目前在化工、制药等行业中，对原材料和部分成品中的游离水或结晶水的检测普遍采用卡尔费休水份测定仪。在检测了众多进口的、国产的各类型仪器以及各行业检测人员中，就卡尔-费休水分测定仪使用中存在的有关问题提出交流。
1、卡尔费休水份测定仪安全防护
卡尔-费休试剂主要由碘、二氧化硫、吡啶和甲醇组成的溶液。其中的二氧化硫与吡啶挥发性极强，对人体的危害很大，操作时应在良好的通风条件下进行。尤其是在换试剂时，要注意排风，以防止有害气体吸人体内。并戴上防护眼镜与乳胶手套，避免有害试剂溅洒眼睛和手上，一旦发生试剂溅洒眼睛和手上要立即用流动水冲洗，严重者即送医院治疗。
但实际情况是有些操作人员对该试剂的危害性认识不足，在无任何防护措施的条件下，将试剂随意倒进倒出，满屋异味而浑然不顾，自我保护意识问题有待加强。
2、卡尔费休水份测定仪试剂的应用
卡尔-费休试剂对新鲜度要求很高，购买卡尔-费休试剂要注意生产日期，要根据使用量即买即用。并要避光保存，才能延长保存期。
目前有不含吡啶的卡尔-费休试剂问世，解决了含吡啶试剂有刺鼻异味的问题，但是测定中发现含吡啶的卡尔-费休试剂终点的突变较明显，试剂到终点时的颜色是微棕黄色，根据经验凭肉眼能预测到终点即将到来，而不含吡啶的卡尔-费休试剂终点的突变不明显，试剂到终点时的颜色是深棕色。
两者的选择可根据试样的含水量以及对样品检测准确度要求的不同而定。对含水量低、检测准确度要求高的样品建议选用含吡啶的卡尔-费休试剂。反之则用不含吡啶的卡尔-费休试剂。
无水甲醇作为样品的溶解剂，适用范围很广。一般的有机化合物、饱和或不饱和的碳氢化合物以及一般的无机化合物、酸性氧化物、部分有机和无机的盐都能适用。但是部分酮和醛类样品不能用甲醇反应。如发现反应不能中断，无终点，反应连续进行时，应该考虑到是否有副反应这个问题。当产生副反应时，其实只需要几分钟的反应，却一直进行。此时可用乙二醇甲醚代替甲醇，可得更为恒定的滴定体积，而且可在不使用任何专门技术下测定某些酮和醛类化工产品的水分。
PH值过高、样品碱性过高等，也会引起副反应，即连续反应，而无终点出现。此时，PH值过高可用缓冲溶液调节PH值，碱性过高加入甲苯酸、水杨酶，可缓和碱性溶液，但不能用醋酸。
在进行甲醇水分滴定时（俗称空白滴定），如反应瓶中的颜色逐步由无色至深棕色，仪器仍无终点出现，应视为卡尔-费休试剂已失效，即应更换试剂。
3、卡尔费休水份测定仪电极污染与保养
电极是水分测定仪的关键部件，电极表面的污染可直接导致灵敏度降低，有些电极长期应用于油质样品的分析，电极表面被油质污染后，灵敏度降低，使得电极对终点的判断迟钝，造成卡尔-费休试剂过量，终点反应时溶液颜色偏深，此时必须清洗电极。尽管肉眼看不到电极上的污染物，但可以观察到反应迟钝，直接影响测量准确性。因此电极使用一段时期以后必须清洗，但是有相当一部分操作人员没考虑到这个问题。
当灵敏度降低，电极受污染严重时。可用纸沾一点丙酮擦电极，但必须小心翼翼，还必须等丙酮挥发完全后方可使用。或者将电极浸入稀硝酸溶液中24小时，然后取出，用清水漂洗，滤纸拭净。也可以用重铬酸钾溶液清洗l分钟以活化电极。在特殊情况下，如样品等着要分析，清洗电极时间不容许，这时可用急办法解决电极污染的事件。用极细的沙纸轻轻擦磨电极两端，滤纸拭净后，即可见效。
仪器如有一段时期不用，就应将泵管及液路内的卡尔-费休试剂全部排完，以避免因试剂挥发引起结晶而堵塞管路；同样反应瓶内的卡尔-费休试剂也应排完，电极拭净。在仪器的检测中经常可发现，有关操作人员样品测定结束，电源一关了事，对仪器的维护和保养与测量的准确度应该是密切相关的问题意识不足。
4、卡尔费休水份测定仪试剂滴定度（俗称水当量）的标定
卡尔-费休试剂的滴定度的标定准确与否，直接关系到样品测定的准确度，测试环境条件的不同，仪器整套装置的密封性能如何，对卡尔-费休试剂滴定度的变化影响很大，尤其对测量准确度要求较高的样品。
