ติดตั้งอย่างไรให้ผลวัดแม่นยำ วิธีติดตั้งและดูแล Moisture Balance อย่างถูกต้อง

เนื่องจากการวัดความชื้นโดยใช้เครื่องวิเคราะห์ความชื้น หรือ Moisture Balance ขั้นตอนที่สำคัญคือการชั่งน้ำหนัก ซึ่งต้องมีความเที่ยงตรงสูง แม่นยำ และทำซ้ำได้ดี ดังนั้นสถานที่ วิธีติดตั้งและดูแล Moisture Balance อย่างถูกต้องจึงมีความสำคัญอย่างมาก เพื่อให้เครื่องทำงานภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุด

เมื่อพูดถึงหลักการทำงาน moisture analyzer จะเป็นเครื่องที่วัดความชื้นจากการเปลี่ยนแปลงมวลระหว่างให้ความร้อน (thermal mass analysis) โดยผลจะขึ้นกับอุณหภูมิ เวลา และโหมดการให้ความร้อน คือเครื่องจะชั่งน้ำหนักตัวอย่างก่อนและระหว่างการแห้ง แล้วคำนวณผลเป็นความชื้นหรือของแข็งตามเงื่อนไขที่ตั้งไว้ ดังนั้นความถูกต้องของผลจึงไม่ได้ขึ้นกับตัวเซ็นเซอร์ชั่งอย่างเดียว แต่ขึ้นกับอุณหภูมิ เวลา ลักษณะการให้ความร้อน และสภาพของตัวอย่างร่วมกันด้วย

สถานที่ติดตั้งเครื่องมือ Moisture Balance ควรมีลักษณะอย่างไร

1. โต๊ะวางเครื่องมือ

โต๊ะสำหรับวางเครื่องมือ Moisture Balance ควรเป็นโต๊ะที่มีความแข็งแรง และต้องถ่ายโอนความสั่นสะเทือนได้น้อยที่สุด ทั้งนี้สามารถใช้ตัวปรับลดแรงสั่นสะเทือนในฟังก์ชันของเครื่องมือให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมในสถานที่ติดตั้งได้ เช่น หากเครื่องมือใช้งานภายใต้ความสมบุกสมบัน อาจจะต้องตั้งค่าตัวปรับลดแรงสะเทือนไปที่ค่าสูงเพื่อลดแรงสั่นสะเทือน

2. ห้องทำงาน

ห้องทำงานที่จะวางเครื่องมือ Moisture Balance ควรเป็นห้องที่ปราศจากการสั่นสะเทือนและปราศจากกระแสลม และตำแหน่งที่ควรวางโต๊ะสำหรับวางเครื่องมือควรจะเป็นบริเวณมุมห้อง เนื่องจากบริเวณมุมห้องพื้นที่ส่วนใหญ่จะปราศจากการสั่นสะเทือน

3. อุณหภูมิ

อุณหภูมิบริเวณโดยรอบควรรักษาอุณหภูมิห้องให้คงที่เท่าที่จะเป็นไปได้ และไม่ควรวางเครื่องมือไว้ใกล้เครื่องทำความร้อนหรือหน้าต่าง

4. ความชื้นในบรรยากาศ

ความชื้นสัมพัทธ์ในบรรยากาศควรอยู่ระหว่าง 45 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ความชื้นสัมพัทธ์ หรือ ควรรักษาความชื้นสัมพัทธ์ให้อยู่ในช่วงที่เหมาะกับสเปกของเครื่องและไม่เกิดการควบแน่น

5. การไหลของอากาศ

ไม่ควรวางเครื่อง Moisture Balance ไว้ใกล้กับกระแสลมของเครื่องปรับอากาศหรืออุปกรณ์ที่มีระบบระบายอากาศ เช่น คอมพิวเตอร์ และไม่ควรวางเครื่องมือติดกับประตู

