Спектрометры рентгенофлуоресцентные ARTAX (ARTAX 200, ARTAX 400, ARTAX 800)

Назначение

Спектрометры рентгенофлуоресцентные ARTAX (ARTAX 200, ARTAX 400, ARTAX 800) предназначены для экспресс-анализа элементного состава различных объектов: произведений искусства, ювелирных изделий, покрытий, пород, почв, порошков, металлов и сплавов и т.д.

Область применения - геология, экология, криминалистика, химическая, электронная, металлургическая и другие отрасли промышленности, а также научные исследования.

Описание

Спектрометр рентгенофлуоресцентный ARTAX (ARTAX 200, ARTAX 400, ARTAX 800) представляет собой стационарный многоцелевой, автоматизированный прибор, обеспечивающий измерение, обработку и регистрацию выходной информации.

Спектрометр состоит из

- перемещающегося по трем координатам (X,Y,Z) устройства;

- измерительной головки, включающей в себя источник рентгеновского излучения, детектор с термоэлектрическим охлаждением (работающий по принципу дрейфовой камеры), рентгеновскую оптику, ПЗС-видеокамеру, лазерный указатель, датчик предотвращения столкновений;

- электронного блока;

- блока управления (терминала)

- компьютера.

Исследуемый объект облучается в зависимости от использованной рентгеновской оптики коллимируемым рентгеновским лучом от 200 до 1500 мкм (ARTAX 200 и ARTAX 400) и соответственно с фокусируемым рентгеновским лучом диаметром около 100 мкм (ARTAX 800). Это высокоэнергетическое излучение возбуждает специфическое для элемента рентгеновское флуоресцентное излучение в пробе. Интенсивность этого характерного излучения - это мера содержания соответствующего элемента в пробе.

Охлажденный полупроводниковый детектор принимает это характерное рентгеновское излучение и превращает его в импульсы тока, которые усиливаются в предварительном усилителе и оцифровываются. Цифровые сигналы передаются из процессора обработки сигналов через последовательный интерфейс на компьютер и запоминаются в нем.

На мониторе компьютера поставляемые детектором последовательности импульсов представляются спектром в зависимости энергия-интенсивность. Программа рассчитывает с учетом энергии возбуждения, эффективности детектора и спектрального распределения интенсивности линий спектра флуоресценции относительный состав элементов пробы.

С помощью трехкоординатной системы управления с шаговыми электродвигателями измерительная головка может позиционироваться. Программа позволяет автоматизированные процессы измерения вдоль заданной линии (линейное сканирование) или по поверхности (отображение поверхности) от до 45 х 45 мм2.

Настройка рабочего зазора между пробой и измерительной головкой производится по принципу оптической триангуляции. Возбуждающий луч и оптическая ось детектора встречаются точно в точке измерения пробы тогда, когда в видеоизображении также введенное наплывом перекрестие встречаются с лазерным пятном в той же самой точке измерения пробы.

Различия в типах пробы, в аналитической постановке вопроса и условиях измерения требуют использования различных модификаций спектрометра:

□ ARTAX 200 - базовый прибор с коллимирующей оптической системой, легким штативом и ручным позиционированием измерительной головки;

□ ART АХ 400 - универсальный прибор с коллимирующей оптической системой для средних разрешений по плоскости между 0,2 мм и 1,5 мм и позиционированием с приводом от шагового двигателя;

□ ARTAX 800 - вариант прибора с фокусирующей рентгеновской оптикой для разрешений по плоскости <100 мкм при высокой интенсивности возбуждения и позиционировании с приводом от шагового двигателя.

Спектрометры ARTAX 400 и ARTAX 800 отличаются источником возбуждения. Он состоит из рентгеновской трубки с кожухом и соответствующей рентгеновской оптики.

Спектрометр ARTAX 400 оснащен мини фокусирующей трубкой (1,2 х 0,1 мм2) с коллимирующей оптической системой. В зависимости от типоразмера коллиматора рентгеновский луч на пробе имеет диаметр между 200 мкм и 1500 мкм.

Спектрометр ARTAX 800 оснащен микро фокусирующей трубкой

(0,05 х 0,05 мм2) в качестве источника рентгеновского излучения и заполненной гелием поликапиллярной минилинзой в качестве фокусирующей рентгеновской оптики. В зависимости от типа линзы и энергии фотона пятно возбуждения имеет диаметр между 50 и 100 мкм на поверхности пробы. Существенное преимущество по сравнению с коллимирующей оптической системой - это очень высокая интенсивность возбуждения в очень малом его объеме.

Альтернативно оба источника рентгеновского излучения могут быть укреплены на измерительной головке. Последняя содержит детектор, осветитель пробы, датчик предотвращения столкновений, лазерный указатель и ПЗС-камеру.

Существенные особенности ARTAX 200 заключаются в ручном позиционировании измерительной головки и применении значительно более легкого штатива. По причине ограниченной стабильности источник возбуждения с поликапиллярной линзой для ARTAX 200 не предусмотрен.

Варианты ARTAX™ 200 и 400 располагают одинаковым типом возбуждения.

Управление процессом измерения осуществляется от внутреннего контроллера и IBM совместимого компьютера с помощью специального программного комплекса.

Технические характеристики

* По СО КО-100. Число измерений п=10, время накопления 100 с, линия Ti Ка 4,511 keV.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на корпус прибора в виде наклейки и на титульный лист Руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.

Комплектность

Спектрометр ART АХ в составе:

- электронный блок, включающий в себя:

- рентгеновский генератор;

- рентгеновская трубка;

- управляющая электроника;

- измерительная головка, включающая в себя:

- SDD детектор;

- ПЗС видеокамера;

- лазерное устройство наведения;

- коллиматор (ARTAX 200, ARTAX 400);

- линзы (ARTAX 800);

- фильтры первичного пучка

Терминал

Штатив

Соединительные кабели

Набор стандартных образцов Компьютер

- системный блок

- монитор

Пакет программного обеспечения Комплект запасных частей Руководство по эксплуатации Методика поверки

Поверка

Поверка спектрометра осуществляется в соответствии с документом "Спектрометры рентгенофлуоресцентные ARTAX (ARTAX 200, ARTAX 400, ARTAX 800) фирмы " Broker AXS Microanalysis GmbH", Германия Методика поверки", утвержденным ГЦИ СИ ОАО ФНТЦ «Инверсия» в июне 2008 г.

Основные средства поверки: Стандартные образцы КО-79; КО-83, СО КО-100 по Каталогу «ВНИИМ им.Д.И.Менделеева. Эталонные материалы». C-Пб., 2002-2003п, раздел 10.02.

Межповерочный интервал -1 год.

Нормативные документы

1 ГОСТ Р 52931 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов».

2 Техническая документация фирмы-изготовителя.

Заключение

Тип спектрометров рентгенофлуоресцентных ARTAX (ARTAX 200, ARTAX 400, ARTAX 800) утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа и метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.