Vochtmeter / vochtigheidsmeter absoluut

Vochtmeters worden gebruikt om het watergehalte van substanties te bepalen. Het watergehalte is bij veel stoffen en mengsels belangrijk voor de bruikbaarheid, verwerkbaarheid of duurzaamheid. Afhankelijk van het beoogde gebruik kunnen zowel te hoge als te lage vochtwaarden negatieve effecten hebben. Voor veel grondstoffen en materialen zijn daarom vochtgehaltes gedefinieerd die ze moeten hebben voor opslag of verwerking. Zo mag graan niet te vochtig worden opgeslagen om bederf te voorkomen, maar het mag ook niet te droog zijn om een goede verwerkbaarheid te garanderen.

Het watergehalte van een substantie wordt aangegeven als absolute of relatieve waarde. Beide kunnen in elkaar worden omgerekend. De absolute vochtigheid wordt volumegerelateerd weergegeven in gram per liter of gram per kubieke meter of massagerelateerd in gram per kilogram. Om de waarden bij verschillende monsterhoeveelheden eenvoudiger en sneller te kunnen vergelijken, worden vaak relatieve gegevens in massa- of volumeprocenten gebruikt. Bij deze relatieve waarden moet erop worden gelet of het percentage betrekking heeft op de totale massa van het monster of op de droge massa. Vaak zijn vergelijkingswaarden vastgelegd in materiaalspecificaties. Veel vochtmeters hebben meetcurven voor specifieke materialen opgeslagen. Sommige apparaten tonen ook grove beoordelingen om de interpretatie van meetwaarden te vereenvoudigen.

Indeling van vochtmeters op basis van de toestand van de onderzochte substantie
Bij het grote aantal beschikbare apparaten kan eerst een grove indeling worden gemaakt in vochtmeters voor gasvormige stoffen, vloeistoffen of vaste stoffen en stortgoed. De vochtmeters voor gassen worden vaak ook luchtvochtigheidsmeters of hygrometers genoemd. Bij gassen is het vochtopnamevermogen sterk afhankelijk van de temperatuur. Vochtmeters voor lucht en andere gassen meten daarom altijd zowel de vochtigheid als de temperatuur. De procentuele waarde voor de relatieve vochtigheid bij een gasvormige stof verwijst altijd naar de maximaal mogelijke waterdampconcentratie bij een bepaalde temperatuur. Speciale vochtmeters maken het mogelijk het watergehalte in olieachtige vloeistoffen te bepalen. Dit is niet alleen belangrijk voor grondstoffen in productieprocessen, maar ook voor motor-, transmissie- en hydraulische oliën. Vochtmeters voor vaste stoffen en stortgoed zijn verkrijgbaar in veel verschillende uitvoeringen met verschillende meetprincipes.

Vochtmeting volgens de gravimetrische methode of de droogmethode
De twee zeer verschillende benamingen geven aanwijzingen over de werkwijze van deze methode. Gravimetrisch verwijst naar wegen om het gewicht te bepalen, en 'drogen' verwijst naar het drogen van monsters. Door het onttrekken van water neemt het gewicht af, zodat door het vergelijken van de gewichten vóór en na het drogen kan worden vastgesteld hoeveel water het monster bevatte. Deze methode om het vochtgehalte te bepalen kan voor een groot aantal materialen worden gebruikt. Het dient ook als referentiemethode voor vochtmeters die volgens andere methoden werken. Omdat bij het verwarmen van bepaalde materialen niet alleen het opgeslagen water, maar ook andere componenten kunnen verdampen, moet bij deze materialen een lagere temperatuur worden gekozen. Normen specificeren meestal bij welke temperatuur het droogproces voor een bepaald materiaal moet plaatsvinden. Voor gips en anhydriet geldt bijvoorbeeld 40 °C in plaats van de gebruikelijke 105 °C als standaard droogtemperatuur.

