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在實驗室使用電子磅時不得不說的那些事

來源:昌信科學儀器公司 時間:2018-05-31

我們在日常生活總會遭到一些現象的“親切問候”:清早的頭髮,總是越梳越亂;脫衣服時,經常能聽見人心惶惶的劈裏啪啦聲;衣服上的灰塵很多,卻怎麼也拍不掉;觸摸門把手、窗戶框等金屬器物,甚至跟人握手時,手總會感到電擊似的刺痛……有時候這些無法逃避的日常事情真是讓人煩惱不堪,痛苦不已。


靜電作為一種常見的物理現象,總會給我們的工作和生活帶成不同程度的影響,特別是對於用來精准稱量的電子磅來說,靜電的存在經常讓實驗室的工作人員們頭疼不已。今天我們就來聊聊關於靜電的那些事。


如前所述,惱人的靜電作為一種常見的物理現象,經常會使人抓狂不已,在實驗室稱量中也不例外。絕大多數情況下,靜電會對稱量過程本身或實驗結果產生不良影響。因此,怎樣將靜電的影響降至最低,在實驗室中具有重要的研究意義。


A. 靜電——形影不離的“稱量好基友”


通常,在稱量物和諸如防風罩或外殼等不與秤盤相接的電子磅固定部件上會附著靜電荷,從而在它們之間形成一個靜電場,導致靜電干擾力的產生,這很有可能會引起稱量值讀數的變化,小到毫克,大到克的範圍內。對於電子磅這種精密的稱量儀器來說,這顯然是不能接受的。


然而,在實際操作中處理或傳送樣品時,摩擦過程是不可避免的,比如稱量物本身的摩擦、稱量物在容器或皮重容器上面的摩擦、乾燥箱內空氣對流時的摩擦、托架上篩檢程式的摩擦……而發生摩擦的大多數都是如塑膠、玻璃、過濾介質、粉末等導電性不高的材料,因而接收的電荷只能極其緩慢地傳給外界環境。所以說靜電或多或少總是存在的。


在稱量時,如果不採用任何除靜電的措施,我們除了要測量出錯誤的絕對稱量值以外,更重要的是還要通過較大的稱量值偏差和很差的重複性估算出稱量結果。由於靜電荷之間的相互作用力分為吸引力和排斥力兩種,所以稱量結果的偏差也有正值和負值之分。如果是吸引力作用,稱量物顯得比實際上的要輕,排斥力作用則反之。


B. 空氣濕度的影響


對於形形色色的電子磅來說,稱量材料的靜電特性主要取決於居支配地位的空氣濕度。之所以乾燥的冬季比潮濕的夏季更容易產生靜電,正是因為當空氣的相對濕度在65~70%以上時,物體表面往往會形成一層極微薄的水膜,使表面電阻率大大降低,靜電荷就不易積聚;而如果相對濕度降至45%或更低時,如同在我們所處緯度氣候條件下的冬季或空調室內環境,靜電荷不容易逸散,就有可能形成高電位。因此保持工作環境的相對濕度是實驗室中最簡單的預防靜電產生的方法。


C. 輔助裝置


事實上,空氣濕度增大雖然能夠降低靜電的影響,但是過大的濕度也會導致另外的不良結果,如樣品受潮變質。歸根結底,通過控制空氣濕度來消除靜電不是長久之計。隨著科學技術的發展,人們通過進行不同的靜電與稱量試驗,嘗試了在靜電產生過程中進行干預的各種方法,主要都是關注在電子磅上安裝輔助裝置的問題。

為了增強空氣電離,人們曾經設想了在防風罩裏安裝一種放射性金屬的輻射器,起到對靜電荷的中和作用。但是後來考慮到放射性輻射的危險性,再加上設備的高成本,這個計畫就胎死腹中;又比如,使用基於電離法的反靜電槍,在高壓電源電極上進行電暈放電,或通過離子轟擊使物體表面中和,並進行強制通風,可有效減少電荷積聚。但是該方法如果操作不當很容易引發觸電危險。


另外,還有一些規避靜電源的一些辦法,比如實驗人員禁止穿著化纖外衣,不要使用塑膠、玻璃等易產生靜電的材料作為容器來裝盛樣品等。