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穿越“电荷纷飞”的寒冬,领略精准称量的“温暖”

发布日期:2018-01-15 作者: 点击:

静电作为一种常见的物理现象,总会给我们的工作和生活带成不同程度的影响,特别是对于用来精准称量的电子天平来说,静电的存在经常让实验室的工作人员们头疼不已。今天我们就来聊聊关于静电的那些事。
 
寒冷干燥的冬季,我们在日常生活总会遭到一些现象的“亲切问候?#20445;?#28165;早的头发,总是越梳越乱;脱毛衣?#20445;?#32463;常能听见人心惶惶的噼里啪啦声?#28784;路?#19978;的?#39029;?#24456;多,却怎么也拍不掉;触摸门把手、窗户框等金属器物,甚至跟人握?#36136;保?#25163;总会感到电击似的刺痛……有时候这些无法逃避的日常事情真是让人烦恼不堪,痛苦不已。

原来这都是静电惹的祸——在我国大部分地区的冬季,由于空气湿度小,化纤衣物、地毯、坐垫等受到摩擦,就会产生静电。如果静电聚集达到一定的电压,人接触?#20445;?#23601;会产生“触电”现象。


关于静电的常识你了解多少?


所谓静电,就是一种宏观?#26174;?#26102;处于静止?#21050;?#30340;电荷,当这些电荷聚集在某个物体中或表面上的时候就形成?#21496;?#30005;。由于电荷分为正电荷和负电荷两种,所以静电现象也分为正静电和负静电。但无论是哪种静电,当带静电的物体接触零电位的物体或与其有电位差的物体?#20445;?#37117;会发生电荷转移,发生放电现象。



在我们的日常生活和工作中,各种原因都会导致静电的产生。最常见的原因是两种材料的接触和分离,?#28909;?#20154;的走动,物品的搬运,工具的放置等。典型起电的方法就不同的物体相互摩擦,摩擦产生的电荷在导体上可迅速流失,而在诸如化纤、毛织物等不导电的绝缘体?#26174;?#19981;会流失,形成静电。不要小看这些静电,静电荷积聚累积静电压,并产生静电引力,一般来说,这个引力对日常生活并无大碍,但是如果在制药厂或无菌尘的生化实验室等对环境要求?#37327;?#30340;场所,静电会吸附?#26223;?#23548;致样品纯度下降,同?#22791;?#25200;相关精密仪器的正常工作,对实验或生产结果造成不良影响。

此外,如果大量的静电荷积聚可造成巨大的静电压——在干燥的季节若穿着化纤?#36335;?#21644;绝缘鞋在绝缘的地面行走,人体身上的静电压可达几千伏甚至几万伏,而橡胶和塑料薄膜行业的静电更是可高达十多万伏。静电高压往往会引起火花放电,同时?#22836;?#20986;能量,如果发生在加油站、造纸厂、粮食加工厂等易燃易爆的气体、蒸汽或粉尘存在的场?#29616;校?#24456;有可能引发火灾或爆炸,酿成不堪设想的巨大灾祸。


在实验室称量中不得不说的那些事


如前所述,恼人的静电作为一种常见的物理现象,经常会使人抓狂不已,在实验室称量中也不例外。绝大多数情况下,静电会对称量过程本身或实验结果产生不良影响。因此,怎样将静电的影响降至最低,在实验室中具有重要的研究意义。

A. 静电——形影不离的“称量好基友”

通常,在称量物和诸如防风罩或外壳等不与秤盘相接的天平固定部件上会附着静电荷,从而在它们之间形成一个静电场,导致静电干扰力的产生,这很有可能会引起称量值读数的变化,小到?#37327;耍?#22823;到克的范围内。对于天平这种精密的称量仪器来说,这显然是不能?#37038;?#30340;。

?#27426;?#22312;实际操作中处理或传?#33073;?#21697;?#20445;?#25705;擦过程是不可避免的,?#28909;?#31216;量物本身的摩擦、称量物在容器或皮重容器上面的摩擦、干燥箱内空气对流时的摩擦、托架上过滤器的摩擦……而发生摩擦的大多数都是如塑料、玻璃、过滤介质、粉末等导电性不高的材?#24076;?#22240;而?#37038;?#30340;电荷只能极其缓慢地传给外界环境。所以说静电或多或少总是存在的。

在称量?#20445;?#22914;果不采用任何除静电的措施,我们除了要测量出错误的绝对称量值以外,更重要的是还要通过较大的称量值偏差和很差的重复性估算出称量结果。由于静电荷之间的相互作用力分为吸引力和排斥力两种,所以称量结果的偏差也有正值和负值之分。如果是吸引力作用,称量物显得比实际上的要轻,排斥力作用则反之。

