測定簡介
這些儀器測定方法操作簡便、靈敏度高、再現性好,并能連續測定，自動顯示數據。國外的水分測定價格昂貴，是國内的一些實驗室、企業無法承受的。來加強了對水分測定的研究和實踐，取得了十分明顯的效益，使國産水分測定的各項技術向國際水準靠攏，能夠滿足一般實驗室和企業生産的需要。經典水分分析方法已逐漸被各種水分分析方法所代替。
測定方法
為了确定物質的組成,在很多情況下必須要測定各種天然材料和工業材料的水分。在實驗室中常常應用古老而極其簡單的方法,将稱出的物質置于烘箱中在一定溫度下烘幹,間接測定水分。此外,測定燃料、矽酸鹽及其他工業部門中的固體物質的水分時還廣泛采用另一種古老的方法——蒸餾法。但是由于使用高溫,不僅将能引起物質的脫水,而且也能引起它的部分分解,所以這些方法遠遠不是在所有的情況下都能得到足夠可靠的結果。測定水分也可以根據各種物理的、化學的和物理化學的方法。
包括：卡爾·費休水分測定、庫侖水分測定、露點水分測定等
一.卡爾費休水分測定：
卡爾費休法簡稱費休法，是1935年卡爾·費休(Karl·Fischer)提出的測定水分的容量分拆方法。費休法是測定物質水分的各類化學方法中，對水最為專一、最為準确的方法。經過不斷改進，提高了準确度，擴大了測量範圍，已被列為許多物質中水分測定的标準方法。
二.庫侖水分測定：
庫侖水分測定儀常用來測定氣體中所含水分。此法操作簡便，應答迅速，特别适用于測定氣體中的痕量水分。如果用一般的化學方法測定，則是非常因難的事情。但電解法不宜用于堿性物質或共轭雙烯烴的測定。
三.露點水分測定：
露點水分測定儀操作簡便，儀器不複雜，所測結果一般令人滿意，常用于永久性氣體中微量水分的測定。但此法幹擾較多，一些易冷換氣體特别在濃度較高時會比水蒸氣先結露産生幹擾。
四.微波水分儀測定：
微波水分測定利用微波場幹燥樣品，加速了幹燥過程，具有測量時間短，操作方便，準确度高、适用範圍廣等特點，适用于糧食、造紙、木材、紡織品和化工産品等的顆粒狀、粉末狀及粘稠性固體試樣中的水分測定，還可應用于石油、煤油及其他液體試樣中的水分測定。
五.紅外水分測定：
紅外線加熱機理：當遠紅外線輻射到一個物體上時，可發生吸收、反射和透過。但是，不是所有的分子都能吸收遠紅外線的，隻有對那些顯示出電的極性分子才能起作用。水，有機物質和高分子物質具有強烈的吸收遠紅外線的性能。當這些物質吸收遠紅外線輻射能量并使其分子，原子固有的振動和轉動的頻率與遠紅外線輻射的頻率相一緻時，極容易發生分子、原子的共振或轉動，導緻運動大大加劇，所轉換成的熱能使内部升高溫度，從而使得物質迅速得到軟化或幹燥。
全水分測定易引起誤差的原因,提出了一次烘樣不能過多、煤樣應存放于陰涼處及較濕的煤樣稱量前應混合均勻等相應措施,以确保全水分測定的準确度。
水分測定
産品型号:ZDJ-3S原産地:成都雅源科技有限公司
【儀器簡介】：全自動卡氏微量水分測定是與清華大學共同以脈寬調制方式控制轉速；以比例積分微分并配合動态補償方式自動控制溫度；實時顯示溫度及轉速級别；可外接加熱裝置及半導體制冷裝置，滿足對溫度有特殊要求的實驗。
★密封性良好的滴定池,使滴定過程與外界完全分開,自動給排液系統能自動更換溶劑或排除廢液,避免了化學試劑與人體的接觸。
★大而清晰的中文顯示屏，能顯示滴定曲線、測試方法、數據結果及統計結果，可獲得更多的參數和分析結果信息，利于提高工作效率。
★中文監控軟件運行于windows平台上，通過RS-232接口傳輸數據，實現遠程操作。
★高精度标準的活塞式滴定管及防擴散滴定頭，确保高精密的電位滴定。滴定管的推嵌式設計，使它在任何時候都能輕松、快速地更換。
★成熟的技術服務，可提供多種供儀器使用的方法及技術手冊，能滿足不同用戶的需求。
【儀器特點】
★中文顯示滴定過程，可進行中英文輸入、輸出。
★全封閉設計的滴定台，能自動更換溶劑，避免化學試劑與人體的接觸。
★根據實驗的環境條件，可以設置“自動”或“手動”飄移值背景扣除，确保分析結果更為準确。
★滴定結果可按GLP/GMP要求格式輸出，并對存儲的滴定結果進行統計分析。
★随機配有滴定監控軟件，可監控全部滴定過程，并通過該軟件進行版本升級。
選配相應配件可進行永停滴定。
【技術規格】
