Vragen? Bel +31 (0)546 604414
Het gebruik van ionisatieapparatuur is dé manier om statische elektriciteit te neutraliseren of gecontroleerd aan te brengen. De meeste toepassingen zijn gericht op het neutraliseren van statische elektriciteit, en precies daar gaan we in dit blog op in. We leggen uit hoe ionisatieapparatuur werkt, wat het doet, wat je daarvan merkt en wat de resultaten zijn.
In het kort: ionisatieapparatuur werkt door luchtmoleculen elektrisch te laden, waardoor ionen ontstaan. Dit gebeurt door scherpe puntjes (emitters) onder hoogspanning te zetten. Bij ionisatieapparatuur dat als doel heeft om statische elektriciteit te neutraliseren worden zowel positief als negatief geladen ionen gecreëerd. Deze worden door de statische elektriciteit op het materiaal aangetrokken, waardoor de statische lading verdwijnt.
⚡️ Dit blog gaat specifiek over ionisatieapparatuur om statische elektriciteit te neutraliseren. Wil je weten hoe je statische elektriciteit gebruikt om materialen tijdelijk aan elkaar te hechten? Lees dan ons blog “Hoe werkt statisch opladen?”.
In het kort: hoe ontstaat statische elektriciteit ook alweer?
Statische elektriciteit ontstaat door ladingsscheiding. Wanneer er wrijving is tussen twee materialen of wanneer twee materialen worden gescheiden (bijvoorbeeld folie over een rol, een product over een transportband of kleding op een stoel), worden elektronen uitgewisseld. Het ene materiaal krijgt een elektronenoverschot en wordt negatief geladen, het andere heeft een elektronentekort en wordt positief geladen. Welk materiaal meer elektronen krijgt dan de ander is niet helemaal te voorspellen. Wel hebben bepaalde materialen meer de neiging om positief geladen te worden, en andere materialen negatief geladen. Dit vind je terug in de tribo-elektrische reeks (lees hier ons blog daarover). Ook belangrijk om te noemen is dat op hetzelfde oppervlak beide polariteiten vlak naast elkaar kunnen voorkomen.
Het doel van ionisatieapparatuur is het volledig neutraliseren van statische elektriciteit. Bij niet-geleidende materialen zoals kunststoffen, plastics, rubbers, etc. is ionisatieapparatuur de meest effectieve manier om dit te doen.
In veel moderne productieomgevingen wordt gewerkt met synthetische materialen, zoals kunststoffen, folies of coatings. Allemaal materialen die snel statische elektriciteit opbouwen en vasthouden. We zien dat vaak wordt geprobeerd om de materialen te aarden, om zo de statische elektriciteit af te voeren of te neutraliseren. Aarding werkt alleen bij geleidende materialen, waarbij elektronen vrij kunnen bewegen door/over het materiaal. Omdat veel industriële materialen isolatoren zijn (kunststoffen, coatings, verpakkingsfolie), kan die lading nergens heen. Een isolator geleidt geen elektronen, en daarom heeft aarden geen enkele zin. De lading zit echt vast op het oppervlak van het materiaal. Zodra de spanning lokaal hoog genoeg wordt, merk je dit in je proces. Je krijgt dan bijvoorbeeld te maken met:
Ionisatieapparatuur is speciaal ontwikkeld om statische elektriciteit te neutraliseren, en zo productieproblemen en risico’s te voorkomen. In veel moderne productieomgevingen is ionisatieapparatuur ook de enige manier om statische elektriciteit tegen te gaan. Het werkt op basis van het principe van ionisatie: het creëren van positieve en/of negatieve ionen door emitters onder hoogspanning te zetten.
Voor ionisatie heb je een aantal dingen nodig:
Ionisatieapparatuur creëert een sterk elektrisch veld rond een emitter (een kleine scherpe punt van hard metaal). De emitter wordt onder hoogspanning gezet met een laag amperage. Bij onze apparatuur varieert de hoogspanning van 5,5kV tot 33kV. ‘Hoogspanning’ klinkt misschien gevaarlijk, maar door het lage amperage kun je de emitters gewoon aanraken zonder daarvan schokken te krijgen. Wanneer de elektrische veldsterkte rondom de emitter hoog genoeg is, ontstaat een corona-ontlading. Dit houdt in dat de lucht doorslaat. Hierbij worden elektronen losgeslagen uit luchtmoleculen. Hierdoor ontstaan positieve ionen en negatieve ionen. Die positieve en negatieve ionen zijn cruciaal bij het neutraliseren van statische elektriciteit op niet-geleidende materialen. Zolang de hoogspanning actief is zal het proces van ionisatie doorgaan. De ionen kunnen niet heel nauwkeurig gericht worden, maar bewegen wel weg van de scherpe emitter. Wanneer er een luchtstroom is, zoals bij een ionisatienozzle of ionisatieblower, zullen de ionen meegaan in de luchtstroom.
Voor het neutraliseren van statische elektriciteit is het cruciaal dat er zowel positieve als negatieve ionen worden aangemaakt. Het ontstaan van positieve of negatieve ionen is niet random. Het wordt gecontroleerd door de elektronica in de apparatuur, en dan met name door de spanning. Een belangrijk verschil hierbij is dat tussen wisselspanning en gelijkspanning.
Al onze AC-ionisatieapparatuur werkt op wisselspanning. Meestal is dit 50Hz. Dit houdt in dat de apparatuur 50 keer per seconde van polariteit wisselt. Bij elke piek (of dal) vindt een corona-ontlading plaats en worden ionen van die polariteit aangemaakt. Dit ziet er als volgt uit:
Bij gelijkspanning werkt het iets anders. Je hebt hier niet te maken met de sinusgolf die de aanmaak van de ionen bepaalt. In plaats daarvan wordt de spanning gewoon aan- en uitgezet. Bij ionisatieapparatuur worden afwisselend positieve en negatieve ionen aangemaakt, ze staan dus niet beide tegelijk aan. Dit om te zorgen dat de ionen niet met elkaar recombineren.
