Назначение
ИК-Фурье-микроскопы LUMOS (далее - микроскопы) предназначены для измерений волновых чисел в оптических спектрах пропускания, отражения и нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) микрообъектов в среднем инфракрасном (ИК) диапазоне, картирования микрообъектов, получения химических изображений, определения концентрации различных органических и неорганических веществ в твёрдой и жидкой фазе, анализа продуктов нефтехимического производства, органического синтеза, фармацевтических препаратов и субстанций, продуктов питания, полимеров, а также для изучения полупроводниковых материалов и т.п.
Описание
Принцип действия основан на методе эмиссионного оптического спектрального анализа в инфракрасном спектральном диапазоне.
Микроскопы представляют собой стационарные полностью автоматизированные приборы.
ИК-Фурье-микроскопы LUMOS - это автономные микроскопы со встроенным ИК-Фурье спектрометром. Основой микроскопов является двухлучевой интерферометр, в котором при перемещении интерферометрических зеркал происходит изменение разности хода между интерферирующими лучами. Для уменьшения влияния внешних воздействий интерферометр построен по схеме с зеркалами в виде световозвращателей. Регистрируемы световой поток на выходе интерферометра в зависимости от разности хода (интерферограмма) представляет собой Фурье-образ регистрируемого оптического спектра. Сам спектр (в шкале волновых чисел) получается после выполнения специальных математических расчетов (обратное преобразование Фурье) интерферограммы.
Движение зеркал в интерферометре осуществляется по линейному закону с помощью прецизионного механизма. Точное положение зеркала (разность хода в интерферометре) определяется с помощью референтного канала с диодным лазером. Нулевое значение разности хода (основной максимум интерферограммы) определяется расчетным путем.
Исследуемые образцы помещаются на автоматизированный предметный столик между источником ИК излучения и детектором.
Для визуализации микрообъектов используется встроенная высокоскоростная
видеокамера высокого разрешения.
Оптическая схема микроскопов позволяет исследовать образцы в режимах
пропускания, отражения, НПВО.
Микроскопы оснащены полностью моторизированным кристаллом НПВО, что позволяет измерять спектры НПВО в полностью автоматическом режиме.
Микроскопы также позволяют осуществлять картирование объектов и получать химические изображения.
Оптические компоненты микроскопов изготовлены из селенида цинка (ZnSe), устойчивому к воздействию влаги. Опционально оптика может быть изготовлена из бромида калия (KBr).
Микроскопы выпускаются в следующих модификациях LUMOS, LUMOS II, которые отличаются метрологическими и техническими характеристиками.
Микроскопы модификации LUMOS могут поставляться со следующими детекторами (один или более): MCT-детектор с охлаждением жидким азотом; широкополосным MCT-детектором.
Микроскопы модификации LUMOS II могут поставляться со следующими детекторами (один или более): DTGS-детектор комнатной температуры; MCT-детектор с охлаждением жидким азотом; MCT-детектор широкополосный; MCT-детектор с термоэлектрическим охлаждением; матричный FPA-детектор.
Конструктивно микроскоп выполнен в виде настольного прибора с отдельно устанавливаемым компьютером.
Общий вид ИК-Фурье-микроскопов LUMOS представлен на рисунках 1 и 2.
Для анализа макрообъектов микроскопы могут комплектоваться приставкой MACRO UNIT (рис. 3), которая имеет сменные модули «QuickSnap», позволяющие измерять оптические спектры пропускания, диффузного и зеркального отражения, спектры НПВО (нарушенного полного внутреннего отражения). Модули «QuickSnap» заменяются без инструментов и автоматически распознаются прибором (рис. 4). Приставка MACRO UNIT и сменные модули «QuickSnap» поставляются отдельно от микроскопов, в соответствии с требованием заказчика.
Рисунок 1 - Общий вид ИК-Фурье-микроскопов
LUMOS
Место нанесения заводского номера
Место пломбирования
Место нанесения маркировки
Рисунок 2 - Задняя панель ИК-Фурье-микроскопов-LUMOS с указанием мест нанесения маркировки, заводского номера, места пломбирования
Рисунок 3 - Общий вид приставки MACRO UNIT
Рисунок 4- Общий вид сменных модулей "QuickSnap"
По заказу прибор может быть оснащен широким набором дополнительных устройств и принадлежностей.
По отдельному заказу возможно укомплектование библиотеками спектров твёрдых, жидких и газообразных веществ различных классов, что позволяет проводить идентификацию исследуемых образцов.
Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено. Заводской номер в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр, наносится печатным способом на наклейку, наносимую в месте, указанном на рисунке 2. Наименование модификации микроскопов наносится на верхнюю часть корпуса средства измерений.
