Fyzikální vlivy
Fyzikální vlivy ovlivňují stabilitu výsledků a mohou také způsobit zobrazení nesprávných hodnot na displeji. V další části podrobně rozebereme tyto vlivy a popíšeme nápravná opatření.
Nejčastější případy:
- Ovlivnění váženého vzorku
- Ovlivnění váhy podmínkami okolí
- Zvýšení nebo snížení vlhkosti váženého vzorku
- Elektrostaticky nabitý vzorek nebo nádoba
- Magnetický vzorek nebo nádoba
|
 Zlepšení
kontroly procesu vážení a úspora nákladů.
|
Teplota
 Problém
Zobrazovaná hodnota hmotnosti váženého vzorku se mění jedním
směrem.
Možné důvody
Váha nebyla připojená ke zdroji napájení dostatečně dlouho.
Existuje teplotní rozdíl mezi váženým vzorkem a okolím, který
způsobuje proudění vzduchu uvnitř vážicí nádoby. Proudění vzduchu podél
strany nádoby vytváří sílu směřující nahoru nebo dolů, která způsobuje
chybu měření.
Tento jev se nazývá výtlačná síla, dynamický vztlak. Tento jev
nezmizí, dokud se nevyrovná teplotní rozdíl. Studený předmět se zdá
těžší, teplý předmět lehčí. Tento jev může způsobovat problémy, zvláště
při diferenčním vážení se semi-mikro, mikro a ultra-mikro váhami.
Příklad
 Dynamický
vztlak ověříte následujícím pokusem: Zvažte odměrnou nebo podobnou
baňku a zaznamenejte váhu. Držte baňku ve vašich rukách asi jednu
minutu a opakujte vážení. Z důvodu vyšší teploty a vzniku teplotního
rozdílu se zdá baňka lehčí.
(Pot vašich rukou nehraje v tomto případě žádnou roli. Vzorek by se
zdál těžší).
Nápravná opatření
- Nikdy nevažte vzorky vyndané přímo ze sušičky nebo ledničky
- Aklimatizujte vážený vzorek na teplotu v laboratoři nebo vážicí
komoře
- Nádobu se vzorky držte pomocí pinzety
- Nikdy nevkládejte ruce dovnitř vážicí komory
- Dotýkejte se nádoby se vzorky na co nejmenším povrchu
|
Zvýšení vlhkosti/odpařování
Problém
 Váha na displeji
se při vážení vzorku stále mění jedním směrem.
Možné důvody
Měříte váhový úbytek těkavých látek (např. odpařování vody) nebo váhový
přírůstek hygroskopických vzorků (zvýšení
atmosférické vlhkosti).
Příklad
Ověřit tento jev můžete pomocí alkoholu nebo silikagelu.
Nápravná opatření
 Používejte
čisté a suché vážicí nádoby a udržujte vážicí misku čistou a bez kapek.
Používejte nádoby s úzkým hrdlem a používejte kryty nebo zátky.
Nepoužívejte korkové nebo lepenkové zátky. Obě způsobují úbytek nebo
přírůstek významného množství vody. Lze použít kovové triangulační
držáky nebo svorky “ErgoClips” pro řadu vah Excellence a Excellence
Plus.
Používání vážicích nádob s velkým otvorem zvyšuje riziko chyby
měření z důvodu odpařování nebo kondenzování.
|
Elektrostatický náboj
 Problém
Při každém vážení získáte jiný výsledek. Váha na displeji je
nestabilní. Opakovatelnost vážení je nízká.
Možné důvody
Došlo k nabití vaší vážicí nádoby nebo vzorku elektrostatickým nábojem.
Materiály s nízkou elektrickou vodivostí jako jsou sklo, plasty, prach
nebo granule nejsou schopny, nebo jen velmi pomalu (hodiny), odvést
elektrostatický náboj. K vytváření náboje dochází hlavně při míchání
nebo tření během manipulace nebo přenosu nádob nebo materiálů. Suchý
vzduch s nižší relativní vlhkostí než 40 % zvyšuje riziko vzniku tohoto
jevu.
Chyby vážení vznikají kvůli elektrostatickému náboji mezi váženým
vzorkem a okolím. Tento elektrostatický náboj lze změřit mikro,
semimikro a analytickými váhami a může způsobit popsané chyby
měření.
Příklad
Čistě skleněné nebo plastové nádoby, které byly jemně otřeny vlněným
hadříkem prokazují tento jev zcela jasně.
Nápravná opatření
 Zvýšení
atmosférické vlhkosti. Elektrostatický náboj představuje problém hlavně
v zimě ve vytápěných místnostech. Ve větraných místnostech, může pomoci
nastavení klimatizace na zvýšení vlhkosti (45-60 % relativní
vlhkost).- Odstínění elektrostatických sil. Umístěte vážicí nádobu do kovové
nádoby.
- Použijte jinou vážicí nádobu. Plast a sklo se rychle nabíjí a jedná
se tak o nevhodný materiál. Kov patří mezi vhodnější materiály.
- Používejte antistatické prostředky. Komerčně dostupné výrobky
nejsou vždy účinné.
- Použijte vnější nebo vnitřní antistatickou sadu METTLER
TOLEDO.
Poznámka: Váha a vážicí miska by měly být vždy uzemněné. Všechny
váhy METTLER TOLEDO jsou vždy uzemněné.
 TIP: Tárovací nádoba s
držáky “ErgoClip Basket” představuje vynikající řešení pro odstranění
elektrostatického náboje, efektivně předchází vzniku popsaných problémů
s plasty a sklem.
