Porównanie wilgotnościomierzy: wagosuszarka vs czujnik bliskiej podczerwieni NIR

Wybór odpowiedniego wilgotnościomierza może być trudnym zadaniem. Jaki dokładnie rodzaj wilgotnościomierza będzie odpowiedni dla Ciebie? Czy potrzebujesz urządzenia przenośnego? A może wilgotnościomierza na linii produkcyjnej do ciągłego pomiaru swoich produktów? Czy potrzebujesz badać różne materiały, a zatem czy potrzebujesz wiele różnych ustawień kalibracji? Ile czasu możesz przeznaczyć na odczyt wilgotności?

 

Jedną z głównych decyzji przy zakupie wilgotnościomierza jest wybór pomiędzy metodą suszarkowo-wagową, a wilgotnościomierzem na bliską podczerwień (NIR). Oba rodzaje urządzeń mają swoje zalety. Każdy z nich może być lepszym wyborem w zależności od tego, w jakim celu będziesz używać swojego czujnika wilgotności. Przyjrzyjmy się więc bliżej temu, co oferują oba typy przyrządów.

 

Wagosuszarka i metoda suszenia w piecu

Metoda suszarkowo-wagowa jest podstawową metodą pomiaru wilgotności. Oznacza to, że pozwala na określenie ilości cieczy w praktycznie dowolnym materiale, bez jakiejkolwiek kalibracji. Jest to również najbardziej dokładna metoda pomiaru ilości wilgoci, jaką zawiera dany produkt.

 

Główna koncepcja działania tego typu wilgotnościomierzy polega na porównaniu masy próbki przed i po jej całkowitym wysuszeniu w suszarce elektrycznej - laboratoryjnej. Dzięki temu możemy zmierzyć poziom wilgotności w badanym przedmiocie lub inaczej mówiąc określić stratę masy podczas suszenia. Co do zasady proces ten może być przeprowadzony ręcznie poprzez pomiar wagi, wysuszenie badanego przedmiotu, a następnie ponowne zważenie materiału. Zamiast ręcznego pomiaru można ten proces przeprowadzić w sposób zautomatyzowany korzystając ze specjalizowanych wagosuszarek lub komory suszenia.

Wilgotnościomierz NIR

W ciągu ostatnich kilku lat pojawił się na rynku nowy rodzaj wilgotnościomierza znany jako miernik wilgotności w bliskiej podczerwieni (NIR). Po szybkiej (zwykle jednorazowej) kalibracji wilgotnościomierz NIR mierzy poziom wilgotności na powierzchni materiału, odczytując ile światła jest odbijane z powrotem do czujnika NIR, co czyni go wtórną metodą pomiaru. Urządzenia te są naprawdę bardzo ekscytującym osiągnięciem w świecie pomiaru wilgotności z dostępnymi wieloma funkcjami dodatkowymi (np. pomiarem temperatury) i niemal natychmiastowymi odczytami.

 

Który wilgotnościomierz powinieneś wybrać?

Przy rozpatrywaniu rodzaju odpowiedniego dla Ciebie wilgotnościomierza, aby zdecydować, który wilgotnościomierz najlepiej odpowiada Twoim potrzebom, należy wziąć pod uwagę kilka zmiennych. Oto kilka elementów nad którymi należy się zastanowić przy podejmowaniu decyzji:

 

Wymagania czasowe: Jeśli czas pomiaru nie gra roli, to można rozważyć zastosowanie wagosuszarki. Pomiar poprzez suszenie próbki może trwać nawet do 30 minut, aż do jej całkowitego wyschnięcia, co gwarantuje dokładny odczyt poziomu wilgotności. Nie jest potrzebna żadna kalibracja bez względu na to ile rodzajów próbek mierzymy (np. o różnym składzie). Wilgotnościomierze NIR dostarczają wynik natychmiast, jednak wymagają   kalibracji dla danego materiału. Dopiero po wprowadzeniu do pamięci urządzenia odczytów kalibracyjnych z kilku pomiarów dają natychmiastowe wyniki.

