آشنایی با انواع ترازوی آزمایشگاهی

ترازوی آزمایشگاهی چیست

هیچ آزمایشگاهی بدون تراوزی آزمایشگاهی کامل نیست. همان طور که از نام آن پیدا است ترازوی آزمایشگاهی جهت اندازه گیری اجسام یا مواد مختلف با دقت بالا و کمترین تلرانس(دامنه تغییرات مجاز برای یک کمیت) مورد استفاده قرار می گیرد. نیازهای هر آزمایشگاهی در صنایع مختلف متفاوت بوده به همین دلیل تنوع گسترده ای در ترازوهای آزمایشگاهی دیده می شود. در این مقاله به بررسی برخی از رایج ترین ترازوهای آزمایشگاهی و نکات کار با آن خواهیم پرداخت.

انواع ترازوهای آزمایشگاهی

ترازوی آنالیتیکال(Analytical Balances)

ترازوهای تحلیلی یا ترازوهای آنالیتیکال یکی از پرکاربردترین ابزارهای آزمایشگاهی است که برای اندازه گیری جرم مواد با مقادیر کمتر از میلی گرم استفاده می شود. دقت اندازه گیری ترازوهای آنالیتیکال بسیار بالا بوده و گاها دقت اندازه گیری بعضی از آن ها به 4رقم اعشار نیز می رسد. از آن جایی که نمونه های اندازه گیری شده با ترازوی تحلیلی بسیار حساس هستند، جریان هوا می تواند بر دقت اندازه گیری آن ها تاثیر گذاشته و موجب خطا از سوی تکنسین آزمایشگاه شود. به همین دلیل این مدل از ترازو دارای محفظه توزین جهت کاهش تاثیر جریان هوا بر روی نمونه است. ترازوهای آنالیتیکال اغلب در آزمایشگاه های شیمی، زیستی، صنایع غذایی و آزمایشگاه های تحقیقاتی استفاده می شود.

خرید ترازو 4 رقم اعشار

ترازوی رطوبت سنج(Moisture balances)

ترازوی رطوبت سنج نوع دیگری از ترازوهای آزمایشگاهی است. از این ترازو در صنایع غذایی برای سنجش مقدار رطوبت در مواد استفاده می شود. ترازوی رطوبت سنج طبق اصل روش گرماسنجی یا Loss On Drying (LOD) برای اندازه گیری رطوبت استفاده می کنند. در این روش نمونه ابتدا توسط آنالایزر وزن شده و سپس توسط گرمای ایجاد شده خشک شود.

خرید ترازوی رطوبت سنج

همزمان با خشک شدن نمونه وزن آن به طور مکرر اندازه گیری شده تا زمانی که ترازو وزن ثابتی را نشان دهد. در نهایت وزن بدست آمده را از وزن اولیه  کسر کرده تا میزان رطوبت موجود در نمونه بدست آید. زمان خشک شدن نمونه به میزان رطوبت  و اندازه نمونه بستگی دارد. اما باید به این نکته توجه داشت که میزان دمای اعمال شده، متناسب با تحمل گرمای مواد نمونه تنظیم شود.

ترازو با صفحه فوقانی(Top-loading balances)

ترازو با صفحه فوقانی که با نام های دیگری مانند ترازو با کنترل موازی(parallel guidance balance) یا ترازو با بارگذاری زیاد(Top loading balance) نیز شناخته می شود، نوعی ترازوی نیمه تحلیلی(semi-analytical) به شمار می رود. این ترازو در مقایسه با ترازوی آنالیتیکال دقت کمتری داشته(حداکثر تا 3رقم اعشار) و توانایی اندازه گیری تا 200 گرم را دارد. اما باید به این موضوع توجه داشت که ترازو با صفحه فوقانی نسبت به ترازوی آنالیتیکال هزینه کمتری داشته و کمتر تحت تاثیر شرایط محیطی قرار می گیرد.

