определение влажности: выбор способа

Дистилляционный способ измерения влажности

Дистилляционный способ измерения влажности.

Прежде чем выбрать, каким способом будет определяться влажность, необходимо знать плюсы и минусы каждого из них. Так, метод сушки считается достаточно надежным, но в результате его применения образуются погрешности. И еще его применение ограничено некоторыми условиями. Шкафы, которые используются при использовании этого метода, — очень дорогостоящее оборудование, обладающее довольно сложной конструкцией.

Дистилляционный способ, как уже отмечалось выше, имеет еще большее количество минусов, таких как оборудование хрупкое, а реактивы огнеопасные. Кроме того, степень погрешности довольно велика.

Существуют и другие методы, которые не были описаны в статье. Например, экстракционный метод. Он отличается сложностью постановки и для его применения необходимо использование расходных материалов.

Метод химического характера, по сравнению с другими, способен учитывать содержание даже связанной воды в образце материала. Он отличается простотой, но требует наличия расходных материалов.

Еще один из методов основан на применение СВЧ-технологий вычисления влажности. Он считается надежным. С его помощью можно бесконтактным способом вычислять влажность материала. Но если проводить сравнение с методом кондуктометрического характера, то он является более сложным в своем исполнении.

Нейтронный способ измерения влажности

Нейтронный способ измерения влажности.

Это еще не все существующие варианты измерения влажности. Например, нейтронный способ обладает достаточно маленькой погрешностью. Наиболее удобным он считается при проведении измерений влажности в грунте, а также в бетоне.

К минусам этого варианта можно отнести необходимость большого объема навески. А еще он оказывает свое влияние на показатели, характеризующие органические примеси. Наличие фоновой радиоактивности также можно отнести к существенным минусам, в результате чего он считается неприменимым к некоторым видам технических исследований.

Способ измерения влажности с помощью инфракрасного влагомера достаточно сложный по своему характеру. Еще для его применения требуется наличие оборудования, стоимость которого очень высока. Это такие приборы, как спектрометр или монохроматор.

Как наиболее доступный и точный вариант можно отметить использование кондуктометрических датчиков. Их чувствительность находится на высоком уровне, выполнение не доставляет особых проблем, дорогостоящего оборудования при использовании этого способа не требуется.