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Analytical Balance 는 전 세계에서 가장 기본적이고 널리 사용되는 실험실 장비 중 하나입니다.
제약 산업에서 촉매 산업에 이르기까지, Analytical Balance 는 샘플의 질량을 정밀하게 측정하여 chemical formulations 의 정확성을 보장하는 데 도움을 줍니다.
당연히, Analytical Balance 시장은 sensitivity, readability, maximum capacity, accuracy 및 측정 속도 등 사양에 따라 다양한 옵션들로 넘쳐나고 있습니다.
연구에 따르면 실험실 저울 및 계측 시장은 2028년까지 13억 달러에 이를 것으로 예측됩니다.
이처럼 방대한 제품 옵션 속에서 laboratory manager 들은 자신들의 특정 요구 사항에 가장 적합한 저울을 선택하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.
그러나 올바른 저울을 선택하는 것은 시작에 불과합니다. 최고의 저울이라도 측정에 큰 영향을 미칠 수 있는 외부 요인에 좌우될 수 있습니다.
Analytical Balance 에서 최고 품질의 결과를 얻으려면 성능에 영향을 미칠 수 있는 요인들을 깊이 이해하는 것이 필수적입니다.
아래에서 설명된 factor 들은 저울의 성능에 영향을 미칠 수 있으며, Sartorius의 Cubis® II 시리즈 저울이 사용자에게 최적의 결과를 보장하는 방법에 대한 지침도 함께 제공합니다.
Influencing Factors on Balance Performance
분석용 저울을 선택할 때 고려해야 할 가장 중요한 사양은 Accuracy, Weighing Speed, Minimal Sample Weight 입니다.
● Accuracy 는 분석용 저울에서 측정된 값이 샘플의 실제 값에 얼마나 가까운지를 나타냅니다.
High Accuracy 라는 것은 실험 결과와 Product Formulations 이 일치하여 충분히 신뢰할 수 있다는 것을 의미합니다.
● Weighing Speed (또는 Stabilization Time) 는 분석 저울이 최종 측정값을 제공하는 데 걸리는 시간입니다.
더 빠른 측정 속도는 각 측정에 소요되는 시간을 줄여 실험실 및 생산 환경에서 효율성을 높이고 전반적인 처리량을 증가시킵니다.
● Minimum Sample Weight 는 저울이 정확도를 손상시키지 않고 정확하게 측정할 수 있는 샘플의 최소 중량입니다.
이 사양은 통계적 오차가 큰 무게값을 방지하는 데 도움이 됩니다. Relative Measurement Uncertainty 로 인해 Minimum Sample Weight 는 안전하지 않은 작동 범위 (이하) 와
안전한 작동 범위 (이상) 사이의 임계값을 정의합니다.
Analytical Balance 는 이러한 사양에 대해 미리 정의된 값을 제공할 수 있지만, 정전기, 온도 및 압력 변화, 오염 물질 등 다양한 요인으로 인해 측정 결과의 정밀도가 저하될 수 있습니다.
A number of factors can affect balance precision and accuracy.
Electrostatic Charges
Electrostatic Discharge (ESD) 은 분석 저울의 성능과 정확도에 상당한 영향을 미칩니다. 유리 기구 및 샘플에 발생하는 정전기는 측정 오류를 초래할 수 있습니다.
이러한 정전기는 측정 구획 (weighing compartment) 과 상호작용하여 표시되는 무게 값이 변동하거나 안정되지 않게 만듭니다.
이로 인해 신뢰할 수 있고 정확한 측정값을 얻는 것이 불가능해집니다. ESD 문제는 특히 정전기 축적 (Static Buildup) 가능성이 높은 저습 환경에서 더욱 두드러집니다.
ESD 문제를 해결하려면 정전기 방지 장치 사용, 저울 접지, 유리 기구 및 샘플의 적절한 취급을 통해 정전기 축적을 완화하는 등의 조치를 구현해야 합니다.
이러한 예방 조치를 취하지 않으면 분석 저울의 정밀도와 신뢰도가 저하되어 품질 관리와 실험 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.
Sartorius의 Cubis II 저울은 내장된 Built-in Ionizer System (이온화 장치 시스템) 을 통해 ESD 문제를 완화합니다.
