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Gebrauchsanweisung für Analysenwaage Mettler H54 (auch H51)
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Gebrauchsanweisung für Analysenwaage Mettler H54 (auch H51)

Die hier beschriebenen Waagen wurden in den 70er Jahren gebaut. Es handelt sich um eine rein mechanische Waage mit einem Wägebereich von 1 mg bis 160 g und einem Kleinstwert der Fehlergrenze von 0,05 mg. Die folgenden Erläuterungen beziehen sich auf den Typ H54. Baugleich ist der Typ H51, nur verfügt dieser nicht über eine Tarier-Umschaltung und besitzt statt fünf Ringgewichten im 0,1 g- und 1 g-Bereich nur deren vier. Diese Anleitung beruht auf den hier dokumentierten Erfahrungen mit diesen Waagen.


I. Beschreibung:

Die Waage misst 42 x 25 x 50 cm und wiegt etwa 12 kg. Die Waagschale befindet sich vorne in einem Glaskasten und ist durch seitliche Schiebetüren zugänglich.
Zum Transport der Waage siehe unten (Punkt IV)!


Abb: Vorderansicht Mettler H54


Abb: unterer Teil der Vorderfront mit Bedienelementen und Anzeige

An der Vorderfront befindet sich rechts oben der Taraknopf (A), der aus einem äußeren Ring (A.1)zur Grobeinstellung (Tarabereich 100 mg) und einem inneren Knopf (A.2) zur Feinjustierung der optischen Anzeige besteht. Unten links ist ein Umschaltknopf (B) angebracht, der es erlaubt, Gefäße durch Zuschalten von Gewichten zu tarieren, ohne dass die Gewichtsanzeige verstellt wird (Stellung “T“). Zum Wägen wird er in die Stellung “I“ gebracht. Rechts daneben ist der Hebel (C) zum Arretieren und Entlasten des Waagebalkens angebracht, der drei Stellungen hat (Mitte “0“= arretiert, ca 30° nach rechts “1/2“ = halb entarretiert, 90° nach links “1“= voll entarretiert). Sobald er betätigt wird, schaltet sich auch die optische Anzeige ein. Darüber befinden sich die drei Gewichtsknöpfe (D) zur Zuschaltung von 10 g, 1 g und 0,1-Gramm-Gewichten mit den entsprechenden Zahlenkennzeichen. In kleinen runden Fenstern neben den Knöpfen erscheinen die beim Tarieren gebrauchten Gewichte, in dem Glaskästchen rechts werden die beim Wägen zugeschalteten Gewichte angezeigt. Zentigramme und Milligramme – also den Bereich von 1-99 mg liest man an der beweglichen optischen Skala im linken Fenster ab. Ganz rechts außen liegt der Drehknopf (E), mit dem der Nonius zur Bestimmung der Zehntel- und Hundertstelmilligramme bedient wird. Seine Stellung wird ebenfalls durch ein Zählwerk, rechts neben der optischen Gewichtsanzeige, angezeigt.


Abb. Rückansicht Mettler H54


Abb: Lampenhalterung geöffnet

Auf der Rückseite des Geräts befindet sich links oben (von hinten gesehen), zwei Rändelknöpfe (F, G) zur Justierung der optischen Anzeige. Rechts oben ist, unter einer Abdeckung mit Lüftungsschlitzen, die Lampenhalterung (H) angebracht, wo auch Platz für eine Ersatzbirne vorgesehen ist. Der Stromanschluss (220 V ̴) dient einzig zum Betrieb der Glühlampe für die optische Anzeige.


Abb. Vorderansicht Mettler H51 Es fehlen der Umschaltknopf (B) und die Anzeigefenster neben den Gewichtsknöpfen. Die Abdeckung der optischen Anzeige wurde bei dieser Waage restauriert, daher die zum übrigen Gehäsuse verschiedene Farbe. Vor der optischen Anzeige befindet sich eine kleine Betriebskontrolleuchte.