Het verschil tussen het startgewicht en het drooggewicht komt bij correcte uitvoering overeen met het gewicht van het verdampte water. Deze hoeveelheid kan nu in verhouding worden gezet tot de totale massa of de droge massa. Hier is een voorbeeld: Een monster van 100 gram wordt gedroogd totdat het gewicht 75 gram bedraagt en daarna niet verder daalt. Het verschil van 25 gram betekent een relatieve vochtigheid van 25 procent op basis van het totale gewicht, maar een relatieve vochtigheid van 33 procent op basis van het drooggewicht. Bij het gebruik van de resultaten is het dus erg belangrijk om te weten of de vergelijkingswaarden waarnaar men zich richt, betrekking hebben op de totale massa of de droge massa.

De droogmethode is een destructieve meting waarbij relatief lang op het resultaat moet worden gewacht. De keuze van de monsters moet daarom met bijzondere zorgvuldigheid gebeuren. Er zijn speciale vochtmeters voor de droogmethode waarbij een weegschaal is gecombineerd met een verwarmbare kamer. Deze droogweegschalen vereenvoudigen de uitvoering en de evaluatie van de meting, maar zijn vaak alleen geschikt voor zeer kleine monsterhoeveelheden vanwege de grootte van de droogkamer.

Vochtmeters voor bouw- en houtvochtigheid
De bepaling van het vochtgehalte van hout en bouwmaterialen moet bij veel toepassingen zo snel, eenvoudig en niet-destructief mogelijk gebeuren. Daarom zijn er veel vochtmeters beschikbaar die het vochtgehalte niet direct, maar indirect meten via vochtigheidsafhankelijke parameters. Aangezien deze meestal elektrische meetwaarden ook worden beïnvloed door de materiaalstructuur en de samenstelling van de materialen, geven de daadwerkelijke meetwaarden niet direct een absolute of relatieve vochtwaarde aan. De weergegeven waarden maken echter, zelfs bij materialen waarvan de samenstelling niet bekend is, een zeer snelle afbakening van gebieden met verhoogde vochtigheid mogelijk. Deze vochtmeters maken het ook mogelijk om bij herhaalde metingen met tussenpozen vast te stellen of de vochtwaarden stijgen of dalen.

In dergelijke vochtmeters kunnen ook karakteristieke curven voor specifieke houtsoorten of bouwmaterialen worden opgeslagen. Hiervoor is een voldoende aantal monsters met een bekend vochtgehalte vereist. In de karakteristieke curven wordt elke materiaal-specifieke meetwaarde gekoppeld aan het bijbehorende vochtgehalte van het materiaal. Er zijn karakteristieke curven die voor grotere materiaalgroepen zijn vastgesteld, maar ook curven die zeer specifiek gelden voor slechts één bepaald materiaal of houtsoort. Voor de meting met een dergelijke vochtmeter moet eerst de juiste curve worden geselecteerd. De meetwaarde wordt vervolgens vergeleken met de karakteristieke curve en het apparaat geeft de bijbehorende vochtwaarde weer.

Mobiele vochtmeters voor biomassa zoals stro, hooi, zaagsel, houtsnippers, houtpellets
Het vochtgehalte van biomassa is van cruciaal belang voor de houdbaarheid en de verwerkbaarheid ervan. Daarom worden vaak vochtmeters gebruikt om het watergehalte te controleren. Biomassa bevat van nature al meer of minder water. Daarom wordt bij de keuze van het oogst- of velmoment rekening gehouden met het watergehalte. Biomassa kan echter ook na het drogen weer vocht opnemen, bijvoorbeeld door regen of een hoge luchtvochtigheid. Daarom is het bij de opslag van biomassa belangrijk om niet alleen op het actuele vochtgehalte van het materiaal te letten, maar ook op de temperatuur en de luchtvochtigheid in de opslagruimte. Afhankelijk van het omgevingsklimaat zal het opslagmateriaal vocht opnemen of afgeven totdat een vochtbalans is bereikt. Zolang het materiaal vocht afgeeft, is de luchtvochtigheid die zich in de directe nabijheid en in de tussenruimtes van het materiaal instelt, hoger dan die van de omgeving. Hoe groter het verschil in luchtvochtigheid tussen het opgeslagen materiaal en de omgeving, des te hoger is het vochtgehalte van het materiaal. 

