Спектрометры эмиссионные СПАС-02

Назначение

Спектрометры эмиссионные «СПАС-02» предназначены для формирования и измерения аналитического сигнала, пропорционального интенсивности спектральных линий различных элементов.

Описание

В основу работы спектрометра эмиссионного «СПАС-02» (в дальнейшем спектрометр) положен метод эмиссионного спектрального анализа, использующий зависимость интенсивности спектральных линий от содержания элемента в пробе.

Конструктивно спектрометр выполнен в виде настольного прибора. Спектрометр состоит из системы возбуждения спектра, спектрографа, системы регистрации спектра, контроллера, системы подачи аргона, а также встроенного компьютера. Монитор, клавиатура и мышка, подключаются непосредственно к спектрометру. В вакуумной модификации спектрометр поставляется с системой вакуумирования спектрографа, состоящей из вакуумного насоса, электромагнитного клапана, датчика давления и монтажно-присоединительных элементов. Баллон аргона спектральной чистоты присоединяется к спектрометру трубкой из ПЭВД или ПП.

Проба, химический состав которой надо определить, устанавливается на столик и выполняет функцию одного из электродов (катода). В качестве подставного используется вольфрамовый электрод. Промежуток между образцом и подставным электродом продувается потоком спектрально чистого аргона. Между пробой и подставным электродом при помощи источника возбуждения спектров возбуждается электрический разряд. Под действием разряда происходит распыление поверхности пробы. В разряде происходит возбуждение свечения атомов и ионов пробы. Излучаемый ими характерный линейчатый спектр регистрируется системой регистрации в спектрографе.

Спектрограф построен по схеме Пашен-Рунге, в которой входная щель, вогнутая дифракционная решетка и приемники излучения установлены на круге Роуланда с диаметром 330 мм. Излучение разряда фокусируется на входную щель оптического блока. Ширина входной щели составляет 10 мкм. В спектрографе излучение раскладывается в спектр посредством дифракционной решетки. Вогнутая дифракционная решетка, с числом штрихов на миллиметр 2100, работает в первом порядке дифракции. Разложенный спектр регистрируется посредством системы регистрации спектра на базе набора фотодиодных линейных приборов с зарядовой связью (ПЗС). Конструктивно проецирующая линза, входная щель, дифракционная решетка и приемники излучения располагаются на общем основании, помещаемом в герметичный корпус. В вакуумной модификации корпус спектрографа соединен патрубком через электромагнитный клапан и вакуумный шланг с вакуумным насосом, создающим разрежение, достаточное для регистрации спектра в области вакуумного ультрафиолета.

Спектрометр эмиссионный «СПАС-02» выпускается в 2-х модификациях, различающихся рабочим спектральным диапазоном, что обусловлено отсутствием вакуумного насоса в невакуумной (воздушной) модификации «СПАС-02А».

Внешний вид спектрометра приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Внешний вид спектрометра эмиссионного «СПАС-02»

Программное обеспечение

Управление процессом измерения и обработки выходной информации осуществляется от IBM-совместимого компьютера с помощью специального программного обеспечения «СПЛАВ-ИВС», входящего в комплект поставки спектрометра. Программным образом осуществляется настройка прибора, построение градуировочных зависимостей на основе анализа стандартных образцов, оптимизация его параметров, управление его работой, обработка выходной информации, печать и запоминание результатов анализа.

Идентификационные данные программного обеспечения «СПЛАВ-ИВС» приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Нормирование метрологических характеристик спектрометра «СПАС-02» проведено с учетом того, что программное обеспечение «СПЛАВ-ИВС» является неотъемлемой частью

спектрометров. На этапе производства и ввода в эксплуатацию выполняется настройка спектральных характеристик прибора и программного обеспечения, после которого корпус оптического блока пломбируется, и последующие изменения спектральных характеристик, способные привести к искажениям метрологически значимой части ПО СИ и результатов измерений, становятся невозможными. Уровень защиты «С» по МИ 3286-2010 «Проверка защиты программного обеспечения и определение ее уровня при испытаниях средств измерений в целях утверждения типа».

Технические характеристики

Таблица 2.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации спектрометров «СПАС-02» методом компьютерной графики и на специальную табличку на боковой панели спектрометра методом наклейки.

Комплектность

Таблица 3

Поверка

осуществляется по документу МП-242- 0418 - 2006 «Спектрометр эмиссионный «СПАС-02» Методика поверки», разработанному и утвержденному ГЦИ СИ ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева" «28» ноября 2006 г.

Основные средства поверки:

- ГСО состава стали углеродистой и легированной типов 13Х, 60С2, 05кп, 11ХФ, 60С2Г, 12Х1МФ, 25Х1МФ, 30ХН2МФА, 12МХ, В2Ф, № по Госреестру 4165-91П, ГСО 2489-91П + 2497-91П (комплект УГ0д - УГ9д);

- ГСО состава стали легированной типов ШХ15, ШХ15СГ, ШХ4, ШХ20СГ, 20ХГНТР, № по Госреестру 8192-2002 (комплект УГ75 - УГ80);

- ГСО состава стали углеродистой и легированной типов 08кп, 18ЮА, СЗ75Т, 38Х2МЮА, 60С2, 20ХН4ФА, 4Х3ВМФ, 27ХН2МФЛ, № по Госреестру 8193-2002 (комплект РГ24 - РГ31);

- ГСО состава стали легированной типов 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 17Х18Н9, 12Х18Н12Т № по Госреестру 4506-92П + 4510-92П (комплект ЛГ32в - ЛГ36в);

Сведения о методах измерений

М етодика измерений приведена в документах «Спектрометр эмиссионный «СПАС-02».

Руководство по эксплуатации» СПА.002.00.000.06 РЭ; «Спектрометр эмиссионный «СПАС-02». Паспорт» ПС 4434-004-54296209-07.

Нормативные документы

1. ГОСТ Р 52931-2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

2. Технические условия ТУ 4434-003-54296209-07.

Рекомендации к применению

выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции металлургического и машиностроительного производства и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.