Em muitas áreas, como petróleo, química, eletricidade e proteção ambiental, a medição precisa de traços de umidade em amostras é um trabalho analítico essencial. Um instrumento comum, o medidor portátil de umidade em traços é projetado para integrar métodos clássicos de análise eletroquímica para medir de forma confiável a umidade de amostras de líquidos, gases e sólidos. Este artigo apresentará uma breve análise de seus princípios básicos de funcionamento.

Estes instrumentos usam geralmente o método de Karl Fechukuren (também conhecido como método de eletricidade) como base para sua detecção. O método é baseado em uma reação química clássica: o iodo e o dióxido de enxofre podem reagir quantitativamente com a água em meios presentes em álcalis orgânicos (como piridina ou imidazol) e álcool (como metanol). Para cada mol de água consumida, é necessário um mol de iodo. No método de Cullen, o iodo não é adicionado diretamente, mas é produzido de forma contínua através da eletrólise de um reagente que contém íons de iodo em um eletrodo interno da piscina de eletrólise. Medindo a quantidade de energia consumida pela eletrólise para gerar iodo, o instrumento pode calcular com precisão o teor de água na amostra de acordo com a Lei de Faraday da eletrólise.

O fluxo de trabalho específico é o seguinte: Quando o instrumento entra no estado de teste, o reagente Karl Fischer na piscina de eletrólise está em um estado de umidade "equilibrado" minusculo. Quando a amostra contém água é injetada, a água na amostra reage imediatamente com o iodo no reagente. Essa reação resulta em uma redução das concentrações de iodo, e o sistema de detecção do instrumento (geralmente um eletrodo de platina dupla) detecta esta mudança e inicia imediatamente o processo de eletrólise. A corrente de eletrólise é ajustada automaticamente de acordo com a quantidade de umidade, trabalhando na faixa de 0 a 400 mA, e a eletrólise contínua produz iodo para complementar a parte consumida até que o reagente volte ao ponto final da reação de umidade. Todo o processo é controlado pelo microprocessador interno do instrumento.

Finalmente, o instrumento calcula diretamente a massa da água através da quantidade total de energia consumida durante a eletrólise integral. Como a reação é quantitativa e a quantidade de eletricidade tem uma estreita relação matemática com a quantidade de iodo produzido, o método tem alta sensibilidade e precisão. Por exemplo, sua faixa de detecção pode abranger os níveis de microgramas a miligramas para manter a precisão de medição correspondente para diferentes níveis de umidade.

Para garantir a estabilidade e a precisão das medições, vários detalhes técnicos geralmente são considerados no projeto do instrumento. Por exemplo, o uso de circuitos de compensação de deriva de ponto de equilíbrio para reduzir os erros do sistema; A piscina de eletrólise tem uma estrutura de vedação confiável para evitar vazamentos de reagentes ou interferências externas com a umidade; O instrumento tem função de auto-inspeção para monitorar o estado do eletrodo.

Além disso, o design portátil moderno incorpora elementos inteligentes, como operação e exibição de dados através de tela táctil chinesa e suporte para armazenamento de dados e funções de transmissão sem fio, melhorando a facilidade de uso. A solução de alimentação de lítio incorporada também garante a capacidade de funcionamento contínuo do instrumento em cenas móveis ou ambientes em campo.

Em resumo, o princípio de funcionamento do medidor portátil de umidade em traços está enraizado no método Karl Fechukuren, que permite uma análise rápida e precisa da umidade em traços em amostras através de sensores eletroquímicos de precisão, controle automático e medição elétrica. Seu design garante a confiabilidade das funções principais, mas também dá foco à conveniência de operação e à adaptabilidade ao ambiente.