Назначение
Масс-спектрометры ЭМГ-20-7 предназначены для измерения содержания компонентов в газах и газовых смесях (как в потоке, так и в отобранных пробах) в соответствии с аттестованными и стандартизованными методами (методиками) измерений.
Описание
Принцип действия масс-спектрометров основан на ионизации молекул исследуемого газа с образованием положительно заряженных ионов, которые поступают в масс-анализатор, в котором осуществляется разделение ионов по массам.
Масс-спектрометр представляет собой стационарный автоматизированный прибор, управляемый либо от встроенного компьютера, либо от внешнего персонального компьютера.
Масс-спектрометр состоит из масс-анализатора времяпролетного типа, совмещенного с вакуумным насосом, системы ввода в масс-анализатор газовых проб, генератор прямоугольных импульсов, широкополосный усилитель и блока электроники, включающего модули питания, систему регистрации (модуль обработки спектра) и встроенный компьютер.
Масс-спектрометр работает следующим образом: газовая проба, поступающая от системы пробоотбора и пробоподготовки при измерениях в потоке, или из баллона (пробоотборника) при анализе дискретных проб, через систему ввода подается в камеру масс-анализатора, в которой с помощью вакуумного насоса создается рабочий вакуум. В ионизационном промежутке источника ионов происходит ионизация молекул исследуемого газа и образование положительно заряженных ионов. Ионизация производится пучком электронов. Под действием электрического поля от генератора прямоугольных импульсов происходит выталкивание ионов в пространство дрейфа. Разделение ионов по массам осуществляется по времени пролета ионных пучков в бесполевом пространстве дрейфа. Приходящие на детектор ионные пучки преобразуются в импульсы электрического тока приемником ионов. Амплитуда импульса (величина токового сигнала) пропорциональна концентрации ионов определенного типа. Полученные с детектора электрические импульсы для всей развертки спектра усиливаются широкополосным усилителем и поступают в систему регистрации (модуль обработки спектра), где происходит их преобразование и оцифровка.
Подача газовых смесей в масс-спектрометр может выполняться автоматически, по заранее заданной оператором программе, или в ручном режиме.
Пломбирование масс-спектрометров не предусмотрено.
Общий вид масс-спектрометров ЭМГ-20-7 и место нанесения знака поверки приведены на рисунке 1.
Програмное обеспечение
Масс-спектрометры оснащаются встроенной программой управления масс-спектрометром «MG_16» и автономной SCADA подобной программой для удаленного управления «Control Station».
Т аблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения «MG 16»
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | «MG_16» |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | Не менее 4.207 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения «ControlStation»
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | «Control Station» |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | Не менее 3.023 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
ПО «MG_16» является полностью метрологически значимым; ПО «Control Station» не является метрологически значимым.
ПО «MG_16» выполняет следующие функции:
- проверку целостности собственного кода;
- проверку работоспособности и управление узлами масс-спектрометра;
- интеграцию узлов в единый комплекс;
- хранение калибровочных кривых и коэффициентов, пересчет значений измерителей в физически понятные величины;
- потоковое извлечение данных из модуля обработки масс-спектра и их вторичная обработка;
- предоставление сервисного доступа к настройкам масс-спектрометра через консоль;
- предоставление ограниченного доступа через Ethernet-контроллер по UDP-протоколу. ПО «ControlStation» обеспечивает:
- отображение настроек масс-спектрометра;
- предоставления пользователю возможности оперирования режимами масс-спектрометра;
- ведение графиков и архивов данных поступающих с прибора;
- интеграцию во внешнюю систему АСУ ТП (SCADA).
Уровень защиты ПО «MG_16» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «низкий» по Р 50.2.077-2014. Влияние ПО на метрологические характеристики учтено при их нормировании.
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диапазон регистрируемых масс, а.е.м. | От 1 до 150 |
| Разрешающая способность, М/ДМ, (на уровне 50 % от максимальной интенсивности пика во всем диапазоне масс), не менее | 150 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Предел обнаружения объемной доли диоксида углерода (по критерию (2а), % , не более | 210-3 |
| Относительное СКО выходного сигнала1, %, не более | 5,0 |
| Относительное изменение выходного сигнала1 за 4 часа непрерывной работы, %, не более | ±10 |
| Примечание: 1 по сигналу на линии водорода при использовании стандартного образца состава водород/воздух с объемной долей водорода 1,0 %. |
Таблица 4 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Г абаритные размеры (ДхШх В), мм, не более | 600x600x1200 |
| Масса, не более, кг | 80 |
| Потребляемая мощность, В-А, не более | 400 |
| Параметры электрического питания: однофазная сеть переменного тока: напряжение питания, В частота, Гц | 220+10% 220-15% (50±1) |
| Средний срок службы, лет | 6 |
| Наработка на отказ, ч, не менее | 5000 |
| Условия эксплуатации - диапазон температур окружающего воздуха, °С - диапазон относительной влажности окружающего воздуха (при 25°С), % - диапазон атмосферного давления, кПа | от +15 до +30 от 20 до 80 от 84 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится на титульном листе руководства по эксплуатации методом компьютерной графики и на корпус прибора в виде наклейки.
Комплектность
Таблица 5 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Масс-спектрометр | | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | МТ.02А.000.00 РЭ | 1 экз. |
| Паспорт | МТ.02А.000.00 ПС | 1 экз. |
| Методика поверки | МП-242-2041-2017 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-2041-2017 «Масс-спектрометры ЭМГ-20-7. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 01.02.2017 г.
Основные средства поверки:
- СО состава искусственной газовой смеси на основе инертных и постоянных газов (ИП-М-2) ГСО 10531-2014 (CO2/N2);
-СО состава искусственной газовой смеси на основе инертных и постоянных газов (ИП-М-1) ГСО 10531-2014 (Н2/воздух).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) на спектрофотометры, как указано на рисунке 1.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Технические условия ТУ-4215-002-27508525-16
67842-17: Методика поверки МП-242-2041-2017Скачать5.5 Мб
