Спектрометры оптические эмиссионные S и E

Назначение

Спектрометры оптические эмиссионные серии S и серии E предназначены для измерения содержания различных элементов, входящих в состав металлов и сплавов в соответствии со стандартизированными и аттестованными методиками (методами) измерений.

Описание

Принцип действия спектрометров оптических эмиссионных серии S и серии E (в дальнейшем спектрометров) заключается в измерении аналитического сигнала, пропорционального интенсивности спектральных линий различных химических элементов. Значение аналитического сигнала зависит от содержания элемента в пробе.

Спектрометры оптические эмиссионные серии S и серии E выпускаются в 8-ми модификациях: S1 MiniLab, S3 MiniLab, S4 Solaris CCD NF, S5 Solaris CCD Plus, S7 Metal Lab Plus, S9 Atlantis, E3 Esaport, E4 Esaport Plus.

Спектрометры оптические эмиссионные серии S и серии E имеют конструктивно следующие исполнения: E3 Esaport и E4 Esaport Plus являются мобильными приборами; S1 MiniLab и S3 MiniLab являются настольными приборами; S4 Solaris CCD NF и S5 Solaris CCD Plus могут иметь как настольное, так и напольное исполнение, S7 Metal Lab Plus и S9 Atlantis являются напольными приборами. Спектрометры модификации S7 Metal Lab Plus имеют исполнение как отдельное рабочее место (с рабочим столом).

Спектрометры состоят из источника возбуждения спектров, штатива либо выносного зонда, осветительной системы, полихроматора, а также автоматизированной системы управления работой прибора. Управление работой прибора осуществляется от внешнего персонального компьютера для модификаций S1 MiniLab, S3 MiniLab, S4 Solaris CCD NF, S5 Solaris CCD Plus, S7 Metal Lab Plus, S9 Atlantis. В модификации E3 Esaport и E4 Esaport Plus управление работой прибора осуществляется от встроенного компьютера.

Проба, химический состав которой надо определить, выполняет функцию одного из электродов. Для модификаций спектрометра S1 MiniLab, S3 MiniLab, S4 Solaris CCD NF, S5 Solaris CCD Plus, S7 Metal Lab Plus, S9 Atlantis проба устанавливается в стационарный штатив, закрепленный на корпусе прибора. Для модификаций спектрометра E3 Esaport и E4 Esaport Plus проба плотно прижимается к отверстию выносного зонда. Между пробой и подставным электродом при помощи источника возбуждения спектров возбуждается электрический разряд: высоковольтная искра во всех модификациях спектрометра с использованием вольфрамового электрода; в модификациях E3 Esaport и E4 Esaport Plus дополнительно предусмотрен дуговой режим с использованием медного электрода. В разряде происходит испарение и возбуждение свечения атомов пробы. Излучение плазмы направляется с помощью осветительной системы через входную щель в полихроматор. Полихроматор разлагает излучение в спектр, характеризующий состав пробы: каждому элементу соответствует своя совокупность спектральных линий, интенсивность которых зависит от содержания элементов в пробе. Полихроматор построен по схеме Пашен-Рунге, в которой входная щель, дифракционная решетка и выходные щели установлены на круге Роуланда. Анализ излучения выполняется посредством системы CCD - детекторов (ПЗС-линеек). В спектрометрах в зависимости от модификации может быть установлено следующее количество ПЗС-линеек: S1 MiniLab, E3 Esaport и E4 Esaport Plus - до 4-х; S3 MiniLab - 8-ми; S4 Solaris CCD NF, S5 Solaris CCD Plus и S7 Metal Lab Plus - до 16-ти. В модификации S9 Atlantis приемная оптическая система выполнена с использованием как ФЭУ (фото-электронные умножители) для коротковолновой области спектра, так и системы CCD - детекторов. Рабочий спектральный диапазон каждого

конкретного прибора зависит от количества установленных в приборе в соответствии с заказом CCD - детекторов. Значения спектрального диапазона, указанные в таблице 2, являются максимальными для соответствующей модификации. Реальное значение спектрального диапазона для конкретного прибора указывается в приемо-сдаточной документации на прибор. Модификации спектрометров S5 Solaris CCD Plus, S7 Metal Lab Plus и S9 Atlantis опционно комплектуются форвакуумным насосом.

Управление процессом измерения и обработки выходной информации осуществляется с помощью специального программного обеспечения MetalLab32.

Опломбирование корпусов спектрометров оптических эмиссионных серии S и серии E не предусмотрено.

Общий вид спектрометров оптических эмиссионных серии S и серии E приведен на рисунках 1 - 8.

Место нане-

поверки

Рисунок 1 - Модификация S1 MiniLab

сения знака

Место сения поверки

Рисунок 2 - Модификация

нане-знака

поверки

Место нанесения знака

Рисунок 3 - Модификация S4 Solaris CCD NF

S3 MiniLab

Рисунок 4 - Модификация S5 Solaris CCD Plus

Место нанесения знака поверки

Место нанесения знака поверки

Место нанесения знака

Рисунок 5 - Модификация S7 Metal Lab Plus

Место нанесения знака поверки

Место нанесения знака

Рисунок 6 - Модификация S9 Atlantis

Рисунок 7 - Модификация E3 Esaport

поверки

Рисунок 8 - Модификация E4 Esaport Plus

Программное обеспечение

Спектрометры оптические эмиссионные серии S и серии E оснащены автономным программным обеспечением MetalLab32, которое управляет его работой, отображает результаты, обрабатывает, передает и хранит полученные данные. Идентификационные данные ПО MetalLab32 приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО MetalLab32

К метрологически значимой части ПО MetalLab32 относятся исполняемый файл MetalLab32.exe. Метрологически значимая часть ПО выполняет следующие функции:

- управление спектрометром;

- установка режимов работы спектрометра;

- настройка и оптимизация параметров;

- проведение диагностических проверок спектрометра;

- построение градуировочных зависимостей;

- измерение содержания элементов в анализируемом веществе;

- обработка и хранение результатов измерений.

Уровень защиты ПО MetalLab32 от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует среднему уровню по Р 50.2.077-2014. Влияние ПО MetalLab32 на метрологические характеристики спектрометров оптических эмиссионных серии S и серии E учтено при их нормировании.

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Таблица 3 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации спектрометров оптических эмиссионных серии S и серии E методом компьютерной графики и на лицевую панель корпуса спектрометра в виде наклейки.

Комплектность

Определяется заказом и отражается в руководстве по эксплуатации на прибор; базовый комплект поставки спектрометров оптических эмиссионных серии S и серии E приведен в таблице 4.

Таблица 4 - Комплектность спектрометров оптических эмиссионных серии S и серии E

Поверка

осуществляется по документу МП-242-2032-2016 «Спектрометры оптические эмиссионные серии S и серии E модификаций S1 MiniLab, S3 MiniLab, S4 Solaris CCD NF, S5 Solaris CCD Plus, S7 Metal Lab Plus, S9 Atlantis, E3 Esaport, E4 Esaport Plus. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 30 сентября 2016 года.

Основные средства поверки: стандартные образцы состава сталей углеродистых

и легированных ГСО 10504-2014; стандартные образцы состава сталей легированных

ГСО 8876-2007; стандартные образцы состава алюминия ГСО 10462-2014.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на боковую панель спектрометра, как показано на рисунках 1 - 8.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационных документах.

Нормативные документы

Техническая документация изготовителя.