II. Inbetriebnahme:

II.1 Aufstellung:

Die Waage wird auf einer stabilen, möglichst erschütterungsfreien, horizontalen Unterlage aufgestellt. Man sollte einen Ort wählen, wo sie möglichst wenig Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Auf der Oberseite befindet sich eine Libelle. Durch Verdrehen der Füße lässt sich eine exakt horizontale Position erreichen. Im Ruhezustand muss der Waagebalken zur Entlastung des Lagers immer arretiert sein (Hebel C senkrecht auf Stellung “0“)! Solange die Waage nicht benutzt wird, ist sie zum Schutz vor Staub mit einer geeigneten Abdeckung (ersatzweise einer Plastiktüte) abzudecken. Die Seitenfenster sollten immer geschlossen bleiben.

Achtung: wenn die Waage nicht genau horizontal aufgestellt ist, verschiebt sich der Nullpunkt und die Empfindlichkeit der optischen Anzeige. Daher nach jedem, auch geringen Standortwechsel die Libelle auf der Oberseite kontrollieren!


II.2 Justieren:

Der Deckel der Waage lässt sich einfach abheben. Wenn der Deckel entfernt ist, lassen sich die beiden Seitenteile senkrecht nach oben aus den Führungen ziehen. Auf diese Weise wird das Waageninnere zur Reinigung und Justierung zugänglich. Diese muss bei einem solchen Präzisionsinstrument natürlich mit großer Vorsicht und Sorgfalt durchgeführt werden. Schmiermittel dürfen auf keinen Fall verwendet werden! Sollte der Waagebalken für den Transport gesichert gewesen sein, so sind zunächst diese Sicherungen zu lösen (siehe unter Punkt IV.)


Abb. Waageninneres nach Abnahme des Deckels und der Seitenwände

Der Lichtweg für die optische Anzeige verläuft von vorne betrachtet von der Lichtquelle über einen Spiegel links hinten oben durch eine Fokussiereinrichtung und die optische Skala am hinteren Ende des Waagebalkens, sodann über drei weitere Spiegel rechts hinten oben und einen letzten Spiegel rechts hinten unter der Bodenplatte bis zur Anzeige auf der Vorderseite. Die Stellung der Lampe lässt sich bei eingeschalteter Waage auf der Rückseite durch Drehen der Rändelschraube rechts der Lampenabdeckung (I) optimieren, so dass die Anzeige möglichst hell erscheint. Die Spiegel können, wenn sie verschmutzt sind, durch sehr vorsichtiges Abwischen mit einem in Methanol getränkten Watteträger gereinigt werden. Über die untere Rändelschraube (G) hinten oben links auf der Gehäuserückseite kann die seitliche Position der optischen Anzeige verstellt werden. Bei korrekter Anzeige müssen im linken Fenster (a) Zahlen, im rechten Fenster (b) waagerechte Striche und im unteren Fenster (c) Pfeile oder ein schwarzer Balken, der die Auslastung der optischen Anzeige symbolisiert, zu sehen sein. Wenn die Anzeige unscharf ist, wird sie an der oberen Rändelschraube (F) scharfgestellt.


Abb. Lichtweg


Abb.: Optische Anzeige

Achtung! Schon kleine Erschütterungen führen zu einer Verschiebung des Waagebalkens auf dem Lager und lassen die optische Anzeige unscharf werden! In diesem Falle nicht neu justieren, sondern die Waage arretieren, wodurch der Waagebalken wieder exakt positioniert wird, und langsam wieder entlasten.

