穀物やコンクリート、木材などの水分量の測定に活用されている水分計。見た目では分からない物質中の水分を簡単に測定できることから、作業現場からキャンプまで用途に応じた水分計が利用されています。
水分計は、カールフィッシャーや赤外線など様々な測定方法があり、コンクリートから食品まで測定対象物によって多くの種類にわかれます。低価格なものもあり家庭や職場でも使用されることの多い測定機器です。今回はそんな水分計の原理や選び方、おすすめ商品をご紹介します。
水分計とは
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水分計とは、物質に含まれている水分の量を測定する装置です。物質の中でも、気体・液体・固体があり、そこに含まれている水分量は見た目では分かりません。そのため、水分計を使って水分量を測定する必要があります。
物質の状態を知るためにも、水分量の測定は重要です。例えば、コンクリートやモルタルは施行時に水を加えて練り混ぜますが、水分量が多すぎると水が蒸発してしまうのでコンクリートに空隙ができてしまいます。
またお米の場合、貯蔵時に水分量が多いと痛みますが、逆に水分量が少なすぎてもお米に胴割れが生じて質が落ちてしまいます。このように
物質は、含まれている水分量によって状態が大きく変化するため、水分量の把握が重要なのです。
水分計の原理
水分計は大きく別けると、電気式と光式があります。それぞれどのような仕組みになっているのか、水分量の測定原理をご紹介します。
電気式水分計の原理
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電気抵抗式の水分計は測定対象の物質に電気を通し、物質の抵抗の程度によって水分値を計算する仕組みです。電気容量式の水分計は、物質に電気を流した時の電気容量の変化を水分値に置き換えます。
また、電気容量の変化は物質の大きさや厚さ、比重にも影響されるため物質が大きく厚みがあるほど電気容量の変化が大きくなるのが特徴です。
光式水分計の原理
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光を利用した水分計では赤外線式水分計の使用が多く見受けられます。赤外線は目に見えない光ですが、赤外線を利用して水分の蒸発による質量の変化を測定します。
この特徴を利用すると、物質の水分が多いほど反射して返ってくる光の量は少なくなるため物質の水分量を測定することが可能です。
水分計の選び方
水分計は測定する方法や、対象物によって選び方が異なります。メリット・デメリットを把握して、測定したい物質にぴったりの水分計を選びましょう。
種類で選ぶ
様々な種類がある水分計ですが、測定方法によって機器の大きさや価格が異なります。それぞれの特徴に注目して種類を見ていきましょう。
カールフィッシャー
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カールフィッシャー水分計は、カールフィッシャー反応と呼ばれるものを利用した機器で、主に企業や組織の研究室で使用されています。
測定に長時間かかること、試薬が高価である点が否めませんが、高度な測定に適しているため結晶表面上の水分量や自由水も測定可能です。
マイクロ波式
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マイクロ波式は、電子レンジやラジオなどと同様の電磁波を使用します。電子レンジでマイクロ波を使用し食べ物を温めるように、マイクロ波式水分計では物質にマイクロ波を当て熱に変わった量を計測します。
測定する物質の比重や厚みを設定する作業が必要で、装置も大型になる点は否めません。マイクロ波は物質の中心部まで届くので、物質内部の水分量を測定したい時の使用がよいでしょう。
電気抵抗式
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電気抵抗式は物質の抵抗を測定して水分量を測定します。抵抗と水分量の関係は物質によって異なるため、測定する物質によっては測定器かプローブを変える必要があります。
また電気抵抗式水分計には、木材用・モルタル用・紙用などの種類があり、同一の物質であっても加工や薬品処理されている箇所がある場合は、その箇所を避けて測定しましょう。
静電容量式
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測定物質に電気を流して、電気容量の変化を測定するのが静電容量式水分計です。物質に電気を流すために、物質に接触して測定しなければなりません。そのため、センサーが破損してしまうリスクがあります。
しかし物質内部、数cmまでの深さまで測定可能で測定時間が速いのがポイントです。小型で取り扱いしやすい携帯式タイプが多く、比較的低価格で購入することができるので速度と価格に重きを置かれる方におすすめと言えます。
赤外線式
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赤外線式水分計は表面しか測定できないため、物質表面上の水分量に測定結果が影響されます。表面のみの測定のため機器の設置が簡単で、紙などの薄い材料を測定するのに適しています。
赤外線を使った水分計には赤外線式水分計の他に、ハロゲン水分計があります。ハロゲン水分計は赤外線式よりも速く温度上昇ができ、温度コントロールも容易です。
またハロゲン水分計は、赤外線式水分計よりも価格が高くなっています。より高度な性能を必要とされる方にはハロゲン水分計がおすすめでしょう。