1.極化電壓輸出：0~2550mv
2.極化步長：10mv
3.極化輸出誤差：<±3%
4.極化電壓最大輸出電流：5mA
5.最程：0~200μA
6.分辨率：0.01μA
7.有效精度優于：±0.1μA
8.最小饋液：0.625μl
9.水分測量範圍：10ppm~100%
10.結果單位：mg;%;ppm
11.測定時間（視滴定度而定）：30秒~數分鐘
12.方法存儲容量：100個滴定結果外圍接口。
13.外圍接口：打印機接口：RS232C接口
研究進展
土壤水分測定方法包括烘幹法、中子法、TDR、FDR、電阻法、電容法、遙感方法、地探雷達等。
烘幹法
烘幹法包括經典烘幹法和快速烘幹法。
經典烘幹法是國際上仍在沿用的測定土壤水分标準方法。此方法操作過程為在田間地塊選擇代表性取樣點,按照觀測規範要求深度分層取得土樣,将土樣放入鋁盒并立即蓋好,以減少水分蒸發對測量結果的影響。對裝有土樣的鋁盒進行稱後打開蓋子,置于烘箱内,将溫度設為105-110℃對土樣烘幹約6-8h,直至土樣重量不再變化,對幹土及鋁盒進行稱重。
此方法簡便、可靠,測定精度較高,所需的工具均為常規農氣觀測設備,容易得到。不足之處是觀測人員較為辛苦,野外取樣的工作量大,烘幹至恒重需時較長,不能及時得出結果;定期測定土壤含水量時,不能在原處再取樣,而不同位置上由于土壤的空間變異性,給測定結果帶來誤差,而且對土壤有一定的破壞性。
快速烘幹法包括紅外線烘幹法、微波爐烘幹法、酒精燃燒法等。這些方法雖可縮短烘幹和測定的時間,但需要特殊設備或消耗大量藥品,也不能避免由于每次取出土樣和更換位置等所帶來的誤差。
中子法
中子法是把一個快速中子源和慢中子探測器置于套管中,埋入土内。其中的中子源以很高速度放出中子,當這些快中子與水中的氫原子碰撞時,就會改變運動方向,并失去一部分能量變成慢中子。土壤水越多,氫越多,産生的慢中子也就越多。慢中子被探測器和一個定器量出,經過校正可求出土壤水的含量。中子法較精确并且克服了烘幹法的一些缺點,可以實現對土壤水分的定點連續觀測,設備隻能測出較深土層中的水,而不能用于土表的薄層土。另外在有機質多的土壤中,因有機質中的氫存在幹擾作用而影響水分測定的結果。
時域反射儀TDR
TDR法是20世紀80年代初發展起來的一種測定方法,TDR土壤水分測量系統具有方便、快速、精确、不擾動土壤等優點。Topp[1]最早發展TDR法,并認為當溫度在10~36℃,實際含水量在0~0.35cm3/cm3變化時,此法不受土壤質地、容重、溫度等物理因素的影響。
利用TDR測定土壤含水量,在觀測土壤水分過程中可以不破壞土壤原狀結構,操作簡便,能長期連續工作,具有非常明顯的優點。利用TDR連續測量土壤含水量的同時,還可得到土壤的體積電導率[2,3];由土壤中溶液的電導率則可進而精确推算土壤溶液的鹽分濃度[4]。TDR的優越性是土壤水分和土壤的溶質可以同時在同一個體積元中測定。
TDR的測量值精度受質地、容重以至溫度等物理因素的影響。
頻域反射儀FDR
FDR型土壤水分監測儀是一種利用LC電路的振蕩,根據電磁波在不同介質中振蕩頻率的變化來測定介質的介電常數ε,進而通過一定的對應關系反演出土壤水分θv的儀器。該儀器安裝時要垂直植入土層中,其核心為内部的一單杆多節式傳感器,可以根據需要增加、減少傳感器的數量,也可以調整傳感器的位置來測量不同深度的土壤含水量,外部有對電磁波透明的PVC材質所制造的保護套管,可防止水或其他流體幹擾内部的電子元器件影響監測結果。
其變化要受到電感(L)與電容(C)變化的影響,由于此儀器采用固定的電感值,因此,振蕩頻率的變化取決于電容的改變,而電容的改變受到兩銅環之間套管外的土壤部分影響,所以通過對頻率的分析就可反演出土壤的含水量。
由于水的介電常數遠遠大于土壤基質中其它材料的介電常數和空氣的介電常數,因此土壤的介電常數主要依賴于土壤的含水量,這也是能夠用FDR法測量土壤含水率的先決條件。
在醫藥、食品、化工制造行業中,水分測定是質量監控的重要指數之一。如醫藥行業中,中藥炮制的質量監控,除感觀方法監控外,還需要使用現代測試方法從淨度、水分、有效成分…等方面進行有效質量監控。同樣在醫藥行業GMP工藝驗證中,水分控制也有很高要求。如顆粒幹燥用的烘房,通常需要反複對設備多點取樣進行水分驗證。此外,在《中國有機化工産品分析方法手冊》中,明确列出了以下通用化工産品水分分析方法,如卡爾·費休法、濁點法、電解法等。
