Назначение
Масс-спектрометры моделей ЭМГ-20-8 и ЭМГ-20-9 предназначены для измерений содержания компонентов/примесей в газах и газовых смесях на основе полученных масс-спектров.
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 состоит из масс-анализатора времяпролетного типа, совмещенного с турбомолекулярным вакуумным насосом, системы ввода проб, блока электроники и встроенного компьютера. В масс-спектрометре ЭМГ-20-9 используется масс-анализатор линейного типа. В масс-спектрометре ЭМГ-20-8 используется масс-анализатор с V-образной траекторией пролета ионов и дифференциальной откачкой ионного источника, что обеспечивает его высокую чувствительность.
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 ионизационном промежутке источника ионов происходит ионизация молекул исследуемого газа и образование положительно заряженных ионов. Ионизация производится пучком электронов. Под действием электрического поля 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 с определенным отношением массы к заряду. 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.
Нанесение знака поверки на масс-спектрометры и их пломбирование не предусмотрено.
Обе модели масс-спектрометров имеют одинаковый внешний вид. Общий вид масс-спектрометров приведен на рисунке 1. Обозначение модели масс-спектрометра, входящей в обозначение типа, наносится на информационную табличку (шильд), которая расположена на задней панели, методом печати в процессе её изготовления. Заводской номер, идентифицирующий каждый экземпляр масс-спектрометра, код модели по конструкторской документации и последние две цифры года выпуска вписываются в зоны таблички, указанные на рисунке 2 вручную с помощью шариковой или гелиевой ручки.
Место нанесения знака утверждения типа
___llllllinillininiirnrrrrrriri’ViririflflflflFVIfiriririlinfllllllllllll
Рисунок 1 - Общий вид масс-спектрометров моделей ЭМГ-20-8 и ЭМГ-20-9
Обозначение модели
2023 г.
№ /34
ЭМ Г-20-8 нтнл.юо.оо
Место нанесения заводского номера
Место нанесения кода модели по конструкторской документации
Рисунок 2 - Вид информационной таблички (шильда) масс-спектрометра с указанием мест нанесения обозначения модели, кода модели по конструктоской документации и заводского номера
Программное обеспечение
Масс-спектрометры оснащены встроенным ПО «MG», установленным на компьютере, находящемся непосредственно в корпусе масс-спектрометра, и автономным ПО «Station», установленным на внешнем компьютере. Идентификационные данные ПО приведены в таблицах 1 и 2.
Метрологически значимая часть ПО «MG» выполняет следующие функции:
- управление масс-спектрометром;
- настройка режимов работы масс-спектрометра;
- получение масс-спектров;
- обработка и хранение результатов измерений;
- построение градуировочных графиков;
- проведение диагностических проверок.
Метрологически значимая часть ПО «Station» выполняет следующие функции:
- удаленный доступ к масс-спектрометру;
- установка и настройка режимов работы масс-спектрометра с помощью удаленного доступа;
- отображение данных, получаемых с масс-спектрометра;
- сохранение данных, поступающих с масс-спектрометра;
- интеграция масс-спектрометра во внешние системы.
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Влияние ПО на метрологические характеристики учтено при их нормировании.
Таблица 1 - Идентификационные данные встроенного программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MG |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО -масс-спектрометр ЭМГ-20-8 -масс-спектрометр ЭМГ-20-9 | 2.ххх 4.ххх |
| Цифровой идентификатор ПО | — |
| Примечание - Номер версии записывается в виде метрологически значимой (неизменяемой) части ПО, указанной в виде цифрового обозначения в начале номера версии и последующим рядом цифр, принимающих значения от 0 до 9, которые описывают модификации ПО (обозначенных буквами «х»). |
Таблица 2 - Идентификационные данные автономного программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Station |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | З.ххх |
| Цифровой идентификатор ПО | — |
| Примечание - Номер версии записывается в виде метрологически значимой (неизменяемой) части ПО, указанной в виде цифрового обозначения в начале номера версии и последующим рядом цифр, принимающих значения от 0 до 9, которые описывают модификации ПО (обозначенных буквами «х»). |
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон массовых чисел, а.е.м.: - модель ЭМГ-20-8 - модель ЭМГ-20-9 | от 1 до 500 от 1 до 200 |
| Разрешающая способность, М/ЛМ (на уровне 50 % от максимальной интенсивности пика, во всем диапазоне масс), не менее: - модель ЭМГ-20-8 - модель ЭМГ-20-9 | 500 200 |
| Предел обнаружения объемной доли диоксида углерода1), %, не более: - модель ЭМГ-20-8 - модель ЭМГ-20-9 | 5М0-5 5М0-4 |
| Относительное СКО выходного сигнала2), %, не более | 5,0 |
| Относительное изменение выходного сигнала2 за 4 часа непрерывной работы, %, не более | ±10 |
| 1) В двухкомпонентной газовой смеси диоксид углерода/азот (ГСО 9738-2011). 2) По сигналу на линии водорода при использовании стандартного образца водород/воздух ГСО 3947-87 с объемной долей водорода 1 %. |
Таблица 4 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Габаритные размеры (ДхШх В), мм, не более | 600x600x1320 |
| Масса, кг, не более: - модель ЭМГ-20-8 - модель ЭМГ-20-9 | 120 100 |
| Потребляемая мощность, В^А, не более | 450 |
| Напряжение сетевого питания частотой (50+1) Гц, В | 220+22-33 |
| Средний срок службы, лет | 8 |
| Средняя наработка до отказа, ч, не менее | 5000 |
| Условия эксплуатации: - диапазон температур окружающего воздуха, °С - диапазон относительной влажности окружающего воздуха (при +25 °С), % - диапазон атмосферного давления, кПа | от +10 до +35 не более 80 от 84 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики и на информационную табличку, расположенную на передней панели масс-спектрометра, методом печати при её изготовлении.
Комплектность
Таблица 5 - Комплектность масс-спектрометра
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Масс-спектрометр | ЭМГ-20-8 или ЭМГ-20-9 | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | — | 1 экз. |
| Паспорт | — | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационных документах:
-«Масс-спектрометр ЭМГ-20-8. Руководство по эксплуатации», раздел 3
«Использование по назначению»;
-«Масс-спектрометр ЭМГ-20-9. Руководство по эксплуатации», раздел 3
«Использование по назначению».
При использовании в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений масс-спектрометры применяются в соответствии с аттестованными методиками (методами) измерений
Нормативные документы
Технические условия ТУ 4215-003-27508525-2012.
