测定简介
这些仪器测定方法操作简便、灵敏度高、再现性好,并能连续测定，自动显示数据。国外的水分测定价格昂贵，是国内的一些实验室、企业无法承受的。来加强了对水分测定的研究和实践，取得了十分明显的效益，使国产水分测定的各项技术向国际水准靠拢，能够满足一般实验室和企业生产的需要。经典水分分析方法已逐渐被各种水分分析方法所代替。
测定方法
为了确定物质的组成,在很多情况下必须要测定各种天然材料和工业材料的水分。在实验室中常常应用古老而极其简单的方法,将称出的物质置于烘箱中在一定温度下烘干,间接测定水分。此外,测定燃料、硅酸盐及其他工业部门中的固体物质的水分时还广泛采用另一种古老的方法——蒸馏法。但是由于使用高温,不仅将能引起物质的脱水,而且也能引起它的部分分解,所以这些方法远远不是在所有的情况下都能得到足够可靠的结果。测定水分也可以根据各种物理的、化学的和物理化学的方法。
包括：卡尔·费休水分测定、库仑水分测定、露点水分测定等
一.卡尔费休水分测定：
卡尔费休法简称费休法，是1935年卡尔·费休(Karl·Fischer)提出的测定水分的容量分拆方法。费休法是测定物质水分的各类化学方法中，对水最为专一、最为准确的方法。经过不断改进，提高了准确度，扩大了测量范围，已被列为许多物质中水分测定的标准方法。
二.库仑水分测定：
库仑水分测定仪常用来测定气体中所含水分。此法操作简便，应答迅速，特别适用于测定气体中的痕量水分。如果用一般的化学方法测定，则是非常因难的事情。但电解法不宜用于碱性物质或共轭双烯烃的测定。
三.露点水分测定：
露点水分测定仪操作简便，仪器不复杂，所测结果一般令人满意，常用于永久性气体中微量水分的测定。但此法干扰较多，一些易冷换气体特别在浓度较高时会比水蒸气先结露产生干扰。
四.微波水分仪测定：
微波水分测定利用微波场干燥样品，加速了干燥过程，具有测量时间短，操作方便，准确度高、适用范围广等特点，适用于粮食、造纸、木材、纺织品和化工产品等的颗粒状、粉末状及粘稠性固体试样中的水分测定，还可应用于石油、煤油及其他液体试样中的水分测定。
五.红外水分测定：
红外线加热机理：当远红外线辐射到一个物体上时，可发生吸收、反射和透过。但是，不是所有的分子都能吸收远红外线的，只有对那些显示出电的极性分子才能起作用。水，有机物质和高分子物质具有强烈的吸收远红外线的性能。当这些物质吸收远红外线辐射能量并使其分子，原子固有的振动和转动的频率与远红外线辐射的频率相一致时，极容易发生分子、原子的共振或转动，导致运动大大加剧，所转换成的热能使内部升高温度，从而使得物质迅速得到软化或干燥。
全水分测定易引起误差的原因,提出了一次烘样不能过多、煤样应存放于阴凉处及较湿的煤样称量前应混合均匀等相应措施,以确保全水分测定的准确度。
水分测定
产品型号:ZDJ-3S原产地:成都雅源科技有限公司
【仪器简介】：全自动卡氏微量水分测定是与清华大学共同以脉宽调制方式控制转速；以比例积分微分并配合动态补偿方式自动控制温度；实时显示温度及转速级别；可外接加热装置及半导体制冷装置，满足对温度有特殊要求的实验。
★密封性良好的滴定池,使滴定过程与外界完全分开,自动给排液系统能自动更换溶剂或排除废液,避免了化学试剂与人体的接触。
★大而清晰的中文显示屏，能显示滴定曲线、测试方法、数据结果及统计结果，可获得更多的参数和分析结果信息，利于提高工作效率。
★中文监控软件运行于windows平台上，通过RS-232接口传输数据，实现远程操作。
★高精度标准的活塞式滴定管及防扩散滴定头，确保高精密的电位滴定。滴定管的推嵌式设计，使它在任何时候都能轻松、快速地更换。
★成熟的技术服务，可提供多种供仪器使用的方法及技术手册，能满足不同用户的需求。
【仪器特点】
★中文显示滴定过程，可进行中英文输入、输出。
★全封闭设计的滴定台，能自动更换溶剂，避免化学试剂与人体的接触。
★根据实验的环境条件，可以设置“自动”或“手动”飘移值背景扣除，确保分析结果更为准确。
★滴定结果可按GLP/GMP要求格式输出，并对存储的滴定结果进行统计分析。
★随机配有滴定监控软件，可监控全部滴定过程，并通过该软件进行版本升级。
选配相应配件可进行永停滴定。
【技术规格】
