Was ist ein Feuchtemessgeräte?
Ein Feuchtemessgerät ist ein Gerät, das den Feuchtigkeitsgehalt einer Substanz misst.
Es gibt Geräte, die Feuchtigkeit in gasförmiger, flüssiger oder fester Form messen können. Typische Arten von Feuchtemessgeräten sind die Trockenmethode, die Karl-Fischer-Methode, die Infrarotabsorptionsmethode und die Dielektrizitätskonstantenmethode, wobei die Trockenmethode oder die Karl-Fischer-Methode die in den Labors am häufigsten verwendeten Methoden sind.
Feuchtemessgeräte werden auch nach ihrer Anwendung eingeteilt und zur Messung der Feuchtigkeit in Lebensmitteln, Böden und Beton verwendet. Einige Messverfahren zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts in Lebensmitteln sind durch offizielle Methoden wie ISO und JAS festgelegt, und einige Feuchtemessgeräte sind mit diesen Normen kompatibel.
Verwendungszwecke von Feuchtemessgeräten
Feuchtemessgeräte werden in einer Vielzahl von Industriezweigen zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts von Materialien verwendet und kommen bei einer Vielzahl von Messobjekten zum Einsatz, von Lebensmitteln über Industrieprodukte bis hin zu Holz. Insbesondere die Form, der Feuchtigkeitsgehalt und die Kontrollwerte von Lebensmitteln variieren von Produkt zu Produkt, so dass das verwendete Feuchtemessgerät und das Messverfahren jedes Mal auf das Produkt optimiert werden müssen.
In der Lebensmittelindustrie, z. B. bei Reis und Weizen, werden Feuchtemessgeräte nach dem Trocknungsverfahren eingesetzt, die auch mit einer Waage und einem Trockner ausgestattet sind. Die Karl-Fischer-Methode hingegen wird häufig in der Lebensmittelindustrie, z. B. bei Miso und Öl, und von Materialherstellern verwendet, die mit Materialien arbeiten, die sich in organischen Lösungsmitteln auflösen.
Andere Arten von Feuchtemessgeräten sind die Tensiometermethode zur Messung der Bodenfeuchte und hochfrequente kapazitive Feuchtemessgeräte zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts von Beton.
Grundlagen der Feuchtemessgeräte
Feuchtemessgeräte unterscheiden sich stark in ihren Messmethoden, darunter die Trocknungsmethode, bei der der Feuchtigkeitsgehalt anhand von Massenänderungen geschätzt wird, die Karl-Fischer-Methode, bei der der Feuchtigkeitsgehalt durch eine quantitative chemische Reaktion mit Wasser bestimmt wird, und die Kapazitätsmethode, bei der der Feuchtigkeitsgehalt anhand von Änderungen der elektrostatischen Kapazität der Probe bestimmt wird.
1. Trocknungsmethode
Bei der Trocknungsmethode handelt es sich um ein sehr einfaches Verfahren, bei dem die Masse der Probe vor dem Trocknen gemessen und dann etwa drei Stunden lang in einem auf ca. 100 °C aufgeheizten Thermostatofen belassen wird, damit das Wasser verdampfen kann; anschließend wird die Masse gemessen und aus der Differenz der Feuchtigkeitsgehalt bestimmt.
Es gibt auch Feuchtemessgeräte, die einen Trockner mit einer Präzisionswaage kombinieren, so dass die Messungen unter Kontrolle von Temperatur und Zeit durchgeführt werden können. Die Trocknungsmethode wird häufig als offizielle Prüfmethode für Getreide und andere Lebensmittel angegeben.
2. Die Karl-Fischer-Methode
Bei der Karl-Fischer-Methode der Feuchtemessgeräte wird die Wassermenge bestimmt, die quantitativ mit Schwefeldioxid und Jod in Gegenwart eines Alkohols mit niedriger Kohlenstoffzahl wie Methanol und einer organischen Base wie Pyridin reagiert.
Die Wasserbestimmung wird häufig mit der coulometrischen Titrationsmethode durchgeführt, die auf dem Verbrauch von Iod basiert, das aus Iodidionen an der Anode gebildet wird. Man beachte, dass reduzierende Verbindungen wie Ascorbinsäure nicht mit der Karl-Fischer-Methode zur Wasserbestimmung gemessen werden können, da sie Iod in einer anderen chemischen Reaktion verbrauchen.
3. Tensiometer
Tensiometer sind eine Methode zur Messung der Bodenfeuchtigkeit.
Man misst, wie viel Feuchtigkeit in den Boden eingedrungen ist, indem man einen porösen, gebackenen Becher an ein Rohr klebt, ihn mit Wasser füllt und die Druckveränderung misst, während der Becher in den Boden eingeführt wird. Beachten Sie, dass Tensiometer in trockenen Böden keine sehr genauen Messungen durchführen können, da sie zur Bildung von Lücken neigen.
4. Kapazitätsmethode
Diese Methode wird zur Messung von Wasser in Materialien wie Boden oder Beton verwendet, deren relative Dielektrizitätskonstante im Vergleich zu Wasser ausreichend klein ist.
Eine Probe wird zwischen zwei Elektroden gelegt und eine Spannung angelegt, um die Kapazität zu messen. In der Vergangenheit hatte diese Methode den Nachteil, relativ ungenau zu sein, aber in letzter Zeit hat sich die Genauigkeit verbessert und die Messung ist einfach, so dass sie häufig auf Baustellen eingesetzt wird.
Weitere Informationen über Feuchtemessgeräte
Zu beachtende Punkte bei der Verwendung von Feuchtemessgeräten
Feuchtigkeit ist nicht nur in der Luft und in den Proben enthalten, daher ist bei der Verwendung eines Feuchtemessgeräts auf die Messumgebung zu achten. Insbesondere bei der Messung von Spurenfeuchte können Veränderungen in der Luftfeuchtigkeit des Labors oder der Kontaktzeit der Probe mit der Atmosphäre zu Veränderungen der Messwerte führen.
Außerdem müssen bei der Karl-Fischer-Methode die Verbindungen fest angezogen werden, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit durch Spalten in Rohrverbindungen usw. eindringt, und Feuchtigkeit, die in Inertgasen wie Stickstoff enthalten ist, die während der Messung ausgespült werden, muss ebenfalls im Voraus mit Trockenmitteln wie Silikagel entfernt werden.