Tổng quan về tĩnh điện và thiết bị khử tĩnh điện Ionzier
Tĩnh điện là gì?
Tĩnh điện là sự mất cân bằng điện tích trên bề mặt của một vật liệu.Điện tích sẽ được lưu giữ ở đó cho đến khi nó có thể truyền đi nơi khác thông qua một dòng điện hoặc sự phóng điện.
Khái niệm “tĩnh” trong tĩnh điện ý nói đến sự tương phản với dòng điện, hình thức mà điện được truyền qua vật dẫn và mang theo năng lượng.
Nguyên nhân của hiện tượng tĩnh điện:
Vật chất được cấu thành từ các nguyên tử trung hòa về điện tích vì chúng chứa số lượng bằng nhau về điện tích dương (proton trong hạt nhân) và điện tích âm (điện tử trong vỏ). Hiện tượng tĩnh điện yêu cầu sự tách rời các điện tích dương và âm này. Khi hai vật liệu tiếp xúc nhau, điện tử sẽ di chuyển từ vật này sang vật kia, gây ra sự dư thừa điện tích dương trên một vật liệu, và sự thừa điện tích âm ở bên còn lại. Khi các vật liệu được tách ra, sự mất cân bằng điện tích này vẫn được duy trì.
Một điện tích tĩnh điện được tạo ra khi hai bề mặt tiếp xúc với nhau rồi tách ra, và ít nhất một trong các bề mặt này có điện trở suất cao (có xu hướng cách điện hoặc cản trở dòng điện).
Tác hại của tĩnh điện:
Trong cuộc sống, tĩnh điện tồn tại ở mọi nơi và người ta không chú ý lắm đến nó do tác dụng không đáng kể. Tuy nhiên trong sản xuất, tĩnh điện lại là vấn đề lớn làm đau đầu nhiều nhà sản xuất vì những tác hại do nó gây ra cho nên người ta luôn cố gắng tìm cách chống tĩnh điện.
Sự phóng tĩnh điện (ESD – Electrostatic Discharge): Tương tự như hiện tượng sét trong tự nhiên. Tĩnh điện trên bề mặt vật thể sẽ phóng các điện tích xuống đất qua trục máy tạo ra tia lửa điện. Khi tĩnh năng lượng tạo ra của tia lửa điện vượt qua điểm cháy nổ của vật liệu (đây là các dung môi gas, xăng.. v.v bay hơi) sẽ làm phát sinh ngọn lửa gây hỏa hoạn
Sự bám hút (ESA – Electro Static Atraction): Các hạt bụi nhỏ khi gần từ trường tĩnh điện sẽ bị phân cực trái dấu. Sau đó các hạt bụi này sẽ bị hút vào bề mặt vật thể do lực hút. Điều này gây ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm. Những tác hại thường thấy là giảm chất lượng sản phẩm, mực in bị nhiễm bẩn, bị lem khi in, kẹt máy, làm hư bản in trên ống đồng…
Tác hại đối với con người: Với một lượng điện tích rất lớn trên bề mặt vật thể, tạo ra một từ trường cực mạnh ở môi trường xung quanh. Từ trường này có tác hại về lâu dài với sức khỏe con người, trong đó, ảnh hưởng nhiều nhất là hệ thần kinh, hệ sinh dục, hệ tuần hoàn. Đặc biệt lực tĩnh điện có khả năng giật người thao tác gây ra tai nạn lao động
Tác hại của tĩnh điện trong sản xuất: Tĩnh điện trên bề mặt của vật thể, khi lớn đến mức độ thích hợp (khoảng 3000 volt) sẽ tạo ra một từ trường tĩnh điện, từ trường này sẽ tác động gây ra sự phân cực của các vật thể khi các vật thể này lọt vào trường tĩnh điện, việc phân cực này tạo ra lực hút đủ lớn để hút cưỡng bức các vật thể này vào bề mặt của vật mang tĩnh điện. Hiện tượng hút bụi này ảnh hưởng tới chất lượng của các quá trình sản xuất cần sạch bề mặt như: In ấn, lắp đặt, đóng gói thực phẩm, dược phẩm, tráng phủ, sơn, xi mạ và các quy trình sản xuất điện tử …v.v..
Bởi vậy, trong sản xuất chúng ta thường gặp phải các vấn đề khó chịu:
– Màng phim, chai lọ bị bám dính bụi, tích điện làm giảm chất lượng sản phẩm.
– Các bao bì làm ra không thể xếp ngay hàng
– Tĩnh điện cao gây ra tia lửa điện dẫn đến cháy nổ. Hỏa hoạn từ những nơi dễ cháy như dung môi in
– Mực in bị lem (vết chân chim, kéo râu…)
– Công nhân bị điện giật gây tai nạn lao động
– Phế phẩm tăng do người công nhân không muốn lại gần màng phim…
– Quy trình đóng rót bị hút bụi, miệng túi bị hở
– Các sản phẩm nằm không đúng vị trí vì đẩy nhau do nhiễm tĩnh điện gây phế phẩm
– Kẹt màng vào các trục cuốn của máy
– Trong sản xuất điện tử, tĩnh điện có thể dẫn đến phá hỏng vi mạch trong linh kiện.
