Назначение
Анализаторы рентгенофлуоресцентные портативные TRACER 5i, S1 TITAN, CTX (далее - анализаторы) предназначены для измерений массовой доли элементов в металлах и сплавах, а также в других твердых и жидких веществах и материалах.
Описание
Принцип действия анализаторов основан на измерении спектра вторичного рентгеновского излучения.
Первичное рентгеновское излучение, создаваемое рентгеновской трубкой, взаимодействует с элементами анализируемой пробы и вызывает вторичное рентгеновское излучение, спектр которого зависит от элементного состава пробы. Расчет массовой доли анализируемого элемента основан на зависимости интенсивности характеристического рентгеновского излучения от содержания элемента в пробе.
Конструктивно анализаторы выполнены в едином корпусе, основными элементами конструкции которых являются: источник рентгеновского излучения, детектор, управляющая электроника и блок питания - скомпонованные в пыле- и влагозащищенном корпусе из ударопрочного пластика. В качестве источника рентгеновского излучения используется маломощная рентгеновская трубка. Для регистрации рентгеновского излучения служит полупроводниковый высокочувствительный детектор высокого разрешения SDD - кремниевый дрейфовый детектор или SiPIN - кремниевый диодный детектор в зависимости от модели анализатора. Для охлаждения чувствительного элемента детектора применяется устройство Пельтье. В модели TRACER 5i для защиты детектора от повреждения применяются защитные входные окна, в том числе армированные. Для защиты детектора от повреждения на других моделях применяется специальная сетка, установленная производителем на входном окне рентгеновского детектора. Защита детектора обеспечивает определение элементов без ухудшения погрешности в том числе на горячих поверхностях до 500 °С
В анализаторах реализована функция автоматического отключения питания рентгеновской трубки при отсутствии образца перед измерительным окном, а также функция блокировки питания рентгеновской трубки при срабатывании инфракрасного датчика наличия объекта. Время измерения выбирается оператором от 0,5 до 999 с. Мощность эквивалентной дозы в любой точке на расстоянии 0,1 м от поверхности анализатора не более 1,0 мкЗв/ч.
Анализаторы оснащены встроенным компьютером с сенсорным цветным дисплеем и возможностью подсоединения внешнего компьютера через USB кабель. Также данные могут передаваться с анализаторов с использованием Wi-Fi, Bluetooth. Результаты измерений, включая снятые спектры, и параметры градуировочных зависимостей хранятся в памяти анализаторов.
Встроенные калибровочные характеристики могут корректироваться пользователем. Для создания новых калибровочных характеристик используется дополнительное внешнее программное обеспечение EasyCal.
Анализаторы выпускаются следующих моделей: TRACER 5i, S1 TITAN модификации 200, 300, 500, 500S, 600, 800, CTX модификации 300, 500, 500S, 600, 800. Анализаторы отличаются диапазоном регистрируемых элементов, параметрами рентгеновской трубки, типом и быстродействием детектора, размерами (3, 5, 8) мм и количеством коллиматоров, установленными фильтрами и др. Анализаторы S1 TITAN и CTX различных модификаций отличаются тем, что анализаторы CTX выполнены в настольном исполнении.
Анализаторы TRACER 5i предназначены для измерения легких и тяжелых элементов от F до U на основе индивидуальных калибровочных характеристик, которые сохранены во встроенном программном обеспечении анализатора. Для просмотра спектра и коррекции спектральных наложений, качественного и количественного анализа и т.п. может использоваться дополнительное внешнее программное обеспечение Artax. Только на данной модели анализаторов измерения можно выполнить в вакууме или в атмосфере инертного газа.
Анализаторы S1 TITAN 800, S1 TITAN 600, CTX 600 и CTX 800 предназначены для измерения легких и тяжелых элементов от Mg до U на основе индивидуальных калибровочных характеристик, которые сохранены во встроенном программном обеспечении анализаторов. Температура анализируемой пробы для анализаторов S1 TITAN 800, S1 TITAN 600 при установленном камптоновом окне может достигать 500 °С.
Анализаторы S1 TITAN 500 и CTX 500 предназначены для измерения тяжелых элементов от Ti до U, а анализаторы S1 TITAN 500S и CTX 500S - для измерения элементов от S до U на основе индивидуальных калибровочных характеристик, которые сохранены во встроенном программном обеспечении анализаторов. Температура анализируемой пробы для анализаторов S1 TITAN 500, S1 TITAN 500S может достигать 500 оС.
Анализаторы S1 TITAN 300, CTX 300 предназначены для измерения тяжелых элементов от Cl до U на основе индивидуальных калибровочных характеристик, которые сохранены во встроенном программном обеспечении анализаторов. Температура анализируемой пробы для анализаторов S1 TITAN 300 может достигать 500 оС.
Анализаторы S1 TITAN 200 предназначены для измерения тяжелых элементов от Ti до U на основе индивидуальных калибровочных характеристик, которые сохранены во встроенном программном обеспечении анализаторов. Температура анализируемой пробы может достигать 500 оС.
Общий вид средства измерений и обозначение места нанесения знака поверки представлены на рисунке 1.
а) Модель S1 TITAN модификации 200, 300, 500, 500S, 600, 800
б) Модель TRACER 5i
в) Модель CTX модификации 300, 500, 500S, 600, 800
Рисунок 1 - Общий вид средства измерений
Программное обеспечение
Анализаторы оснащены встроенным программным обеспечением (ПО), позволяющим осуществлять сбор экспериментальных данных, сохранять полученные результаты, проводить корректировку встроенных в анализатор калибровочных характеристик.
