Назначение
Анализатор элементного состава радиоизотопный NITA II (далее - анализатор) предназначен для непрерывного измерения массовой доли оксидов в горно-химическом сырье, транспортируемом на конвейере.
Описание
Принцип действия анализатора основан на гамма-нейтронном методе анализа.
При столкновении быстрых нейтронов, испускаемых источником излучения, с ядрами элементов, составляющих анализируемый продукт, часть энергии быстрых нейтронов передается ядрам атомов, что переводит их в возбужденное состояние. При переходе атомов в нормальное состояние избыток энергии, переданной ядру атома, компенсируется испусканием избыточной энергии в виде гамма излучения.
После того, как быстрые нейтроны теряют большую часть энергии при взаимодействии с материалом, они становятся медленными (или термальными) с энергией порядка 0,0025 эВ. Такие нейтроны могут быть захвачены атомами анализируемого продукта. В процессе захвата нейтронов атомы также переходят в возбужденное состояние, которое компенсируется последующим испусканием более мощного гамма излучения по сравнению с испускаемой энергией после упругого столкновения быстрых нейтронов и атомов материала.
Оба процесса взаимодействия нейтронов с ядрами атомов создают характеристическое гамма излучение, которое напрямую зависит от массы ядер атомов материала. Регистрация гамма излучения от двух видов взаимодействия нейтронов с атомами, вследствие соударения быстрых нейтронов с ядрами атомов и захвата термальных нейтронов ядрами атомов, позволяет определить содержание отдельных элементов в анализируемом продукте.
Анализатор состоит из источника быстрых нейтронов и трех детекторов гамма-излучения, размещенных на единой раме непосредственно над и под конвейерной лентой, а также шкафа управления с программным обеспечением, позволяющего конфигурировать режимы работы, диагностировать основные узлы анализатора, передавать результаты измерений на периферийные устройства, осуществлять градуировку по различным оксидам (фосфора, алюминия (III), титана, натрия, калия, железа (III), кремния и кальция), обработку выходной измерительной информации, включая интегрирование (усреднение) по заданным параметрам, формат выдачи результатов и их архивирование.
В качестве источника быстрых нейтронов применяется источник ионизирующего излучения на основе 241Am и Be.
Детекторы гамма излучения оснащены системой поддержания температуры для обеспечения стабильности работы анализатора.
Анализаторы применяются для горно-химического сырья со следующими физическими и физико-химическими свойствами: крупность частиц не более 300 мм, влажность не более 10 %, рабочая толщина слоя от 300 до 350 мм, скорость движения по конвейерной ленте не более 2,5 м/с.
Анализатор имеет следующие встроенные интерфейсы: четыре токовых выхода (от 4 до 20 мА), Ethernet, Modbus/Profibus.
Общий вид анализатора представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид анализатора элементного состава радиоизотопного NITA II
Программное обеспечение
Программное обеспечение анализатора (далее - ПО) является разделенным, предусмотрено два уровня доступа - пользовательский и сервисный.
Основные функции метрологически значимой части ПО анализатора: сохранение данных градуировки, самотестирование целостности измерительной системы анализатора и сигнализация неисправностей, в том числе аварийное отключение, расчет активности применяемых источников ионизирующего излучения, формирование вывода данных для передачи на дисплей и на внешние электронные устройства.
Обращение к метрологически незначимой части ПО из пользовательского уровня доступа - настройки дисплея, формата представления результатов измерений, просмотр информации о результатах самотестирования анализатора.
Метрологически значимая часть ПО заложена в процессе производства и защищена от доступа и изменения, обновления ПО в процессе эксплуатации не предусмотрено.
Идентификационное наименование ПО высвечивается постоянно при включенном ПО, номер версии - при обращении к специальному подпункту меню.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Nita |
| Номер версии ПО (идентификационный номер) | N44151001 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Изменение ПО невозможно без применения специализированного оборудования производителя. Уровень защиты всего программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений массовой доли, %: - оксида фосфора - оксида алюминия (III) | от 7 до 20 от 11 до 17 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Предел допускаемого абсолютного среднего квадратичного отклонения результатов измерений массовой доли, %: | |
| - оксида фосфора | 0,5 |
| - оксида алюминия (III) | 0,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности результатов измерений массовой доли, %: | |
| - оксида фосфора | ±1,1 |
| - оксида алюминия (III) | ±1,2 |
| Диапазон показаний массовой доли, %: | |
| - оксида титана | от 1 до 5 |
| - оксида натрия, калия | от 4 до 10 |
| - оксида железа (III) | от 0 до 10 |
| - оксида кремния | от 18 до 45 |
| - оксида кальция | от 5 до 30 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: | |
| - напряжение переменного тока, В | 220±22 |
| - частота переменного тока, Гц | 50/60 |
| Потребляемая мощность, В А, не более | 1000 |
| Габаритные размеры, мм, не более: | |
| - высота | 1700 |
| - ширина | 3000 |
| - длина | 3092 |
| Масса, кг, не более | 8400 |
| Диапазон рабочих температур, °С | от -20 до +48 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом. Комплектность средства измерений
Таблица 4 - Комплектность
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Анализатор элементного состава радиоизотопный | NITA II | 1 шт. |
| Шкаф электроники | - | 1 шт. |
| Рама анализатора | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 33-241-2018 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 33-241-2018 «ГСИ. Анализатор элементного состава радиоизотопный NITA II. Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» 26 июня 2018 г.
Основные средства поверки:
Рабочие эталоны первого разряда по ГОСТ 8.021-2015 - весы неавтоматического действия I (специального) класса точности по ГОСТ OIML R 76-1-2011.
Рабочие пробы, подготовленные и проанализированные в соответствии с аттестованными методиками: методика измерений Р2О5 в апатитонефелиновых рудах титриметрическим висмутатным методом (массовая доля Р2О5 от 7,00 до 28,00 %, абс. погрешность ±0,32 %), ФР.1.31.2015.21304; МР 06-04. Методика выполнения измерений массовой доли Al^s в апатито-нефелиновых рудах титриметрическим трилонометрическим методом (массовая доля Al^ от 5,50 до 21,90 %, абс. погрешность ±0,21 %), ФР.1.31.2013.15723.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Техническая документация фирмы «Scanmin Africa (Pty) Ltd», ЮАР
73991-19: Методика поверки МП 33-241-2018Скачать3.4 Мб