Với các tác hại nghiệm trên, trong quá trình sản xuất, vần đề kiểm soát tĩnh điện và khử tĩnh điện được hết sức chú ý.
Khử tĩnh điện bằng phương pháp Tạo ion (Ionizer)
Thiết bị khủ tĩnh điện sinh ra điện tích âm hay điện tích dương để trung hòa?
Câu trả lời là thiết bị sinh ra đồng thời cả điện tích dương và điện tích âm. Những ion trái dấu sẽ trung hòa điện tích với vật thể. Ion trái dấu do tác động của lực tĩnh điện sẽ bị đẩy ra ngoài và trung hòa vào không khí.
Các thiết bị khử tĩnh sử dụng nguyên tắc Corona Discharge để sinh ra ion:
Sử dụng đầu điện cực điện áp cao ( 4000-7500V) đẻ làm ion hóa không khí và làm cho không khí nhiễm điện tích tạo ra các ion dương hoặc âm tùy thuộc vào điện tích của đầu điện cực.
Một số công nghệ tạo ion
Công nghệ DC là công nghệ sử dụng dòng điện 1 chiều với điện áp 7000V ở mỗi đầu điện cực.
Công nghệ DC có nhược điểm: Một số khu vực sẽ không có đồng thời cả ion dương và ion âm; Đầu điện cực âm sẽ nhanh bị mòn hơn dẫn đến lượng ion sẽ ít hơn điện cực dương làm mất cân đối ion.
Công nghệ AC : sử dụng dòng điện xoay chiều để tạo ra cả ion dương và ion âm trên cùng 1 đầu điện cực.
Tuy nhiên tần số đảo chiều giữa dương và âm quá thấp dẫn điện không kịp trung hòa điện tích trên sản phẩm đối với dây triền sản xuất có tốc độ cao.
Công nghệ HDC-AC ( Hybrid Digital Control- AC) là tối ưu khả năng khử tĩnh điện bằng công nghệ sung với tần số cao: 200Hz và tối ưu xung của dòng điện.
Ưu điểm:
1. Duy trì cân bằng ion sau thời gian dài sử dụng
2. Ít phải vệ sinh thiết bị
3. Không cần điều chỉnh cân bằng ion.
4. Sinh ra rất ít ozon ( 0.001 PPM)
Dựa trên nguyên tắc này người ta tạo ra các thiết bị khác nhau như quạt, thanh bar, nozzle ion để khử hết tĩnh điện sinh ra.
Một số thiết bị khử tĩnh điện thông dụng:
1. Thiết bị khử tĩnh điện dạng quạt
Có kết cấu như một chiếc quạt nhỏ: kết hợp giữa phần tạo ion và hệ thống quạt quay thổi gió dưa các hạt ion vào khu vực cần khử tĩnh điện (thiết bị chạy độc lập không cần sử dụng đến hệ thống khí nén). Thiết bị thường có thể điều chỉnh được tốc độ gió, cũng như có cơ chế cân bằng ion.
Thiết bị khử tĩnh điện dạng quạt ứng dụng trong sản xuất thiết bị điện tử hay phòng làm việc, bộ phận loại bỏ tĩnh điện trong quy trình sản xuất thiết bị về kính, màn hình hay những thiết bị cần độ chính xác cao…
2. Thiết bị khử tĩnh điện dạng thanh
Thiết bị có chuỗi thanh ion mạch điện xoay chiều, kết hợp với hệ thống khí nén thổi các các vòi phun bố trí dọc theo thanh,có tác dụng loại bỏ tĩnh điện mạnh mẽ, trên vùng rộng.
Sản phẩm khử tĩnh điện dạng thanh còn có thể vừa chải bóng vừa thổi khí một cách có hiệu quả nhất.
Ứng dụng:Thiết bị khử tĩnh điện ứng dụng trong các ngành nghề lắp ráp màn hình LCD, hệ thống phòng sạch, công nghiệp sản xuất nhựa, dược phẩm, thực phẩm.
3. Thiết bị tĩnh điện dạng khí nén kiểu vòi phun hoặc súng cầm tay.
Là loại thiết bị nhỏ nhẹ, có thể lắp cố định và cầm tay di chuyển thuận tiện trong quá trình thao tác. Thiết có ưu điện có thể thể lách sâu, tập trụng vùng khử điện vào những vị trí yêu cầu.
4. Buồng khử tĩnh điện
Có kế cấu là một buồng kín, trang bị nhi vòi phụ ionizer; có tác dụng thổi bụi, thu hồi bụ và khử tĩnh điện sản phẩm tập trung.
