Статическое электричество и его влияние на процесс взвешивания

Решение проблемы электростатических зарядов на образцах для достижения оптимальных результатов взвешивания

Электростатика может оказать существенное влияние на процесс проведения взвешивания. Один из наиболее явных признаков наличия статического заряда – дрейф показаний весов и увеличенное время стабилизации. Для решения данной проблемы необходимо разобраться в теории возникновения статического электричества.

Возникновение электростатического заряда

Электрические заряды в материалах могут возникать при разрыве контакта между ними, при деформации материалов, при их трении друг о друга. Кроме того, они могут возникать при получении этих материалов, их переработке и эксплуатации, в том числе при взаимодействии с человеком. Электрические заряды накапливаются на поверхности непроводящих материалов и негативно влияют на работу электронных приборов. При относительной влажности окружающей среды ниже 45% изоляторы (например, пластик) наиболее активно накапливают статическое электричество. При взвешивании наиболее часто возникновение статического электричества на пластиковой таре и сыпучих образцах.

Признаки наличия электростатики и ее влияние на процесс взвешивания

Есть несколько признаков наличия электростатического заряда, например прилипание пыли и других частиц к статически заряженному предмету, «щелчки» при моментном разряде. При проведении взвешивания он выражается следующим образом:

• Притягивание взвешиваемого образца к стенкам тары (контейнера), невозможно его нормально перемешать. В особой степени это относится к сухим сыпучим веществам, например пищевая сода или щавелевая кислота
• Показание весов, отличающие от фактического веса измеряемого материала. Погрешность может достигать 50мг, что значительно при небольшой массе образца. Причем разница может быть как положительной, так и отрицательной
• Долгое время стабилизации весов, дрейф показаний.

Такой эффект возникает из-за того, что статически заряженный образец или тара взаимодействуют с другими предметами вокруг, в том числе с элементами весов, оператором и так далее. Характер такого взаимодействия обусловлен типами генерируемых зарядов: они могут быть как положительными, так и отрицательными т.е. притягивать или отталкивать друг друга.

Как избежать влияния статического заряда?

Один из вариантов для минимизации влияния электростатики – поддержание достаточной влажности в помещении, минимизация взаимодействия с образцами и использование изолирующих материалов. Но в лабораторных условиях это часто невозможно так как боросиликатное стекло и лабораторные пластмассы хорошо накапливают заряд, а сухие порошки образуют его при пересыпании в мерную емкость.

Альтернативным и более эффективным методом борьбы с электростатическим зарядом является его снятие с использованием внешних или встроенных в весы ионизаторов. Они позволяют удалить электростатический заряд с образцов и посуды для взвешивания (в т.ч. бумаги, стекла, полимерных пленок, тканей, пластика и др. материалов). Оборудование для снятия статического заряда можно разделить на активные устройства, которые генерируют положительные и отрицательные ионы, используемые для нейтрализации электростатических зарядов, и пассивные приспособления, обеспечивающие условия естественного снижения концентрации статического заряда за более короткое время. Концерн Sartorius предлагает все типы антистатических устройств. Наиболее современным вариантом является встроенный в витрину ионизатор для снятия статического заряда непосредственно внутри весовой камеры, доступный в новой серии весов Cubis II.

Демонстрация работы со статически заряженными образцами