Statische elektriciteit en de gevolgen daarvan voor wegingen

Inzicht in statische elektriciteit en het effect daarvan op uw monsters en weegprocessen is van essentieel belang voor weegresultaten van goede kwaliteit. Waar mogelijk dienen preventieve maatregelen te worden getroffen om de opwekking van statische elektriciteit op monsters of weeghouders te reduceren of te elimineren om fouten, instabiliteit of frustrerend trage weegresultaten te voorkomen.

Wat is statische elektriciteit?

Statische elektriciteit is de ophoping van elektrische ladingen op het oppervlak van een niet-geleidend materiaal.

Behandeling van monsters met statische lading

De nieuwste ontwikkelingen op het gebied van weegtechnologie maken het mogelijk om de aanwezigheid van statische ladingen automatisch te detecteren tijdens wegingen met de nieuwste generatie analytische balansen. De kracht van de statische lading kan worden gemeten en geregistreerd. Met een ingebouwde ionisatormodule kunnen deze statische ladingen worden geëlimineerd, zodat ze de weegresultaten niet kunnen beïnvloeden. Aangezien de statische lading wordt gedetecteerd terwijl de balans zich stabiliseert en dit proces slechts enkele seconden duurt, worden de weegresultaten niet vertraagd.

Voordelen voor de gebruiker van de balans

StaticDetect™ vereenvoudigt het werk met statisch geladen monsters of houders, zodat het hele proces veel efficiënter wordt. Dit garandeert de hoogste mate van nauwkeurigheid en de meest betrouwbare weegresultaten.

White paper: Statische ladingen en wegen

Monsters of houders met statische lading zijn soms moeilijk te wegen en veroorzaken vaak problemen met de stabiliteit van de balans of meetafwijking. In deze white paper leest u over de volgende onderwerpen:

Voorkom statische ladingen

Verwijder de opgewekte statische ladingen

Herken de verstoringen die statische ladingen op de weegresultaten hebben

Kies de juiste methode om uw monsters of houders te deïoniseren

XPR analytische balansen vereenvoudigen de hantering van monsters met een statische lading door de elektrostatische invloeden automatisch te detecteren en te elimineren. Dit garandeert de hoogste mate van nauwkeurigheid en de meest betrouwbare weegresultaten.

Download de white paper ‘Statische elektriciteit en wegen’

Inzicht in statische elektriciteit

Wrijving is de meest voorkomende oorzaak van statische elektriciteit. Voorbeelden zijn:

Een glas met een doek drogen
Een maatkolf met wegwerphandschoenen verplaatsen
Een laboratoriumcontainer uit een plastic zak halen
Een bak met los materiaal (bulk) vullen

De aanwezigheid van statische elektriciteit is doorgaans te herkennen aan:

Een balans die moeite heeft om een stabiele waarde weer te geven
Afwijkende meetwaarden
Niet-reproduceerbare meetresultaten

Toch is het ook mogelijk dat in aanwezigheid van statische elektriciteit een stabiele meetwaarde wordt verkregen. Dan wordt het moeilijk of onmogelijk om de gevolgen van statische elektriciteit te herkennen.

► Download de informatiegids ‘Test voor statische elektriciteit’ om een statische lading te identificeren

De gemelde meetwaarde kan hoger of lager zijn dan het eigenlijke gewicht (omdat de opgewekte ladingen negatief of positief kunnen zijn en elkaar aantrekken of afstoten)
Er zijn fouten van 1-100 mg mogelijk (en dat is een grote fout als kleine monsters worden gewogen)
Droog poeder is erg gevoelig voor statische elektriciteit en is daarom moeilijk te wegen

Statische ladingen verdwijnen na verloop van tijd. De snelheid daarvan hangt af van de geleidbaarheid van het geladen oppervlak, die wordt beïnvloed door de luchtvochtigheid en oppervlakteverontreingingen.
Het kan enkele seconden of minuten duren voordat de statische elektriciteit is verdwenen. In een droge atmosfeer (RV < 40%) kan dat zelfs enkele uren duren.
Goed isolerend materiaal, zoals borosilicaatglas of kunststof van laboratoriumkwaliteit, verwijdert de statische lading langzamer.
Een glazen kolf kan bij een relatieve luchtvochtigheid van 80% niet statisch worden geladen.