滴定度的标定原则上应该在每天的样品测试前进行。滴定度的标定可以用具有一定含水量的标准物质，有些标准物质是液体的，用安培瓶封装．每次消耗一支，准确度高，费用较大：有些标准物质是固体的，准确度高，对标准物质的保存要求较高。一旦受潮就麻烦。
最简单实用的是纯水标定。用微量注射器准确移取水量，一般取10到30微升水量进行标定，连续重复几次，取平均值，求出卡尔-费休试剂的滴定度。但是有些试验室的检验人员对卡尔-费休试剂滴定度标定的含义并不完全清楚，或者是不负责任的惰性，竟然会发生一瓶试剂从开启使用进行一次滴定度标定以后一直到试剂用完，几个月时间内的样品测试始终用一个滴定度的标定值，显然其中是有较大误差的。
卡尔-费休试剂的滴定度随着使用时间的延长是逐步变化的，相对于第一天的滴定度误差也随之变大。由此可见几个月内一直使用最初的滴定度来计算测定值，对测定值的误差是较大的。所以应该经常对卡尔-费休试剂进行滴定度的标定，应该根据试验室的环境温度、湿度和仪器的封闭性能，以及试验的要求，合理确定对卡尔-费休试剂滴定度标定的时间间隔，以确保测量的准确度。而样品测量的准确度与产品的质量有关。
5、结语
以上探讨表明用卡尔-费休水分测定仪测定微量水分，是比较经典的方法。安全防护与正确使用以及保养维护对测定的准确度是很重要的。
卡尔-费休水分测定仪测定微量水分如何节约试剂
卡尔-费休库仑法水分测定仪器改进的功能
　　采用卡尔-费休（Karl　Fischer）法测定大部分有机和无机固、液体石油、化工产品中游离水或结晶水的含量是一种传统的经典方法。国际标准化组织（ISO）和我国国家标准中有多项标准推荐使用该方法。常用的有GB6283-1986《化工产品中水分含量的测定》、GB7600-1987《运行中变压器油水分含量测定法（库仑法）》两个方法标准。以上两个标准，基础理论是一致的，但两个标准推荐使用的仪器差距较大。
　　GB7600推荐使用的微库仑分析仪不论在整个系统的准确性上还是整个系统的自动化程度上明显优于GB6283推荐使用的仪器。本文以GB7600推荐的仪器模型为基础设计的DT-305型全自动微量水分测定仪为依据，并针对此模型国产原有仪器存在的不足探讨改进的方法，借此来减轻广大化学分析工作者的劳动强度，推动仪器的全自动化和网络化管理。
1. 采用卡尔-费休库仑法测定水分的原理
　　其原理是基于有水时，碘被二氧化硫还原,在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸氢吡啶。反应式如下：
H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N？HI+C5H5N？SO3
C5H5N？SO3+CH3OH→C5H5N？HSO4CH3
在电解过程中,电极反应如下:
阳极:2I－－2e→I2
阴极:I2+2e→2I-
2H++2e→H2↑
　　产生的碘又与样品中的水分反应生成氢碘酸，直至全部水分反应完毕为止。反应终点用一对铂电极所组成的检测单元指示。在整个过程中，二氧化硫有所消耗，其消耗量与水的克分子数相等。
　　依据法拉第电解定律，电解1克分子碘，需要二倍的96493C电量，即电解1毫克水需要电量为96493C。样品中的水分含量按式（1）计算：
式中:W－－-样品中的水分含量，μɡ；
Q－－-电解电量，mC；
18－－-水的分子量；
2.仪器设计特点
　测量电极测得信号送至单片机Ⅰ。由单片机Ⅰ首先诊断仪器状况。仪器正常时，信号经片内A/D转换，再经过数字滤波，输出一个电压控制信号。此信号经压控电流源变换后加到电解电极上。电解电极的电流经运算放大器转换成电压信号，输入到VF变换器。由单片机Ⅱ对VF变换后的频率信号进行累加积分。此积分结果Q=∫I？dt与公式（1）相对应，由此可以计算出W值，即水分含量。单片机Ⅱ还负责完成按键响应、液晶显示、打印输出及与单片机Ⅰ的通讯功能，控制单片机Ⅰ的启动、停止。
