下载文档原格式
水分检测的几种方法水分测定方法有许多种，我们在选择时要根据食品的性质来选择。
常采用的水份测定方法如下：1、热干燥法：① 常压干燥法(此法用的广泛)；② 真空干燥法(有的样品加热分解时用)；③ 红外线干燥法(此法用的广泛)；④ 真空器干燥法(干燥剂法)；2、蒸馏法3、卡尔费休法4、水分活度AW的测定下面我们分别讲述测定水分的方法。
一、常压干燥法1、特点与原理⑴ 特点：此法应用最广泛，操作以及设备都简单，而且有相当高的精确度。
⑵ 原理：食品中水分一般指在大气压下，100℃左右加热所失去的物质。
但实际上在此温度下所失去的是挥发性物质的总量，而不完全是水。
2、干燥法必须符合下列条件(对食品而言)：⑴ 水分是唯一挥发成分这就是说在加热时只有水分挥发。
例如，样品中含酒精、香精油、芳香脂都不能用干燥法，这些都有挥发成分。
⑵ 水分挥发要完全对于一些糖和果胶、明胶所形成冻胶中的结合水。
它们结合的很牢固，不宜排除，有时样品被烘焦以后，样品中结合水都不能除掉。
因此，采用常压干燥的水分，并不是食品中总的水分含量。
⑶ 食品中其它成分由于受热而引起的化学变化可以忽略不计。
例：还原糖+氨基化合物△→变色(美拉德反应)+H2O↑还有 H2C4H4O6(酒石酸)+ 2NaHCO3→ NaC4H4O6(酒石酸钠)+2H2O+2CO2发酵糖(NaHCO3+KHC4H4O6) △→H2O+CO2+ NaKC4H4O6高糖高脂肪食品不适应只看符合上面三点就可采用烘箱干燥法。
烘箱干燥法一般是在100～105℃下进行干燥。
我们讲的上面三点，应该是具体的具体分析，对于一个分析工作人员，或者是一个技术员，虽然干燥法必须符合三点要求，那么我们在只有烘箱的情况下，而且蓑红样品不见得符合以上讲的三点，难道就不测水分吗？例如，啤酒厂要经常测啤酒花的水分，啤酒花中含有一部分易挥发的芳香油。
水分测定方法种类水分测定方法有许多种，我们在选择时要根据食品的性质来选择。
常采用的水份测定方法如下：1、热干燥法：①常压干燥法（此法用的广泛）；②真空干燥法（有的样品加热分解时用）；③红外线干燥法（此法用的广泛）；④真空器干燥法（干燥剂法）；2、蒸僧法3、卡尔费休法4、水分活度A W的测定下面我们分别讲述测定水分的方法。
一、常压干燥法1、特点与原理⑴特点：此法应用最广泛，操作以及设备都简单，而且有相当高的精确度。
⑵原理：食品中水分一般指在大气压下，100℃左右加热所失去的物质。
但实际上在此温度下所失去的是挥发性物质的总量，而不完全是水。
2、干燥法必须符合下列条件（对食品而言）：⑴水分是唯一挥发成分这就是说在加热时只有水分挥发。
例如，样品中含酒精、香精油、芳香脂都不能用干燥法，这些都有挥发成分。
⑵水分挥发要完全对于一些糖和果胶、明胶所形成冻胶中的结合水。
它们结合的很牢固，不宜排除，有时样品被烘焦以后，样品中结合水都不能除掉。
因此，采用常压干燥的水分，并不是食品中总的水分含量。
⑶食品中其它成分由于受热而引起的化学变化可以忽略不计。
例：还原糖+氨基化合物—变色（美拉德反应）+H20 T还有H2c4H406（酒石酸）+ 2NaHC03 T NaC4H四（酒石酸钠）+2H20+2C02发酵糖（NaHCQ+KHC4H,OP △―，0+吗+ NaKC4H,印高糖高脂肪食品不适应只看符合上面三点就可采用烘箱干燥法。
烘箱干燥法一般是在100〜105℃下进行干燥。
我们讲的上面三点，应该是具体的具体分析，对于一个分析工作人员，或者是一个技术员，虽然干燥法必须符合三点要求，那么我们在只有烘箱的情况下，而且蓑红样品不见得符合以上讲的三点，难道就不测水分吗？例如，啤酒厂要经常测啤酒花的水分，啤酒花中含有一部分易挥发的芳香油。
这一点不符合我们的第一点要求，如果用烘箱法烘，挥发物与水分同时失去，造成分析误差。
此外，啤酒花中的a一酸在烘干过程中，部分发生氧化等化学反应，这又造成分析上的误差，但是一般工厂还是用烘干法测定，他们一般采取低温长时间（80〜85℃烘4 小时），或者高温短时（105℃烘1小时）所以应根据我们所在的环境和条件选择合适的操作条件，当然我们应该首先明白有没有挥发物和化学反应等所造成的误差。