B. 空气湿度的影响

对于形形色色的电子天平来说,称量材料的静电特性主要取决于居支配地位的空气湿度。之所以干燥的冬季比潮湿的夏季更容易产生静电,正是因为当空气的相对湿度在65~70%以上?#20445;?#29289;体表面往往会形成一层极微薄的水膜,使表面电阻率大大?#26723;停?#38745;电荷就不易积聚?#27426;?#22914;果相对湿度降至45%或更低?#20445;?#22914;同在我们所处纬度气候条件下的冬季或空调室内环?#24120;?#38745;电荷不容易逸散,就有可能形成高电位。因此保持工作环境的相对湿度是实验室中最简单的预防静电产生的方法。



C. 辅助装置

事实?#24076;?#31354;气湿度增大虽然能够?#26723;?#38745;电的影响,但是过大的湿度也会导致另外的不良结果,如样品受潮变质。归根结底,通过控制空气湿度来消除静电不是长久之计。随着科学技术的发展,人们通过进行不同的静电与称量试验,尝试了在静电产生过程中进行干预的各种方法,主要都是关注在天平上安?#26696;?#21161;装置的问题。
为了增强空气电离,人们曾经设想了在防风罩里安装一种放射?#36234;?#23646;的辐射器,起到对静电荷的中和作用。但是后来考虑到放射性辐射的危险性,再加上设备的高成本,这个计划就胎?#26639;?#20013;;又?#28909;紓?#20351;用基于电离法的反静电枪,在高压电源电极上进行电晕放电,或通过离子轰击使物体表面中和,并进行强制通风,可有效减少电荷积聚。但是该方法如果操作不当很容易引发触电危险。

另外,还有一些规避静电源的一些办法,?#28909;?#23454;验人员禁止穿着化纤外衣,不要使用塑料、玻璃等易产生静电的材料作为容器来装盛样品等。

根除恼?#21496;?#30005;,称量无懈可击!


读到这里,有人肯定要问除静电到底有没有安全省事的好办法啊?别着?#20445;?#23567;编马上来给大家开开眼界。



视频中的这款天平堪称奥豪斯天平?#26131;?#37324;身份最高大上的一款——Explorer准微量天平自动风罩门型号。为实现更加自动化的精准称量,此款天平设计了最大程度减震的自动风罩门,用户无需放下?#31181;?#30340;样品,只需在感应器上方轻轻一挥,即可开启风罩门。特别?#26723;?#19968;提的是,天平内部自带静电消除器,不断?#22836;?#27491;?#35946;?#23376;,来平衡被称量样?#39134;?#30340;离子,从而消除静电,保证称量的准确性。

那么对于那些不带静电消除器的天平又如何摆脱静电的困?#25293;兀?#20316;为一家百年衡器品牌,奥豪斯早就为您想好啦!看到下面这幅图了吗?它可不是我们的T81电子称重仪表哦,而是奥豪斯专用的独立静电消除器ION-100A,跟我们的电子天平?#26131;?#21487;是绝配哦!至于它有什么高?#26031;?#20154;之处,快跟随小编一起来瞧瞧吧!

  • 直流电晕放电


在传统交流电晕放电过程中,单个放电针按一定时间间隔?#22836;?#21333;一类型的正离子或?#35946;?#23376;。离放电针越近,消除的静电才越多。而ION-100A采用直流电晕放电,两极放电针?#20013;头?×106/cm3正、?#35946;?#23376;来平衡附着于样?#39134;?#30340;电荷,且拥有10~40cm的宽泛距离来充分消除静电;
  •  无风扇技术


传统放电方法,由于设计功能上的局限,需要通过通风设备来吹走样?#39134;细?#30528;的电荷,而ION-100A放电针采用无风扇技术,?#19978;?#38500;容易上99%的静电,确保样品的完整;
  •  结构设计,巧夺天工

ION-100A拥有紧凑的机构,无需占用过多的实验台面空间,其高度和角度可根据需要调节到最佳位置。同时放电针持久耐用,可轻松替换,工作时限可达15,000个小?#20445;?ul style="box-sizing: border-box; margin-bottom: 10px;" class=" list-paddingleft-2">
  • 标配内置,选件伴侣


  • Explorer准微量天平系列的自动门型号标配内置静电消除器,其他系列天平可外接选配此产品。相信您看了下面的视频一定会有更深刻的印象:





    怎么样,除静电的过程是不是变得安全而又简单?


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