中性子式
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原子核を構成する粒子である中性子を用いた水分計は、主に企業や組織の研究所で使用されている水分測定機器です。
中性子は毒性が強いため、使用するためには放射線管理区域の指定と放射線主任技術者が必要となります。
配管や建築資材など大型の測定対象物の水分量が測定できます。建築資材の場合、取り付けられた断熱材などを撤去しなくても測定が可能なため、便利な測定機器です。
加熱乾燥式
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加熱乾燥式は測定対象物の一部分を加熱して乾燥させ、加熱乾燥前と後の重量の差から水分を求める方法です。熱源としてはハロゲンランプやマイクロ波が使用されます。
ただし、蒸発した水分以外の物質も測定してしまう可能性があるため、測定対象物の一部分を切り取る必要がありますがその際、物質が破損してしまいます。
加熱乾燥式水分計の大きなメリットは測定時間が短く、機器のサイズも小さくておき場所に困らないことです。食品など水分量が比較的多い物質の測定に適しています。
測定対象で選ぶ
測定する物質が決まっている場合、測定対象物に最適な水分計を選びましょう。水分量が重要な物質にそれぞれ適した水分計の種類を紹介します。
穀物用
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お米などの穀物の品質を決定する要素はたくさんあります。例えば、産地や整粒歩合などがありますが、これらは人の手によって管理できません。しかし穀物に含まれる水分量は管理が可能です。
穀物に含まれる水分量は、主に加熱乾燥式水分計で測定されます。加熱乾燥式水分計は一度に大量に測定できるため、ボリュームのあるお米や麦の水分測定に最適です。
土壌用
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植物の栽培には土壌中の水分量やPh(ペーハー)が重要な要素です。土壌中の水分測定には電気抵抗式水分計がよく使われます。
センサーを土の中に差し込みスイッチを押すと水分が%表示されるので視覚的にも分かりやすいものが多く、本体を手で持ちながら測定できる小型タイプが人気です。
コンクリート・モルタル用
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コンクリートやモルタルの場合、含まれている水分量が適切でないと内部から水分が蒸発してしまい、破損の原因となってしまいます。
そこで、水分量の測定が重要です。コンクリートやモルタルの水分測定には高周波容量式水分計が主に使用されいて、高周波容量式水分計は電源を入れて測定対象物に押し当てて計測します。
操作が片手で行え、画面に測定結果が表示されるため現場でも使用しやすい水分計と言えます。
木材用
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伐採されたままの木材には多くの水分が含まれています。そして、木の細胞内には自由に移動できる自由水と糖類と結合している結合水が含まれています。
木材として使用するためには木を乾燥させて適切な水分量に維持しなければなりません。
木材水分計には電気抵抗式が使われているものが多いです。木材の数か所に針を刺して内側の水分量を測定するものと、木材表面に密着させて表面の水分量を測定するものがあります。
紙・ダンボール用
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紙の水分量測定には加熱乾燥式や電気抵抗式が使用されます。加熱乾燥式は電子天秤が内蔵されているものもあります。
自動的に加熱乾燥前後の重量を測定してくれるので簡単です。また、電気抵抗式は測定方法が紙に押し付けるだけなので使用しやすいと言えます。
肌用
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肌用の水分計は、水分だけでなく油分やきめ細やかさを測定できるタイプのものが多いです。水分量の測定に関しては電気容量式のものが多く、小型で使用しやすい形状のものが人気です。
肌水分計の場合、美容関連で使用されることが多いため女性を中心に購入を考える方が多いでしょう。
水分計のおすすめ人気ランキング7選
測定方式や測定対象物に合わせた水分計のおすすめ商品7選をご紹介します。それぞれの用途に合わせて最適な水分計を選ぶためにも、ぜひ参考にしてみてください。
1位 高森コーキ 米麦水分測定器 米名人 KM-1
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重量：450g
測定対象：玄米、もみ、精米、大麦、小麦、裸米、乾燥中もみ
稲刈り前や天日乾燥中に活用できる
玄米やもみなど7種類の穀物の水分量が測定できる水分計。稲刈り前の稲の水分量を細かくチェックし、天日乾燥する際にも使えるため、農業に携わる人に人気のある水分計です。
製品は本体のみではなく、ケースとピンセット、電池もセットになっているので到着後すぐに使用できます。農作業をされている方はこちらの水分計のおかげで手軽に測定できるようになったと喜ばれています。
2位 シンワ測定 デジタル土壌酸度計A 照度測定機能付き 72716
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重量：70.5g
測定対象：照度、土壌酸度、土壌水分、土壌温度