FDR型土壤水分監測儀是通過測量土壤的介電特性來反演土壤水分含量的,因此它的測量精度與土壤的容重、顆粒狀态、鹽度等有密切的聯系。由于自動監測儀的位置是固定不變的,而人工取土的地點是不斷變化的,容易造成自動監測儀與烘幹法對比時産生誤差。此外FDR儀器的安裝過程,不同的土質類型的參數設置等因素增加了誤差的可能。
電阻法和電容法
電阻法所用的傳感器元器件價格低廉,不易腐壞,可以定點埋設,與數據自動采集系統連接可以實現遙測,在埋設探頭時會破壞土壤結構,測值存在滞後現象,測定結果易受溫度和土壤溶鹽的影響,對各種不同質地的土壤測定時要分别進行标定。電容法與電阻法有相似的優缺點,耐腐蝕,造價低,适宜定點不取樣遙測。與電阻法相比,電容法受土壤鹽分的影響較小。電容法對土壤接觸狀況敏感,易受土壤物理結構的影響。
探地雷達法
探地雷達方法是一種用于确定地下介質分布的廣譜電磁波技術。若能将先進的GPR技術的應用于地下潛水資源勘探,将具有重大現實意義。
探地雷達工作原理
探地雷達勘探是一種以地下不同介質的介電常數差異為基礎的物探方法。它通過發射天線向地下發射高頻電磁脈沖,在向地下傳播過程中,遇到介質的介電常數變化的界面時會産生反射,接收天線接收返回地面的反射波,将其傳入儀器内進行顯示和記錄。
電磁波在介質中傳播時的路徑、電磁場強度和波形與所穿過介質的介電性質密切相關。對大多數地質環境,水是引起介電常數差異的主要因素。在介質均一的情況下,含水量的微小變化将會引起介質的介電常數較大改變,介質中含水率增加,介電常數值也會增大,而電磁波在介質中的傳播速度則會降低。介電常數的差異則有利于雷達剖面圖同相軸的形成與判别。在地下潛水面與毛細水帶附近必将形成反映地下潛水面信息的同相軸,這正是GPR探測潛水埋深的理論基礎。
誤差分析
GPR探測精度除受探測方式與數據處理方法影響外,還受天線頻率、毛細水帶、地表起伏等因素影響。分辨率是探地雷達的重要技術參數,在探測潛水埋深的工作中垂直分辨率應重點考慮。垂向分辨率主要取決于脈沖訊号的寬度,雷達天線的脈寬大緻為1個波長,因此雷達天線選定之後,視探測訊号的信噪比情況,分辨率約為該天線主頻的1/4或1/2波長。在相同地介質條件下,天線頻率越低,探測深度越深,反之亦然。因此潛水位埋深越大,所需天線頻率就越低。天線頻率的降低勢必降低GPR的垂直分辨率,從而降低探測的精度。
GPR優缺點
探地雷達具有探測效率高、數據采集到資料處理成像一體化、抗幹擾能力強、探測分辨率高、對土壤具有非破壞性等優勢。但探地雷達用于土壤水分的測定技術尚不成熟,對黏土和鹽堿土水分測定誤差較大。[1]
藥品水分
水分是藥品常用的檢測項目,常應用于原料藥或其制劑的檢查,在藥品檢測領域有着廣泛的應用,已為各國藥典廣泛收載。檢測實驗室進行水分測定的水平可以客觀地、較有代表性地反映出該實驗室的藥品檢測能力。藥品中水分測定的影響因素較多,如費休氏試液的标定液滴定度的影響、溶劑用量及溶解時間的影響、稱樣量的影響、滴定儀器的影響等,需要較高的技術能力。
能力驗證是實驗室質量保證體系中的一個重要組成部分。參加能力驗證活動是評價實驗室檢測水平,鍛煉人員技術能力,促進實驗室認可和國際交流的重要手段。我國在檢測和校準實驗室的國家認可制度中對實驗室參加能力驗證并取得滿意結果提出了明确的要求。
本次研究通過組織藥品中水分測定的能力驗證計劃可以使參加實驗室了解國内藥品及其他相關檢測領域的整體水平,為這些領域的管理和CNAS的認可提供信息;同時也可以使參加實驗室識别實驗室間存在的差異,促進實驗室共同提高水平;CNAS也可以通過比對,發現、分析并解決問題,監控認可實驗室檢測能力的維持情況。檢測方法參照中國藥典2010年版二部附錄ⅧM,“水分測定法”第一法(費休氏法),A(容量滴定法)測定水分。
鑒于藥品水分的質量控制要求,本研究對國内166家藥品、獸藥等檢測機構的藥品水分測定能力進行測試,研究水分測定能力驗證的樣品制備、均勻性與穩定性、結果統計、能力評價等情況,并對測試結果進行讨論。