系统原理方框图
图1和图2的比较可看出，随着电子工业的飞速发展，特别是新型集成电路和大容量单片机的推出，DT-305型全自动微量水分测定仪在保证原有仪器基本功能的基础上，使得仪器构造更为简单，并且增加了功能，使操作更为舒适。
3.仪器功能改进
　　3.1测量单元
　　测量单元用独立的变压器供电，隔离度高，可使后级测量信号放大电路用高抗共模干扰能力的数字放大器来实现。采用场效应管稳幅文氏桥震荡器来改进普通运放形成的正交振荡器。使其振荡波形稳定、失真小。采用美国微晶片公司推出的最新单片机，测量信号直接输入A/D转换的单片机内。利用软件进行绝对值变换、积分变换。使电路简化，精度高、系统可靠性高。同时可以对输入信号进行数字滤波消除工频干扰。并可利用单片机内部的PWM直接输出电解电流的控制电压。
　　3.2信号转换单元
　　原有仪器VF变换器的非线性度大于0.1%。采用A/D654进行VF变换后，系统的非线性度仅有0.02%。原有仪器用康铜线绕电阻器作为采样电阻。温度系数为250ppm,受温度影响，阻值漂移太大。改进后采用高精度金属膜电阻采样，温度漂移极小，仅为50ppm。
　　3.3数字信号单元
　　采用philips最新推出的大容量单片机。功耗低，内置大容量程序存贮器，优化精简了接口电路，改进了原有仪器采用单片机外挂EPROM的复杂系统。使得测量精度大幅度提高。
　　3.4按键显示单元
此单元的改进旨在向使用者提供舒适的操作。
　　3.4.1按键系统
　　原有仪器最多有31位按键。做每一个样品的试验分析，均需频繁按键输入、操作。当调节电解池转速时，尚需在仪器背面用改锥调整电位器，非常繁琐。改进后的仪器仅用五位无标识按键，根据汉字菜单的提示，随机转换功能，轻轻按动无标识按键，仪器会自动完成以前依靠人工操作的许多工作，极为简单、明了。
　　3.4.2显示系统
　　原有仪器的显示系统是4位数码管至16位数码管不等。信息含量少。改进后的仪器用大屏幕图形点阵液晶显示。把GB7600的主要章节输入到程序中，依靠汉字来提示操作。实现了全功能的人－－机对话。有说明书可以操作，无说明书亦可操作。
　　3.5空白电流的计算改进
　　电解池卡尔-费休试剂在存放过程中难免浸入空气中的水分和因受温度影响从试剂中逸出水分置于池内试剂以上空间中。此空间与外部环境是相对隔离的。此空间水分子浓度在一般情况下大于外部环境的水分子浓度。处于相对饱和状态。此空间越大，水分子绝对值越大，致使空白电流增大。测量真值难以再现，解决此问题有两种方案：
　　3.5.1物理方法
在保证卡尔-费休试剂容量和样品容量的前提下，减少电解池上部空间，改原来的纯圆柱形电解池为异型瓶电解池。使上部无试剂空间尽可能凹进，减少水分子绝对含量，从物理角度减小空白电流对测量真值的影响。
　　3.5.2改进计算方法
　　原有仪器在进样同时，按“启动”键记存空白电流。鉴于电解电流的非线性关系，此时纪录的极有可能是空白电流的峰－－峰值，以此而积分，得到的就不是空白电流的实际积分值，这样会造成实际测试结果完成后减去空白电流值而不是测量的真值，这种计算方式不恰当，人为因素太多，取决于操作者手按“启动”键的一瞬间，离散性太大。改进后的仪器在进入“正在测量”状态下，无需人去操作仪器按键。仪器会自动纪录空白电流的实际积分值。然后由测量值减去空白电流真值而得到测量真值。这也是DT-305型全自动微量水分测定仪在技术上的重大突破。
4.仪器功能增加
　　4.1大电流冲击电解液中的残余水分每次试验完成后并不是全部倒掉卡尔-费休试剂。而是待下次试验时重复使用。其间可能是几天，甚至是几个月。时间越长，空气中的水分子浸入电解池的含量越大，形成大量的残余水分。原有仪器重新启动时，残余水分需做几个小时尚不能够完全电解至平衡，待机时间过长，严重影响试验分析的效益。使试验工作单调、枯燥。改进后的仪器根据残余水分含量自动调整电解速度。用大电流来冲击电解液中的残余水分，能够做到随时开机，随时试验分析，这是仪器在技术上的重大突破。