Bij PTFE-bakken worden echter gedurende meerdere minuten aanzienlijke weegfouten opgemerkt, zelfs wanneer de luchtvochtigheid hoog is.

Hier leest u enkele suggesties voor concrete maatregelen die u kunt treffen:

1. Statische elektriciteit voorkomen

Gebruik elektrisch geleidende materialen of materialen die een antistatische behandeling hebben ondergaan – bakken van glas en kunststof worden snel statisch geladen en zijn dus niet ideaal
Vermijd contact tussen ongelijke materialen
Vermijd onnodige verplaatsing van de bak – vooral als u beschermende handschoenen draagt
Verhoog de luchtvochtigheid (optimaal is 45-60%)
Zorg ervoor dat de balans en het weegplateau geaard zijn
Draag geen elektrisch geïsoleerd schoeisel

2. De kracht van de statische lading verlagen

Gebruik een ErgoClip voor tarracontainers, omdat die als een Faraday-kooi fungeert en het monster tijdens het wegen elektrisch afschermt
Gebruik een kleinere tarracontainer
Zorg ervoor dat het monster midden op het weegplateau wordt geplaatst
Gebruik een geleidende onderlaag

3. Statische elektriciteit verwijderen

Gebruik een ionisator met hoge spanning (intern of extern) om de statische lading van een monster te verwijderen
Gebruik een radioactieve bron om de lucht te ioniseren

De beste manier om statische elektriciteit onder controle te houden, is om de situatie te voorkomen!

► Download de white paper ‘Statische elektriciteit en wegen’ voor meer informatie

StaticDetect™ is een gepatenteerde innovatie waarmee balansgebruikers die een probleem hebben met statische elektriciteit worden geholpen. Deze module is verkrijgbaar voor de XPR balansen van METTLER TOLEDO. De aanwezigheid van een statische lading op de tarracontainer en/of het monster wordt met een sensor automatisch opgemerkt. Vervolgens wordt de kracht van deze lading en het effect daarvan op de weegresultaten gemeten. Er wordt een waarschuwing gegeven als de door de gebruiker gedefinieerde aanvaardbaarheidslimiet wordt overschreden. Een pictogram op het scherm van de balans geeft aan dat er statische lading is opgemerkt.

Deze techniek is ongevoelig voor elektromagnetische storingen en heeft een groot bereik.
De techniek kan met succes in allerlei laboratoria worden gebruikt, zelfs in uitdagende omstandigheden, zoals in zuurkasten of containmentsystemen.
Er bestaan andere methodes om te detecteren of een voorwerp statisch geladen is, maar geen daarvan kan aangeven wat de gevolgen van de lading zijn voor het gemeten gewicht.

De detectiecyclus begint automatisch, zodra het monster op de balans wordt geplaatst en de deur wordt gesloten. Aangezien de statische lading doorgaans wordt gedetecteerd terwijl de balans zich stabiliseert en dit proces slechts enkele seconden duurt, worden de weegresultaten niet vertraagd.

Er bevindt zich een concentrische elektrode onder het geaarde weegplateau. Daarop wordt wisselstroom toegepast. De positieve helft van het bloksignaal genereert positieve ladingen bij de elektrode (a). De negatieve helft van het bloksignaal genereert een negatieve lading bij de elektrode (b). Het verschil tussen de meetresultaten in de twee situaties (a en b) kan worden toegeschreven aan de statische lading (F_E). Dit is nul als het monster of de container niet statisch geladen is. Op basis van deze methode kan de elektrode het ware gewicht van het monster vaststellen.

(a): Er is een aantrekkingskracht tussen het gemeten voorwerp en de elektrode. De verticale component van deze kracht wordt toegevoegd aan het gewicht en beïnvloedt het gemeten resultaat door het weergegeven resultaat zwaarder te maken dan het ware gewicht.

(b): Er is een afstotingskracht tussen het gemeten voorwerp en de elektrode. De verticale component van deze kracht wordt afgetrokken van het gewicht en beïnvloedt het gemeten resultaat door het weergegeven resultaat lichter te maken dan het ware gewicht.

Gerelateerde informatie die speciaal voor u is geselecteerd