English
W dzisiejszym świecie wymagającym dokładnych odczytów poziomu wilgotności istnieje kilka naukowych, wiarygodnych sposobów zbierania danych. Niektóre z nich, jak metoda Karla Fischera, przetrwały próbę czasu, obejmującą dziesięciolecia jej stosowania. Inne, jak nowoczesne i szybsze od niej mierniki wilgotności w bliskiej podczerwieni, znalazły swoje miejsce w branży w ostatnim czasie, ponieważ są bardzo praktyczne, łatwe w użyciu i efektywne czasowo.
Czym więc jest metoda Karla Fischera i dlaczego warto rozważyć przejście na nowszą technologię bliskiej podczerwieni NIR (Near Infra Red)? Przyjrzyjmy się sprawie:
Karl Fischer
Jednym ze sposobów na zebranie informacji o poziomie wilgotności w różnych produktach jest metoda pomiaru wilgotności Karla Fischera (KF). Metoda ta, nazwana na cześć niemieckiego chemika, który opracował tę technikę, jest od dziesięcioleci popularnym i niezawodnym sposobem określania poziomu wilgotności.
Karl Fischer urodził się w Niemczech w 1901 roku, a swoją pasję do chemii wykazywał już w młodym wieku. Od dzieciństwa Fischer przeprowadzał skomplikowane eksperymenty naukowe w swojej sypialni, gdzie założył małe laboratorium. Jego pasja do chemii rozwijała się wraz z nim, a w 1925 r. Fischer obronił doktorat na Uniwersytecie w Lipsku i rozpoczął karierę w dziedzinie chemii.
Karl Fischer odcisnął swoje piętno dzięki procesowi reakcji chemicznej opracowanemu prawie sto lat wcześniej przez Roberta Bunsena i wykorzystywaniu jej do pomiaru śladowych ilości wody w celu uzyskania poziomu wilgotności.
Metoda Fischera
W jaki sposób Fischer opracował system pomiaru wilgotności, który jest nadal w dużym stopniu wykorzystywany do dziś? Technika miareczkowania wilgotności KF koncentruje się na tworzeniu reakcji chemicznej w substancji w celu określenia poziomu wilgotności. Podczas gdy proces ten był pierwotnie wykonywany ręcznie, obecnie jest on zautomatyzowany, chociaż nadal jest to proces czasochłonny, a sprzęt pomiarowy w tej metodzie wciąż jest nieporęczny.
Jak więc ta metoda wygląda? Otóż próbka łączona jest z odczynnikami chemicznymi w celu wywołania reakcji chemicznej. Podczas tej reakcji woda jest chemicznie oddzielana od reszty próbki i przenoszona do innej komory w urządzeniu, aby można ją było zważyć. Pomiar ten jest porównywany z pierwotną masą lub objętością badanej próbki w celu obliczenia całkowitej zawartości wilgoci. Proces ten jest bardzo dokładny i zapewnia odczyt na poziomie części na milion (PPM).
Dlaczego ta metoda jest wciąż stosowana, po prawie stu latach, podczas gdy dostępne są na rynku nowsze technologie? Zaletą tej metody jest to, że próbki wcale nie muszą być bardzo duże. Jest to również świetny sposób na pomiar zawartości wilgoci w cieczach, ponieważ po raz pierwszy opracowano ją właśnie w celu określenia poziomu wilgotności w oleju. W metodzie tej nie ma potrzeby kalibracji urządzenia pomiarowego.
Dlaczego powstały inne metody niż metoda KF skoro jest ona tak dokładna i tak uniwersalna? Dla osób początkujących badanie KF może być bardzo czasochłonne oraz kosztować dużo pieniędzy i włożonej siły roboczej. Proces KF może trwać nawet godzinę, a ponieważ wymaga ciekłej próbki, to wszelkie substancje stałe muszą być najpierw rozpuszczone. Jest to dość skomplikowany proces, wymagający dużej wiedzy specjalistycznej. Miareczkowanie KF jest również testem destrukcyjnym, co oznacza, że każda pobrana próbka jest niszczona w trakcie procesu testowania. Wreszcie, odczynniki chemiczne potrzebne do przeprowadzenia testów mogą być dość kosztowne, co sprawia, że koszt samego procesu jest dla niektórych zaporowy.