水分检测的几种方法水分测定方法有许多种，我们在选择时要根据食品的性质来选择。
常采用的水份测定方法如下：1、热干燥法：① 常压干燥法(此法用的广泛)；② 真空干燥法(有的样品加热分解时用)；③ 红外线干燥法(此法用的广泛)；④ 真空器干燥法(干燥剂法)；2、蒸馏法3、卡尔费休法4、水分活度AW的测定下面我们分别讲述测定水分的方法。
一、常压干燥法1、特点与原理⑴ 特点：此法应用最广泛，操作以及设备都简单，而且有相当高的精确度。
⑵ 原理：食品中水分一般指在大气压下，100℃左右加热所失去的物质。
但实际上在此温度下所失去的是挥发性物质的总量，而不完全是水。
2、干燥法必须符合下列条件(对食品而言)：⑴ 水分是唯一挥发成分这就是说在加热时只有水分挥发。
例如，样品中含酒精、香精油、芳香脂都不能用干燥法，这些都有挥发成分。
⑵ 水分挥发要完全对于一些糖和果胶、明胶所形成冻胶中的结合水。
它们结合的很牢固，不宜排除，有时样品被烘焦以后，样品中结合水都不能除掉。
因此，采用常压干燥的水分，并不是食品中总的水分含量。
⑶ 食品中其它成分由于受热而引起的化学变化可以忽略不计。
例：还原糖+氨基化合物△→变色(美拉德反应)+H2O↑还有 H2C4H4O6(酒石酸)+ 2NaHCO3→ NaC4H4O6(酒石酸钠)+2H2O+2CO2发酵糖(NaHCO3+KHC4H4O6) △→H2O+CO2+ NaKC4H4O6高糖高脂肪食品不适应只看符合上面三点就可采用烘箱干燥法。
烘箱干燥法一般是在100～105℃下进行干燥。
我们讲的上面三点，应该是具体的具体分析，对于一个分析工作人员，或者是一个技术员，虽然干燥法必须符合三点要求，那么我们在只有烘箱的情况下，而且蓑红样品不见得符合以上讲的三点，难道就不测水分吗？例如，啤酒厂要经常测啤酒花的水分，啤酒花中含有一部分易挥发的芳香油。
这一点不符合我们的第一点要求，如果用烘箱法烘，挥发物与水分同时失去，造成分析误差。
水分测定法通常分为两类直接法：利用水分本身的物理性质和化学性质测定水分的方法叫直接法。
如如重量法、蒸留法和卡尔·费休法。
间接法：利用食品的比重、折射率、电导、介电常数等物理性质测定水分的方法，叫间接法。
一般测定水分的方法要根据食品性质和测定目的来选定。
一、重量法重量法：凡操作过程中包括有称量步骤的测定方法统称为重量法。
如烘箱干燥法、红外线干燥法、干燥剂法等。
（一）烘箱干燥法1、定义：在一定温度和压力条件下，将样品加热干燥，以排除其中水分的方法，叫做烘箱干燥法。
2、分类：a：常压烘箱干燥法：（1）不可能测出食品中的真正水分，残留学1%的水分（2）设备简单时间长，不适于胶体、高脂肪、高糖食品以及易氧化、易挥发物质的食品。
b：真空烘箱干燥法：常被当做标准法。
（1）测定结果比较接近真正水分，重现性好。
（2）温度低，可减少氧化，时间短。
3、利用烘箱干燥法测定水分要符合三项条件符合条件：1、水分是唯一的挥发物质；2、水分排除情况很完全；3、食品中其他组分在加热过程中由于发生化学反应，而引起的重量变化可忽略不计。
4、烘箱干燥法的操作要点（1）样品的预处理：a、固体样品：必须磨碎过筛。
谷类约为18目其他食品为30—40目。
b、液态样品：先在水浴上浓缩，然后用烘箱干燥。
c、浓稠液体：如糖浆、甜炼乳等，一般要加水稀释。
糖浆稀释到固形物含量为20—30%。
如甜炼乳稀释，取样品25克加水定容到100ml。
d、水分含量大于16%的谷类食品，可采用二步干燥法。
如面包称重——切片（2-3mm）——风干（15-20小时）——再称重——磨碎——过筛——用烘箱干燥法测定水分二步干燥法：先在低温条件下干燥，再用较高温度干燥的方法。
在二步操作法中，测定结果用下式表示：z（%）=（W1-W2）+W2x%/W1*100其中z：新鲜面包的水分百分含量x：风干面包的水分百分含量W1：新鲜面包的总重量W2：风干面包的总重量二步操作法的分析结果准确度较高，但费时更长。
人体水分标准表1. 概述人体水分是指身体内的水分含量。
水分在人体中起着至关重要的作用，包括维持体温、运输营养物质、促进新陈代谢等。