Zum Justieren der Waage stellt man alle Gewichte sowie die beiden Taraknöpfe auf 0, entarretiert die Waage (“1“) und wartet, bis sich die Skala eingeschwungen hat. Nun kann über die Taraknöpfe der Nullpunkt genau eingestellt werden. Für gröbere Abweichungen (mehr als ½ Teilstrich) verwendet man den Tararing (A.1) und für die Feineinstellung den zentralen Taraknopf (A.2). Bei unbelasteter Waage sollte das Gleichgewicht sehr nahe dem Nullpunkt der Taraknöpfe liegen, damit man deren Umfang später zum Tarieren ganz ausnutzen kann. Ist das nicht der Fall, so kann man durch vorsichtiges Verdrehen des waagerecht stehenden Justiergewichtes am Waagebalken diesen ins Gleichgewicht bringen. Zeigt die Waage in unbelastetem Zustand einen Wert von >0 an, so dreht man das Gewicht ein wenig nach hinten, wenn die Anzeige <0 beträgt, verstellt man es etwas nach vorn.
Zum Ablesen der Skala muss bei der Feinjustierung der Deckel aufgelegt werden, um Zugluft zu vermeiden!


Abb: Justiergewichte am Waagebalken

Nun arretiert man die Waage (Hebel auf Stellung “0“), legt ein 100,00-mg Prüfgewicht auf, schließt die Schiebetüren und entarretiert die Waage langsam vollständig (Hebel auf “1“). Die Skala muss sich auf 100 mg einschwingen. Wenn dies nicht der Fall ist, kann man den 100 mg-Punkt durch vorsichtiges Verschieben des senkrechten Justiergewichtes einstellen. Zeigt die Waage weniger als 100 mg schraubt man das Gewicht ein wenig nach oben, zeigt sie mehr an, so dreht man es etwas nach unten.
Steht kein Prüfgewicht zur Verfügung, so kann man sich folgendermaßen behelfen: Man legt einen knapp über 100 mg wiegenden Gegenstand (normales Gewichtsstück, Drahtstück o.ä.) auf die Waagschale und dreht den 0,1g-Gewichtsknopf um eine Stufe nach links. Im Anzeigefenster erscheint das Gewicht 0,1. Nun entarretiert man die Waage, lässt den Waagebalken einschwingen und verstellt den Nonius (rechts außen), bis der nächste Teilstrich im rechten Fenster zwischen den beiden Markierungen zu liegen kommt. Nun kann man das Gewicht genau ablesen. Es betrage 102,65 mg. Man arretiert die Waage, belässt den Nonius auf 65 und dreht den 0,1g-Knopf zurück auf Null. Wenn man jetzt erneut – langsam! – ganz entarretiert muss die bewegliche Skala 102 mg anzeigen. Ist dies nicht der Fall, so muss wie oben an dem senkrechten Justiergewicht nachjustiert werden.

Achtung! die Verschiebung des senkrechten Justiergewichtes verändert auch den Nullpunkt in mehr oder weniger großem Ausmaß, so dass das waagerechte Justiergewicht nachgestellt werden muss und umgekehrt!

Einmal justiert behält die Waage ihre Einstellung in der Regel langfristig. Nach starken Temperaturschwankungen kann jedoch durch die Ausdehnung und Kontraktion des Materials eine Abweichung von wenigen Milligrammbruchteilen auftreten. In diesem Fall muss gelegentlich nachjustiert werden.


III. Arbeiten mit der Waage:

Achtung! Die Schiebetüren müssen beim Tarieren oder Wägen unbedingt geschlossen werden, da die Mechanik sehr empfindlich auf Luftzug reagiert!

III.1 Wägen:

Der Umschaltknopf (B) wird auf “I“ gestellt. Man entarretiert den Waagebalken (“1“) und stellt den Nullpunkt am Tarierknopf genau ein. Dann arretiert man, legt das Wägegut auf den Waageteller und schließt das Schiebefenster. Nun wird der Waagebalken halb entarrertiert (“1/2“) und im unteren Fenster erscheinen Pfeile, die nach links weisen. Nun verdreht man den 10-g-Knopf in Pfeilrichtung (nach rechts) bis sich die Pfeilrichtung der Anzeige umkehrt. Dann dreht man den Knopf um eine Stufe zurück und dreht den 1g-Knopf nach rechts, bis sich die Pfeilrichtung erneut umkehrt. Abermals wird eine Stufe zurückgedreht und der Prozess mit dem 0,1g-Knopf wiederholt. Wenn das Gewicht bis auf die erste Nachkommastelle eingestellt ist, arretiert man den Waagebalken um ihn anschließend langsam ganz zu entarretieren. Dabei schwingt die bewegliche Skala ein und zeigt die Centi und Milligramme an. Zuletzt bringt man mit der Noniusschraube den nächstuntersten mg-Teilstrich genau zwischen die beiden Markierungen und liest das Gewicht ab.

