Масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой Plasma Quad 3

Назначение

Масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой «Plasma Quad 3» предназначен для определения массовой доли микролегирующих элементов и примесей в наноструктурированных жаропрочных сплавах

Описание

Масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой «Plasma Quad 3» (далее по тексту масс-спектрометр) представляет собой стационарный лабораторный прибор, в котором реализован метод масс-спектрометрии с ионизацией определяемых элементов в высокочастотной аргоновой плазме.

Управляемый и контролируемый компьютером спектрометр состоит из источника ионов - блока индуктивно-связанной плазмы, системы ионных линз, вакуумной системы и масс-анализатора. Прибор оснащен специальной системой, устраняющей разряд между плазмой и пробоотборным конусом интерфейса между вакуумной системой и аргоновой плазмой.

Источник ионов масс-спектрометра состоит из радиочастотного генератора, работающего на частоте 27,12 МГц с мощностью, подводимой к плазме от 100 до 2000 Вт и блока ввода пробы, который включает горизонтально расположенную горелку, распылительную камеру, распылитель и перистальтический насос.

Исследуемая проба с помощью перистальтического насоса поступает в распылитель и затем в виде аэрозоля транспортируется потоком аргона в высокотемпературную зону плазмы. Под действием высокой температуры вещество испаряется и ионизируется. Выделившиеся ионы с помощью ионных линз отделяются от фотонов и нейтральных частиц и попадают в квадроупольный масс-анализатор. В масс-анализаторе, в зависимости от отношения массы к заряду, осуществляется разделение ионов.

Регистрация ионов осуществляется с помощью умножителя, который может работать как в режиме счета импульсов, так и в аналоговом режиме, что обеспечивает динамический диапазон 108.

Управление процессом измерения и обработки выходной информации осуществляется от компьютера с помощью программного обеспечения. Программным образом осуществляется настройка спектрометра, оптимизация его параметров, управление работой, обработка выходной информации, печать и запоминание результатов анализа.

Рисунок 1 - Общий вид Масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой «Plasma Quad 3»

Место пломбирования

Рисунок 2 - Масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой «Plasma Quad 3». Вид сзади. Места нанесения маркировки и пломбирования

Программное обеспечение

Измерения скорости счета импульсов, управление процессом измерения и обработки выходной информации проводятся с помощью ПЭВМ, на которой установлено программное

Всего листов 5 обеспечение (ПО) спектрометра. ПО состоит из управляющей программы plasmalab.exe, файлов конфигурации, инициализации, динамической компоновки данных, и файлов управляющих внешними устройствами через интерфейсы RS232, GPIB. Управляющая программа работает в удобном диалоговом режиме. В программе предусмотрен ввод данных о максимально допускаемых пределах обнаружения элементов для проверки качества работы поверяемого оборудования, это позволяет после проведения измерений сразу сделать вывод о его пригодности для дальнейшего использования. Результаты поверки заносятся в протоколы контроля качества, генерируемые программой.

Программное обеспечение эксплуатируется на IBM PC совместимых компьютерах под управлением ОС WINDOWS 2000/XP/7.

Идентификационные данные ПО представлены в таблице 1.

Таблица 1

Защита ПО и данных от непреднамеренных и преднамеренных изменений.

Обмен данными между измерительными блоками и персональным компьютером осуществляется через интерфейсы RS232 и GPIB.

Искажение данных при передаче через интерфейс связи исключается параметрами протокола:

- для обмена с персональным компьютером используется тип BULK-передачи, предназначенный для надёжной передачи файлов данных с многоуровневой защитой целостности;

- каждая передача разбита на транзакции с подтверждением их успешного завершения получателем, что исключает использование или исполнение недостоверных данных или команд; плохие данные отбрасываются, и транзакция повторяется;

- направление и назначение пакетов данных внутри транзакций определяется специальными идентификаторами, имеющими отдельную от других данных защиту от искажений с помощью избыточного кодирования;

- при наличии на шине интерфейса нескольких устройств соответствие данных обеспечивается специальным полем адреса устройства TOKEN-пакетов, защищённым с помощью CRC;

- целостность данных в отдельных пакетах проверяется с помощью CRC.

Метрологически значимая часть ПО размещается вместе с остальными частями ПО в памяти компьютера, доступ к которым ограничен соответствующими паролями.

Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Метрологические характеристики масс-спектрометра представлены в таблице 2.

Таблица 2

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа средства измерений наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации печатным способом и на корпусе масс-спектрометра в виде наклейки.

Комплектность

Таблица 3

Поверка

осуществляется по документу «Масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой «Plasma Quad 3». Методика поверки № МП 34.Д4-11», утвержденной ФГУП «ВНИИОФИ» 20 октября 2011 г.

Основные средства поверки:

1 Государственные стандартные образцы состава растворов ионов металлов ГСО 77802000 (Литий), ГСО 7880-2001 (Кобальт), ГСО 7477-98 (Висмут), Индий ВЧ по ГОСТ 10297-94.

Лист № 5

Всего листов 5 Сведения о методиках (методах) измерений

«Масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой «Plasma Quad 3». Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

Техническая документация фирмы «VG Elemental», Великобритания

Рекомендации к применению

Осуществление деятельности в области обороны и безопасности государства