微波水分儀用于快速測試尼龍薄膜中的水分

1應用背景

尼龍（聚酰胺）薄膜是常見的薄膜商品，具有強度高、隔氧性好、透明性好等特點，主要應用在工業(yè)的成型真空袋和民用的食品包裝上。

尼龍薄膜是以聚酰胺樹脂為原料，其結(jié)構中的酰胺基-NHCO-富有極性，使得尼龍具有吸水和脫水雙面性，因此，尼龍薄膜成品中所含有的水分總量對其性質(zhì)具有很大影響。如何快速準確地測量其總含水量，始終是困擾大家的重要問題。

微波水分法（TEWS方法）是一種極快速、超靈敏的水分測試方法，可以在1s之內(nèi)完成微量水分測試，可獲得被測樣品的表面及內(nèi)部的總水分含量，相比其他水分測定方法更加快速和可靠。且，在線微波水分儀針對不同的生產(chǎn)場景（如：T型薄膜成型、T型模雙向拉伸成型、吹氣膨脹成型、尼龍粒料等）都有解決方案。

2微波水分儀測試原理

通常來講，水分子的方向會隨著微波而改變，水分子的摩擦產(chǎn)生熱并改變微波的振幅和頻率。“TEWS方法”用一個傳感器來產(chǎn)生低功率微波場，在定義良好的參數(shù)內(nèi)發(fā)生特征共振，當產(chǎn)品填充或覆蓋傳感器時，會引起共振位置和強度的變化，這些變化主要取決于產(chǎn)品含有多少水分。TEWS方法可實現(xiàn)每秒獲取和顯示數(shù)十、甚至數(shù)千次讀數(shù)。在特定情況下，也可以校準該儀器來測量密度。對于每種薄膜樣品，只需校準一次。

3尼龍薄膜（Polyamid Foil/PA Foil）的水分測試實例

測試樣品類型：尼龍薄膜（Polyamid Foil/PA Foil）

含水量范圍：0~0.5%

測試設備：德國TEWS ELEKTRONIK公司的配備叉式傳感器E70/60-16的MW4300微波水分儀

被測樣品：PA6薄膜、PA6.6薄膜

選取8-9個不同含水量的薄膜產(chǎn)品，先按照既有水分測定方法（烘箱法、或卡爾費休法）得到其總含水量，而后將被測物體直接裝入圓柱形的傳感器內(nèi)進行微波測試、收集測量頻譜，將總含水量標定到相應的微波頻譜中建立標準曲線模型，如圖2所示。 

我們在利用德國TEWS ELEKTRONIK公司的微波水分儀測試了若干PA薄膜后發(fā)現(xiàn)：

1）微波水分儀的測試結(jié)果重復性好，測試誤差很小

2）雙倍（三倍）的鋁箔層顯示出雙倍（三倍）的位移和帶寬值，但水分值不變（回歸線的傾斜度）：這要得益于德國TEWS ELEKTRONIK公司的水分密度獨立測試的技術

3）利用德國TEWS ELEKTRONIK公司的微波水分儀測量蒸汽濕潤后的樣品，回歸線的傾斜度大；測量干燥樣品，回歸線的傾斜度較小

4）測試不同類型的PA薄膜，需要用不同的建模曲線，建模簡單快速

5）微波水分儀的測試結(jié)果準確度和靈敏度都非常高，可以明顯辨識含水量為0.41%的樣品和用蒸汽潤濕后的含水量為0.45%的樣品

6）免維護，易于操作，快速測量  

德國TEWS ELEKTRONIK公司的MW4260/MW4270、MW-T等規(guī)格都可以用于薄膜的工業(yè)在線的含水量的快速實時測試。 

4測試結(jié)論

大量實測數(shù)據(jù)表明，微波水分儀MW4300可以精確可靠地表征尼龍薄膜的總含水量，專為苛刻條件、極低含水量客戶提供解決方案。微波水分儀測試方便、快捷高效、靈敏度高、重復性好。微波水分儀的毫秒級測試速度，非常適合安裝在各類生產(chǎn)線上，在線實時監(jiān)測生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)物料的總含水量，無需人工取樣及樣品制備，實現(xiàn)自動化。

TEWS ELEKTRONIK公司從1970年開始專注于水分測試技術，1990年推出了TEWS微波水分測試方法，TEWS ELEKTRONIK公司作為水分和密度測試解決方案的市場，已有近50年的歷史，微波水分儀廣泛應用于化工產(chǎn)品、食品、制藥、造紙、建材等行業(yè)。海菲爾格科技有限公司是德國TEWS ELEKTRONIK、芬蘭Pixact、美國Remspec、德國ITA INSTRUMENTS、德國HENTSCHEL、德國proMtec Theisen等品牌在中國市場的代理，從事國內(nèi)的市場推廣、應用指導、安裝調(diào)試、技術支持和售后服務等，滿足不同客戶和應用的需求。