ترازو سه اهرمی(TRIPLE-BEAM BALANCES)

از ترازوی سه اهرمی غالبا برای وزن کردن مایعات و اجسام استفاده می شود. این ترازو دقت بالایی داشته و میزان خطای آن 0.05 ± گرم است. علت نام گذاری این ترازو به دلیل وجود سه شاهین ترازوی میانی بزرگ، شاهین ترازوی دور متوسط و شاهین ترازوی نزدیک کوچک است. وجود این سه شاهین ترازو کمک می کند وزن اجسام با دقت بیشتری(1-10 گرم ، 10 گرم و 100 گرم) اندازه گیری شود. برای کار با این ترازو ابتدا ترازو را تنظیم کرده به نحوی که عقربه در مقابل عدد صفر قرار داشته باشد. سپس جسم مورد نظر را روی صفحه قرار داده و شاهین را با دست نگه داشته تا کفه ترازو حرکت نکند. از وزنه سنگین تر شروع به جا به جایی می کنیم. انتخاب وزنه ها باید با دقت خاصی انجام شده و در تمامی مراحل جا به جایی شاهین ترازو را با دست ثابت نگه داشته شود.

ترازوی Spring balances

ترازوی فنری متشکل از یک فنر بوده که در انتهای آن قلابی جهت اتصال به شئ مورد نظر قرار دارد. اساس کار این ترازو قانون هوک است. طبق این قانون نیروی مورد نیاز برای افزایش طول فنر، متناسب با مسافتی است که فنر از نقطه تعادل خود خارج شده و  افزایش پیدا می کند. به بیان دیگر ترازوی فنری با مقابله با نیروی جاذبه ای که به نیروی کششی فنر وارد شده، وزن یک جسم را اندازه گیری می کند.

همان طور که گفته شد ترازوهای متفاوتی برای کار در آزمایشگاه وجود دارد. اما ترازوی آنالیتیکال(Analytical) جزء ترازوهای پرکاربرد و دقیق آزمایشگاهی محسوب می شود. به همین دلیل در ادامه مطالب به عوامل مختلف موثر بر عملکرد ترازو، کالیبراسیون دستگاه و عوامل کاهش دهنده میزان خطا خواهیم پرداخت.

عوامل موثر بر عملکرد ترازوهای آزمایشگاهی

دمای محیط:

یکی از مهم ترین پارامترهای موثر بر عملکرد ترازوهای آنالیتیکال است. زیرا کوچک ترین تغییر در دما محیطی که ترازو در آن قرار دارد، باعث بروز خطای محسوس در خوانش آن نمونه می شود. به عنوان مثال با افزایش دمای محیط، ممکن است تبخیر رخ داده و از وزن نمونه کاسته شود. به همین دلیل ترازو وزن دقیقی را نشان نخواهد داد.

ارتعاشات و لرزش:

یکی دیگر از عوامل موثر بر عملکرد صحیح ترازوی آنالیتیکال ارتعاشات و لرزش ناشی از وسایل دیگر(سیستم تهویه، یخچال، فریزر و…) موجود در آزمایشگاه است. ارتعاشات ایجاد شده باعث می شود تا عدد نشان داده شدهمدام تغییر کرده و به درستی ثابت نشود. میزان حساسیت ترازوهای آنالیتیکال به حدی است که با تکیه دادن روی میزی که ترازو بر روی آن قرار دارد، باعث ارتعاش شده و در دقت ترازو اختلال ایجاد نمایید.

جریان هوا:

همانند دو مورد قبل جریان هوای ایجاد شده توسط در یا پنجره باز و یا فن های سقفی می تواند باعث اختلال در دقت ترازو شود. اگر چه که در جهت رفع این مشکل، ترازوهای آنالیتیکال دارای محفظه توزین هستند اما با این وجود بهتر است ترازو را در محیطی به دور از جریان هوا قرار دهید.

راه های کاهش خطای اندازه گیری ترازوی آزمایشگاهی

محیط مناسب:

از جمله عوامل محیطی موثر بر عملکرد ترازو می توان به رطوبت، دما، جریان هوا و میز مناسب است. همچنین باید به این نکته دقت داشت که ترازو را در محلی قرار دهید که در آن رفت و آمد پرسنل و یا جا به جایی اجسام در کم ترین حالت ممکن باشد. میزهای آزمایشگاهی به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه و کاهش قابل توجه ارتعاشات، گزینه مناسبی برای قرارگیری ترازوی آزمایشگاهی بر روی آن است.

