Wagosuszarka szybki i dokładny pomiar zawartości wody
Wagosuszarka jest to urządzenie laboratoryjne do szybkiego oznaczania wilgotności w materiałach stałych, sypkich i płynnych. Ze względu na prostą obsługę i szybkość wykonywania pomiarów jest powszechnie stosowana w laboratoriach oraz do celów technologicznych na produkcji. Brak kontroli wilgotności oraz jej niewłaściwa zawartość w produktach jest często przyczyną strat, zepsucia produktów oraz rozregulowania procesów produkcyjnych. Obecnie wagosuszarki są jednym z podstawowych przyrządów pomiarowych określających wilgotność do szybkiej analizy próbek, sprawdzania materiałów oraz zapewnienia i kontroli jakości. Wagosuszarka wymaga przestrzegania podstawowych zasad prawidłowej jej obsługi, aby pomiary były rzetelne i powtarzalne. Wagosuszarka po angielsku to Moisture analyser, a po niemiecku Feuchtebestimmer.
Wagosuszarka zasada działania
Zasada działania wagosuszarki oparta jest na metodzie termograwimetrii (z ang.: thermogravimetric analysis, thermogravimetry, skrót TG lub TGA). Urządzenie analizuje ubytki masy badanej próbki, która jest ogrzewana do zadanej temperatury. Wewnętrzne oprogramowanie wagosuszarki sprawdza zmiany ubytku masy względem temperatury i czasu. Brak zmiany ubytku masy badanej próbki w ciągu zaprogramowanego w wagosususzarce czasu jest sygnałem do zakończenia procesu suszenia. Wagosuszarka prezentuje wyniki obliczeń ubytku masy na wyświetlaczu w formie cyfrowej lub graficznej w postaci wykresu.
Wagosuszarka budowa
Jak jest zbudowana wagosuszarka? Wagosuszarka jak wskazuje sama nazwa, składa się z:
- precyzyjnej wagi
- komory suszarniczej
- układu elektronicznego, wyświetlaczy, klawiatury zarządzającej pracą obydwu urządzeń
Waga elektroniczna w wagosuszarce
Waga elektroniczna to najczęściej precyzyjna waga laboratoryjna o zakresie ważenia od kilku do kilkuset gram. Typowa dokładność odczytu wagi to 1 mg, jest to dokładność pozwalająca na otrzymywanie poprawnych wyników przy stosunkowo łatwych do zapewnienia wadze warunków jej pracy. Stosowane są też dokładniejsze wagi o działce odczytowej 0,1 mg lub mniej dokładne posiadające działkę odczytową 10 mg. Wybór właściwej dokładności wagi należy przeanalizować na podstawie doboru wielkości próbki oraz czasu trwania pomiaru i oczekiwanej dokładności.
Komora suszarnicza wagosuszarki
Komora suszarnicza wagosuszarki to był początkowo zwykły promiennik podczerwieni umieszczony nad wyizolowaną termicznie wagą elektroniczną. Wraz z pojawiającymi się możliwościami technicznymi zmieniają się źródła ciepła na promiennik podczerwieni, halogeny, grzałki o różnej konstrukcji i kształcie oraz zaczęto stosować technikę mikrofalową. Najważniejszym celem komory suszarniczej wagosuszarki jest utrzymanie stałej temperatury przy równomiernym jej rozkładzie na próbce. Niestety, w zależności od konstrukcji komory suszarniczej, właściwości fizykochemicznej badanej próbki oraz miejscem umieszczenia wewnętrznego termometru wagosuszarki, temperatura prezentowana na wyświetlaczu wagosuszarki może się mocno różnić od temperatury w badanej próbce materiału. Dlatego też wzorcowanie komory suszarniczej nie ma sensu. Wskazane natomiast jest dokładne stosowanie się do zaleceń producenta przy sprawdzaniu i regulacji temperatury w komorze suszarniczej wagosuszarki.
Układ elektroniczny zarządzający pracą wagosuszarki
Obsługa dobrej współczesnej wagosuszarki jest bardzo intuicyjna. Pomimo wielu funkcji, modów pracy i skomplikowanych operacji, jaką musi wykonać wagosuszarka, wiele operacji może odbywać się automatycznie: np. zamkniecie komory, wytarowanie szalki jednorazowej czy rozpoczęcie procesu suszenia. Prosta klawiatura i wyświetlacze czy rozbudowany kolorowy wyświetlacz graficzny współczesnej wagosuszazrki pozwala w sposób bardzo intuicyjny nadzorować proces suszenia i informować o aktualnej fazie trwania pomiaru. Wagosuszarki posiadają porty komunikacyjne, które umożliwiają podłączenia jej do wewnętrznej sieci komputerowej i zarządzania wykonywanymi za ich pomocą pomiarami.
Wagosuszarka jak wybrać
Wagosuszarki produkowane są od wielu lat przez czołowych producentów wag elektronicznych takich jak Mettler Toledo, Schimadzu, Cas, Ohaus, Kern, Sartorius czy krajowy producent wagosuszarek Axis i Radwag. Cena wagosuszarki różni są od sposobu zaawansowania konstrukcji, funkcji oraz nośności i dokładności wagi, oraz producenta. Przy wyborze wagosuszarki należy zwrócić uwagę na podstawowe niezbędne do pracy parametry przedstawione w karcie katalogowej, które będą miały wpływ na jakość prezentowanych wyników.
