Назначение
Масс-спектрометры с индуктивно-связанной плазмой PlasmaMS 300 (далее - масс-спектрометры) предназначены для измерений элементного и изотопного состава твердых и жидких веществ и материалов.
Описание
Принцип действия масс-спектрометров основан на определении отношения массы к заряду ионов, образующихся при ионизации атомов пробы в высокочастотной аргоновой индуктивно-связанной плазме.
Конструктивно масс-спектрометры состоят непосредственно из масс-спектрометра в настольном исполнении, 2-х стадийной вакуумной системы, включающей внешний форвакуумный и внутренний турбомолекулярный насосы, системы охлаждения, системы управления и обработки данных.
В состав масс-спектрометра входят:
- система ввода пробы, состоящая из перистальтического насоса и распылительной камеры;
- блок плазменной горелки;
- система для отбора ионов из плазмы и их транспорта в высоковакуумную часть масс-спектрометра;
- система ионной оптики;
- гексапольная ячейка для устранения молекулярных наложений;
- квадрупольный масс-фильтр;
- детектор ионов.
Исследуемый образец с помощью перистальтического насоса подается в распылитель и затем в виде аэрозоля переносится потоком аргона в плазму. Под действием высокой температуры вещества, содержащиеся в образце, испаряются, распадаются на атомы и ионизируются. Ионы проходят через систему ионной оптики, основной функцией которой является фокусировка ионов и придание им оптимальной кинетической энергии для разделения по отношению массы к заряду в квадрупольном масс-фильтре. Ячейка для устранения молекулярных наложений, расположенная перед масс-фильтром, пропускает ионы в стандартном режиме или отделяет молекулярные ионы от атомных ионов в режиме дискриминации по кинетическим энергиям.
Регистрация интенсивности ионного потока осуществляется с помощью вторичного электронного умножителя, который может работать как в режиме счета импульсов, так и в аналоговом режиме.
Управление работой масс-спектрометров происходит при помощи персонального компьютера с устанавливаемым специализированным программным обеспечением.
Корпус масс-спектрометров изготавливается из металлических сплавов и пластмассы, окрашивается в цвета в соответствии с технической документацией производителя.
Каждый экземпляр масс-спектрометров имеет серийный номер, нанесенный типографским способом на информационную табличку (шильд) в виде наклейки на задней стороне масс-спектрометров. Серийный номер имеет буквенно-цифровой формат. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.
Общий вид масс-спектрометров и место нанесения заводского номера на средство измерений представлено на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид масс-спектрометров с индуктивно-связанной плазмой PlasmaMS 300 и место нанесения серийного номера
Пломбирование масс-спектрометров не предусмотрено. Конструкция масс-спектрометров обеспечивает ограничение доступа к частям масс-спектрометров, несущим первичную измерительную информацию, и местам настройки (регулировки).
Программное обеспечение
Масс-спектрометры оснащены программным обеспечением (ПО), позволяющим проводить контроль процесса измерений, осуществлять сбор экспериментальных данных, обрабатывать и сохранять полученные результаты, передавать результаты измерений на персональный компьютер. При запуске программы есть возможность выбрать китайский, английский или русский программный интерфейс.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «Средний» по Р 50.2.077-2014. Идентификационные данные ПО масс-спектрометров приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | iMass |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 2.2.1.10 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значения |
| Диапазон анализируемых масс, а.е.м. | от 2 до 260 включ. |
| Разрешающая способность на уровне 10 % высоты пика, а.е.м., не более | 0,8 |
| Чувствительность, (имп/с)/(мкг/дм3), не менее: | |
| - Be (Be-9) | 5 000 |
| - Co (Co-59) | 50 000 |
| - Cd (Cd-114) | 35 000 |
| - Bi (Bi-209) | 120 000 |
| Предел обнаружения, нг/дм3, не более: | |
| - Be (Be-9) | 5,0 |
| - Co (Co-59) | 1,0 |
| - Cd (Cd-114) | 1,0 |
| - Bi (Bi-209) | 1,0 |
| Предел допускаемого относительного среднего квадратического отклонения выходного сигнала, % | 3 |
| Уровень фонового сигнала на массе 220 а.е.м., имп/с, не более | 4 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значения |
| Предел допускаемого относительного изменения выходного сигнала за 4 часа непрерывной работы, % | 4 |
| Относительная интенсивность сигнала оксидных ионов (138Ba16О+/138Ba+), %, не более1) | 0,5 |
| Относительная интенсивность сигнала двухзарядных ионов (138Ba++/138Ba+), %, не более1) | 4 |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | от 200 до 240 50 |
| Габаритные размеры, мм, не более - высота - ширина - длина | 800 1200 700 |
| Масса, кг, не более: | 130 |
| Условия эксплуатации: - температура воздуха, °С - относительная влажность, %, не более | от +10 до +35 80 |
| 1) Для неохлаждаемой распылительной камеры |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой | PlasmaMS 300 | 1 шт. |
| Форвакуумный насос | - | 1 шт. |
| Система охлаждения | - | 1 шт. |
| Персональный компьютер | ПК | 1 шт. |
| Программное обеспечение | iMass | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | РЭ | 1 экз. |
| Методика поверки | - | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в документе «Масс-спектрометры с индуктивно-связанной плазмой PlasmaMS 300. Руководство по эксплуатации» (Глава II. Структура прибора и принципы работы).
Применение масс-спектрометров в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений осуществляется в соответствии с аттестованными методиками (методами) измерений.
Нормативные документы
Приказ Росстандарта Российской Федерации от 19 февраля 2021 г. № 148 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений содержания неорганических компонентов в жидких и твердых веществах и материалах»;
Техническая документация фирмы «Shenzhen ION Engineering Technologies LTD.», Китай.