Kolejnym ograniczeniem jest fakt, że metoda ta zapewnia wprawdzie bardzo dokładne wyniki, ale ograniczone tylko do pobranych próbek. Nie można z jej użyciem zbadać całego materiału, na przykład całości węgla czy gliny transportowanego na taśmociągu lub całości wstęgi rozwijanego z roli papieru.
Technologia bliskiej podczerwieni NIR
Od czasu badań Fischera technologia rozwinęła się, a w dziedzinie obliczania poziomu wilgotności pojawiły się nowe osiągnięcia. Jedną z "jasnych gwiazd" w tej dziedzinie jest wykorzystanie technologii bliskiej podczerwieni (NIR). Wilgotnościomierze NIR mierzą absorpcję i odbicie światła od badanego materiału w celu określenia poziomu jego wilgotności: im więcej światła jest absorbowane przez próbkę, tym większa jest jej wilgotność.
Światło jest filtrowane w urządzeniu na określoną długość fali, lub w niektórych przypadkach na kilka długości fal. Światło, które jest odbijane z powrotem do miernika jest następnie przetwarzane za pomocą zaawansowanego algorytmu w celu zapewnienia dokładnego odczytu. Jest to wykonywane tak szybko i dokładne, że z technicznego punktu widzenia wygląda na science fiction.
Zastosowanie wilgotnościomierzy NIR jest szeroko rozpowszechnione. Urzadzenia te pracują w przemyśle spożywczym i związanym z nim przemysłem opakowaniowym, jak również w przemyśle tytoniowym, papierniczym i opakowaniowym, farmaceutycznym i chemicznym oraz tekstylnym. Bez względu na branżę, istnieje możliwość zastosowania technologii NIR. Jej niewątpliwą zaletą jest pomiar całości materiału w trybie ciągłym, a nie tylko wybranych losowo próbek.
Dlaczego wilgotnościomierze NIR są najlepszą drogą do osiągniecia celu
Dlaczego tak wiele osób i firm zdecydowało się skorzystać z tej nowej technologii NIR? Po pierwsze, wyniki pomiaru są niemal natychmiastowe. Minęły już czasy, gdy oczekiwało się kilka dni na wyniki z badań w terenie. Cóż ponadto? Wilgotnościomierze NIR są nieniszczące i bezkontaktowe, więc nigdy nie stracisz swojej pierwotnej próbki. Są wszechstronne, pracują w dowolnych warunkach przemysłowych zarówno z ciałami stałymi jak i płynnymi. Są dostępne w wersjach przenośnych, liniowych (na linii produkcyjnej) i biurkowych (laboratoryjnych) zapewniając tym samym ogromną wszechstronność spełniającą potrzeby większości użytkowników. W przeciwieństwie do nieco nieporęcznego systemu Karla Fischera, urządzenia NIR są wydajne i łatwe w użytkowaniu niezależnie od miejsca instalacji.
Dzisiejsze wilgotnościomierze NIR mogą również mierzyć wilgotność powierzchniową opakowań, aby zapobiegać problemom z pakowaną żywnością, a przy niewielkich dostosowaniach mogą również mierzyć poziomy innych substancji, takich jak tłuszcze i oleje, cukier i błonnik.
Chociaż wymagają pewnej wstępnej kalibracji, to wilgotnościomierze NIR są łatwe w codziennym użyciu i skracają czas oczekiwania na wynik pomiaru niemal do zera.
Czy jesteś gotowy, aby wejść do świata szybkiego, prostego a jednocześnie zaawansowanego technologicznie wilgotnościomierzy NIR? Jeśli tak, to pomożemy Ci w tej zmianie. Skontaktuj się z nami już dziś, aby zadać pytanie lub uzyskać więcej informacji na temat tego, jak wilgotnościomierz NIR może zmienić sposób zbierania i analizowania danych dotyczących wilgotności w Twojej firmie.