Назначение
Спектрометры эмиссионные МСА предназначены для измерений содержания различных элементов, входящих в состав металлов, сплавов, порошков, руд и горных пород в соответствии с аттестованными и стандартизованными методиками (методами) измерений (при использовании в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений).
Описание
В основу работы спектрометров эмиссионных МСА (далее - спектрометры) положен метод эмиссионного спектрального анализа, основанный на зависимости интенсивности спектральных линий от содержания элемента в пробе.
Спектрометры состоят из источника возбуждения спектра (искрового генератора), стационарного (искровой столик) штатива или выносного (искровой зонд) штатива, оптической части прибора (полихроматора), осуществляющего пространственное разделение сплошного излучения от источника возбуждения спектра в спектр, и автоматизированной системы управления и регистрации на базе внешнего компьютера.
Спектрометры эмиссионные МСА выпускаются 13-ти модификаций: МСА1 V5, МСА1 V5 Воздух, МСА1 V5 R, МСА1 V5 Воздух R, МСА11 V5, МСА11 V5 Гибрид, МСА11 V5 R, МСА11 V5 Гибрид R, МСА11 V5 Азот, МСА11 V5 Азот R, МСА11 V5 Двойной, МСА11 V5 Двойной R, МСАШ. Все модификации имеют настольное исполнение
Встроенный источник возбуждения спектра, столик с разрядной камерой и прижимом, оптическая часть прибора (полихроматор), аргоновый блок, коммутационная панель, индикаторная информационная панель для всех модификаций спектрометра выполнены в виде моноблока. Модификации МСАП V5 Гибрид и МСА11 V5 Гибрид R имеют выносной штатив (зонд), с помощью которого можно осуществлять контроль габаритных деталей. Модификации МСА1 V5 Воздух, МСА1 V5 Воздух R оснащаются сменными разрядными столиками (дополнительным выносным штативом) для анализа порошков, стружки и монолитных проб в дуговом разряде; они так же могут опционно комплектоваться генератором УГЭ-4 в комплекте со штативом УШТ-4. Спектрометры МСА могут комплектоваться дополнительными опциями, которые идентифицируются в наименовании следующим образом: вакуумирование полихроматора — V; термостабилизация — T; наличие дополнительного оптического входа — Opt.
Источник возбуждения спектра генерирует искровой разряд, либо дуговой разряд, либо комбинацию искрового и дугового разрядов с формой волны, задаваемой программным образом. В стационарном штативе открытого типа (искровой столик) и выносном искровом источнике (зонд) в виде пистолета осуществляется продувка аргоном высокой чистоты промежутка между пробой и подставным электродом. Во всех модификациях спектрометров применяются вольфрамовые электроды. В стационарных штативах применяется пневматический прижим образца. Выносные искровые источники возбуждения спектра (зонды) соединяются с оптической частью прибора посредством основного специального кабеля длиной 3 м или 5 м, по которому осуществляется подача аргона и оптического излучения, которое передается на вход спектрометра с помощью волоконно-оптического кабеля, встроенного в специальный кабель.
Полихроматоры спектрометров МСА построены по схеме Пашен-Рунге, в которой входная щель, вогнутая дифракционная решетка и выходные щели установлены на круге Роуланда. Конструктивно в зависимости от модификации спектрометра их оптическая часть может состоять из одного, двух, трех полихроматоров оптически связанных между собой в одну систему. Регистрация спектра осуществляется посредством фотодиодных линейных приборов с зарядовой связью (ПЗС). В блоке ПЗС-линеек, сигналы с ПЗС-линеек последовательно обрабатываются в аналого-цифровом блоке, в схеме обработки цифровых сигналов и через (интерфейс-USB) поступают в компьютер, где происходит обработка сигналов путем математических операций.
Компьютер также через схему обработки цифровых сигналов управляет работой источника возбуждения спектров, газовой системы и работой ПЗС-линеек.
Управление спектрометрами МСА осуществляется при помощи специального программного обеспечения, установленного на внешнем компьютере. Вывод информации производится на внешний монитор.
Общий вид спектрометров эмиссионных МСА приведен на рисунке 1.