Программное обеспечение
В микроскопах используется программное обеспечение (ПО) OPUS предназначенное для управления прибором, настройки параметров измерения, осуществления Фурье-преобразования интерферограммы, обработки выходной информации, в том числе построения градуировочных графиков по образцовым веществам, печати результатов и сохранения результатов анализа. Программный комплекс OPUS обеспечивает экспорт результатов измерения в другие программы для подготовки отчетов.
В ПО входит приложение OPUS Validation Program (OVP) - прикладная программа, которая обеспечивает автоматическую проверку микроскопа, выполняя Тест Качества Работы (PQ) и Тест Качества Функционирования (OQ).
Несанкционированный доступ к программному обеспечению исключён ограничением прав доступа с помощью пароля.
Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 1.
Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | opus™ |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО, не ниже | 8.7 |
| Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | - |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| LUMOS | LUMOS II |
| Спектральный диапазон измерений по шкале волновых чисел при использовании MCT-детектора, охлаждаемого жидким азотом см-1 (в диапазоне длин волн, мкм) | от 7000 до 650 (от 1,43 до 15,38) | от 6000 до 600 (от 1,67 до 16,66) |
| Спектральный диапазон измерений по шкале волновых чисел при использовании широкополосного MCT-детектора, охлаждаемого жидким азотом см-1 (в диапазоне длин волн, мкм) | от 6500 до 537 (от 1,54 до 18,62) | от 6500 до 537 (от 1,54 до 18,62) |
| Спектральный диапазон измерений по шкале волновых чисел при использовании MCT-детектора с термоэлектрическим охлаждением, см-1 (в диапазоне длин волн, мкм) | - | от 6000 до 670 (от 1,67 до 14,93) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений по шкале волновых чисел, см-1 | ±1,0 | ±1,0 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| LUMOS | LUMOS II |
| Спектральное разрешение, см-1, не более | 2,0 |
| Максимальное спектральное разрешение, см-1, не более (возможность расширения) | 0,8 |
| Отношение сигнал/шум (пик к пику) при регистрации спектров поглощения при использовании MCT-детектора с охлаждением жидким азотом, (число сканов 64, разрешение 4 см-1), не менее | 2000:1 |
| Спектральный диапазон показаний по шкале волновых чисел при использовании KBr оптики и широкополосного MCT-детектора, см-1 (в диапазоне длин волн, мкм) | от 7800 до 450 (от 1,28 до 22,22) |
| Спектральный диапазон показаний по шкале волновых чисел при использовании матричного FPA-детектора, см-1 (в диапазоне длин волн, мкм) | - | от 5000 до 750 (от 2 до 13,33) |
Продолжение таблицы 3
| Наименование характеристики | Значение |
| LUMOS | LUMOS II |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | от 198 до 242 от 50 до 60 |
| Потребляемая мощность, В^А, не более | 60 |
| Потребляемая мощность при использовании матричного FPA-детектора, ВА | - | 90 |
| Габаритные размеры средства измерений, мм, не более: - высота - ширина - длина | 520 300 640 | 520 300 670 |
| Масса, кг, не более | 50 | 60 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, оС - относительная влажность, %, не более - атмосферное давление, кПа | от +18 до +35 70 от 93 до 109 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации методом печати.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Основной комплект поставки |
| ИК-Фурье-микроскоп LUMOS/ LUMOS II | - | 1 шт. |
| Моторизированный xyz-столик | - | 1 шт. |
| Внешний кабель питания низкого напряжения | - | 1 шт. |
| Кабель USB для подключения видеокамеры | - | 1 шт. |
| Кабель Ethernet для интеграции в систему | - | 1 шт. |
| Поддон для переноса/фиксации FT-IR микроскопа | - | 1 шт. |
| Кейс с принадлежностями «LUMOS-Kit» с различными инструментами, подложками и т.д. | - | 1 шт. |
| Защитный кожух | - | 1 экз. |
| Воронка для жидкого азота | - | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
| Дополнительное оборудование, поставляемое по заказу: |
| Набор для продувки прибора газом «Purge Kit» | - | 1 шт. |
| Держатель образца с термоконтролем или нагревом | - | 1 шт. |
| Детектор DTGS (работа при комнатной температуре) | - | 1 шт. |
| VIS-поляризатор на видимую область спектра | - | 1 шт. |
| Устройство для измерений в режиме макро и различные принадлежности для измерений | - | 1 шт. |
| Светодиодное кольцо для темнополевого освещения | - | 1 шт. |
Сведения о методах измерений
Сведения о методиках измерений приведены в руководстве пользователя «ИК-Фурье-микроскопы LUMOS», п. 4.
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29.12.2018 № 2840 Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне от 1-10’9 до 100 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм
Техническая документация фирмы «Bruker Optik GmbH», Германия.