1.极化电压输出：0~2550mv
2.极化步长：10mv
3.极化输出误差：<±3%
4.极化电压最大输出电流：5mA
5.最程：0~200μA
6.分辨率：0.01μA
7.有效精度优于：±0.1μA
8.最小馈液：0.625μl
9.水分测量范围：10ppm~100%
10.结果单位：mg;%;ppm
11.测定时间（视滴定度而定）：30秒~数分钟
12.方法存储容量：100个滴定结果外围接口。
13.外围接口：打印机接口：RS232C接口
研究进展
土壤水分测定方法包括烘干法、中子法、TDR、FDR、电阻法、电容法、遥感方法、地探雷达等。
烘干法
烘干法包括经典烘干法和快速烘干法。
经典烘干法是国际上仍在沿用的测定土壤水分标准方法。此方法操作过程为在田间地块选择代表性取样点,按照观测规范要求深度分层取得土样,将土样放入铝盒并立即盖好,以减少水分蒸发对测量结果的影响。对装有土样的铝盒进行称后打开盖子,置于烘箱内,将温度设为105-110℃对土样烘干约6-8h,直至土样重量不再变化,对干土及铝盒进行称重。
此方法简便、可靠,测定精度较高,所需的工具均为常规农气观测设备,容易得到。不足之处是观测人员较为辛苦,野外取样的工作量大,烘干至恒重需时较长,不能及时得出结果;定期测定土壤含水量时,不能在原处再取样,而不同位置上由于土壤的空间变异性,给测定结果带来误差,而且对土壤有一定的破坏性。
快速烘干法包括红外线烘干法、微波炉烘干法、酒精燃烧法等。这些方法虽可缩短烘干和测定的时间,但需要特殊设备或消耗大量药品,也不能避免由于每次取出土样和更换位置等所带来的误差。
中子法
中子法是把一个快速中子源和慢中子探测器置于套管中,埋入土内。其中的中子源以很高速度放出中子,当这些快中子与水中的氢原子碰撞时,就会改变运动方向,并失去一部分能量变成慢中子。土壤水越多,氢越多,产生的慢中子也就越多。慢中子被探测器和一个定器量出,经过校正可求出土壤水的含量。中子法较精确并且克服了烘干法的一些缺点,可以实现对土壤水分的定点连续观测,设备只能测出较深土层中的水,而不能用于土表的薄层土。另外在有机质多的土壤中,因有机质中的氢存在干扰作用而影响水分测定的结果。
时域反射仪TDR
TDR法是20世纪80年代初发展起来的一种测定方法,TDR土壤水分测量系统具有方便、快速、精确、不扰动土壤等优点。Topp[1]最早发展TDR法,并认为当温度在10~36℃,实际含水量在0~0.35cm3/cm3变化时,此法不受土壤质地、容重、温度等物理因素的影响。
利用TDR测定土壤含水量,在观测土壤水分过程中可以不破坏土壤原状结构,操作简便,能长期连续工作,具有非常明显的优点。利用TDR连续测量土壤含水量的同时,还可得到土壤的体积电导率[2,3];由土壤中溶液的电导率则可进而精确推算土壤溶液的盐分浓度[4]。TDR的优越性是土壤水分和土壤的溶质可以同时在同一个体积元中测定。
TDR的测量值精度受质地、容重以至温度等物理因素的影响。
频域反射仪FDR
FDR型土壤水分监测仪是一种利用LC电路的振荡,根据电磁波在不同介质中振荡频率的变化来测定介质的介电常数ε,进而通过一定的对应关系反演出土壤水分θv的仪器。该仪器安装时要垂直植入土层中,其核心为内部的一单杆多节式传感器,可以根据需要增加、减少传感器的数量,也可以调整传感器的位置来测量不同深度的土壤含水量,外部有对电磁波透明的PVC材质所制造的保护套管,可防止水或其他流体干扰内部的电子元器件影响监测结果。
其变化要受到电感(L)与电容(C)变化的影响,由于此仪器采用固定的电感值,因此,振荡频率的变化取决于电容的改变,而电容的改变受到两铜环之间套管外的土壤部分影响,所以通过对频率的分析就可反演出土壤的含水量。
由于水的介电常数远远大于土壤基质中其它材料的介电常数和空气的介电常数,因此土壤的介电常数主要依赖于土壤的含水量,这也是能够用FDR法测量土壤含水率的先决条件。
在医药、食品、化工制造行业中,水分测定是质量监控的重要指数之一。如医药行业中,中药炮制的质量监控,除感观方法监控外,还需要使用现代测试方法从净度、水分、有效成分…等方面进行有效质量监控。同样在医药行业GMP工艺验证中,水分控制也有很高要求。如颗粒干燥用的烘房,通常需要反复对设备多点取样进行水分验证。此外,在《中国有机化工产品分析方法手册》中,明确列出了以下通用化工产品水分分析方法,如卡尔·费休法、浊点法、电解法等。