Спектрометры эмиссионные МСА модификаций МСА1 V5, МСА1 V5 R, МСА1 V5 Воздух, МСА1 V5 Воздух R, МСА11 V5, МСА11 V5 R, МСАП V5 Гибрид, МСА11 V5 Гибрид R, МСАШ
Спектрометры эмиссионные МСА модификаций МСАП V5 Азот, МСА11 V5 Азот R, МСА11 V5
Двойной, МСАП V5 Двойной R
Рисунок 1 - Общий вид спектрометров эмиссионных МСА
Программное обеспечение
Спектрометры эмиссионные МСА оснащаются автономным программным обеспечением «ГРАДУИРОВКА» и/или автономным программным обеспечением «GradSL», которые управляют всеми блоками спектрометров эмиссионных МСА, выполняют обработку зарегистрированного спектра, измерения содержания различных элементов в анализируемых материалах, отображают результаты, обрабатывают, передают и хранят полученные данные. В целях предотвращения несанкционированного доступа внутрь спектрометра предусмотрено пломбирование корпуса специальными фирменными наклейками. Уровень защиты ПО «ГРАДУИРОВКА» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует среднему уровню по Р 50.2.077-2014. Уровень защиты ПО «GradSL» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует среднему уровню по Р 50.2.077-2014. Влияние ПО «ГРАДУИРОВКА» и ПО «GradSL» на метрологические характеристики спектрометров эмиссионных МСА учтено при их нормировании. Идентификационные данные ПО «ГРАДУИРОВКА» и ПО «GradSL» приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО «Градуировка» и ПО «GradSL».
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | «ГРАДУИРОВКА» | «GradSL» |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 5.3.18.07 1) | не ниже 1.0.00.00 1) |
| Цифровой идентификатор метрологически значимого файла ПО | 53FD9EB131DAE9C30FB1 CA70C68BD13B0EC411F7 (файл grad.exe для версии 5.3.18.07, расчет по алгоритму SHA-1) | 8FE4E56B (файл GradSL.exe для версии 1.0.14.10, расчет по алгоритму CRC32) |
| 1) Версия ПО может иметь дополнительные цифровые суффиксы |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Рабочий спектральный диапазон, нм | |
| - модификации MCAI V5; MCAIV5 Воздух | от 190 до 410 |
| - модификации MCAI V5 R; MCAI V5 Воздух R | от 190 до 410; от 410 до 770 |
| - модификации MCAII V5; MCAII V5 Гибрид | от 178 до 408 |
| - модификации MCAII V5 R; MCAII V5 Гибрид R | от 178 до 408; от 410 до 770 |
| - модификации MCAII V5 Азот | от 141 до 155; от 178 до 408 |
| - модификации МСАП V5 Азот R | от 141 до 155; от 178 до 408; |
| | от 410 до 770 |
| - модификации MCAII V5 Двойной | от 178 до 410 |
| - модификации MCAII V5 Двойной R | от 178 до 410; от 410 до 770 |
| - модификации МСАШ | от 171 до 194 |
| Предел детектирования легирующих и примесных элементов, | |
| %, не более: | |
| - при анализе сталей | |
| углерода | 0,0040 |
| хрома, марганца | 0,0005 |
| кремния | 0,0018 |
| никеля | 0,0020 |
| Наименование характеристики | Значение |
| титана | 0,0090 |
| ванадия, алюминия | 0,0080 |
| меди | 0,0010 |
| молибдена | 0,0035 |
| - при анализе алюминия и алюминиевых сплавов кремния, железа | 0,0050 |
| магния, меди | 0,0030 |
| титана | 0,0009 |
| - при анализе меди и сплавов на основе меди цинка | 0,0003 |
| олова | 0,0009 |
| никеля | 0,0020 |
| железа, марганца | 0,0002 |
| Относительные СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей при анализе сталей, алюминия и алюминиевых сплавов, меди и сплавов на основе меди, %, не более: - в диапазоне массовых долей элементов от 0,0005 % до 0,01 % включ. | 30 |
| - в диапазоне массовых долей элементов св. 0,01 % до 0,1 % включ. | 10 |
| - в диапазоне массовых долей элементов св. 0,1 % до 1,0 % включ. | 4 |
| - в диапазоне массовых долей элементов св. 1,0 % до 49,9 % | 1 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Габаритные размеры (ДхШ*В), мм, не более: | |
| - модификаций МСА1 V5, МСА1 V5 R, МСА1 V5 Воздух, | |
| МСА1V5 Воздух R, МСА11 V5, МСА11 V5 R, МСАП V5 Гиб | 700x1100x750 |
| рид, МСАП V5 Гибрид R, МСАШ | |
| - модификаций МСАП V5 Азот, МСАП V5 Азот R, МСАП V5 | 900x1100x750 |
| Двойной, МСАП V5 Двойной R |
| - внешнего источника возбуждения спектров генератора уни- | 780x650x1420 |
| 4 - ГЭ У о г о н ь л а с р е в | |
| - штатива УШТ-4 и дополнительного выносного штатива | 480x520x510 |
| - выносного зонда (длина кабеля 3 м, 5 м) | 300x100x210 |
| Масса, кг, не более | |
| - модификаций МСА1 V5, МСА1 V5 R, МСА1 V5 Воздух, | |
| МСА1V5 Воздух R, МСАП V5, МСАП V5 R, МСАП V5 Гиб | 100 |