Beispiel:
Wägegut auflegen, Waage halb entarretieren und 10g-Knopf stufenweise nach links (in Pfeilrichtung) drehen.
Bei Stellung 10 g Wechsel der Pfeilrichtung: Gewicht liegt unter 10 g. 10g-Knopf zurückdrehen (auf Null) und 1g-Knopf stufenweise nach links drehen.
Bei Anzeige 3 g Wechsel der Pfeilrichtung: Gewicht zwischen 2 und 3 g. 1g-Knopf in Pfeilrichtung zurückdrehen und 0,1-g-Knopf stufenweise nach links drehen.
Bei Anzeige 1,9 g noch kein Wechsel der Pfeilrichtung: Gewicht zwischen 2,9 und 3,0 g. 0,1g-Knopf belassen, Waage arretieren und dann langsam ganz entarretieren. Die Skala schwingt sich zwischen 74 und 75 mg ein.
Durch Verdrehen des Nonius bringt man den 74-mg-Teilsstrich in die Mitte zwischen beiden Markierungen und liest dann das Gewicht ab,


Abb. Gewichtsanzeige 2,97421 g, beachte den schwarzen Balken im unteren Fenster (c)

III.2 Tarieren: (nur Mettler H54)

Der Umschaltknopf (B) wird auf “T“ und alle Bedienelemente werden auf Null gestellt. Bei arretiertem Waagebalken stellt man das Taragefäß auf die Waagschale. Nach Schließen der Schiebetüren entarretiert man die Waage wie beim Wägen halb und geht jetzt wie unter III.1 beschrieben vor, bis das Gewicht bis auf 0,1 g genau tariert ist. Die zugeschalteten Taragewichte erscheinen auf rotem Grund in den kleinen Fenstern neben den Gewichtsknöpfen. Nun entarretiert man die Waage ganz und stellt den Nullpunkt zuerst durch langsames Verdrehen des äußeren Tararinges und zuletzt durch Justierung des optischen Taraknopfes genau ein. Nach Umstellen des Umschaltknopfes auf “I“ kann jetzt in das tarierte Gefäß eingewogen werden, wobei das eingewogene Gewicht wie oben im Fenster rechts angezeigt wird.

Achtung! Der Wägebereich ist um das zum Tarieren verbrauchte Gewicht vermindert! Beispiel: aufgelegte Taragewichte 24,2 g = Wägebereich maximal 135,8 g.


Abb: Anzeige des Taragewichtes

Bei der H51 muss anders vorgegangen werden. Hier ermittelt man das Gewicht des Taragefäßes wie unter III.1 angegeben bis auf 0,1 g (Wert notieren!) und stellt dann den Nullpunkt wie beschrieben mit dem Taraknopf ein. Bei der nachfolgenden Ermittlung des Gewichtes muss das Taragewicht abgezogen werden.
Beispiel: Taragewicht 24,2 g, angezeigtes Gewicht 28,47264 g = Einwaage 4,27264 g.


III.3 Einwägen:

Für Analysengut oder zur Bereitung von Urtiterlösungen muss eine Substanz genau eingewogen werden. Man tariert zunächst das Wägegefäß und stellt den Umschaltknopf auf “I“ zurück. Dann stellt man die einzuwägende Menge bis auf den 0,1 g-Wert an den Gewichtsknöpfen ein entarretiert die Waage halb und gibt langsam die Substanz in das Taragefäß, bis die Pfeile im unteren Fenster sich eben umkehren. Dann entarretiert man langsam ganz und gibt vorsichtig weiter Substanz zu, wobei man sich an dem schwarzen Balken im unteren Fenster (c) orientiert, der die ungefähre Ausnutzung des Spielraumes der optischen Anzeige angibt. Wenn das Zielgewicht ungefähr erreicht ist schließt man das Schiebefenster, arretiert die Wage und entarretiert erneut langsam ganz. Nach dem Einschwingen der Skala und dem Einstellen des Nonius kann man das genaue Gewicht der Einwaage ablesen.

