Масс-спектрометры квадрупольные IMU 200

Назначение

Масс-спектрометры квадрупольные IMU 200 (далее - масс-спектрометры) предназначены для измерения изотопного состава урана и для качественного определения масс (массовых чисел) химических элементов (примесей) в гексафториде урана при проведении анализа в процессах производства, обогащения и переработки ядерного топлива по аттестованным методикам измерений.

Описание

Принцип действия масс-спектрометра основан на ионизации компонентов, последующем их разделении и детектировании.

Масс-спектрометр представляет собой лабораторный прибор, включающий в себя блок анализатора, блок электроники, отдельную криогенную ловушку и персональный компьютер (ПК). В блок анализатора входят система подготовки проб газа, система откачки, источник ионов, квадрупольный анализатор масс, детектор Фарадея и детектор ВЭУ (вторичный электронный умножитель) и электрометрические усилители.

Система подготовки проб газа доставляет поток газа к источнику ионов, в котором происходит ионизация пробы газообразного гексафторида урана. Затем ионизированный газ попадает в квадрупольный анализатор (фильтр) масс, в котором ионы разделяются исходя из отношения Z/m (заряда к массе). Ионы со значениями больше или меньше чем заданное задерживаются на стенке фильтра масс, а на выход анализатора (фильтра масс) попадает поток ионов с заранее заданным значением Z/m. Детектор Фарадея и вторичный электронный умножитель (детектор ВЭУ) измеряют образующиеся ионные токи. Калибровка проводится по стандартным образцам с известным составом изотопов. Из отношения ионных токов определяются атомные доли изотопов в пробе газа.

Программное обеспечение

Масс-спектрометры оснащены программным обеспечением (ПО), позволяющим осуществлять диагностику технического состояния системы, контроль процесса измерений, сохранять результаты измерений, проводить их статистическую обработку и архивирование.

ПО масс-спектрометра установлено на следующих компонентах:

1. Персональный компьютер. Назначение: отображение, хранение и обработка измерительной информации. Номер версии ПО установленного на персональном компьютере идентифицируется при запуске программы путем вывода на экран номера версии и при обращении к соответствующему подпункту меню.

2. Программируемый логический контроллер (Programmable Logic Controller -PLC) SIMATIC S7-300. Назначение: обеспечение безопасной работы масс-спектрометра (блокирование опасных действий оператора или измерительных программ, подача сигналов о неисправностях и т.д.)

3. Контроллеры LOGO! Назначение: Управление системой жидкого азота и управление триггером для контроля связи спектрометр - компьютер

4. Пульт управления SIMATIC OP 170B (сенсорный экран). Назначение: ручное управление системой откачки и параметрами системы безопасности прибора (защищено паролем доступа), а также визуализация состояния измерительной системы и системы откачки прибора.

В микроконтроллерах и в пульте управления (номера 2, 3, 4) ПО заложенно в процессе производства и защищено от доступа.

Идентификационные данные ПО

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» по Р 50.2.077-2014.

Общий вид всех компонентов масс-спектрометра, а также детальные изображения

стойки с электроникой и блока анализатора представлены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1. Общий вид всех компонентов масс-спектрометра

1 Криогенная ловушка

2 Анализатор изотопов UF6

3 Стойка с электроникой

1 - Вакуумная схема со светодиодной индикацией

2 - Пульт управления SIEMENS SIMATIC OP 170B

3 - Главный контроллер PLC SIEMENS SIMATIC S7-300

4 , 5 - Контроллеры SIEMENS LOGO!

Технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится на лицевую панель масс-спектрометра методом наклейки и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

- масс-спектрометр;

- комплект эксплуатационных документов:

- руководство по эксплуатации;

- руководство на программное обеспечение

- методика поверки (МП 60-241-2014)

Поверка

осуществляется по документу МП 60-241-2014 «ГСИ. Масс-спектрометры квадрупольные

IMU 200. Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» 29 сентября 2014 г.

Эталонные средства измерений, используемые при поверке:

стандартные образцы изотопного состава урана:

- ГСО 7518-99 (отношение массовой доли изотопов U-235/U-238 2,04^10'5, абс. погрешность ± 240-7);

- ГСО 7519-99 отношение массовой доли изотопов U-235/U-238 0,0020226, абс.

погрешность ± 1,840’6);

погрешность ± 0,00029).

Сведения о методах измерений

Методика измерений представлена в руководстве по эксплуатации.

Нормативные документы

Техническая документация фирмы-изготовителя «InProcess Instruments Gesellschaft fur Prozessanalytik mbH», Германия.

Рекомендации к применению

Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям