Як правильно вибрати вологомір зерна
Інтерес сільгоспвиробників до приладів експрес-аналізу вологості зерна із року в рік стає все сильнішим. Ясна річ, ринок не міг не відреагувати на цю тенденцію. Як відомо, попит породжує пропозицію, тож сьогодні для задоволення потреб аграрія є досить широкий спектр цього обладнання. Як зробити вдалий і правильний його вибір? Беручи до уваги актуальність цього питання, дамо практичні відповіді щодо вибору та експлуатації портативних вологомірів зерна.
Які бувають типи вологомірів?
З точки зору фізичних принципів роботи вологоміри зерна для експрес-аналізу бувають кондуктометричні і діелькометричні.
Набагато важливіше для користувача — спосіб заповнення вимірювальної камери вологоміра, оскільки він впливає на точність показань прибору та експлуатаційні зручності. Усі способи спрямовані на вирішення головного завдання — забезпечення повторюваності показника щільності засипаного в нього зерна від виміру до виміру.
Відповідно до особливостей заповнення вимірювальної камери вологоміри бувають кількох типів: із ущільнювальною (підпружиненою) кришкою, з ущільнювальною кришкою і подрібненням зерна, із заповненням вимірювальної камери вільним падінням зерна. В останньому разі потрібно користуватися спеціальною засипною склянкою або як варіант — без склянки, але сипати потрібно тільки на центральний, злегка конусної форми, електрод: у такому разі падіння зерна з однієї і тієї самої висоти забезпечує повторюваність показника щільності засипаного зерна у вимірювальній камері від виміру до виміру. Ці способи забезпечують точність виміру не нижче 0,5%-ї похибки. І, нарешті, є вологоміри із вільним падінням зерна, які мають вбудовані тензоваги та мікропроцесорну програму, що автоматично враховує щільність засипаного зерна (натуру). Останній спосіб, зрозуміло, забезпечує найвищу точність виміру (похибка до +- 0,3%).
Технічні особливості вологомірів
Усі представлені на ринку вологоміри побудовані на мікропроцесорних схемах, що забезпечує підвищені експлуатаційні можливості, наприклад, обчислення таких показників, як: середнє значення низки вимірів, запам’ятовування показника попереднього виміру, — до того ж завдяки функції «система підказок» вони прості в експлуатації. Інша справа, що показання виміряної температури може виводитися на шкалу.
Різниця між вологомірами та сфери їхнього застосування
Як ми вже з’ясували вище, вологоміри відрізняються за:
конструкцією: засипні (для забезпечення повторюваності щільності або натури — ваги в певному обсязі зерна) або заглибні (втичні, голчасті);
сервісними можливостями, які дає використання мікропроцесорів;
наявністю функції показу змін температури і, в принципі, власне автоматичної температурної поправки;
наявністю вбудованих тензовагів (підвищує точність вимірювань), різних елементів живлення;
обсягом вимірювальної камери.
Тут слід розповісти детальніше. З точки зору метрології (науки про виміри), якщо є якийсь обсяг зерна (одна зернівка, відро, вагон, пароплав), ідеально всю його кількість (одну зернівку, відро, вагон, пароплав) помістити у вимірювальну камеру й відразу отримати результат щодо цього обсягу в цілому.
Зрозуміло, що це нереально. Вихід — у великій кількості відбору проб із різних точок обсягу зерна і надалі отримання усереднених даних. Звісно, що більша вимірювальна камера вологоміра, то більш «представницька» (термін із метрології) проба. Але, щоб зібрати достатню кількість зерна для її наповнення, потрібно вим’яти вручну дуже багато колосків із різних точок поля, щоб отримати достовірний результат. Так от у разі застосування маленької вимірювальної камери кількість вим’ятих колосків залишиться такою самою, тільки різко зросте кількість замірів і витрат зусиль із ретельного очищення вимірювальної камери після кожного виміру.
Сфера застосування експрес-вологомірів зерна у сільському господарстві досить широка: рослинництво, зберігання зерна, переробка зерна, харчова промисловість.
Як обрати вологомір та правильно його використовувати?