이 시스템은 이온화 노즐을 통해 저울의 Draft Shield 가 열리면 즉시 샘플 및 용기의 정전기를 중화합니다.
또한 저울의 유리 부품에 Conductive Coating 처리를 하여 외부 정전기장이 측정에 영향을 미치지 않도록 방지합니다.
이러한 기능은 모든 정전기를 완전히 방전시켜 안정적이고 정확한 측정값을 제공합니다.
ESD 문제를 해결함으로써 Cubis II 저울은 정밀도와 신뢰성을 향상시키고, 측정 변동을 줄이며, 전반적인 실험실 효율성을 높입니다.
Temperature Charges
온도 변동 또한 분석 저울의 정확도와 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
제어되지 않은 환경에서는 햇빛 노출, 난방, 환기 및 공조 시스템 (HVAC) 의 작동과 같은 사소한 온도 변동도 측정 불안정을 초래할 수 있습니다.
이러한 급격한 온도 변화는 무게 값의 변동을 야기하여 저울이 안정화되지 못하고 부정확한 측정값을 초래합니다.
제어된 실험실 환경에서도 찬바람은 저울의 작동을 방해할 수 있습니다. 찬바람이 샘플이나 저울을 가로질러 불면 불안정을 유발하고 표시되는 무게 값이 변동하게 됩니다.
이러한 변동은 저울이 평형 상태에 도달하는 데 어려움을 겪기 때문에 발생하며, 측정 시간이 길어지고 데이터 신뢰성이 낮아질 수 있습니다.
따라서 온도가 안정된 환경을 유지하는 것이 분석 저울의 정확성과 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다. 사소한 온도 변화조차도 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.
Cubis II 저울은 온도 변화를 자동으로 보정하여 최적의 측정 정확도를 보장합니다.
통합 솔루션으로는 찬바람이 저울 내부에 유입되어 측정에 영향을 미치는 것을 방지하는 고사양 Draft-Shield 기술이 포함되어 있습니다.
또한, Cubis II 저울은 내부 보정을 위해 알려진 질량을 활용하는 Internal Compensation Method 를 제공합니다.
이 조정은 온도 변화나 시간 간격에 의해 자동으로 활성화되며, 모든 편차가 기록되고 보정됩니다.
Cubis II 저울은 외부 보정 절차도 제공하여 사용자가 추적 가능한 질량의 Calibration 추를 사용해 저울을 Calibration 할 수 있도록 지원합니다.
Pressure Charges
날씨 변화나 폭풍과 같은 상황으로 인해 발생하는 압력 변화는 공기의 부력을 변화시켜 샘플의 무게를 다르게 인식하게 만듭니다.
공기 압력이 감소하면 샘플에 작용하는 부력이 줄어들어 표시된 무게 값이 실제 무게보다 낮아지게 됩니다.
반대로, 공기 압력이 증가하면 부력이 증가하여 샘플의 무게가 더 높게 표시됩니다. 이러한 압력 변화는 시간이 지남에 따라 측정 변동을 유발할 수 있습니다.
Cubis II 저울은 Advanced Internal Compensation System 을 통해 압력 변화의 영향을 완화합니다. IsoCal 보정으로 알려진 이 시스템은 주변 온도를 지속적으로 모니터링합니다.
중요한 변화가 감지되면 저울은 알려진 질량을 사용하여 자동으로 내부 조정을 수행합니다.
이 자동 조정 과정은 압력 변화로 인한 모든 편차를 정확하게 보정하여 측정 정확도를 보장합니다.
Contaminants and The Impact of Balance Cleaning
저울은 극소량의 물질을 고도로 정밀하게 측정하도록 설계되어 있으며, 이는 액체나 분말 유출로 인한 오염에 특히 취약하다는 것을 의미합니다.
특히 정전기 방전에 취약한 분말은 표면에 달라붙어 측정 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 작은 샘플 무게를 다룰 때, 사소해 보이는 유출조차도 결과에 큰 영향을 미치고
부정확한 데이터 및 교차 오염을 초래할 수 있습니다.
