1. 静電気の蓄積を防ぐには
- 導電性の材質または帯電防止処理された材質を使用します。プラスチックやガラス容器は帯電しやすく適切な材質ではありません
- 取り扱いで異なる材質同士の接触を避けます
- 特に保護手袋を着用しているときなど、不必要に容器を扱うことを避けます
- 湿度を上げます（最適湿度は45～60%）
- 天秤と計量皿が電気的に接地された状態かを確かめます
- 絶縁靴を履くことを避けます
静電気と、静電気がサンプルや計量容器に与える影響を理解することは、優れた品質の計量結果を得るためには非常に重要です。可能な限り、サンプルや計量容器に蓄積する静電気を低減または解消するための予防的な対策を講じる必要があります。これによりあらゆる誤差、不安定な計量表示、安定までに時間のかかる計量結果を回避します。
静電気とは？
静電気とは、非導電性材料の表面に蓄積する電荷です。
静電気を帯びたサンプルの対処
計量分野の驚異的な技術革新により、最新の分析天秤では計量の操作中に静電気があることを自動で検出できます。その力の度合いを測定し記録できます。内蔵型のイオナイザーモジュールの使用により、静電気を除電し、計量結果への影響を回避できます。静電気検出サイクルは天秤が安定する間に僅か数秒で行われるので、計量結果の遅れにつながることはありません。
天秤ユーザーへのメリット
StaticDetect™により、帯電したサンプルや容器の扱いが容易になり、天秤ユーザーの計量プロセスが効率化され、最も正確で信頼性の高い計量結果を得ることができます。
ホワイトペーパー：計量中の静電気
静電気を帯びたサンプルや容器は、天秤の読み取りを不安定にし測定値がドリフトするために、計量結果の取得が遅くなり、精度が落ちる原因になります。このホワイトペーパーでは以下を行う方法について説明します。
XPR分析天秤では、静電気の影響を自動で検出、除電する機能を使用して、静電気を帯びたサンプルの扱いを簡素化し、最も正確で信頼性の高い計量結果を得られます。
ホワイトペーパー「計量中の静電気」をダウンロード
静電気について
静電気の原因とは？
静電気が発生する最も一般的な原因は、次のような状況で起こる摩擦です。
- ガラスビーカーを布で拭く
- メスフラスコを使い捨て手袋で扱う
- 実験用容器をビニール袋から取り出す
- 容器に遊離した材料（バルク）を満たす
静電気を認識する方法は？
通常、静電気の存在は以下によって認識できます。
- 計量値がドリフトする
- 計量値が安定しない
- 計量結果に繰返し性がない
- ただし、静電気が存在していても安定した読み取りが可能な場合がありますが、その結果静電気の影響があると識別するのが困難になったり、不可能になったりします。
考えられる静電気の影響は？
- 計量値として示される値が実際の重量より重くなる、または軽くなる場合があります（発生する負または正の電荷が互いに引きつけ合うかまたは反発し合うため）
- 1～100mgの誤差の原因になります（少量サンプルの計量では極めて大きい）
- 乾燥した粉体は静電気の影響を非常に受けやすいため、計量が困難です
静電気が消散する速さとは？
- 静電気は時間とともに消散します。消散速度は静電気を帯びている物の本体表面の導電率に左右されますが、これは湿度や表面の汚れに影響を受けます。
- 静電気は消散するまでに数秒から数分、または乾燥した雰囲気（相対湿度40%未満）では数時間かかります。
- ホウケイ酸ガラスやラボグレードのプラスチックなどの優れた絶縁体では、静電気の消散が遅くなることがあります。
- 相対湿度80％の環境では、ガラスフラスコが帯電することはありません。
- ただし、PTFE容器では、湿度が高い場合でも数分間は大きな計量誤差があります。
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静電気を抑制する方法は？
実行しやすい実用的な解決策をいくつかお勧めします。
自動静電気検出（StaticDetect™）とは？
StaticDetect™は、静電気で苦労している天秤ユーザーを支援する特許取得済みの革新的な技術です。この技術はメトラー・トレドのXPR天秤を利用できます。この機能では、風袋容器やサンプルに存在する静電気をセンサにより自動で検出します。静電気を検出すると、その電荷が計量結果にどの程度影響するかを測定します。ユーザー定義による許容限度を超えると警告が発生します。天秤のディスプレイ上に、静電気の存在がアイコンで示されます。
- この技術は電磁干渉に影響されず、幅広い範囲で機能します。
- ドラフトチャンバーや密閉システムなど、研究室のどのような環境でも正確に機能します。
- 静電気の有無を検出する別の方法もありますが、これらの方法では、計量された重量値に電荷がどの程度の影響を与えているのかを推定することはできません。
Static Detect™プロセスにかかる時間は？
静電気検出サイクルは、サンプルを天秤の計量皿に置き、風防の扉を閉じるとすぐに自動で始まります。静電気検出サイクルは計量ステップと同時に行われ、天秤が安定する間のわずか数秒しかかからないので、計量結果の遅れにつながることはありません。
StaticDetect™が機能する仕組みは？
接地処理された計量皿の下に同心電極が組み込まれており、AC電圧信号が印加されます。方形波信号の正の半波長によって正の電荷が電極で生成されます（a）。方形波信号の負の半波長によって負の電荷キャリアが負電極で生成されます（b）。 これら2つの状態（aとb）での測定結果の差は静電力（FE）に起因すると考えられます。サンプルまたは容器が静電気的に帯電していなければ、この差はゼロになります。この方法を使用して、センサはサンプルの実際の重量を測定できます。
（a）：引力が測定対象の物体と電極との間に働きます。この力の垂直成分が重量に加わり、計量される重量値が真の結果より重くなることで、測定結果に影響を与えます。
（b）： 斥力が測定対象の物体と電極との間に働きます。この力の垂直成分が重量から差し引かれ、計量される重量値が真の結果より軽くなることで、測定結果に影響を与えます。