Якщо вивчити інструкції виробників вологомірів для експрес-аналізу, то можна виявити, що за основними параметрами, які цікавлять користувача, вони однакові: точність виміру вологості у зоні складського зберігання — не нижче 0,5%-ї похибки (що вищий діапазон вимірювання, то більша похибка — сягає до 2,5%); кількість шкал (видів вимірюваного зерна) — 15–20; ціновий діапазон — від 120 до 450 євро; виробники — як вітчизняні, так і іноземні.
Вологоміри із вбудованими тензовагами — це вимірювальні прилади вищого класу і, зрозуміло, вищого цінового діапазону — до 850 євро, зате підвищеної точності виміру — до 0,3%-ї похибки і з розширеною кількістю шкал — до 450, виробники — тільки іноземні. Ввести у прилад бажані шкали відповідно до потреб користувача можна шляхом завантаження їх з Інтернету (самостійно або на бажання покупця це зробить продавець вологоміра).
Під час практичних випробувань вологомірів, серед яких було чотири імпортних, розбіжність у показниках між різними приладами цієї групи, між показниками вологомірів та еталонної проби доходила до 7%. Зразковою для проведення вимірів була проба зерна кукурудзи вологістю 42% за покажчиком сушильної шафи (проба зберігалася у спеціальній герметичній тарі, перед випробуванням її на добу помістили на вібростіл для вирівнювання показника вологості за всім обсягом).
Тоді — питання: звідки така велика різниця у показаннях вологомірів щодо вологості однієї і тієї самої проби зерна? Що, всі вологоміри брешуть? Звісно, ні. Вологоміри просто не відрегульовані, не налаштовані.
Як кажуть у таких випадках прапорщики усього світу, «матчастину потрібно вивчати». В інструкціях до всіх вологомірів без вбудованих тензоваг обов’язково є абзац з одним і тим самим змістом: «На початку сезону зерно слід відправити до лабораторії і за показником сушильної шафи підкорегувати значення вологоміра». Вся біда в тім, що не читаємо ми інструкції — ну, не «німці» ми, а дарма. Якби у нас була ця славнозвісна німецька педантичність та скрупульозність, то не було б підстав для стількох господарських спорів — рекламацій і конфліктів із виробниками. Після корекції роботи вологомірів відповідно до інструкції їхні показники — в межах відповідного класу точності. Звідси питання, яка ж шкала вимог до зерна для вологомірів «прописана» від початку? Деякі виробники пояснюють: це так зване стандартне зерно — відсутність у пробі хворих, зі сколами, хімічно оброблених зернин, із допустимою засміченістю не вище 1%. Українські вимоги до еталонних проб зернових і зернобобових культур згідно із ГОСТом (цитуємо) такі: «Вихідні проби зернових і зернобобових культур, що застосовуються для градуювання вологомірів, повинні включати основні районовані сорти у межах типу різних грунтово-кліматичних зон вирощування. Зерно у вихідній пробі має бути здоровим, не зараженим, містити не більше 1% сміттєвої домішки і не мати механічно пошкоджених зерен» — кінець цитати.
Звідси випливає: найточніший вологомір — той, користувач якого уважно читає інструкцію і дотримується її (у даному разі — відповідним чином підлаштовує свій прилад, тобто корегує його налаштування).
Як вибрати вологомір?
Тож перше правило вибору щодо дешевого експрес-вологоміра (без вбудованих тензоваг) — можливість підлаштування його шкали до поточних умов роботи. Зазвичай діапазон регулювання лежить у межах від +/-2% до +/-10%. Зверніть увагу, не всі українські вологоміри мають таку можливість — відповідно, в інструкції до них не прописана вимога до корекції шкали.
Принагідно дамо пораду, як професійно отримати зразкову пробу для корекції шкали вологоміра.
У разі потреби її проведення слід врахувати дві особливості такого показника, як вологість:
перша — вона ані секунди «не стоїть на місці» — це змінна величина;
друга — за обсягом зерна вона розподіляється нерівномірно.