Wagosuszarka obciążenie maksymalne
Obciążenie maksymalne wagosuszarki zawiera się najczęściej pomiędzy 30 g a 210 g. Wraz z obciążeniem maksymalnym cena wagosuszarki rośnie. Typowa próbka stosowana przy pomiarze wilgotności zawiera się w przedziale od kilku do kilkunastu gram i przy stosowaniu lekkich naczyń wagowych zakres obciążenia maksymalnego wagosuszarki około 50 g w zupełności wystarcza. Obecnie naczynia wagowe to wygodne szalki aluminiowe jednorazowe do wagosuszarki lub szalki wielorazowe do wagosuszarki wykonane ze stali szlachetnej. Wybierając większy zakres wagowy, należy się zastanowić, czy on jest nam koniecznie potrzebny oraz czy na szalce o średnicy około 90 mm uda się nam zmieścić i zważyć więcej badanego materiału.
Wagosuszarka dokładność odczytu wagi
Dokładność odczytu wagi współczesnej wagosuszarki to może być 0,1 mg lub typowy 1 mg. W mniej dokładnych wagosuszarkach stosowany jest układ pomiarowy o dokładności 5 lub 10 mg. Wybór dokładności odczytu wagosuszarki zależy od warunków środowiskowych i miejsca użytkowania wagosuszarki.
Warunki środowiskowe i miejsca użytkowania wagosuszarki
Wagosuszarka o bardzo dużej dokładności układu wagowego do prawidłowego jej użytkowania wymaga zapewnienia bardzo stabilnych warunków pracy. Podstawą jest stabilne podłoże wolne od wibracji, drgań oraz ruchu powietrza. Przeciągi i obecność osób w miejscu użytkowania wagosuszarki powodujące zmianę wskazań układu wagowego są podstawowym źródłem zakłóceń i błędów wskazań wagosuszarki.
Dokładność odczytu wilgotności
Dokładność odczytu wilgotności oraz dokładność ważenia, a dokładność i powtarzalność określanej wilgotności produktu to są zupełnie inne sprawy. Aby wynik oznaczania wilgotności substancji był dokładny i powtarzalny należy spełnić wiele różnych czynników: począwszy od pobrania, przygotowania próbki, dobrania właściwej masy i temperatury oraz właściwego jej rozmieszczenia na szalce urządzenia, oraz włączenia urządzenia. Dokładność odczytu wilgotności wagosuszarki,a właściwie dokładność pomiaru wilgotności jest to wypadkowa tych wszystkich czynności.
Masa próbki a dokładność pomiaru wilgotności
Masa próbki badanego produktu ma decydujący wpływ na długość trwania procesu suszenia i określania wilgotności. Zbyt mała próbka jest przyczyną braku powtarzalności wyników suszenia, natomiast zbyt duża powoduje nadmierne wydłużenie procesu suszenia oraz możliwość jej niedosuszenia. Właściwa masa próbki powinna zapewnić zadowalającą powtarzalność wyników przy jak najkrótszym czasie suszenia próbki. Masę próbki należy dobrać doświadczalnie poprzez wykonanie odpowiedniej ilości prób, które będą gwarantować pewność otrzymywanych wyników.
Kompetencje pracowników obsługi wagosuszarki
Właściwe pobranie i przygotowanie próbki do suszenia to podstawa zapewnienia dokładnych i powtarzalnych wyników zawartości wilgoci uzyskiwanych za pomocy wagosuszarki. Niestety często pracownicy obsługujący wagosuszarkę nie znają jej obsługi i nie mają dostępu do instrukcji obsługi wagosuszarki. Instrukcja obsługi wagosuszarki i jej znajomość jest podstawą rozwiązywania problemów przy doborze parametrów suszenia i użytkowania wagosuszarki. Nawet ten sam model wagosuszarki, ale wyprodukowany kilka lat później posiada inne menu i nieco zmienione oprogramowanie. Nieznajomość tych zmian powoduje rozbieżności w wynikach, dlatego dobrze jest przy porównaniu wagosuszarek korzystać z tych samych wersji urządzeń. Stosowanie różnych wagosuszarek przy teoretycznie tych samych ustawieniach jest też przyczyną wielu nieporozumień i rozbieżności w otrzymywanych wynikach.
Temperatura suszenia wagosuszarki
Temperatura suszenia wagosuszarki a temperatura suszonej próbki i jej rozkład na badanej próbce. W zależności od zastosowanego systemu grzewczego, sposobu jego sterowania temperatura w badanej próbce zależy od jej własności fizyczno-chemicznych i nie ma nic wspólnego z temperaturą mierzoną w komorze wagosuszarki. Doskonałym przykładem mogą być termometry stosowane na drogach prezentujące temperaturę powietrza i jezdni. Niektórzy producenci wagosuszarek do danych próbek pozwalają na wprowadzenie współczynników korekcyjnych, aby przy ustawionej temperaturze uzyskać ją najbardziej zbliżoną w próbce. Dobierając temperaturę suszenia, należy uwzględnić jej jak najszybsze wysuszenia bez zmiany jej właściwości np. spalenie, zmiana koloru itp.