کالیبراسیون:

کالیبره بودن دستگاه یکی دیگر از عوامل موثر در کاهش خطا است. برخی از دستگاه ها به صورت اتوماتیک و داخلی قابلیت کالیبراسیون دارند اما برخی دیگر با استفاده از وزنه کالیبره می شوند. پیش از استفاده از دستگاه، از کالیبره بودن آن اطمینان پیدا کرده و چنانچه تغییری در محل قرار گیری دستگاه ایجاد شد، مجددا آن را کالیبره کنید.

لمس ظروف:

یکی دیگر از عوامل ایجاد خطا، لمس ظرف نمونه و یا ترازو است. زیرا لمس ظروف در اندازه گیری هایی با دقت بالا می توانید باعث ایجاد لک و یا گرم شدن ظرف شود. به همین دلیل جهت جلوگیری از بروز چنین خطاهایی بهتر است از دستکش و ییا انبر استفاده کنید.

استفاده از ظروف مناسب:

انتخاب ظرف مناسب برای اندازه گیری نمونه بسیار مهم است. زیرا ظرف بزرگ  منجر به چسبیدن مقداری نمونه به دیواره آن شده و باعث کاهش دقت آزمایش می شود. همچنین در صورت استفاده از ظرف کوچک نیز احتمال ریختن نمونه و کثیف شدن وجود دارد. علاوه بر این ها جنس ظرف استفاده شده در دقت اندازه گیری موثر است. به عنوان مثال سطح کاغذی به دلیل حالت لغزنده ای که دارد، برای اندازه گیری نمونه های پودری مناسب است. و یا ظروف آلومینیومی برای اندازه گیری مواد واکنش زا و حلال های الی مناسب هستند.

تمیز بودن ترازو:

تمیز بودن دستگاه یکی دیگر از نکاتی است که قبل و بعد از استفاده از دستگاه باید به ان دقت شود. بهتر است برای تمیز کردن دستگاه مطابق با دستورالعمل های گفته شده در دفترچه راهنما عمل شود. اما به طور کلی می توان برای تمیز صفحه ترازو از برس نرم و یا پارچه مرطوب استفاده کنید. توجه داشته باشید که پس از استفاده از پارچه مرطوب، به کمک پارچه نرم خشک دیگری، سطح صفحه ترازو را تمیز نمایید.

کالیبراسیون ترازوی آزمایشگاهی

به طور کلی دو روش کالیبراسیون ترازوهای آزمامایشگاهی وجود دارد:

کالیبراسیون داخلی:

در این مدل از کالیبراسیون دیگر نیاز به اقدامات دستی نبوده و تنها با فشار یک دکمه، ترازو به صورت خودکار کالیبره می شود. در این روش دستگاه ابتدا اندازه گیری بدون وزنه را نشان می دهد. که در نهایت با گذاشتن یک وزنه استاندارد می توانید محدوده اندازه گیری ان را تنظیم نمایید.

کالیبراسیون خارجی:

این نوع از کالیبرسایون با استفاده از وزنه های استاندارد، توسط تکنسین آزمایشگاه کالیبره می شود. وزنه های استفاده شده در این نوع از کالیبراسیون کلاس بندی ها و کاربردهای متفاوتی دارد. به عنوان مثال کلاس E1 به عنوان مرجع آزمایشگاهی، کلاس E2 برای ترازوهای دقیق و تحلیلی و کلاس F1 برای ترازوهای تحلیل کاربرد دارد.

6سوال رایج که به هنگام خرید ترازوی آزمایشگاهی به شما کمک می کند

1. حداکثر و حداقل وزنی که می خواهید با ترازو وزن کنید چقدر است؟

• تلرانس(+/-) مورد نیاز برای سبک ترین نمونه چقدر باید باشد؟
• دقت مورد نیاز برای وزن نمایش داده شده، چند رقم اعشار بر حسب گرم باشد؟
•  چه نوع نمونه هایی را می خواهید با آن وزن کنید؟
• آیا لازم است ترازو را با دستگاه های دیگری مانند کامپیوتر و یا چاپگر متصل شود؟
• آیا در آزمایشگاه فردی نحوه کار با دستگاه را به درستی آموزش دیده؟

پاسخ به سوالات بالا به شما در انتخاب ترازوی آزمایشگاهی مناسب کمک خواهد کرد.