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Cubis II Ultrahochauflösende Waagen: Vom Datenblatt zur Realität

August, 2024 | 6 min Lesezeit | Von: Sartorius

Spitzenleistung unter Ihren Laborbedingungen

Reproduzierbarkeitstest und Bestimmung des Mindestprobengewichts gemäß USP Kapitel 41

Abbildung 1: Bestimmung des Mindestprobengewichts auf einer Cubis II MCA66S gemäß USP Kapitel 41.

Mikrowaagen mit hohem Wägebereich werden verwendet, um kleine Probenmengen in größere Kolben einzuwiegen. Aus diesem Grund ist es wichtig zu verstehen, wie diese Waagen die Anforderungen an die Genauigkeit und Wiederholbarkeit über den gesamten Wägebereich erfüllen. Durch die Übernahme der Anforderungen an das Mindestgewicht wird sichergestellt, dass die Proben gemäß den Akzeptanzkriterien für die Genauigkeit gewogen werden.

Testaufbau: Es wurden Reproduzierbarkeitstests durchgeführt, um das Mindestprobengewicht gemäß USP Kapitel 41 mit einem Prüfgewicht von 1 g bei verschiedenen Vorlasten zu bestimmen.

Ergebnisse: Mit Cubis II MCA66S wurden über den gesamten Wägebereich Werte zwischen 2,6 mg und 2,9 mg gemessen (gelber Balken, Abbildung 2). Die Abweichung von der Nullvorlast (2,6 mg) beträgt 12 % über den gesamten Wägebereich. Die Waage des Mitbewerbers zeigte eine etwas größere Abweichung über den gesamten Wägebereich (schwarzer Balken, Abbildung 2).

Schlussfolgerung: Die Cubis II MCA66S zeigte eine ausgezeichnete Wiederholbarkeit und Genauigkeit, was zu konstanten und niedrigen Mindestwägewerten über den gesamten Wägebereich führte.

Abbildung 2: Testergebnis für das minimale Probengewicht bei verschiedenen Vorspannungen.

Merkmale und Vorteile:

Erstklassige Mindesteinwaage spart wertvolle Materialien
Robuste Leistung über den gesamten Wägebereich garantiert ein hohes Maß an Genauigkeit und Wiederholbarkeit

Elektrostatische Effekte

Elektrostatisch aufgeladene Proben oder Behälter können schwer zu wiegen sein. Statische Aufladungen, die z. B. bei der Verwendung von Handschuhen, beim Wägen von Pulvern oder bei niedriger Luftfeuchtigkeit auftreten können, können instabile Waagenwerte und Messwertdrift verursachen, was zu langsamen und ungenauen Wägeergebnissen führt.

Abbildung 3: Das Wägen von geladenen Proben ist dank des eingebauten Ionisators in der Cubis II Ultra-Hochauflösungswaage kein Problem.

Testaufbau: Die folgenden Proben: 10 ml Becherglas, 100 ml Becherglas und Uhrglas, wurden aufgeladen und dann mit einer Feldmühle gemessen. Die geladenen Proben wurden in den Wägeraum gelegt und der Ionisator aktiviert. Sobald ein stabiler Wert angezeigt wurde, wurde die Probe entnommen und die Restladung erneut bestimmt.

Bei der Cubis II MCA66S wurde der eingebaute Ionisator mit einer Einstellung getestet, bei der der Ionisator in Verbindung mit dem Öffnen der Tür aktiviert wird. Da diese Option bei der konkurrierenden Waage nicht zur Verfügung stand, wurde der Ionisator gestartet, nachdem das Wägegut in den Wägeraum gelegt und die Türen geschlossen worden waren. Zusätzlich wurden beide Waagen gegen äußere elektrostatische Felder getestet. Die elektrostatischen Felder wurden durch geladene Zellulosenitrat (CN)-Filter induziert.

Ergebnisse: Tabelle 1 zeigt, dass die Ionisierung der unterschiedlich geladenen Proben bei der MCA66S immer zu einer vollständigen Entladung führte.

Tabelle 1: Vergleich der eingebauten Ionisatoren.

Der Test gegen äußere elektrostatische Felder zeigte, dass der Cubis II MCA66S nicht beeinträchtigt wird. Die maximale Abweichung in Ziffern ist in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2: Vergleich des eingebauten Ionisators.