Для відбору, зберігання і доставки зерна в лабораторію, а це, як правило, лабораторія на найближчому ХПП, згодиться пластикова пляшка із щільно притертою кришкою як альтернатива спеціальному лабораторному посуду. Віддаючи лаборантці пробу для заміру вологості у сушильній шафі, не забудьте пригостити лаборантку заздалегідь приготованою шоколадкою, а далі — залежно від ваших талантів — заспівати Інтернаціонал, станцювати джигу, розповісти анекдот або щось інше — одним словом, будь-чим зайняти увагу лабораторної працівниці, щоб перед відбором проби зерна для сушильної шафи вона хоча б пару хвилин енергійно потрусила пляшку (у лабораторіях на ХПП немає вібростолів), тим самим «розмазала» вологість за об’ємом (ось чому пляшка має бути заповнена наполовину), а після відбору проби — не забула щільно закрити пляшку кришкою, знову консервуючи вологість.
Таким чином за використання простої тари й енергійного ручного струшування можна майже повністю нейтралізувати небажані особливості вологості, що заважають точному визначенню її величини в обсязі зерна. Отримавши дані лабораторії після сушильної шафи, знову потрібно енергійно потрусити пляшку, всипати пробу зерна у свій вологомір, побачити розбіжність у свідченнях і відкорегувати шкалу відповідно до інструкції вашого приладу. Звертаю увагу: зерно для проби має бути саме ваше, а не взяте у сусіда чи на ХПП. Прилад ви налаштовуєте чітко під своє зерно! У всіх зерно різне, навіть якщо воно вирощене на сусідньому полі.
Тепер уже зрозуміло, чому під час спроби перевірити свій вологомір на ХПП і почувши пропозицію на кшталт: «Он тазик із зерном, я вчора робила вимірювання, там вологість 22%» — ні в якому разі не ведіться на це. За добу вологість давно змінилась в сторону зменшення (особливо якщо тазик стояв на підвіконні із сонячного боку — типова картина), а також різниця вологості зерна на поверхні вмісту тазика і в його глибині може досягати 5% (вологість не «розмазана», тазик не стояв на вібростолі).
Звідси випливає друге правило вибору — дешевого або дорогого (з тензовагами) вологоміра. Для господарства, що вирощує власне зерно, зважений вибір — вологомір без тензоваг із щорічним підлаштовуванням (навіщо переплачувати?). Для зернотрейдерів, ХПП, що скуповують різні партії зерна із різною вологістю доцільно придбати вологомір із тензовагами.
Для абсолютно чіткого уявлення вимірювального процесу зупинімося ще раз на показнику ваги зерна у вимірювальній камері (натурі). Так, наприклад, один і той самий сорт в умовах цього року дав дрібне зерно, отже, у вимірювальну камеру вологоміра без тензоваг його потрапило більше за вагою, тож показання вологоміра будуть завищені. Наступного року цей самий сорт дав крупніше зерно, і у вимірювальну камеру його потрапило менше за вагою — показання вологоміра без тензоваг будуть занижені. Звідси висновок: для отримання точних показань вологомірів без тензоваг потрібно щорічно коригувати їх під конкретні характеристики зерна. Вологоміри із тензовагами проводять автоматичну корекцію за натурою вимірюваного зерна.
Уявімо картину: на ХПП лаборант, побачивши нову партію зерна з певного господарства, жваво кинувся підлаштовувати вологомір без тензоваг під зерно із цього господарства, тобто виконувати пряму вимогу інструкції щодо роботи цього приладу. Сюрреалізм! Адже лаборант у такому разі не має права посилатися на показання цього вологоміра і заносити їх у журнал (попередні дані). На жаль, ХПП не поспішають «переозброюватися», і причини цього лежать в економічній площині. Як відомо, на вологості можна непогано заробляти. Очевидно, потрібне втручання держави, яке змінить застарілі ГОСТи, пропише й оприлюднить сучасні вимоги до сертифікованих лабораторій. Хоча в країні є позитивні приклади. Одна велика корпорація щороку будує нові ХПП, оснащені на рівні світових стандартів, включаючи метрологію.
Отже, підсумуємо:
будь-який вологомір повинен мати здатність автоматичної температурної компенсації;
вологомір без тензоваг повинен враховувати потребу підлаштовування шкали і забезпечувати таку можливість;
залежно від виду діяльності господарство обирає вологомір із тензовагами або без них.