Przygotowanie próbki do wagosuszarki
Właściwe pobranie i przygotowanie próbki to podstawa powtarzalnych wyników wagosuszarki. Próbka powinna być reprezentatywna, ponieważ zupełnie inna będzie wilgotność produktu w pojemniku np. na jego wierzchu, w środku lub na samym jego dnie. Innym problemem może być jej przechowywanie zaraz po pobraniu, gdyż do czasu pomiaru wilgotność pobranej próbki może też się zmienić w zależności od sposobu jej transportowania i przechowywania. Innym problemem może być sposób jej jednorodności oraz rozdrobnienia. Sposób rozdrobnienia i użyte do tego narzędzia mogą mieć znaczący wpływ na wartość określanej wilgotności w próbce. Przykładem może być stosowanie popularnych młynków emitujących ciepło podczas rozdrabniania próbki. Często konieczne jest stosowanie drogich specjalnych młynków laboratoryjnych gwarantujących właściwe jednorodne rozdrobnienie próbki bez utraty znajdującej się w niej wody.
Wielkość próbki suszenia
Wielkość próbki suszenia może mieć znaczący wpływ na dokładność pomiaru wilgotności i czas jego uzyskania. Za mała próbka nie gwarantuje powtarzalności pomiaru wilgotności prezentowanego przez wagosuszarkę, natomiast za duża masa próbki znacząco wydłuża czas pomiaru. Należy o tym pamiętać, gdy stosuje się stosunkowo mało dokładne wagosuszarki o działce odczytowej 10 mg. Tego typu wagosuszarka wymaga, aby otrzymać porównywalny wynik zamiast np. 5 g próbki 50 g.
Wagosuszarka mobilna ?
Wagosuszarka jest obecnie popularnym narzędziem pomiarowym stosowanym w laboratorium. Swój sukces zawdzięcza stosunkowo prostej obsłudze ograniczającej się do prawidłowego przygotowania próbki oraz szybkości wykonywania pomiaru. Wagosuszarki w odpowiednich opakowaniach transportowych wykorzystywane są jako urządzenia mobilne do wykonywania prostych oznaczeń wilgotności w terenie i na budowach. Przy tego typu pomiarach należy liczyć się z większym błędem pomiarowym związanym z brakiem aklimatyzacji układu pomiarowego. Niestety najczęstszym czynnikem powodującym powstawaniem błędu określenia wilgotności przy pomocy wagosuszarki jest człowiek i jego niewłaściwa obsługa urządzenia. Złe przygotowana próbka oraz za szybkie przeprowadzenie kolejnego pomiaru skutkuje zawsze brakiem właściwych i powtarzalnych wyników.
Wagosuszarka z funkcją SmartGuide
Firma Ohaus opatentowała specjalny algorytm, który automatycznie analizuje badaną próbkę i jest wstanie zaproponować najlepsze parametry suszenia. Specjalne oprogramowanie analizuje i ocenia próbkę poprzez modulacje temperatury oraz wpływ na zmiany masy próbki. Na koniec wagosuszarka Ohaus MB 120 przeanalizuje zgromadzone dane i sama zaproponuje zmianę temperatury i automatycznie utworzy metodę. Wagosuszarki Ohaus funkcją SmartGuide posiadają w pamięci zapisane 100 różnych metod suszenia ułatwiających obsługę. Dodatkowo można w łatwy sposób utworzyć nowe własne metody i je zapisać do pamięci urządzenia. Sposób komunikacji wagosuszarki jest łatwy i intuicyjny poprzez duży dotykowy kolorowy wyświetlacz i menu obsługiwanym w języku polskim.
Wagosuszarka OHAUS
Firma Ohaus ma w swojej ofercie 5 typów wagosuszarek o róznym stopniu zaawansowania:
- Wagosuszarka Ohaus MB120
- Wagosuszarka Ohaus MB90
- Wagosuszarka Ohaus MB27
- Wagosuszarka Ohaus MB25
- Wagosuszarka Ohaus MB23
Wagosuszarki Ohaus MB23, MB25 oraz MB27 są wykonane w obudowie tego samego typu, natomiast różnią się miedzy sobą dokładnością układu wagowego, zakresem ważenia oraz zastosowanym źródłem ciepła. Prosta intuicyjna obsługa sprawia, że są chętnie stosowane do kontroli wilgotności w materiałach w polskich laboratoriach.
Wagosuszarki Ohaus MB90 oraz MB120 to najnowocześniejsze urządzenia spełniające wymagania wymagających klientów. Duży czytelny kolorowy wyświetlacz graficzny ułatwia obsługę urządzenia, wewnętrzna pamięć pozwala na zapisanie do 1000 pomiarów. Funkcją SmartGuide w wagosuszarce Ohaus MB120 ułatwia wybranie i ustawienie parametrów suszenia próbki.