Die optimale Positionierung der vier Ionisationsdüsen und die einzigartige technische Lösung ermöglichen eine vollständige Entladung, auch wenn ein innerer Windschutz installiert ist. Die verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten ermöglichen die bevorzugte Aktivierung des Ionisators. Wenn der Ionisator beispielsweise während des Öffnens des Windschutzes gestartet wird, trägt dies dazu bei, elektrostatische Ladungen, die sich auf der Probe oder dem Behälter angesammelt haben könnten, effizient zu neutralisieren, was nicht nur genaue Ergebnisse, sondern auch stabile Ablesungen gewährleistet.

Zusätzlich verhindert die leitfähige Beschichtung aller Glasteile (Windschutz) des Cubis II MCA66S äußere elektrostatische Effekte.

Fazit: Cubis II MCA66S hat eine außergewöhnliche Leistung bei der Abschwächung der Auswirkungen elektrostatischer Ladungen um 100 % gezeigt. Alle getesteten Gefäße wurden vollständig entladen, und elektrostatische Aufladungen wurden wirksam neutralisiert.

Darüber hinaus ist der Cubis II MCA66S so konstruiert, dass er sehr widerstandsfähig gegen externe elektrostatische Felder ist. Diese Eigenschaft stellt sicher, dass das Waagensystem auch in Umgebungen mit erheblicher elektrostatischer Aktivität unbeeinflusst bleibt, so dass genaue und zuverlässige Wägeergebnisse erzielt werden können.

Eigenschaften und Vorteile:

Volle Entladung dank der optimalen Position der 4 Ionisationsdüsen und der flexiblen Einstellmöglichkeiten garantieren genaue Ergebnisse
Schutz vor äußerer statischer Aufladung durch die leitfähige Beschichtung der Windschutzscheiben, dadurch stabile Werte ohne Drift
Keine Kreuzkontamination, da volle Entladung garantiert ist

Zugige Bedingungen - Leistung im Abzug

Das Arbeiten in zugigen Umgebungen, wie z. B. in einem Abzug oder einem Wägeschrank, kann sowohl die Wägewerte als auch die Messzeit erheblich beeinträchtigen. Die Qualität des Wägeergebnisses wird beeinträchtigt, da die Wiederholbarkeit abnimmt und die Messunsicherheit zunimmt.

Der Einfluss des Luftstroms hängt stark von der Ablesbarkeit der Waage ab. Bei einer Waage mit einer Ablesbarkeit von 1 µg kann der Luftzug die Wägeergebnisse erheblich beeinflussen.

Abbildung 4: Genaue Wägeergebnisse mit der Cubis II MCA66S auch bei Zugluft, z. B. in einem Abzug.

Testaufbau: Die Standardabweichung der Wiederholbarkeitswerte und die Messzeit wurden in einem Abzug mit einer Luftbewegung von 0,3 m/s bis 0,4 m/s gemessen. Verschiedene Laborgefäße (Fläschchen, Messkolben und Wägeschiffchen) wurden als Vorlast verwendet, um einen für Hochleistungs-Mikrowaagen typischen Arbeitsablauf zu simulieren.

Bitte beachten Sie, dass die Cubis II MCA66S mit einem automatischen inneren Windschutz getestet wurde (siehe Abbildung 5). Die Waage des Wettbewerbers war mit einem inneren Windschutz ausgestattet.

Abbildung 5: Cubis II MCA66S mit automatischem inneren Windschutz.

Ergebnisse: Die erzielten Standardabweichungen sind mit 6 µg für das Fläschchen, 19 µg für den Messkolben und 6 µg für das Wägeschiffchen unter windigen Bedingungen bemerkenswert niedrig. (Abbildung 6).

Abbildung 6: Reproduzierbarkeit unter Zugluftbedingungen - Testergebnisse. Beide Waagen wurden mit innerem Windschutz getestet.

Die Messzeiten waren bei beiden Geräten vergleichbar, gemessen für das geprüfte Fläschchen und den Messkolben. Für das Wägeschiffchen erzielte die Cubis II MCA66S jedoch schnellere Ergebnisse (Abbildung 7).

Abbildung 7: Messzeiten unter windigen Bedingungen - Testergebnisse.

Schlussfolgerung: Die Cubis II MCA66S zeigte bei allen drei verschiedenen Gefäßtypen hervorragende Wiederholbarkeitswerte. Die Messzeit ist vergleichbar oder leicht besser als bei den getesteten Mitbewerbern.