นอกจากจะต้องหลีกเลี่ยงลมจากเครื่องปรับอากาศ ประตู และหน้าต่างแล้ว ตำแหน่งติดตั้งเครื่อง Moisture Balance ควรอยู่ในบริเวณที่ไม่มีแหล่งรบกวนอื่นร่วมด้วย เช่น ความร้อนจากอุปกรณ์ไฟฟ้า แสงแดดโดยตรง สนามแม่เหล็ก และไอระเหยเคมี เพราะปัจจัยเหล่านี้มีผลต่อเสถียรภาพของระบบชั่งและทำให้ค่าที่อ่านได้แกว่งมากกว่าปกติ ผู้ผลิตอย่าง Sartorius และ A&D ระบุไปในทิศทางเดียวกันว่าเครื่องควรถูกติดตั้งบนพื้นผิวที่มั่นคง เรียบ ไม่มีการสั่นสะเทือนมาก และต้องหลีกเลี่ยงทั้งกระแสลมและแหล่งความร้อนรอบเครื่องให้มากที่สุด เพื่อให้ระบบชั่งทำงานได้ภายใต้เงื่อนไขที่เสถียรจริง ๆ

การดูแลเครื่องวิเคราะห์ความชื้น Moisture Balance

1. ดูแลพื้นที่ถาดชั่งตัวอย่างให้สะอาด โดยใช้แปรงที่มีขนนุ่มปัดเศษตัวอย่างออกจากถาด
2. ทำความสะอาดบริเวณเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิและกระจกป้องกันในโมดูลที่ให้ความร้อนให้สะอาด
3. ใช้สารทำความสะอาดที่มีฤทธิ์อ่อน ๆ ทำความสะอาดถาดชั่งน้ำหนัก
4. ระวังอย่าให้เครื่องวิเคราะห์ความชื้น Moisture Balance ถูกกระแทกแรง ๆ หรือตก

ในการใช้งานจริง ควรประเมินชนิดของตัวอย่างทุกครั้งก่อนนำเข้าเครื่อง เพราะเครื่องวิเคราะห์ความชื้นแบบฮาโลเจนหรืออินฟราเรด เป็นอุปกรณ์ที่ให้ความร้อนโดยตรง หากตัวอย่างมีฤทธิ์กัดกร่อน เป็นพิษ หรือปล่อยไอระเหยอันตรายเมื่อถูกให้ความร้อน อาจก่อให้เกิดไอที่เป็นอันตรายต่อผู้ใช้งานและทำให้ชิ้นส่วนภายในเครื่องเสียหายได้ คู่มือของ Mettler Toledo เตือนไว้ชัดว่าตัวอย่างประเภทกรดหรือสารกัดกร่อนสามารถก่อให้เกิดไอพิษและไอกัดกร่อนได้ จึงควรใช้งานเครื่องในบริเวณที่อากาศถ่ายเทสะดวกและปฏิบัติตามข้อกำหนดความปลอดภัยของสารเคมีนั้น ๆ อย่างเคร่งครัดก่อนเสมอ

นอกจากการทำความสะอาดถาดและส่วนให้ความร้อนแล้ว ควรตรวจสอบระดับเครื่องและความพร้อมของระบบชั่งเป็นระยะด้วย เพราะแม้ตัวเครื่องจะยังเปิดติดและทำงานได้ แต่หากระดับเครื่องไม่ถูกต้องหรือระบบภายในยังไม่เสถียร ผลวิเคราะห์ก็อาจเริ่มคลาดเคลื่อนได้โดยไม่รู้ตัว คู่มือของ Sartorius ระบุว่าการปรับระดับมีความสำคัญมาก โดยเฉพาะเมื่อต้องทดสอบตัวอย่างของเหลวหรือใช้งานในสภาพแวดล้อมที่พื้นผิวไม่สมบูรณ์นัก การตรวจและปรับระดับเครื่องอย่างสม่ำเสมอจึงเป็นส่วนหนึ่งของการรักษาความน่าเชื่อถือของผลวัด ไม่ต่างจากการทำความสะอาดหรือการวอร์มเครื่องก่อนใช้งานเลย

