Aktive Entladung – Effektive Neutralisation elektrostatischer Aufladung

Einführung in die aktive Entladung

Aktive Entladung bezieht sich auf die Neutralisation aufgeladener Materialien über die Luft, wobei mindestens eine Spitze an eine Hochspannungsquelle (HSP-Quelle) angeschlossen ist. Diese HSP-Quelle kann mit Wechselspannung (AC) oder Gleichspannung (DC) betrieben werden, wobei unterschiedliche Frequenzen und Spannungen zum Einsatz kommen.

Funktionsweise der aktiven Entladung

Aktive Ionisatoren sind mit Hochspannung versorgte leitfähige Spitzen ausgestattet, die in ihrer unmittelbaren Umgebung Ionen erzeugen. Dieser Prozess erfolgt durch Koronaentladung und Feldemission. Die erzeugten Ionen werden von einem elektrischen Feld, das durch eine aufgeladene Oberfläche erzeugt wurde, angezogen, wobei Ladungsträger der gegensätzlichen Polarität die statische Oberflächenelektrizität neutralisieren. Ionisatoren, die mit Wechselspannung betrieben werden, erzeugen an einer Spitze beide Polaritäten, was die Effizienz der Entladung erhöht.

Einflussfaktoren auf die Reichweite der aktiven Entladung

Die Reichweite der Ionisatoren hängt von mehreren Faktoren ab:

• Höhe der Gegenladung (Coulombkraft):
  Je höher die Ladung, desto größer die Reichweite.
• Spannung an der Ionisationsspitze:
  Höhere Spannung führt zu einer größeren Reichweite.
• Frequenz der positiven und negativen Ladungserzeugung:
  Höhere Frequenzen können die Effizienz der Entladung verbessern.

Koronaentladung und Stoßionisation

Elektronen werden durch die Coulombkraft von der z.B. positiv geladenen Fläche angezogen und neutralisieren diese. Während ihres Weges kollidieren die Elektronen mit Atomen oder Molekülen und schlagen weitere Elektronen heraus, was zu einem Lawineneffekt führt. Gleichzeitig werden Kationen von der positiv geladenen Fläche abgestoßen.

Vorteile der aktiven Entladung

• Mit Hochspannung versorgte leitfähige Spitze:
  Diese ermöglicht eine effiziente Ionenerzeugung.
• Erzeugung beider Polaritäten:
  Wechselspannungsionisatoren erzeugen sowohl positive als auch negative Ladungsträger an einer Spitze.
• Größere Reichweiten:
  Im Vergleich zur passiven Entladung werden deutlich größere Reichweiten erzielt.
• Feinjustierung der Parameter:
  Durch die ideale Einstellung von Frequenz, Spannung und Ionenbalance sind Restladungen im unteren Voltbereich möglich.
• Viel hilft viel:
  Eine große Menge an Ionen in der Ionenwolke ist wichtig, für eine bestmögliche Neutralisation der Aufladung. Auf der Gegenseite stören überschüssig nicht, sie werden von der neutralen Fläche nicht angezogen, sondern neutralisieren sich durch Rekombination oder an geerdeten Maschinenkomponenten.

Fazit

Die aktive Entladung ist eine äußerst wirksame Methode zur Neutralisation elektrostatischer Aufladung. Mit der Nutzung von Hochspannung versorgten leitfähigen Spitzen und der Möglichkeit, sowohl AC- als auch DC-Quellen zu verwenden, bietet diese Technik eine hohe Flexibilität und Effizienz. Die Erzeugung beider Polaritäten und die Möglichkeit zur Feinjustierung der Parameter ermöglichen es, selbst anspruchsvollste Anforderungen zu erfüllen und Restladungen auf ein Minimum zu reduzieren. Die Verfügbarkeit von Entladeelektroden für verschiedene Einsatzbereiche, einschließlich EX-Bereiche, macht die aktive Entladung zu einer vielseitigen und sicheren Lösung für die Neutralisation elektrostatischer Aufladung in industriellen Anwendungen.