Elektrostatische Aufladung vermeiden oder ableiten | mt.com
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Elektrostatische Aufladung und ihre Auswirkungen auf die Wägeresultate

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Der richtige Umgang mit elektrostatisch aufgeladenen Proben ermöglicht schnelle und genaue Resultate

Elektrostatische Aufladung und ihre Auswirkungen auf die Wägeresultate
Elektrostatik und Wägen


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

Was ist elektrostatische Aufladung?

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

Umgang mit elektrostatisch aufgeladenen Proben

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

Vorteile für den Waagenbediener

StaticDetect™ vereinfacht die Handhabung elektrostatisch aufgeladener Proben oder Behälter und sorgt so für einen effizienteren Prozess für den Waagenbediener. So erzielen Sie ein Maximum an 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 Stabilität der Waage oder einer Messwertdrift. Dieses White Paper erklärt, wie Sie:

  • Elektrostatische Aufladung vermeiden
  • Elektrostatische Aufladung ableiten, falls sie auftritt
  • Die Störeffekte erkennen, die elektrostatische Aufladungen auf das Wägen haben
  • Eine geeignete Methode wählen, um Ihre Proben oder Behälter zu entionisieren
  • Die XPR-Analysenwaagen erleichtern den Umgang mit elektostatisch aufgeladenen Proben, da elektrostatische Einflüsse automatisch erkannt und beseitigt werden. Auf diese Weise können absolut zuverlässige Wägeresultate mit der höchsten Genauigkeit erzielt werden.

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

    Verständnis elektrostatischer Aufladung

    Wie kommt es zu elektrostatischer 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 Plastikverpackung
    • Das Befüllen von Gefässen mit losem Material (Schüttgut)

    Woran erkennt man eine elektrostatische Aufladung?

    Eine elektrostatische Aufladung lässt sich meistens durch Folgendes erkennen:

    • Probleme beim Einschwingen der Waage
    • Driftende Messwerte
    • Keine Wiederholbarkeit der Messresultate

    Dennoch gibt es Fälle, in denen trotz einer elektrostatischen Kraft stabile Messwerte erzielt werden. Dies erschwert die Erkennung einer elektrostatischen Aufladung oder macht sie sogar unmöglich. 

    Laden Sie den Leitfaden „Elektrostatiktest“ zur Erkennung elektrostatischer Aufladungen herunter

    Welche Auswirkungen kann eine elektrostatische Aufladung haben?

    • Der angezeigte Wert kann höher oder niedriger als das tatsächliche Gewicht 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)
    • Trockene Pulver sind für elektrostatische Aufladungen besonders anfällig und daher schwer zu wägen

    Wie schnell lassen sich elektrostatische Aufladungen ableiten?

    • Elektrostatische Ladungen werden mit der Zeit abgeleitet. Die Ableitleistung wird von der Oberflächenleitfähigkeit des geladenen Körpers beeinflusst, die wiederum durch die Luftfeuchtigkeit und Verschmutzungen der Oberfläche beeinflusst wird.
    • Die Entladung kann einige Sekunden oder Minuten in Anspruch nehmen, in einer trockenen Umgebung (r. F. < 40%) aber auch mehrere Stunden.
    • 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 über mehrere Minuten signifikante Wägefehler beobachtet.

    Ableitung von elektrostatischer Ladung
    Ableitung von elektrostatischer Ladung

    Wie lässt sich einer elektrostatischen Aufladung entgegenwirken?

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

    Was versteht man unter einer automatischen Erkennung von Elektrostatik (StaticDetect™)?

    Wie lange dauert der Static Detect™ Prozess?

    Der Zyklus zur elektrostatischen Erkennung beginnt automatisch, sobald die Probe auf der Waage platziert wird und die Tür geschlossen ist. Da der Vorgang zur Erkennung einer elektrostatischen 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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