ข้อควรปฏิบัติของการใช้เครื่องวิเคราะห์ความชื้น Moisture Balance

ก่อนเริ่มใช้งานจริง ควรให้เครื่องมีเวลาปรับตัวเข้ากับสภาพห้องและอุ่นระบบภายในจนเสถียรก่อนทุกครั้ง โดยคู่มือของ Sartorius ระบุว่าควรวอร์มเครื่องอย่างน้อย 30 นาทีหลังต่อไฟหรือหลังจากไฟดับเป็นเวลานาน เพื่อให้เครื่องเข้าสู่อุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสม ขณะเดียวกันเอกสารของ Mettler Toledo ก็ย้ำว่าหลังเปิดเครื่องแล้ว อุปกรณ์ต้องมีเวลาปรับตัวกับอุณหภูมิห้องและวอร์มระบบก่อน จึงจะให้ผลการวัดที่เชื่อถือได้อย่างต่อเนื่อง

1. เครื่องวิเคราะห์ความชื้น Moisture Balance ต้องทำการเสียบปลั๊กไว้อย่างน้อย 30-60 นาที เพื่อเป็นการวอร์มเครื่องมือก่อนใช้งาน
2. ก่อนทำการใส่ตัวอย่างที่จะวัดค่า ควรตรวจเช็คว่าถาดหรือจานใส่ตัวอย่างและชุดจับบนแกนรับน้ำหนักจับวางลงได้พอดี รวมถึงจานใส่ตัวอย่างต้องวางในระดับเดียวกันบนแกนรับน้ำหนัก

อีกเรื่องที่ควรระวังคือการเตรียมตัวอย่างบนถาดวัด เพราะผลการทดสอบความชื้นไม่ได้ขึ้นกับเครื่องอย่างเดียว แต่ขึ้นกับการกระจายตัวของตัวอย่างด้วย หากตัวอย่างกองหนาเกินไปหรือวางไม่สม่ำเสมอ ความร้อนจะกระจายได้ไม่ทั่ว ทำให้เวลาการแห้งยาวขึ้นและผลวัดทำซ้ำได้ยากขึ้น คู่มือของ Mettler Toledo ระบุว่า การให้ความร้อนกับตัวอย่างอย่างสม่ำเสมอจะช่วยให้ผลการวัดมี Repeatability ดีขึ้นและยังช่วยให้ใช้ตัวอย่างในปริมาณน้อยลงได้ด้วย ดังนั้นในการใช้งานจริง ควรกระจายตัวอย่างให้เป็นชั้นบางและสม่ำเสมอบนถาดมากที่สุดก่อนเริ่มวัดทุกครั้ง

3. เมื่อทำการวิเคราะห์ความชื้นตัวอย่างเรียบร้อยแล้ว เมื่อนำตัวอย่างออกควรระวังความร้อน เนื่องจากจานใส่ตัวอย่างหรือชุดจับจานใส่ตัวอย่างอาจจะยังมีความร้อนสะสมอยู่
4. แนะนำให้จับจานตัวอย่างบริเวณที่กำหนดไว้ ซึ่งจะทำจากวัสดุป้องกันความร้อน เพื่อไม่ให้เกิดอันตรายจากความร้อน

สำหรับตัวอย่างที่มีสารระเหยง่าย ควรระมัดระวังเป็นพิเศษ เพราะระหว่างการเตรียมตัวอย่าง น้ำหนักเริ่มต้นของตัวอย่างอาจลดลงก่อนเริ่มโปรแกรมวัดจริงได้ ผู้ผลิตอย่าง Mettler Toledo แนะนำว่า หากเป็นตัวอย่างที่มีสารระเหยง่าย ควรใช้โหมดเริ่มต้นแบบ Manual เพื่อให้สามารถบันทึกค่าน้ำหนักเริ่มต้นได้ถูกต้องก่อนที่การระเหยจะเกิดขึ้นมากเกินไป แนวทางนี้ช่วยลดความคลาดเคลื่อนของผลวิเคราะห์และเหมาะกับตัวอย่างที่ต้องควบคุมขั้นตอนเริ่มต้นอย่างรอบคอบมากเป็นพิเศษ

5. ควรเปลี่ยนตัวสะท้อนของเครื่องแผ่รังสีฮาโลเจน หากชั้นตัวสะท้อนได้รับความเสียหาย
6. ถาดหรือจานสำหรับใส่ตัวอย่างจะต้องสะอาด และอย่าใช้ถาดชั่งตัวอย่างที่ผิดรูป
7. การทวนสอบระบบชั่งและระบบให้ความร้อนเป็นระยะ ในบางเครื่องมีฟังก์ชัน performance test และมีอุปกรณ์สำหรับ temperature adjustment หรือ reference materials สำหรับตรวจสมรรถนะเครื่องโดยเฉพาะ การทวนลักษณะนี้ช่วยให้รู้ได้เร็วว่าเครื่องเริ่มเบี่ยงเบนจากสภาพปกติหรือไม่ ป้องกันการเกิดกระทบในการวิเคราะห์จริง