Beispiel: es sollen 565,7 mg Kaliumbromat zur Herstellung von 200 ml 0,1 N Lösung abgewogen werden.
Man legt ein Wägeschiffchen auf und tariert wie unter III.2 beschrieben. Sodann stellt man den Umschaltknopf auf “I“ und dreht den 0,1g-Gewichtsknopf bis im Fenster 0,5 g angezeigt werden. Dann entarretiert man halb und bringt Kaliumbromat auf das Wägeschiffchen, bis die Pfeilrichtung sich eben ändert. Man entarretiert langsam vollständig und gibt langsam weiter Kaliumbromat zu, bis der schwarze Balken beim Teilstrich 70 liegt. Dann arretiert man, schließt die Seitenfenster, entarretiert langsam erneut und liest nach Einstellung des Nonius das konkrete Gewicht ab. Es betrage 572,28 mg. Nach dem Dreisatz entspricht diese Menge 202,326 ml Lösung. Man löst das Salz im 200 ml-Messkolben, füllt mit Wasser genau bis zur Marke auf und gibt aus einer Bürette noch 2,325 ml Wasser zu, um eine genau 0,1 N Lösung (Faktor 1,000) zu erhalten.


IV. Transportsicherung

Zum Transport über längere Strecken muss der Waagebalken gesichert werden, damit durch die Erschütterungen keine Schäden an den Lagern entstehen (die für die Zentrierung wichtig sind!). Zunächst vergewissere man sich, dass der Umschalthebel vorne unten auf Stellung „0“ (senkrecht) steht. Dann wird die Waagschale an der Aufhängung oben ausgehängt. Am besten entnimmt man sie durch eines der Seitenfenster und transportiert sie separat.
Der Waagebalken verfügt über folgende Transportsicherungen (hier in der "Ruhestellung"):



Neben jeder der fünf Lagerungspunkte (drei vorne und zwei hinten) befinden sich Arretierhebel. Weiterhin gibt es zwei Arretierklötzchen mit einem Gummipolster, mit deren Hilfe sich der Waagebalken kurz vor dem Drehlager seitlich sichern lässt.



Die Arretierhebel werden an den Schrauben gelockert, der Waagebalken vorsichtig leicht angeoben, die Hebel dann unter die Lager eingeschwenkt und die Schrauben wieder festgezogen. Das Bild zeigt am hinteres Teil des Waagebalkens den linken Arretierhebel halb ausgeschwenkt, den rechten bereits unter das Lager eingeschwenkt (Tansportstellung).



Als nächstes werden die beiden Arretierklötze an den Waagebalken angelegt und in dieser Stellung durch Anzeihen der Schrauben fixiert.
Schließlich müssen noch die größeren Schaltgewichte durch den dafür vorgesehen Haken gesichert werden:


Abb. Gewichtsarretierung

Bei Inbetriebnahme der Waage sind die Transportsicherungen naürlich wieder zu lösen (umgekehrte Reihenfolge).


Danksagung:
Danke an Dihydrogenmonoxid für das Foto einer Mettler H51 und für die gemeinsame Erforschung der Details in der Konstruktion dieser Waagen!
Danke an zweitens für zahlreiche hilfreiche Erklärungen über die allgemeine Funktionsweise und zur Justierung!

_________________
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher."(A. Einstein 1871-1955)

"Wer nur Chemie versteht, versteht auch die nicht recht!" (G.C. Lichtenberg, 1742 - 1799)

"Wissenschaft ist das organisierte Töten von Vorurteilen." (Joachim Kügler)
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