Elektrostatische Aufladung und ihre Auswirkungen auf die Wägeresultate
Sammlung

Elektrostatische Aufladung und ihre Auswirkungen auf die Wägeresultate

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Der richtige Umgang mit statisch aufgeladenen Proben zum Erzielen schneller und genauer Resultate

Elektrostatische Aufladung und ihre Auswirkungen auf die Wägeresultate
Elektrostatik und Wägen


Elektrostatische Kräfte haben eine nicht zu unterschätzende Auswirkung auf die Genauigkeit der Wägeergebnisse. Falls möglich sollten Vorbeugemassnahmen getroffen werden, um statische Aufladungen an Proben oder Wägebehältern zu reduzieren oder zu verhindern. Auf diese Weise können Fehler, Instabilität und frustrierend langsame Wägeresultate vermieden werden.

Definition der elektrostatischen Aufladung

Der Begriff „elektrostatische Aufladung“ bezeichnet das gehäufte Auftreten elektrischer Ladungen auf der Oberfläche eines nicht leitfähigen Materials.

Umgang mit statisch aufgeladenen Proben

Durch interessante Fortschritte in der Wägetechnologie können die neuesten Analysenwaagen elektrostatische Aufladung automatisch beim Wägen erkennen. Die Grösse dieser Kraft kann gemessen und aufgezeichnet werden. Mit einem integrierten Ionisatormodul können die elektrostatischen Aufladungen beseitigt werden, damit sie sich nicht auf das Wägeresultat auswirken. Da der Vorgang zur Erkennung von statischer Aufladung während des Einschwingens der Waage durchgeführt wird und nur wenige Sekunden dauert, führt er zu keiner Zeitverzögerung beim Wägeresultat.

Vorteile für den Waagenbediener

StaticDetect™ vereinfacht die Handhabung statisch aufgeladener Proben oder Behälter und sorgt für einen effizienteren Prozess für den Waagenbediener. So erzielen Sie höchste Genauigkeit und absolut zuverlässige Wägeresultate. 

Electrostatic Charges During WeighingWhite Paper: Elektrostatik und Wägen


Elektrostatisch aufgeladene Proben oder Behälter können schwierig zu wägen sein und führen oft zu Problemen mit der Waagenstabilität oder der Messwertdrift. Dieses White Paper beinhaltet Informationen zu folgenden Themen:

  • Verhindern von statischer Aufladung
  • Ableiten von statischer Aufladung, wenn diese auftritt
  • Erkennen der Störeffekte, die statische Aufladung auf das Wägen hat
  • Wahl der passenden Methode zur Entionisierung Ihrer Proben oder Behälter
  • Mit den XPR-Analysenwaagen wird der Umgang mit statisch geladenen Proben durch die automatische Erkennung und Beseitigung elektrostatischer Einflüsse erleichtert. Auf diese Weise können absolut zuverlässige Wägeresultate mit der höchsten Genauigkeit erzielt werden.

    Laden Sie das White Paper „Elektrostatik und Wägen“ herunter.

    Verstehen von elektrostatischer Aufladung

    Wie kommt es zu statischer Aufladung?

    Reibung ist die häufigste Ursache für elektrostatische Aufladung. Dazu gehört z. B.:

    • Das Trockenreiben eines Glasgefässes mit einem Tuch
    • Das Berühren eines Messkolbens mit Einmalhandschuhen
    • Das Auspacken eines Laborbehälters aus einer Plastiktüte
    • Das Befüllen von Gefässen mit Schüttgut

    Woran können Sie statische Aufladung erkennen?

    Elektrostatische Aufladung lässt sich meistens durch Folgendes erkennen:

    • Probleme beim Einschwingen der Waage
    • Abweichende Messwerte
    • Keine Wiederholbarkeit von Messresultaten
    • Dennoch gibt es Fälle, in denen trotz elektrostatischer Kraft stabile Messwerte erzielt werden. Dies erschwert es oder macht es gar unmöglich, elektrostatische Aufladung zu erkennen. 

    Laden Sie den Leitfaden „Elektrostatiktest“ herunter, um elektrostatische Aufladung zu erkennen.

    Welche Auswirkungen kann statische Aufladung haben?

    • Der berichtete Wert kann höher oder niedriger als das Realgewicht sein (weil die erzeugten Ladungen negativ oder positiv sein und sich gegenseitig anziehen oder abstossen können).
    • Es wurden Abweichungen von 1 – 100 mg beobachtet (was bei kleinen Proben von grosser Bedeutung ist)
    • Trockenpulver sind besonders anfällig für elektrostatische Aufladungen und daher schwer zu wägen

    Wie schnell lassen sich statische Aufladungen ableiten?

    • Elektrostatische Ladungen werden mit der Zeit abgeleitet. Die Verlustleistung wird von der Oberflächenleitfähigkeit des geladenen Körpers beeinflusst, die wiederum durch die Luftfeuchtigkeit und Oberflächenverschmutzung verändert wird.
    • Die Entladung kann in einer trockenen Umgebung (r. F. < 40%) einige Sekunden, Minuten oder mehrere Stunden in Anspruch nehmen.
    • Bei gut isolierendem Material wie Borosilikatglas oder Laborkunststoffen wird die Ladung langsamer abgeleitet.
    • Ein Glaskolben kann bei 80 % relativer Luftfeuchtigkeit nicht aufgeladen werden.
    • Allerdings werden bei PTFE-Gefässen selbst bei hoher Luftfeuchtigkeit signifikante Wägefehler während mehrerer Minuten beobachtet.
    Ableitung von elektrostatischer Ladung
    Ableitung von elektrostatischer Ladung

    Wie lässt sich elektrostatischer Aufladung entgegenwirken?

    Nachfolgend werden einige Empfehlungen für praktische Lösungen vorgestellt, die umgesetzt werden können:

    Was ist eine Automatische Statikerkennung (StaticDetect™)?

    Wie lange dauert der Static Detect™ Prozess?

    Der elektrostatische Erkennungszyklus beginnt automatisch mit der Platzierung der Probe auf der Waage und die Tür wird geschlossen. Da der Vorgang zur Erkennung von elektrostatischer Aufladung während des Wägens durchgeführt wird und nur wenige Sekunden dauert, in der Regel während der Waagen-Einschwingzeit, führt er zu keiner Zeitverzögerung beim Wägeresultat.

    Wie funktioniert StaticDetect™?

    Eine konzentrische Elektrode ist unter der geerdeten Waagschale integriert und ein Wechelspannungssignal wird angelegt. Die positive Halbwelle des Rechtecksignals erzeugt positive Ladungen an der Elektrode (a).Die negative Halbwelle der Rechteckwelle erzeugt negative Ladungsträger an der negativen Elektrode (b).Die Differenz im Messergebnis zwischen den beiden Situationen (a und b) ist auf die elektrostatische Kraft (FE ) zurückzuführen. Diese beträgt Null, wenn die Probe oder der Behälter nicht elektrostatisch aufgeladen ist. Dank dieser Methode kann der Sensor das richtige Gewicht der Probe ermitteln.

    Anziehungskraft – Elektrostatische Ladungen
    Abstossungskraft – Elektrostatische Ladungen
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