เครื่องวัดความชื้นคือเครื่องมือสำคัญที่ใช้ในหลายอุตสาหกรรมในการตรวจจับความชื้นในวัสดุ ในอากาศ ความชื้นสัมพัทธ์ เครื่องวัดนี้เป็นที่นิยมใช้งานในหลากหลายสาขาได้แก่
- ผู้ตรวจสอบบ้านและอาคารพึ่งพาเครื่องวัดนี้เพื่อระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นและความเสียหายต่อโครงสร้างจากการสะสมของการชื้น
- อุตสาหกรรมงานไม้ ผู้ผลิตเฟอร์นิเจอร์ ใช้เครื่องวัดนี้ในการวัดความชื้นไม้เพื่อประกันผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพ
- ผู้รับเหมาทาสีใช้เครื่องวัดนี้ในการตรวจความชื้นปูน คอนกรีตก่อนการทาสี เป็นต้น
- สำหรับอุตสาหกรรมอาหาร ยา และสมุนไพรมีความจำเป็นต้องตรวจวัดความชื้นเนื่องจากหากชื้นมากเกินไปอาจเกิดเชื้อราได้ง่ายและมีผลต่ออายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์ในขั้นสุดท้าย
ตัวบ่งชี้บนมาตรวัดความชื้นอาจมีลักษณะแตกต่างกันไป แต่ทั้งหมดจะแสดงปริมาณเป็นเปอร์เซ็นต์ (%MC) ในขณะที่เครื่องวัดบางรุ่นมีมาตราส่วนแบบแอนะล็อก (แบบเข็มบนหน้าปัด) ความแม่นยำในการอ่านค่าจะแตกต่างกันไปในแต่ละรุ่นและแบรนด์ซึ่งสามารถเลือกซื้อได้ตามความต้องการ
ชนิดของเครื่องวัดความชื้น
มีหลายวิธีในการวัดซึ่งเราแบ่งได้เป็น 3 วิธีการหลักดังต่อไปนี้
- วิธีกราวิเมตริก (ให้ความร้อนในการทำให้แห้ง)
- การไทเทรตแบบ Karl Fischer
- หลักการวัดค่าทางไฟฟ้า (ความนำไฟฟ้า ความต้านทานเป็นต้น)
วิธีกราวิเมตริก
ในวิธีนี้ตัวอย่างที่ชื้นจะถูกชั่งน้ำหนักบนเครื่องชั่ง แล้วนำไปวางในเตาอบ และให้ความร้อนจนกระทั่งสิ้นสุดระยะเวลาการทำให้แห้ง กล่าวคือจนกว่าตัวอย่างจะเข้าสู่สภาวะสมดุล (แห้งโดยสมบูรณ์) การสูญเสียน้ำหนักคือปริมาณความชื้นของตัวอย่างที่หายไป ในเครื่องชั่งความชื้น กระบวนการนี้จะเร่งความเร็วโดยการทำให้ตัวอย่างร้อนจัดด้วยวิธีการต่างๆ รวมถึงอินฟราเรด ฮาโลเจน และไมโครเวฟ
ในปัจจุบันมีเครื่องมือที่ออกแบบมาสำหรับวิธีการนี้โดยเฉพาะเราเรียกว่าเครื่องวัดวิเคราะห์ความชื้น (Moisture Analyzer) ซึ่งรวมเครื่องชั่งความละเอียดสูงและเครื่องให้ความร้อนแบบฮาโลเจนเข้าไว้ในเครื่องเดียวกันทำให้ลดขั้นตอนที่ยุ่งยาก วิธีนี้เป็นวิธีที่แม่นยำที่สุด
หากสนใจในเครื่องมือวัดนี้ สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ “เครื่องวัดวิเคราะห์ความชื้น (Moisture Analyzer)“
การไทเทรตแบบ Karl Fischer
ในวิธีนี้ปริมาณน้ำในตัวอย่างจะถูกวัดโดยตรงโดยการไทเทรตด้วยรีเอเจนต์ของ Karl Fischer ซึ่งประกอบด้วยไอโอไดด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ เบส และระบบตัวทำละลาย มีวิธีไทเทรตสองวิธี:
- การไทเทรตคูลอมเมตริกสำหรับตัวอย่างที่มีความชื้นต่ำมาก (<0.03%)
- การไทเทรตเชิงปริมาตรสำหรับตัวอย่างที่มีความชื้น ≥0.03%
แบบคูลอมเมตริก