安価なのに酸度・地温・水分量が測定できる
土壌の水分を5段階で簡易的に表示するデジタル土壌酸度計。土壌酸度・地温・水分量が同時に測定でき、バックライト付きで夜にも使用できるので植物を育てている方に好評です。
安価な土壌酸度計ですが、土を起こす際や作物の収穫が終わった畑での土壌の状態を簡単に確認できることから、土壌の質や肥料にこだわる人におすすめといえます。
3位 ケット化学 コンクリート・モルタル 水分計 HI-520-2
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重量：390g
測定対象：コンクリート・モルタル
人間工学に基づいた設計だから使いやすい
高周波容量式が採用された水分計で、コンクリート・モルタルの水分量測定に最適。あらかじめ本体には6種類の材料が登録されているので、測定したい材料を選択すると水分値が表示されます。
本体とスイッチ部は人間工学に基づいて設計されているため、建設現場や内装工事の現場での使いやすさには定評があります。
4位 高周波木材水分計 HS-100
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重量：526g
測定対象：木材
約4㎝内部まで測定できる
木材に接触させるだけで水分量が測定できる木材水分計。高周波容量式なので約4㎝の内部水分量まで測定できます。
過去に公益財団法人日本住宅・木材技術センターの含水率計認定製品だったこともあり、信頼性の高さから業務で使用する人も多い木材用水分計です。
5位 Dr.Meter デジタル木材水分計 4ピンタイプ キャリングケース付き MD814
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重量：116g
測定対象：綿、紙、タバコ
薪の水分量が簡単に把握できる
綿、紙、タバコ、木材などの水分量が測定できるデジタル水分計。測定したい物質に針を５mm刺すだけで簡単に水分量が測定できます。アカマツやクリ、薪の水分量も正確に測定できると好評です。
見た目だけでは分からない薪の水分量が簡単に計測できることから、キャンプへよく行かれる方にも人気のある水分計でしょう。
6位 美ルル スキン肌チェッカー belulu skin checker
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重量：37g
測定対象：肌
肌の水分・油分量が手軽に調べられる
肌に触れるだけで水分・油分・弾力が測定できる肌用水分計。10回分の肌データが保存でき、肌の状態が液晶画面で簡単にチェックできるので、飽きずに続けられると喜ばれています。
安価ながら毎日の素肌の状態だけでなく、化粧水や乳液でお肌を整えた後の状態も測定できるため、肌の水分量が気になる女性に人気があります。
7位 デジタル木材水分計・Vision-Life デジタルLCD表示
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重量：138g
測定対象：木・壁・天井・カーペット・薪など
あらゆるものの測定正確性が高い
あらゆるものの水分量が手軽に測定できるデジタル水分計。木・壁・天井・カーペット・薪の他、コンクリート・モルタルなどの水分量も簡単に測定できるプロ仕様です。
製品には保護カバーが付けられており、スタイリッシュなデザインも人気の理由でしょう。
木材の水分量を測定するために購入した人も多く、伐採後の木材と乾燥後の木材の水分量が正確に測定できると満足されているレビューも見受けられます。低価格ながら正確性の高い水分計なので、木匠にも最適です。
おすすめの商品一覧
| 製品 | 最安値 | 評価 | リンク |
|---|---|---|---|
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高森コーキ 米麦水分測定器 米名人……
1
|
19,438円 |
  4.42 |
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シンワ測定 デジタル土壌酸度計A ……
2
|
2,460円 |
3.81 |
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|
ケット化学 コンクリートモルタル……
3
|
129,600円 |
3.33 |
|
|
高周波木材水分計 HS-100
4
|
25,920円 |
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Dr.Meter デジタル木材水分計 MD814
5
|
1,800円 |
3.6 |
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|
美ルル belulu skin checker
6
|
2,830円 |
|
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|
Vision Life デジタル木材水分計
7
|
1,880円 |
4.1 |
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まとめ
水分計は肌用水分計や木材水分計など家庭で気軽に使用できるものから、コンクリート・モルタル水分計など作業現場で使用するものと多くの種類があります。
水分計の特徴や測定したい対象物に合わせて最適な商品を選択し、手軽に水分量を把握して行きましょう。
