水份测定仪的综合研究及评述

　　一、引言

　　随着对产品质量要求的提高，水份的精确快速测量与控制就显得更为迫切。如卷烟、茶叶、粮食、制药、食品等在加工过程中，都要求水份保持在某一较窄的范围内.传统测量水份是采用烘干失重法:设被测样品重量为W}，按规定时间、温度及烘干条件进行烘干，烘干后样品重量为W,，含水率(通常称水份值)x为:

　　因是直接测出水份蒸发量，故属直接法，这种方法准确可靠，但最大的缺点是测量时间通常需要1一2小时，难以满足生产部门快速测定的需要。由于准确可靠，所以计量部门一直用此方法做为测定水份的标准，故又称为经典法。它的精度主要取决于天平及烘箱温控的精度以及操作人员的熟练程度。

　　进人70年代，由于电子技术的发展，新的水份测量方法与仪器不断出现。在工业领域最有代表性的是电导、电容、红外、微波等方法。前二者是通过传感器将水份转换为相应电量;后二者是通过水份对能量的吸收或衰减对应出相应的水份值。这些方法均属间接法。因为是对电或光的测量所以反应极为迅速，解决了经典法测量时间长的问题。但其共同缺点是:水份与电量(或能量吸收)不是单值函数，而是多变量关系，错综复杂。因此研制这类仪器的技术关键是如何排除干扰因素。到90年代初，又有回到经典法的趋势。由于采用电脑、红外等新技术，将笨重的电阻式烘箱改为红外对流小烘箱，而且与电子天平装成一整体。它既保留了经典法准确可靠的优点，又解决了测量时间长的缺点，属快速烘干失重法。这类仪器较有代表性的是美国Denver公司的IR -100、日本岛津的AD-4713及笔者研制由上海和平仪表厂投产的MY一1型等。

　　二、电参量法

　　电参量法是指电导法和电容法。这两种方法是以测量样品的体电阻R或电容C来对应水份值。R或C除与水份x有关外，还与体积V,紧实度D,温度T及品种N有关。即

　　电导法

　　电容法

　　采用电参量法这类仪器的技术关键是:

　　1.排除干扰因素

　　目的使粤d、或.华d、达到最大，其余项OXVX趋最小。具体措施是体积V的影响可通过传感器的结构，使其定容积。温度T的影响可通过实验求出温度系数:T，再由软件进行卒嗜。紧实度的控制，由美国生产用电导法的TM一80烟草水份测定仪，为传感器配一专用气缸，施以恒定压力，使被测样品紧实度D为恒定值，这种装置笨重，而且需要气源及管道。为此，笔者发明一种微型液压装置(见附图)。当被测样品受压，通过液压缸内压力敏感元件输出信号来监视样品所承受的压力，使D保持恒值。这种装置简单实用，效果好。难度最高的是对品种N的抑制。因为仪器设计者无法考虑到所有品种，如烟草全世界有儿千个品种，因此只能用加修正项的方法。根据拉格朗日中值定理，对函数x二F(R，N)在某一N。处展开(视R为参变量)则