У яких випадках необхідна заміна приладу або придбання новішої моделі?
У принципі вологомір, що не має спрацьованих механічних деталей, може служити десятиліттями, як наручний годинник. У вологомірів спрацьовуються такі механічні деталі: ущільнювальні кришки — виходить із ладу нарізь, пружина втрачає свої властивості, що, своєю чергою, впливає на точність вимірювань; деталі ущільнювально-подрібнювальної кришки — також зношується нарізь, пружина, а також додається спрацювання подрібнювальної поверхні, — періодично слід замінювати ці деталі. Тож під час покупки вологоміра потрібно з’ясувати у продавця, чи є в наявності витратні деталі.
Технічний прогрес не стоїть на місці. В сегменті експрес-вологомірів для польових умов уже давно з’явились вологоміри, розроблені на основі оптичних принципів із розширеними функціями: крім вимірювання вологості, додатково вимірюють олійність, вміст протеїну тощо.
Але ціна! Нам не вдалося виявити жодного щасливого користувача такого вологоміра. Якщо постає вибір «вологомір або джип» — рішення відомо наперед. Залишається тільки милуватися цим дивом прогресу на спеціалізованих виставках.
А тепер, власне, метрологія: для будь-якого вимірювача допустима певна похибка (наприклад, еталонні, так звані атомні, годинники теж мають погрішність). І сушильна шафа, згідно із паспортом, також допускає похибку +/-0,5%. Тестований вологомір, припустимо, у цьому діапазоні має похибку +/-1%, а показання сушильної шафи занижені на -0,5% — при цьому перебувають у межах заявленого класу точності (за паспортом — -0,5%) і є достовірними. А покази тестованого вологоміра, навпаки, завищені на 1%, але це також враховано при встановленні заявленого класу точності (за паспортом — -1,0%), тож і вони достовірні. Таким чином, 1+0,5 = 1,5%.
1,5% — це і є максимально допустима в даному разі розбіжність у свідченнях вологоміра та сушильної шафи. А, маючи розбіжність на рівні лише 0,5%, залишається хіба що радіти.
І наостанок — про що не пишуть у своїх інструкціях виробники вологомірів.
Розглянемо дуже популярний вологомір іноземного виробництва. Під час випробувань використовують добре перемішану (з однаковою вологістю за всім обсягом) зернову пробу. За першого вимірювання показання вологоміра — 25% вологості, за другого — 27, за третього — 29% і т. д., тобто вони чомусь зростають до певної межі, потім цей процес зупиняється. І це все — під час вимірювання однієї і тієї самої проби з однаковою вологістю за всім обсягом. Виникає розгубленість: яка ж насправді вологість у пробі? Це спричинює паніку, і робиться поспішний висновок: прилад несправний.
А насправді вологомір справний. Виною всьому — «мовчазна» інструкція, яка не описує особливостей роботи цього приладу. А річ ось у чім: після насипання проби в прилад, вимірювання та висипання зерна із вологоміра на стінках вимірювальної сушильної камери залишилася волога, яка підсумовується із подальшими вимірами і завищує показання вологоміра. І так від виміру до виміру, поки не настане стан рівноваги. Металеві стінки не можуть утримувати на собі велику кількість вологи, і, накопичена в камері, вона знову повертається у зерно.
В інструкції до приладу написано: «…засипати зерно в очищену камеру» — і все, крапка. А треба було б написати: «…ретельно протерти вологопоглинальною серветкою і ще раз просушити вентилятором, щоб позбутися вологи в недоступних зонах». Звісно, написати таке — означає просто «зарубати» вологомір, адже хто його купить? Який вентилятор у польових умовах? І це факт: на українському ринку представлені тільки два вологоміри — один вітчизняний і один імпортний, — у яких немає цього недоліку.
Виявляється, все вирішується дуже просто: у ці вологоміри засипати зерно можна тільки після відповідної команди-«запрошення», висвітленої на табло. А до цього прилад вимірює вологість порожньої камери, і якщо там залишилася волога після попереднього виміру — він її автоматично відмінусує під час проведення подальшого вимірювання.
М. Шастолов,
директор НВП «Аква Технології»