因此，了解人体水分的标准是非常重要的。
本文将探讨人体水分的标准表及其相关内容。
2. 什么是人体水分标准表人体水分标准表是根据人体的年龄、性别、体重和体脂肪含量等因素，对人体水分的标准进行分类的一项工具。
通过人体水分标准表，我们可以了解到自己的身体水分水平是否处于正常范围内。
3. 人体水分标准表的分类根据不同的标准和分类方法，人体水分标准表可以分为多个分类。
下面是一些常见的分类方式：3.1 年龄和性别根据年龄和性别的不同，人体水分的需求也会有所差异。
一般来说，成年男性的水分需求要高于成年女性，儿童和老年人的水分需求也会有所不同。
3.1.1 成年男性•正常水分范围：55%-65%•偏低水分范围：低于55%•偏高水分范围：高于65%3.1.2 成年女性•正常水分范围：45%-60%•偏低水分范围：低于45%•偏高水分范围：高于60%3.1.3 儿童和青少年•正常水分范围：50%-65%•偏低水分范围：低于50%•偏高水分范围：高于65%3.1.4 老年人•正常水分范围：45%-55%•偏低水分范围：低于45%•偏高水分范围：高于55%3.2 体重和体脂肪含量人体的水分含量通常与体重和体脂肪含量密切相关。
下面是一些常见的体重和体脂肪含量分类的标准：3.2.1 体重指数（BMI）根据世界卫生组织的标准，体重指数（BMI）可以用来评估个体的体重和肥胖程度。
与BMI相对应的水分标准可以根据年龄和性别进行调整。
3.2.2 体脂肪含量体脂肪含量是指身体中脂肪所占的比例。
根据体脂肪含量的不同，人体水分的需求也会有所不同。
一般来说，体脂肪含量较高的人群其水分需求也会相对较高。
4. 如何保持适当的人体水分保持适当的人体水分对于健康非常重要。
下面是一些保持适当的人体水分的方法：1.喝足够的水：每天确保饮水量达到足够的标准。
农田土壤水分各种测量方法的比较与分析郁进元, 何岩, 赵忠福, 王栋(昆山市水利技术推广站, 江苏昆山215300)摘要对目前应用较广泛的几种农田土壤水分测量方法的测量原理及其优缺点进行了对比分析, 认为综合性能较高的还属技术较先进的时域反射仪法(TDR) 和经济型的频域反射仪法(FDR) , TDR多应用于便携式的水分测定, 而FDR可应用于土壤水分的自动连续监测。
提出智能化的农田土壤水分的监测, 仍然是未来土壤水分监测的发展趋势的观点。
关键词: 土壤水分; 测量方法; TDR; FDR中图分类号: S15217文献标识码: A文章编号: 10082701X (2007) 0620001202 Comparison and analysis of measuring methods for soi l moisture of farmlandY U Jin2yuan , HE Y an , ZHAO Zhong 2 fu , WANGDong(Kunshan Water Conservancy Expansion Station , Kunshan 215300 , China)Abstract : Based on the measuring principle and the comparis on of advantages and disadvantages of several s oil moisture measuringmethods which are widely applied , it shows that the advanced T ime Domain Refiectometry (TDR) and the economical FrequencyDomain Refiectometry (FDR) have higher comprehensive characteristics , which are used for portable and automatic measuring ,respectively. The intelligentized s oil moisture measuring will still be the main research development trend of s oil moisturemeasuring in future.Key words : s oil moisture ; measuring method ; TDR; FDR农田作物生长需要最佳的水、肥、气、热环境, 水是最重要的调节因子。