Hoe de positieve en negatieve ionen worden aangemaakt bij AC-ionisatieapparatuur (wisselspanning) en 24V DC-ionisatieapparatuur (gelijkspanning) verschilt dus wezenlijk.
Het is vaak niet te voorspellen welke polariteit een statisch geladen materiaal heeft: het kan sterk negatief zijn, sterk positief of ergens daar tussenin. En zelfs op hetzelfde oppervlak, op een aantal centimeters van elkaar, kan de polariteit verschillen. Om de statische lading te neutraliseren heb je daarom zowel positieve als negatieve ionen nodig. Door de ionen in contact te laten komen met het statische oppervlak worden de ionen als het ware geabsorbeerd door de statische lading op het oppervlak.
Een voorbeeld: stel, je hebt een productieproces waarbij je een kunststof folie van een rol afrolt. Deze folie wordt door de separatie statisch geladen. Sommige delen van het folie zullen een overschot aan elektronen hebben (negatief geladen), andere delen van het folie zullen een tekort hebben (positief geladen). De statische elektriciteit zit aan beide kanten van het folie en moet ook aan beide kanten geneutraliseerd worden. Door de ionisatieapparatuur te richten op het oppervlak van het folie gebeurt het volgende:
Dit geeft direct aan wat ionisatie(apparatuur) zo effectief maakt: het neutraliseert de statische lading altijd, ongeacht de polariteit, en er is geen ‘restproduct’. Het overschot aan gecreëerde ionen heft zichzelf gewoon op. Dit maakt ionisatie uiterst stabiel en betrouwbaar.
Voor succesvolle ionisatie is het van belang dat de positieve en negatieve ionen goed op het oppervlak van het statische materiaal komen. Dat klinkt eenvoudig, maar afhankelijk van het proces kan het soms uitdagend zijn. Gelukkig is er veel variatie in soorten ionisatieapparatuur, zodat je – ongeacht je toepassing – altijd een goed resultaat kunt behalen. Het (technische) verschil van ionisatieapparatuur zit ‘m vooral in de volgende factoren:
Elke soort ionisatieapparatuur vertrouwt op hetzelfde principe: een emitter onder hoogspanning zetten om ionen te creëren.
Een voorbeeld: het verschil tussen de 3024F (fast-range) en 3024L (long-range)
Om concreet te maken hoe ionisatieapparatuur kan verschillen vergelijken we 3024F en 3024L ionisatiestaven. De 3024 is ons basismodel 24V DC ionisatiestaaf. Deze heeft twee varianten: de 3024F (fast-range) en de 3024L (long-range). Beide varianten zijn in basis gelijk en hebben dezelfde ‘ionisatiekracht’ van 11kV. Het voornaamste verschil tussen de varianten is de frequentie waarmee afwisselend positieve en negatieve ionen worden aangemaakt.
Kijk hier voor een volledig overzicht van al onze soorten ionisatieapparatuur.
We hebben net al gezien dat de aanmaak van ionen erg verschilt bij AC-ionisatieapparatuur en de moderne 24V DC-ionisatieapparatuur. Deze soorten ionisatieapparatuur hebben fundamentele verschillen, vooral in het voordeel van de 24V DC-technologie. Deze technologie biedt meer vrijheid in ionisatiekracht, frequentie en remote monitoring dan de AC-technologie, die meer beperkingen kent.
Werk je met synthetische materialen en heb je last van statische elektriciteit? Dan is ionisatieapparatuur eigenlijk altijd van toegevoegde waarde. Het is namelijk de oplossing tegen veelvoorkomende problemen als:
Kun je niet goed inschatten in hoeverre statische elektriciteit een probleem of risico vormt binnen jouw organisatie? Dan kun je overwegen om de statische lading op materialen te gaan meten. Met onze 715 veldsterktemeter kun je objectief de hoeveelheid statische elektriciteit vaststellen. Meet je spanningen boven enkele kilovolts op isolerende oppervlakken? Dan is ionisatie vrijwel altijd effectief.
Ionisatieapparatuur wordt ingezet in industrieën waar statische lading zorgt voor negatieve effecten. Hoe schoner het product moet zijn, des te meer behoefte er over het algemeen is voor ionisatieapparatuur. Voorbeelden van toepassingen:
In al deze sectoren is statische beheersing essentieel voor continuïteit en veiligheid.
Ionisatieapparatuur kent veel voordelen. Het voornaamste voordeel is dat onze apparatuur ontzettend robuust is en bij goed gebruik met gemak 10 jaar meegaat. Het heeft een lage onderhoudsbehoefte, dus je hebt met het toepassen van de ionisatieapparatuur direct een duurzame, effectieve en langdurige oplossing voor je problemen door statische elektriciteit. Ionisatieapparatuur betaalt zichzelf snel terug door:
Zeker vanuit deze invalshoek is het geen ‘accessoire’, maar een cruciale component voor een optimaal productieproces.
Heb jij last van nadelige effecten van statische elektriciteit, en wil je je proces optimaliseren door ionisatieapparatuur toe te voegen? Neem dan vooral contact op met Lars via onderstaande contactgegevens. We denken graag mee met de oplossing die het best past bij jouw toepassing. Je ontvangt daarna binnen 1 werkdag een vrijblijvende offerte voor een betrouwbare oplossing die écht werkt.