FDR型土壤水分监测仪是通过测量土壤的介电特性来反演土壤水分含量的,因此它的测量精度与土壤的容重、颗粒状态、盐度等有密切的联系。由于自动监测仪的位置是固定不变的,而人工取土的地点是不断变化的,容易造成自动监测仪与烘干法对比时产生误差。此外FDR仪器的安装过程,不同的土质类型的参数设置等因素增加了误差的可能。
电阻法和电容法
电阻法所用的传感器元器件价格低廉,不易腐坏,可以定点埋设,与数据自动采集系统连接可以实现遥测,在埋设探头时会破坏土壤结构,测值存在滞后现象,测定结果易受温度和土壤溶盐的影响,对各种不同质地的土壤测定时要分别进行标定。电容法与电阻法有相似的优缺点,耐腐蚀,造价低,适宜定点不取样遥测。与电阻法相比,电容法受土壤盐分的影响较小。电容法对土壤接触状况敏感,易受土壤物理结构的影响。
探地雷达法
探地雷达方法是一种用于确定地下介质分布的广谱电磁波技术。若能将先进的GPR技术的应用于地下潜水资源勘探,将具有重大现实意义。
探地雷达工作原理
探地雷达勘探是一种以地下不同介质的介电常数差异为基础的物探方法。它通过发射天线向地下发射高频电磁脉冲,在向地下传播过程中,遇到介质的介电常数变化的界面时会产生反射,接收天线接收返回地面的反射波,将其传入仪器内进行显示和记录。
电磁波在介质中传播时的路径、电磁场强度和波形与所穿过介质的介电性质密切相关。对大多数地质环境,水是引起介电常数差异的主要因素。在介质均一的情况下,含水量的微小变化将会引起介质的介电常数较大改变,介质中含水率增加,介电常数值也会增大,而电磁波在介质中的传播速度则会降低。介电常数的差异则有利于雷达剖面图同相轴的形成与判别。在地下潜水面与毛细水带附近必将形成反映地下潜水面信息的同相轴,这正是GPR探测潜水埋深的理论基础。
误差分析
GPR探测精度除受探测方式与数据处理方法影响外,还受天线频率、毛细水带、地表起伏等因素影响。分辨率是探地雷达的重要技术参数,在探测潜水埋深的工作中垂直分辨率应重点考虑。垂向分辨率主要取决于脉冲讯号的宽度,雷达天线的脉宽大致为1个波长,因此雷达天线选定之后,视探测讯号的信噪比情况,分辨率约为该天线主频的1/4或1/2波长。在相同地介质条件下,天线频率越低,探测深度越深,反之亦然。因此潜水位埋深越大,所需天线频率就越低。天线频率的降低势必降低GPR的垂直分辨率,从而降低探测的精度。
GPR优缺点
探地雷达具有探测效率高、数据采集到资料处理成像一体化、抗干扰能力强、探测分辨率高、对土壤具有非破坏性等优势。但探地雷达用于土壤水分的测定技术尚不成熟,对黏土和盐碱土水分测定误差较大。[1]
药品水分
水分是药品常用的检测项目,常应用于原料药或其制剂的检查,在药品检测领域有着广泛的应用,已为各国药典广泛收载。检测实验室进行水分测定的水平可以客观地、较有代表性地反映出该实验室的药品检测能力。药品中水分测定的影响因素较多,如费休氏试液的标定液滴定度的影响、溶剂用量及溶解时间的影响、称样量的影响、滴定仪器的影响等,需要较高的技术能力。
能力验证是实验室质量保证体系中的一个重要组成部分。参加能力验证活动是评价实验室检测水平,锻炼人员技术能力,促进实验室认可和国际交流的重要手段。我国在检测和校准实验室的国家认可制度中对实验室参加能力验证并取得满意结果提出了明确的要求。
本次研究通过组织药品中水分测定的能力验证计划可以使参加实验室了解国内药品及其他相关检测领域的整体水平,为这些领域的管理和CNAS的认可提供信息;同时也可以使参加实验室识别实验室间存在的差异,促进实验室共同提高水平;CNAS也可以通过比对,发现、分析并解决问题,监控认可实验室检测能力的维持情况。检测方法参照中国药典2010年版二部附录ⅧM,“水分测定法”第一法(费休氏法),A(容量滴定法)测定水分。
鉴于药品水分的质量控制要求,本研究对国内166家药品、兽药等检测机构的药品水分测定能力进行测试,研究水分测定能力验证的样品制备、均匀性与稳定性、结果统计、能力评价等情况,并对测试结果进行讨论。