นอกจากการวอร์มเครื่องและวางตัวอย่างให้ถูกต้องแล้ว แนะนำว่าควรเลือกเงื่อนไขการวัดให้เหมาะกับชนิดของตัวอย่างด้วย เนื่องจากผู้ผลิตหลายรายมีการออกแบบ moisture analyzer ให้มีโหมดการวัดและการให้ความร้อนได้หลายแบบ เช่น standard mode, quick mode, shutoff criteria แบบ timer หรือแบบอัตโนมัติ ซึ่งแต่ละแบบให้ผลต่อเวลาในการวัดและความเสถียรของผลต่างกัน การเลือกเงื่อนไขให้ตรงกับตัวอย่างจึงเป็นส่วนหนึ่งของความถูกต้อง ไม่ใช่เรื่องความสะดวกเพียงอย่างเดียว

คำถามที่พบบ่อย

Q: Moisture Balance ต่างจากเครื่องชั่งทั่วไปอย่างไร
ต่างตรงที่ moisture analyzer ไม่ได้แค่ชั่งน้ำหนัก แต่ใช้การเปลี่ยนแปลงมวลระหว่างให้ความร้อนเพื่อคำนวณความชื้นหรือของแข็งของตัวอย่าง จึงมีทั้งระบบชั่งและระบบให้ความร้อนทำงานร่วมกัน

A: ทำไมต้องวอร์มเครื่องก่อนใช้งาน
เพราะผู้ผลิตอย่าง Sartorius ระบุว่าต้องให้เครื่อง warm up อย่างน้อยประมาณ 30 นาทีหลังต่อไฟหรือหลังไฟดับนาน เพื่อให้ระบบเข้าสู่สภาวะทำงานที่เสถียรและให้ผลแม่นขึ้น

Q: ความชื้นสัมพัทธ์ควรอยู่ที่ 45 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์เสมอหรือไม่
A: ไม่เสมอไป ตัวเลขนี้อาจใช้เป็นแนวควบคุมภายในบางแห่ง แต่คู่มือผู้ผลิตไม่ได้กำหนดเป็นค่ากลางสากลตายตัวทุกยี่ห้อ โดยทั่วไปควรใช้งานในช่วงที่ตรงกับสเปกของเครื่องและต้องไม่เกิดการควบแน่น

Q: ทำไมต้องกระจายตัวอย่างให้บางและสม่ำเสมอ
A: เพราะการกระจายตัวอย่างมีผลต่อการถ่ายเทความร้อนและการแห้งของตัวอย่างโดยตรง ถ้ากองหนาหรือวางไม่สม่ำเสมอ ผลวัดจะทำซ้ำยากและใช้เวลานานขึ้น

Q: ตัวอย่างระเหยง่ายควรใช้โหมดไหน
A: ผู้ผลิตอย่าง Mettler Toledo แนะนำ manual start สำหรับตัวอย่างที่มีสารระเหยง่าย เพื่อให้บันทึกน้ำหนักเริ่มต้นได้ถูกต้องก่อนการระเหยจะเกิดขึ้นมากเกินไป

Q: ควรทวนสอบเครื่องอย่างไรระหว่างรอบสอบเทียบ
A: สามารถทวนสอบระบบชั่งและระบบให้ความร้อนด้วยฟังก์ชัน performance test หรือใช้วัสดุอ้างอิงที่ผู้ผลิตแนะนำ เช่น sodium tartrate dihydrate หรือสารมาตรฐานเฉพาะของผู้ผลิต เพื่อดูว่าเครื่องยังทำงานอยู่ในสภาพที่ยอมรับได้หรือไม่

แหล่งอ้างอิง

Sartorius Moisture Analyzer MA35 / MA160 User Manual

A&D Moisture Analyzer User Manual

Mettler Toledo Moisture Analyzer Operating Instructions

 

MKS