Voor stro en hooi worden vaak batterij-aangedreven vochtmeters met een stabiele steeksonde gebruikt om vocht en temperatuur te controleren. Deze meten alleen aan de punt van de steekvoeler, zodat gemakkelijk op verschillende diepten kan worden gemeten. Sommige balenpersen hebben al geïntegreerde vochtmeters die onmiddellijk tijdens het persen de balenvochtigheid meten. Als het vochtgehalte in de vers geperste baal te hoog is, kan onmiddellijk worden beslist of het proces moet worden gestopt of dat de te vochtige balen extra moeten worden gedroogd.

Ook bij zaagsel dat als brandstof, strooisel of grondstof moet dienen, worden vochtmeters gebruikt om het vochtgehalte te controleren. Bij de opslag moet erop worden gelet dat de houtspanen, afhankelijk van het latere gebruik en de transportmethode, nat of droog worden opgeslagen. Voor verbranding mogen alleen voldoende droge spaanders worden gebruikt. Bij de verwerking tot spaanplaten, houtbriketten of houtpellets kan te droge spaanders zonder veel moeite weer water worden toegevoegd, maar te vochtige spaanders moeten met meer moeite worden gedroogd.

Voor kleinschalige brandstoffen van hout of andere natuurlijke vezels, zoals houtsnippers en pellets, zijn er verschillende soorten vochtmeters waarmee het watergehalte snel en eenvoudig kan worden gecontroleerd. Veel van deze vochtmeters hebben een meetkamer die voor de meting met een monster van het materiaal wordt gevuld. Andere modellen hebben een sensor aan een lange steeksonde, zodat ook het vochtgehalte in het midden van houtsnipper- of pelletopslag gecontroleerd kan worden. Deze vochtmeters maken het mogelijk om geleverd of opgeslagen materiaal met minimale inspanning snel op verschillende plaatsen en in verschillende diepten te controleren.

Gekalibreerde en niet-gekalibreerde vochtmeters voor graan
Vochtmeters voor graan helpen niet alleen bij het bepalen van het oogstmoment en het bewaken van het opgeslagen graan. Ze zijn ook nodig om bij aankoop en verkoop van graan eerlijke voorwaarden te waarborgen. Het gaat daarbij niet alleen om de prijs die niet mag stijgen door het gewicht van extra aanwezig water in een bepaalde hoeveelheid graan. Bij te vochtig geleverd graan worden bovendien kosten gemaakt voor droogmaatregelen zodat het graan veilig kan worden opgeslagen. Ook deze kosten worden bij de aankoop in aanmerking genomen. Vochtmeters die worden gebruikt om het prijsbepalende vochtgehalte te bepalen, moeten worden gekalibreerd.
De vochtmeters die alleen in het eigen bedrijf worden gebruikt, hoeven daarentegen niet te worden gekalibreerd. Ze moeten echter regelmatig worden gekalibreerd of vergeleken met gekalibreerde apparaten om ervoor te zorgen dat de meetwaarden voldoende nauwkeurig zijn.

Vochtmeters voor inline metingen
Voor metingen in lopende productie-, droog- of opslagprocessen zijn er vochtmeters waarvan de sensoren vast in de installaties zijn ingebouwd en die vaak direct door het materiaal worden omstroomd. Deze vochtmeters worden meestal direct op het materiaal en de lokale omstandigheden geparametreerd. Bij inline metingen hoeven geen monsters te worden genomen en wordt het materiaal niet beïnvloed door de metingen. De meetgegevens kunnen rechtstreeks worden doorgegeven aan besturingsapparaten of procesbesturingssystemen. Hierdoor is het mogelijk om, indien nodig, automatisch de droogomstandigheden aan te passen op basis van de actuele gemeten vochtigheid, of de voor vervolgprocessen benodigde waterdosering direct af te stemmen op het vochtgehalte.