适宜的农田土壤水分状况, 可达到节水增产的功效。
因此, 适时、方便、准确地监测农田土壤水分对农业生产有着重要的指导意义。
目前, 农田土壤水分测量方法层出不穷, 如烘干法、张力计法、中子法或射线法、介电常数法或电磁波法、传感器法、电阻法或粒状列阵法、电容法、光电法、热扩散法等, 各种方法都有其自身的适用范围和优缺点。
本文对几种应用较广的农田土壤水分测量方法基本原理及其优缺点作一总结, 在此基础上提出未来土壤水分测量方法的发展方向。
1 几种主要的农田土壤水分测量方法目前, 应用较广泛的农田土壤水分测量方法有: 烘干法、张力计法、中子法、时域P 频域反射仪等。
111 烘干法烘干法, 也叫称重法或土钻法。
一般的做法是: 将用土钻取好的土样置于事先称重的铝盒(若需要测土壤体积含水率, 改用环刀取样) 中称重, 然后一起放入烘箱, 在105～110℃(温度过高, 有机质易碳化散逸) 温度下烘至恒重(间隔3 h的测量差异不超过 3 mg) , 实际操作中一般烘12～14 h , 在干燥器中冷却20 min称重即可, 2 次重量的差即为土壤含水率。
烘干法的优点是对硬件要求不高, 就样品本身而言结果可靠。
一般认为, 传统的烘干法测得的土壤水分值是可信的, 可作为其它各种土壤水分测量方法的校正标准。
但它的缺点也是明显的, 烘干法费时、费力, 深层取样困难,取样会破坏土壤, 不能实现对土壤水分定点连续观测, 受土壤空间变异性影响较大。
112 张力计法张力计法是1 种应用很广泛的土壤水分测量方法, 它测量的是土壤基质势, 即土壤水吸力。
在应用张力计测量土壤含水率之前, 必须建立土壤水吸力和当前土壤含水率之间的关系, 即俗称的土壤水分特征曲线。
这种关系受土壤质地和结构的影响, 在 1 个闭合的多孔陶瓷压力盘产生不同压力作用于测定土样, 测出土壤的不同残余水分含量,便可得到对应的土壤水分特征曲线。
张力计是1根充满水的密闭的管子, 一端有 1 个多孔陶瓷头(孔径约110～115μm) , 可插入土壤中, 另一端连接1个负压表。
通过多孔陶瓷头的吸力, 水分不停地流动直到土壤水吸力与张力计的压力达到平衡, 这时压力表指示的负压值即为土壤水吸力。
张力计法的优点是能够比较准确地测量湿润土壤的基质势, 能够定点连续观测, 受土壤空间变异性的影响较小,而且设备低廉, 适于灌溉和水分胁迫的监测。
其缺点是读数反应慢, 需要长时间平衡后才能读数, 且量程较窄, 仅能测定小于8 kPa 的土壤水吸力, 不适用于极端干燥土壤。
在长期测量过程中, 如遇高温干旱季节, 需要给管子补充水分, 且陶瓷头易损坏, 需要定期养护或更换, 运行费用较高。
土壤水势测定仪就是采取张力计法的测量原理研制的，适用于任何的土壤性质监测。
113 中子法中子法的原理是中子从 1 个高能量的中子源发射到土壤中, 与土壤中氢原子(绝大部分存在于水分子中) 碰撞后, 能量衰减, 这些能量衰减的中子可被检测器检测到,通过标定建立检测到的中子数与土壤含水率的函数关系,便可转化得到土壤含水率。
利用中子仪测量土壤水分含量, 只需预先埋设, 测量时不破坏土壤结构, 测量速度快, 测量结果准确[1 ], 可定点连续观测, 且无滞后现象, 但中子法并不能实现长期大面动态监测[2 ]。
由于中子法测量的实际上是半径约几到几十厘米的球体含水量, 其半径随着土壤含水率大小而改变, 所以土壤处于干燥或湿润周期时, 或对于层状土壤以及表层土壤, 中子法的测量结果并不可靠。
对于高有机质土壤, 有机质中的氢也会影响中子仪对土壤含水率的测定。
另外, 中子仪在使用前也需要田间校准, 受土壤质地和容重的影响, 室内外校准曲线差异较大[3 ], 同时中子仪设备昂贵, 又需专门的防护设备, 一次性投入大, 特别是对人存在潜在的辐射危害, 因此并不能广泛应用。
