静电对分析称重的影响

Overview
静电是一种常见的物理现象，但它在工业和各种研发实验室中却很可能横生枝节。材料的静电充电在工业生产过程中会产生不利影响；静电放电会损坏电子设备和组件；火花放电很容易点燃附近的易燃物质，导致严重事故…… 为了消除静电荷及其相关的负面影响，全世界花费了数百万美元，人工更是不计其数。

在消除分析称重过程中静电的各种选项中，有低成本的简单措施。但是，由于当前的计量和实际限制，这些措施许多难以实施、耗时且并非普遍适用。另一方面，有些方法不仅强大且节省空间，尤其是直接集成至天平时。


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本篇应用文章《静电对分析称重的影响》阐述了静电基础知识、静电对称重的直接影响、中和静电电荷原理，以及Cubis® II实验室天平是如何有效避免静电电荷影响的。

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对称重的直接影响

静电可能对称重过程本身或结果产生不利影响，因此需要通过耗时的材料选择或材料处理程序来解决这些影响。在某些情况下，物料的称量由于处理过程中静电电荷的积聚而几乎无法完成。另外，某些物料的静电性能可能会随着环境湿度的升高和降低而变化，从而更加难以称重。

在以下情况下，物料可能会带静电
- 在固体中，当物料的表面电阻Rs> 10GΩ（根据IEC93）时
- 在液体中，电导率<10 nS/m
- 在不接地的导电材料中

中和静电电荷

为消除静电对称重的影响，需确保样品及其周围区域无任何电荷。

方法一：
在天平防风罩的所有玻璃元件上使用完全透明的导电涂层，使称量室和称盘免受静电场的影响，效果良好。Cubis® II系列的所有玻璃防风罩都具有此重要功能。

方法二：
在天平附近使用电离器和除静电笔。该解决方案的原理是通过离子轰击进行表面中和。在大多数情况下，表面中和有助于消除天平外部环境中容器和样品上的静电电荷，减少电荷聚集非常有效。

电离器和除静电笔

有时，在样品和称重盘之间放置一个物体就足以将作用力减小至对称重结果无明显影响的程度。此外，增强称重盘的屏蔽效果也足以满足某些应用的要求。为此，我们提供比标准称重盘直径更大的特殊称重盘。

防静电称盘可更好地屏蔽样品中的静电电荷。该称重盘设计成多孔圆盘，可以减轻重量，主要用于滤膜称量材料。

下图显示了滤膜称盘的特定天平示例，该天平使用法拉第笼（接地的金属屏蔽层）解决静电电荷问题。称重时，称盘和连接到称盘的导电的防风罩盖可完全屏蔽滤膜。在汽车工业或环境机构中，该滤膜称量天平通常用于测定排放物中的颗粒物。

Cubis® II微量天平配备特别防风罩F，用于尺寸高达90mm的滤膜称盘。

避免静电电荷影响的有用设备

通常，中和静电电荷所需的时间取决于样品的材料、表面和形状，以及天平附近的相对湿度。新型Cubis® II天平提供Q-Stat静电消除器，该静电消除器集成在模块化天平系列的防风罩I中，可在几秒钟内消除静电电荷。

Cubis® II电动自动防风罩I包括一个带有四个喷嘴的静电消除器，可有效消除静电电荷。

Cubis® II天平中的四个喷嘴可有效消除电荷。通过使用相反极性的喷嘴，称盘区域会产生一种聚焦效应。这使得样品容器和物质（例如粉末）中的静电荷可在不干扰气流的情况下高效中和，从而防止了称重过程中静电力造成的误差。

此外，此型号的防风罩玻璃面板上的全透明导电层可在附近为天平提供额外保护，使其免受静电场的影响。这也确保了稳定正确的称量结果不受静电电荷的影响。

Cubis® II支持不同应用，其中消除静电电荷对于称量滤膜上的极少量颗粒物至关重要（此处使用专用支架YSH30，用于直径高达150mm的滤膜）。

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