| рид, МСАП V5 Гибрид R, МСАШ | |
| - модификаций МСАП V5 Азот, МСАП V5 Азот R, МСАП V5 | 120 |
| Двойной, МСАП V5 Двойной R |
| - внешнего источника возбуждения спектров генератора уни | 320 |
| версального УГЭ-4 |
| - штатива УШТ-4 и дополнительного выносного штатива | 50 |
| - выносного зонда (длина кабеля 3 м, 5 м) | 5 |
| Потребляемая мощность, В-А, не более: | |
| - в случае применения встроенного в спектрометр источника возбуждения спектров - однофазная сеть переменного тока: | |
| в режиме ожидания | 100 |
| в режиме измерения | 1000 |
| - в случае применения внешнего источника возбуждения спектров (генератор универсальный УГЭ-4): | |
| трехфазная сеть переменного тока с заземленной нейтралью однофазная сеть переменного тока | 8500 5000 |
| Электрическое питание осуществляется от сети переменного | |
| тока: | |
| - в случае применения встроенного в спектрометр источника возбуждения спектров - однофазная сеть переменного тока: | |
| диапазон напряжения, В | от 180 до 260 |
| частотой, Гц | от 48 до 63 |
| - в случае применения внешнего источника возбуждения спектров (генератор универсальный УГЭ-4) | |
| - трехфазная сеть переменного тока с заземленной нейтралью | |
| диапазон напряжения, В | от 361 до 399 |
| частотой, Гц | от 48 до 52 |
| - однофазная сеть переменного тока | |
| диапазон напряжения, В | от 209 до 231 |
| частотой, Гц | от 48 до 52 |
| Время установления рабочего режима, мин, не более | 30 |
| Срок службы, лет, не менее | 10 |
| Средняя наработка спектрометра на отказ, ч | 10000 |
| Условия эксплуатации: | |
| - температура окружающей среды, °C - атмосферного давления, кПа | от +10 до +35 от 84,0 до 106,7 |
| - относительная влажность при температуре +25 °C, %, не более | 80 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики и на переднюю или боковую панель корпуса спектрометра в виде специальной таблички.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность спектрометров эмиссионных МСА
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Спектрометр эмиссионный МСА (в зависимости от модификации) | - | 1 шт. |
| Редуктор высокого давления | - | 1 шт. |
| Комплект трубок для газовой системы | - | 1 комплект |
| Выносной зонд (длина кабеля 3 м или 5 м) 2) | - | 1 шт. |
| Г енератор УГЭ-4 1) | - | 1 шт. |
| Штатив УШТ-4 1) | - | 1 шт. |
| Дополнительный выносной штатив 1) | - | 1 шт. |
| Комплект рекалибровочных образцов | - | 1 комплект |
| Комплект соединительных кабелей | - | 1 комплект |
| Персональный компьютер 1) | - | 1 шт. |
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Монитор 1) | - | 1 шт. |
| Клавиатура 1) | - | 1 шт. |
| Манипулятор типа “Мышь” 1) | - | 1 шт. |
| Комплект ЗИП 2) | - | 1 комплект |
| Программное обеспечение «GradSL» 1) | - | 1 диск |
| Программное обеспечение «ГРАДУИРОВКА» 1) | - | 1 диск |
| Паспорт (в зависимости от модификации) | АШМД 415311 ПС | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | АТТТМД 415311 РЭ | 1 экз. |
| Руководство пользователя ПО «ГРАДУИРОВКА» 1) | - | 1 экз. |
| Руководство пользователя ПО «GradSL» 1) | - | 1 экз. |
| Методика поверки | МП-242-2236-2018 | 1 экз. |
| 1) Поставляется по заказу 2) В зависимости от модификации спектрометра |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-2236-2018 «ГСИ. Спектрометры эмиссионные МСА. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 28 ноября 2018 г. Основные средства поверки:
- ГСО 10504-2014, стандартные образцы состава сталей углеродистых и легированных; ГСО 8876-2007, стандартные образцы состава сталей легированных; ГСО 9975-2011, стандартные образцы состава сталей легированных; ГСО 10983-2017/10990-2017, стандартные образцы состава алюминия; ГСО 7080-93, стандартные образцы состава сплавов алюминиевых; ГСО 6530-92/6534-92, стандартные образцы состава сплавов алюминиевых; ГСО 10819-2016, стандартные образцы состава меди черновой; ГСО 979-76/989-76, стандартные образцы состава латуни свинцовой; ГСО 6205-91/6209-91, стандартные образцы состава бронзы оловянной; ГСО 2429-87П/2433-87П, стандартные образцы состава бронзы оловянной.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на боковую панель спектрометра, как показано на рисунке 1.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ТУ 26.51.41.130-001 Спектрометры эмиссионные МСА. Технические условия
74553-19: Методика поверкиСкачать920.6 Кб