　　4.2掉电存贮功能固定的用户每次注入样品的密度、质量、体积都是基本一致的。改进后的仪器只要输入一次参数，如不需更改，掉电后永不丢失，不象原有仪器每次做试验均需输入参数。减少了相当大的工作量。
　　4.3通讯功能仪器带有标准RS232串行口，实现了与微机的通讯，与掌上电脑的通讯，并可双向操作。为试验分析的办公自动化奠定了基础。
　　4.4时钟功能采用DALAS公司解决了“千年虫”的实时日历时钟芯片，使仪器具有时钟功能。
　　4.5程序升级功能我国正处在计量单位逐步走向标准统一的阶段。有的老产品标准中仍采用ppm作为计量单位。有的新标准已采用有量纲的mg/L或mg/kg。改进后的仪器能根据不同用户产品标准的更改而使软件升级，方便用户。
5.结论
综上所述，改进设计的DT-305型全自动微量水分测定仪与其他同类仪器相比有以下几个显著特点。
　　5.1采用最新推出的大容量单片机，双CPU设计，双电源通道，测量电极数据直接A/D采样转换。选用高精度，温度漂移小的新型原材料，使测试结果的准确度提高。
　　5．2采用大屏幕液晶显示技术和无标识按键把GB7600测定方法步骤程序化，使分析操作更为简便，减少了人为测定误差，减少了操作人员的工作量。
　　5.3大电流冲击卡尔-费休试剂中的残余水分，大大减少了待机时间。
　　5.4冗余设计，通过RS232与微机通讯，双向操作，实现网络化管理。
　　5.5改进空白电流计算方法，使测量真值再现，提高测试结果的重复性。
库仑仪的使用
产品型号：SFY30A 产品用途：卤素加热快速水份测定仪是我公司新研制的新型快速水分检测仪器。环状的卤素灯确保样品得到均匀加热，操作简便、测量准确。水分测定仪在测量样品重量的同时，仪器采用环形管卤素加热方式，快速干燥样品，在干燥过程中，水分仪持续测量并即时显示样品丢失的水分含量%，干燥程序完成后，最终测定的水分含量值被锁定显示。与国际烘箱加热法相比，卤素加热可以在高温下将样品均匀地快速干燥，样品表面不易受损，其检测结果与国标烘箱法具有良好的一致性,具有可替代性,且检测效率远远高于烘箱法。一般样品只需几分钟即可完成测定。该仪器操作简单，测试准确，显示部分采用液晶显示屏-使屏幕更加清晰明亮，示值清晰可见，分别可显示水分值，样品初值，终值，测定时间，温度初值，最终值等数据，并具有与计算机，打印机连接功能。因此该水分仪可广泛应用于一切需要快速测定水分的行业，如医药，粮食、饲料、种子，菜籽，脱水蔬菜、烟草，化工，茶叶，食品、肉类以及纺织，农林、造纸、橡胶、塑胶、纺织等行业中的实验室与生产过程中。同时满足固体、颗粒、粉末、胶状体及液体含水率的测定要求，深圳市后王电子科技有限公司始终立志于为用户提供多用途，多性能的高质量产品，为您打造快速，准确，物超所值的水分测定仪完美典范。
技术参数:
1、称重范围：60g超大量程0.0001g精度
2、水分测定范围：0.001-100%
3、传感器精度：0.0001g
4、样品质量：0.3-60g
5、重复性：初始样品重量≥2g时±0.005％初始样品重量≥5g时±0.002％
6、加热温度范围：起始-205℃
7、分析方法：可选择3种终点判断方式一、全自动二、定时 0.1－99分钟三、自定义模式
8、加热源：卤素加热水份测定仪
9、水分含量可读性：0.001%
10、显示参数：%水分，时间，温度，重量
11、通讯接口：标配RS232通讯接口-方便连接打印机、电脑和其他外围设备、符合FDA/HACCP格式要求
12、外型尺寸：350×200×260(mm)
13、电源：220V±10%/110V±10%(可选)
14、频率：50Hz±1Hz/60Hz±1Hz(可选)
15、秤盘尺寸（mm）直径110