114 时域反射仪(TDR)TDR (T ime Domain Reflectometry) 是1 种介电常数法,其基本原理是高频电磁脉冲沿传输线在土壤中传播的速度依赖于土壤的介电常数Ka , 而Ka 主要受土壤水分含量支配(20℃时, 自然水、空气和土壤颗粒的Ka 分别为80、1、3～5) 。
根据电磁波在介质中传播频率计算出土壤的介电常数Ka , 从而利用土壤介电常数和土壤体积含水量( θv) 之间的经验关系计算出土壤含水率。
Ka 在电磁波频率为1 MHz～1GHz时, 与电磁波在电极(长度L) 中往复的传播速度( V) 呈如下关系:Ka = ( cP V)2= ( ct/ 2L)2(1)式中: c为光速, c = 3 ×108mP s ; t为电磁波的传达时间,s。
电磁波在各点的反射很明显,可以很准确的计测出t ,从而可用(1) 式计算出Ka。
T opp等用TDR 测定了电磁波的传播时间,并得出该传播时间在大部分土壤中与土壤体积含水率(θv) 的经验公式[4 ]:θv = - 513 ×10- 2+ 2192 ×10- 2Ka - 515 ×10- 4K2a + 413×10- 6Ka3当θv ≤016时(2)但该经验关系只适用于当Ka →1 或Ka →80136 (20℃)时,且主要适用于砂性土壤。
TDR为新近发展起来的测定土壤含水率的主流方法,具有许多优点, 如无核辐射, 极其快速, 可以定点原位连续测定, 且测定值精确。
在常规土壤中, 这一仪器的测量误差小于5 %。
一般不需标定, 测量范围广(含水率0～100 %) , 操作简便, 野外和室内都可使用, TDR 探针可长期埋在土壤中, 需要的时候再连上TDR 测量。
另外, TDR受土壤盐度影响很小, 能够测量表层土壤含水率(中子仪法不行) 。
但是, TDR 的测量值受温度、容重、土质的影响[5 - 6 ], 在导电率较高的土壤中(如盐碱地) , 其测量精度也会降低, 对有机质含量高、容重特别高或特别低以及重黏土壤需要重新标定后才能使用。
目前, TDR 在国内的使用主要依赖进口, 且价格较高, 其应用也受到一定限制。
115 频域反射仪(FDR)FDR (Frequency Domain Reflectometry) 测量土壤含水率的原理与TDR类似[7 ], 利用电磁脉冲原理, 根据电磁波在土壤中传播频率来测试土壤的表观介电常数K a 的变化, 这些变化转变为与土壤体积含水量成比例的毫伏信号。
FDR的探头由1对电极(如平行排列的金属棒) 组成1个电容, 其间的土壤充当电介质, 电容与振荡器组成 1 个调谐电路, 振荡器频率 F 与土壤电容 C 呈非线性反比关系:F =12π L1C +1Cb015(3)式中:L 为振荡器的电感; Cb 为与仪器有关的电容。
由于土壤电容C随土壤含水率的增加而增加,于是振荡器频率F与土壤含水率的相关关系被建立。
与TDR相比, FDR在电极的几何形状设计和工作频率的选取上有更大的自由度, 大多数FDR探头还可与传统的数据采集器相连, 从而实现自动连续监测。
但是FDR在低频( ≤20 MHz) 工作时, 比TDR 更易受到土壤盐度、黏粒和容重的影响。
另外, 与纯粹的TDR波形分析相比FDR缺少控制和一些详细信息。
FDR具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点[8 ], 不但测量精度高, 而且价格不高, 既可以单点测量也可以多点测量垂直深度的一段剖面。
尽管FDR方法还存在一些问题, 如FDR的读数受到电极附近土壤孔隙和水分的影响(TDR也是如此) , 对于使用探管的FDR , 探头、探管和土壤是否接触良好对测量结果的可靠性有影响等, 但FDR方法确实远远优于现有的其它测定方法。
2 结语在测定土壤含水率的诸多方法中, 烘干法简单直观,结果可靠, 可作为其他测量方法的校准, 但是烘干法采样困难, 破坏土壤, 在田间留下的取样孔, 会切断作物的某些根并影响土壤水分运动, 不能定点连续观测; 中子仪法可以在原位的不同深度周期性的反复测定而不破坏土壤,但是仪器的垂直分辨率较差, 表层测量困难, 且对人存在辐射危害。