Weighing Pan 에 남아 있는 잔여물 또한 이후 측정에 영향을 미쳐 향후 실험의 신뢰성을 손상시킬 수 있습니다. 따라서 분석 저울의 정확성과 신뢰성을 유지하기 위해 적절한 청소가 필수적입니다.
정기적이고 철저한 청소는 부정확한 결과를 방지하고, 위험한 잔여물을 제거함으로써 개인의 안전을 보장합니다.
또한, 순도와 정밀성이 중요한 환경에서 샘플 간 교차 오염을 방지하는 데도 필수적입니다.
그러나 청결의 중요성에도 불구하고, 많은 사용자가 저울을 올바르게 청소하지 않을 수 있습니다. 이러한 소홀함에는 여러 요인이 작용할 수 있습니다.
첫째) 일부 사용자는 적절한 청소 절차를 잘 알지 못합니다. 예를 들어, 저울의 어떤 부위를 청소해야 하며, 청소할 수 있는지 확신하지 못할 수 있습니다.
또한, 적합한 청소 용액을 파악하는 것도 부담스럽게 느껴질 수 있습니다.
둘째) 사용자는 침습적이거나 복잡하다고 생각되는 작업을 수행하기를 꺼릴 수 있습니다. 실험실 저울은 수천 달러에 달하는 고가의 장비이기 때문에,
사용자들은 청소처럼 사소해 보이는 작업으로 장비를 손상시킬 위험을 감수하기를 주저할 수 있습니다.
Sartorius는 사용자 편의성과 장비 정확성을 고려하여 분석 저울 청소의 과제를 해결하기 위해 Cubis II 를 설계했습니다.
Cubis II의 오염 가능성이 높은 모든 주요 부품은 쉽게 분리 및 청소할 수 있으며, 화학 물질에 대한 내성이 있습니다.
이러한 설계는 사용자가 장비를 손상시킬 염려 없이 저울을 깨끗하게 유지할 수 있도록 해줍니다.
Cleaning the Cubis II balance is easy with its user-friendly, chemical-resistant parts and step-by-step cleaning guidance.
이와 더불어, Cubis II 저울은 통합 소프트웨어 애플리케이션을 통해 사용자가 청소 워크플로우를 안내받을 수 있도록 합니다.
이 애플리케이션은 저울 청소 방법에 대한 시각적이고 단계별로 진행되는 지침을 제공하며, 사용할 화학 물질과 전체 과정의 세부 정보를 명확히 안내합니다.
이 애플리케이션의 목표는 청소 절차를 단순화하여 모든 경험 수준의 사용자가 쉽게 접근하고 간단하게 수행할 수 있도록 하는 것입니다.
저울에 내장된 청소 유틸리티 프로그램은 일상 청소와 심층 청소 두 가지 모드를 제공합니다.
관리자는 청소 빈도와 같은 매개변수를 설정하고, 전자 서명을 통해 저울이 마지막으로 청소된 시간을 확인할 수 있습니다.
이러한 추적 가능성은 실험실 관리자가 청소 프로토콜이 일관되게 준수되고 있음을 보장하는 데 중요한 이점을 제공합니다.
이러한 혁신적인 솔루션을 통합함으로써 Sartorius는 Cubis II 저울의 유지 관리를 보다 쉽고 효과적으로 만들어, 궁극적으로 실험실 측정의 정확성과 신뢰성을 향상시켰습니다.
Conclusion
분석 저울은 모든 실험실에서 가장 중요한 도구 중 하나입니다.
그러나 아무리 뛰어난 저울이라도 적절한 유지 관리와 예방 조치가 이루어지지 않으면 기대에 미치지 못할 수 있습니다.
Sartorius 는 Cubis II 분석 저울을 설계하면서, 정전기 방전(ESD), 온도 및 압력 차이와 같은 외부 변수의 영향을 자동으로 완화할 수 있도록 만들었습니다.
또한, 저울을 직관적이고 간단하게 청소할 수 있도록 설계하여, 모든 경험 수준의 사용자가 정확한 측정값을 수집할 수 있도록 지원합니다.
Sartorius 의 Cubis II 분석 저울을 통해 사용자는 항상 가장 빠르고 정확하며 신뢰할 수 있는 측정값을 얻을 수 있다는 확신을 가질 수 있습니다.
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