ในการไทเทรตแบบคูลอมเมตริกตัวอย่างจะถูกเติมลงในรีเอเจนต์ และการออกซิเดชันด้วยไฟฟ้าจะทำให้เกิดการผลิตไอโอดีน ปริมาณไอโอดีนที่ผลิตได้เป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้า (จำนวนคูลอมบ์) ที่ใช้ ซึ่งจะแปรผันตามปริมาณน้ำในตัวอย่าง
ไทเทรตเชิงปริมาตร
ในการไทเทรตเชิงปริมาตร ตัวอย่างจะถูกเติมลงในตัวทำละลายที่ปราศจากความชื้นและไตเตรทด้วยรีเอเจนต์ซึ่งทราบไทเทรต (มก. ของน้ำ/มล. ของรีเอเจนต์) จุดยุติการไทเทรตซึ่งกำหนดโดยวิธีแรงดันไฟฟ้าแบบโพลาไรซ์แบบคงที่ แสดงถึงปริมาณความชื้นของตัวอย่าง
หากสนใจเครื่องมือวัดชนิดนี้สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่เครื่องไตเตรทอัตโนมัติ (Automatic Titrator)
หลักการวัดค่าทางไฟฟ้า
เครื่องวัดชนิดนี้ใช้ทั่วไปสำหรับตรวจสอบวัสดุก่อสร้าง ไม้ คอนกรีต ดิน สมุนไพร กระดาษและวัสดุอื่นๆ ทำงานโดยการวัดทางอ้อมเช่นการวัดความต้านทาน ความนำไฟฟ้า หรือประจุไฟฟ้า โดยแบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ
- แบบมีโพรบปลายแหลม
- ไม่มีโพรบ (สัมผัส)
ซึ่งแต่ละชนิดมีจุดประสงค์เฉพาะและมีเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับการใช้งานของผู้ใช้ปลายทางในการหาค่า %MC ในวัสดุ แต่ความแม่นยำน้อยกว่า 2 วิธีการแรก แต่ข้อดีคือการใช้งานง่าย พกพาสะดวก เหมาะสำหรับการตรวจสอบในเบื้องต้นเท่านั้น
เครื่องวัดความชื้นแบบมีโพรบปลายแหลม
เครื่องวัดนี้จะมีปลายแหลมสองอันบนเครื่องวัด ซึ่งใช้สำหรับเจาะเข้าไปในพื้นผิวทดสอบที่ระดับความลึกที่ต้องเครื่องจะวัดค่าความนำไฟฟ้าแล้วทำการแปลงเป็นค่า %MC
เครื่องวัดประเภทนี้ยังใช้ได้กับคอนกรีต ผนังแห้ง กระเบื้องฝ้าเพดาน พื้นผิวที่ทาสี กระดาษและอื่นๆ มีหลายช่วงการวัดตั้งแต่ 5% ถึง 40%
เครื่องวัดความชื้นแบบไม่มีโพรบ (สัมผัส)
เครื่องมือนี้ทำงานบนหลักการของอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้า ให้การวัดบนพื้นผิววัสดุโดยไม่ทำลาย (ไม่มีรอยเจาะเหมือนกับชนิดแรก) เหมาะสำหรับงานต่างๆ เช่น คอนกรีต ยิปซั่ม กระดาษ ไม้ มีประโยชน์ในการตรวจจับปัญหาการสะสมของความชื้นในที่ซึ่งตัวบ่งชี้ที่มองเห็นไม่ชัดเจน
นอกเหนือจากเครื่องวัดที่กล่าวมาทั้งหมด ยังมีเครื่องมืออีกชนิดที่ไม่ได้วัดความชื้นได้โดยตรง แต่เป็นการวัดอุณหภูมิแบบอินฟราเรดและแสดงออกมาเป็นภาพความร้อน ซึ่งเรียกว่า เทอร์โมสแกนหรือกล้องถ่ายภาพความร้อน
กล้องถ่ายภาพความร้อน
เครื่องมือนี้ไม่ได้ทำการวัดความชื้นออกมาในหน่วย % แต่เป็นการการตรวจสอบการรั่วซึมของน้ำในระบบท่อในผนังโดยแสดงออกมาเป็นภาพความร้อนอินฟาเรด ซึ่งเหมาะกับงานตรวจรับบ้าน ตรวจสอบการรั่วซึมของน้ำ
ซึ่งหากบ้านหรืออาคารมีน้ำรั่วซึมและเกิดการสะสมจะส่งผลให้เกิดเชื้อราในผนังและสีลอกร่อนได้ แนะนำให้ใช้กล้องภาพความร้อนเทอร์โมสแกน เครื่องมือนี้ทำงานโดยหลักการอินฟาเรดและแสดงแหล่งกำเนิดความร้อน-เย็นในบริเวณที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า
หากสนใจเครื่องมือนี้ดูรายละเอียด “กล้องภาพความร้อนรุ่นแนะนำ“