Magnetismus
 Problém
Hmotnost vzorku závisí na jeho umístění na vážicí misce. Opakovatelnost
vážení je nízká. Hodnota hmotnosti se na displeji nemění.
Možné důvody
Vážíte magnetickou látku. Magnetické a ke zmagnetování náchylné látky
vykazují vzájemnou přitažlivost. Vytvořené síly jsou mylně
interpretovány jako hmotnost.
Prakticky všechny předměty vyrobené ze železa (oceli) jsou velmi
náchylné na magnetické síly (feromagnetické látky).
Nápravná opatření
 Pokud je to možné,
odstraňte magnetické síly umístěním váženého vzorku do nádoby vyrobené
z Mu kovového filmu. Magnetická síla snižuje se vzdáleností, proto lze
vzorek umístit dále od vážicí plošiny prostřednictvím nemagnetického
podstavce (např. kádinka, hliníkový stojan). Stejného efektu lze
dosáhnout použitím závěsu. Závěsné vážení je standardní funkcí u
většiny METTLER TOLEDO mikro, semimikro, analytických a přesných vah.
METTLER TOLEDO používá nemagnetické látky pro snížení tohoto jevu na
minimum.
TIP: Pro vážení průměrných
a velkých magnetů pomocí přesných vah doporučujeme “MPS Weighing Pan”
(vážicí miska s ochranným systémem proti magnetismu). U analytických
vah doporučujeme používat triangulační držáky, které zvyšují vzdálenost
mezi magnety a vážicí plošinou. U vah řady Excellence a Excellence
Plus, nabízíme za tímto účelem speciální “ErgoClips".
“ErgoClip Flask” vážicí nádoba s držáky u vah řady Excellence a
Excellence Plus.
|
Statický vztlak
Jev
 Vážený vzorek má ve vzduchu a ve vakuu
rozdílnou hmotnost.
Důvod:
«Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno silou, rovnající se
tíze kapaliny stejného objemu jako je ponořená část tělesa» (Archimédův
zákon). Tento zákon vysvětluje princip plavby lodí, stoupání balónů
nebo ovlivnění hmotnosti vzorků atmosférickým tlakem.
Médium obklopující náš vážený vzorek je vzduch. Hustota vzduchu je
asi 1,2 kg/m³ (v závislosti na teplotě a atmosférickém tlaku). Vztlak
váženého vzorku je asi 1,2 kg na krychlový metr svého objemu.
Příklad
Pokud umístíme 100 g kalibrační závaží do kádinky na rovnoramennou
váhu a potom přidáváme vodu do podobné kádinky na opačné straně
rovnoramenné váhy, dokud není váha v rovnováze, oba vážené vzorky mají
ve vzduchu stejnou váhu.
Pokud potom obklopíme rovnoramennou váhu krycím zvonem a vytvoříme
vakuum, rameno váhy se nakloní na stranu s vodou, protože voda
vytlačuje více vzduchu, což odpovídá většímu objemu a tím dochází k
většímu vztlaku. Ve vakuu ke vztlaku nedochází. Proto je ve vakuu na
pravé straně více než 100 g vody.
 Nápravná
opatření
Citlivost váhy je nastavená pomocí referenčního závaží s hustotou
8,0 g/cm³. Při vážení vzorků rozdílných hustot nastává vztlak vzduchu.
Při vážení s velkou přesností by měla být zobrazená hodnota hmotnosti
vhodně zkorigována. Při vážení v různých dnech (diferenční vážení,
srovnávací vážení) zkontrolujte atmosférický tlak, vlhkost a teplotu a
vypočítejte korekci vztlaku vzduchu:
Postup pro stanovení objemu váženého vzorku:
- Vypočítejte hustotu vzduchu
- Stanovte objem váženého vzorku (opravte vztlak vzduchu)
Příklad
Na váze je zobrazeno 200,000 g
Atmosférický tlak 1018 hPa
Relativní atmosférická vlhkost 70 %
Teplota 20 °C
Hustota váženého vzorku 2600 kg/m³
|
Gravitace
 Jev
Hodnoty hmotnosti se mění v závislosti na nadmořské výšce. Hodnota
hmotnosti se na displeji změní, pokud se vážení uskuteční o 10 m výše
(např. při přesunu z prvního patra budovy do čtvrtého patra
budovy).
Důvod
Váha stanovuje hmotnost měřením sil, např. přitažlivé síly
(gravitační síly), mezi zemí a váženým vzorkem. Tato síla závisí na
zeměpisné šířce a nadmořské výšce (vzdálenost od středu země).
 Platí následující:
- Čím dále je váha od středu země, tím menší gravitační síla na ni
působí. Zmenšuje se se čtvercem vzdálenosti.
- Čím blíže je místo vážení rovníku, tím větší je gravitační
zrychlení. Gravitační zrychlení působí proti přitažlivé síle
(gravitační síle). Póly představují nejvzdálenější místa od rovníku a
nejbližší ke středu země. Proto působí síla na hmotu nejvíce na
pólech.
Příklad
V případě vážení 200 g a zobrazené hodnotě 200,00000 g v prvním
patře budovy, se zobrazí následující váha ve čtvrtém patře (10 m
výše):
Nápravná opatření
Vyrovnejte a nastavte váhu po každém přesunu nebo při prvním
použití.
TIP: Váhy s integrovanou
funkcí “FACT” (plně automatická
kalibrace řízená časem a teplotou) provádí automatickou kalibraci.
METTLER TOLEDO váhy řady Excellence a Excellence Plus jsou standardně
funkcí “FACT” vybaveny. |