 

Dokładność: Oba mierniki mają swoje mocne strony i kilka wad jeśli chodzi o zapewnienie dokładnych odczytów poziomu wilgotności. Wagosuszarki są w stanie określać wilgotność próbek nawet o bardzo wysokim poziomie wilgotności, ale błąd operatora (błąd ludzki) może prowadzić do niedokładnych odczytów. Dodatkowo, wszystkie substancje lotne są odparowywane podczas procesu suszenia, więc zbadane poziomy wilgotności odzwierciedlają udział w masie wszystkich cieczy (np. gliceryny, glikolu), a nie tylko zawartość wody. Mierniki wykorzystujące metodę suszenia działają w oparciu o założenie, że wszystkie ciecze obecne w próbce są wodą.

 

Wilgotnościomierze NIR są w stanie określić poziom wielu rodzajów substancji, w tym tłuszczów i olejów oraz cukrów, w zależności od sposobu kalibracji wilgotnościomierza i mogą być stosowane do pomiaru poziomu wilgotności zarówno cieczy jak i ciał stałych. Czy jest jednak coś, co należy wziąć pod uwagę w ich przypadku? Otóż mierniki NIR badają poziom wilgotności tylko na powierzchni materiału. Jeśli obawiasz się, że Twoja próbka ma różne poziomy wilgotności rozłożone nierównomiernie w swojej objętości, to być może będziesz musiał rozważyć zastosowanie wagosuszarki. W przeciwnym razie, właściwie skalibrowany miernik NIR będzie bardzo dokładny i odporny na błędy operatora. Warto podkreślić, że pomiar NIR sprawdza się również dla tak niejednorodnych pod względem zawartości wilgoci materiałów jak glina.

 

Przenośność: Jeśli ważna jest możliwość przenośności urządzenia, to wtedy jedynym realnym wyborem jest czujnik NIR. Wilgotnościomierze NIR są dostępne w wersji ręcznej, biurkowej i liniowej, natomiast piece/komory do suszenia mogą być duże i nieporęczne. Nie można zabrać ich w teren w celu dokonania odczytu. Mierniki NIR są znacznie mniejsze, a wiele z nich zostało zaprojektowanych specjalnie z myślą o przenośności. Niektórzy producenci oferują nawet jednostki zasilane bateryjnie.

 

Branże przemysłowe: Wilgotnościomierze wago-suszarkowe są powszechnie stosowane w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, papierniczym i celulozowo-papierniczym oraz w zakładach chemicznych. Co te wszystkie branże mają wspólnego? Są to zazwyczaj pomiary w bardzo dokładnie kontrolowanym środowisku, w którym istnieje już ogólna wiedza na temat składu próbki. Czujniki wilgotności NIR są stosowane w przetwórstwie żywności i zboża, w przemyśle tytoniowym i farmaceutycznym, w przemyśle celulozowo-papierniczym, mineralnym, środków higieny osobistej, chemicznym i tekstylnym. Ich zastosowanie jest tu bardziej powszechne ze względu na elastyczność i przenośność, jaką zapewnia wilgotnościomierz NIR.

 

Inne czynniki do rozważenia: Od czego zacząć? Przy wyborze wilgotnościomierza należy określić, czy pomiar może być niszczący czy też ma być nieniszczący. Wilgotnościomierze suszarkowe są z założenia destrukcyjne, ponieważ wymagają całkowitego wysuszenia danej próbki; próbka nie nadaje się już do użytku. Wilgotnościomierz NIR oferuje natomiast pomiar nieniszczący i nie wymaga suszenia próbki w celu uzyskania dokładnego odczytu.

 

Innym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę jest koszt. Ceny wilgotnościomierzy suszarkowo-wagowych zaczynają się od około kilku tysięcy złotych, przy czym większe, zautomatyzowane sytemy laboratoryjne mogą kosztować nawet kilkanaście tysięcy złotych. W przypadku wilgotnościomierzy NIR cena zaczyna się od około 30.000 zł i osiąga nawet 100.000 zł. Wprawdzie zakup dowolnego typu czujnika jest długoterminową inwestycją, ale  informacje, które wilgotnościomierze dostarczają, mogą mieć bezcenny wpływ na ulepszenie procesu produkcji, pakowania lub zbiorów płodów rolnych.

 

Jeśli potrzebujesz pomocy w określeniu, który wilgotnościomierz jest odpowiedni dla Ciebie, nie wahaj się skontaktować z nami już dziś. Zespół MoistTech to pasjonaci zagadnień związanych z pomiarami wilgotności i chętnie podzielą się z Tobą wiedzą. Tak, aby pomóc Ci znaleźć odpowiedni dla Ciebie wilgotnościomierz.