Назначение
Масс-спектрометры моделей ЭМГ-20-8 и ЭМГ-20-9 предназначены для измерения
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.
Обе модели масс-спектрометров имеют одинаковый внешний вид, внешний вид масс-спектрометра модели ЭМГ-20-8 приведен на рисунке 1.
Масс-спектрометры оснащены автономным ПО, которое управляет работой прибора и отображает, обрабатывает и хранит полученные данные. ПО «MG» установлено в компьютере, находящимся непосредственно в корпусе масс-спектрометра, а ПО «Station» установлено на внешнем компьютере.
| Наименование программного обеспечения | Идентифика ционное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма метрологической значимой части ПО) | Алгоритм вычисления цифрового идентифика тора программного обеспечения |
| «MG» | MG16.exe | -модель ЭМГ-20-8: 2.23j или выше -модель ЭМГ-20-9: 4.208 или выше | B18BA42E998CC3F56 852CC74DEAFD250 (для версии 2.23j) 548D81624643B1C1C B5F45CBDA8AEFBA (для версии 4.208) | MD5 |
| «Station» | Station3.exe | 3.023 или выше | 24df2573ec34293b92a 8e6bb4eef14d8 (для версии 3.023) | MD5 |
К метрологически значимой части ПО «MG» относятся файл MG16.exe; к метрологически значимой части ПО «Station» относятся файл Station3.exe.
Метрологически значимая часть ПО выполняет следующие функции:
- управление прибором;
- настройка режимов работы прибора;
- получение масс-спектров;
- обработка и хранение результатов измерений;
- построение градуировочных графиков;
- проведение диагностических проверок прибора и отдельных его блоков.
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010. Влияние ПО на метрологические характеристики учтено при их нормировании.
Технические характеристики
| Диапазон массовых чисел, а.е.м.: -модель ЭМГ-20-8 -модель ЭМГ-20-9 | от 1 до 500 от 1 до 200 |
| Разрешающая способность, МУДМ, (на уровне 50 % от максимальной интенсивности пика, во всем диапазоне масс), не менее: -модель ЭМГ-20-8 | 500 |
| -модель ЭМГ-20-9 | 200 |
| Предел обнаружения объемной доли диоксида углерода1, % , не более: -модель ЭМГ-20-8 | 5х10-5 |
| -модель ЭМГ-20-9 | 5х10-4 |
1 В двухкомпонентной газовой смеси диоксид углерода/азот (ГСО 9738-2011).
| Относительное СКО выходного сигнала %, не более | 5,0 |
| Относительное изменение выходного сигнала2 за 4 часа непрерывной работы, %, не более | ±10 |
| 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 |
| Наработка на отказ, ч, не менее | 5000 |
| Условия эксплуатации: о/~' - диапазон температур окружающего воздуха, С - диапазон относительной влажности окружающего воздуха (при 25 оС), % - диапазон атмосферного давления, кПа | от 10 до 35 не более 80 от 84 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится на титульном листе руководства по эксплуатации методом компьютерной графики и на корпуса прибора в виде наклейки.
Комплектность
- масс-спектрометр;
- руководство по эксплуатации;
- паспорт;
- методика поверки МП-242-1646-2013.
Поверка
осуществляется по документу МП-242-1646-2013 «Масс-спектрометры моделей ЭМГ-20-8 и ЭМГ-20-9. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» 25.10.2013 г.
Основные средства поверки: стандартные образцы - поверочные газовые смеси ГСО 3947-87 (водород/воздух), ГСО 9738-2011 (диоксид углерода/азот).
Сведения о методах измерений
приведены в следующих документах:
1. Масс-спектрометр ЭМГ-20-8. Руководство по эксплуатации.
2. Масс-спектрометр ЭМГ-20-9. Руководство по эксплуатации.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к масс-спектрометрам моделей ЭМГ-20-8 и ЭМГ-20-9
Технические условия ТУ 4215-003-27508525-2012.
По сигналу на линии водорода при использовании стандартного образца водород/воздух ГСО 3947-87 с объемной долей водорода 1 %.
Рекомендации к применению
при выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