Конструкция средства измерений исключает возможность несанкционированного влияния на ПО и измерительную информацию.
Уровень защиты программного обеспечения «Высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Идентификационные данные встроенного ПО анализаторов приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | BRUKERS1 |
| Номер версии ПО (идентификационный номер ПО) | 2.0 и выше |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Анализаторы оснащены внешними программными обеспечениями, которые доступны для загрузки на сайте изготовителя www.bruker.com и устанавливаются на компьютер при запуске Bruker Toolbox:
- ПО Bruker Remote Ctrl позволяет удаленно управлять процессом измерения, сохранять полученные результаты, проводить корректировку встроенных в анализатор калибровочных характеристик;
- ПО Bruker Instrument Tools позволят получить доступ к экспериментальным данным, которые хранятся во встроенной памяти анализатора, сохранять полученные результаты в формате, доступном для просмотра с помощью Microsoft Excel и другого специализированного программного обеспечения, на жестком диске компьютера.
Уровень защиты программного обеспечения «Высокий» в соответствии Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные внешних ПО анализаторов приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные внешних программных обеспечений
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Bruker Instrument Tools | Bruker Remote Ctrl |
| Номер версии ПО (идентификационный номер ПО) | 1.5 и выше | 4.0 и выше |
| Цифровой идентификатор ПО | - | - |
Таблица 3 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристик | Значение |
| Модели | TRACER | S1 | TITAN, CTX | S1 TITAN |
| | 5i | 800 | 600 | 500 | 500S | 300 | 200 |
| Регистрируемые элементы | от F до U | от Mg до U | от Mg до U | от Ti до U | от S до U | от Cl до U | от Ti до U |
| Диапазон измерений массовой доли элементов, % | от 0,10 до 99,9 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности | | | | | | | |
| измерений массовой доли элементов для диапазонов*, %: от 0,10 до 0,50 включ. | ±50 | | | ±50 | | |
| св. 0,50 до 1,0 включ. | ±30 | | | ±30 | | |
| св.1,0 до 10,0 включ. | ±10 | | | ±10 | | |
| св.10,0 до 99,9 включ. | ±3 | | | ±5 | | |
| * При времени измерения не менее 15 с. |
Таблица 4 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристик | Значение |
| Модели | TRACER 5i | S1 TITAN, CTX | S1 TITAN |
| 800 600 | 500 500S 300 | 200 |
| Задаваемое время измерения, с | от 0,5 до 999 | от 1 до 999 |
| Максимальное напряжение на рентгеновской трубке, кВ | 50 | 40 |
| Максимальная температура анализируемого образца, оС | 150 | 500* | 500 |
| Параметры электрического питания: - напряжение постоянного тока, В | 7,2 |
| Г абаритные размеры, см, не более - высота - ширина - длина | 29,5 9,4 27,3 | 35 14 25 |
| Масса, кг, не более | 1,9 | 1,5 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность, %, не более | от -10 до +50 95 |
| * Для модели S1 TITAN в комплекте с камптоновым окном. |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом. Комплектность средства измерений
Таблица 5 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Анализатор рентгенофлуоресцентный портативный | TRACER 5i/ S1 TITAN/CTX | 1 шт. |
| Программное обеспечение и заводская калибровка | BRUKERS1 | 1 шт. |
| USB/CD накопитель с видео о радиационной безопасности, ПО Bruker Toolbox, всеми руководствами по эксплуатации, демонстрационным ПО для S1 DATA TOOLS и утилитами | | 1 шт. |
| Программное обеспечение для создания пользовательской калибровки EasyCal | EasyCal | опция |
| Программное обеспечение для просмотра спектра, идентификации элементов, расчета интенсивностей, качественного и количественного анализа, наложения спектров и пр. | Artax | опция |
| Образцы металлов и сплавов для настройки и проверки работоспособности анализатора | - | опция |
| Зарядное устройство | - | 1 шт. |
| Аккумулятор | - | 2 шт. |
| Кабель электропитания | - | 1 шт. |
| Дополнительное окно | - | 5 шт. |
| Инструменты для крепления носовой части | - | 1 комплект |
| Стандартный коллиматор для Tracer 5i | - | 2 шт. |
| Набор фильтров и коллиматоров для Tracer 5i | - | опция |
| Стойка для стационарной установки анализатора | - | опция |
| Методика поверки | МП 190-251-2017 | 1 экз. |
| Чемодан | - | 1 шт. |
Поверка
осуществляется по документу МП 190-251-2017 «ГСИ. Анализаторы рентгенофлуоресцентные портативные TRACER 5i, S1 TITAN, CTX. Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» 30 ноября 2017 г.
Основные средства поверки:
- стандартные образцы состава сталей легированных ГСО 8876-2007 (интервал аттестованных значений массовой доли элементов от 0,0023 % до 38 %, интервал границ абсолютной погрешности аттестованных значений при Р=0,95 от ±0,0002 % до ±0,1 %).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на боковую панель анализатора, как показано на рисунке 1.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.735.0-2011 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в жидких и твердых веществах и материалах. Основные положения Техническая документация фирмы «Bruker AXS Handheld Inc», США
71944-18: Методика поверки МП 190-251-2017Скачать5.2 Мб