Назначение
Спектрометры эмиссионные "СПАС-01" предназначены для формирования и измерения аналитического сигнала, пропорционального интенсивности спектральных линий различных элементов, с целью проведения количественного эмиссионного спектрального анализа металлов и сплавов.
Описание
В основу работы спектрометра «СПАС-01» (в дальнейшем спектрометр) положен метод эмиссионного спектрального анализа, использующий зависимость интенсивности спектральных линий от содержания элементов в пробе.
Конструктивно спектрометр выполнен в виде стационарного прибора напольного типа. Спектрометр состоит из штатива, системы возбуждения спектра, спектрографа, системы регистрации спектра, персонального компьютера.
Проба, химический состав которой надо определить, устанавливается в штатив и закрепляется в нижнем держателе электрода штатива. Верхний электрод через плату разрядника соединен с генератором. Величина промежутка между анализируемым образцом и электродом устанавливается посредством перемещения верхнего электрода перпендикулярно оптической оси спектрометра. К промежутку прикладывается импульсное напряжение для зажигания дугового разряда, электрод в зависимости от применяемой методики может быть катодом или анодом. Величина и форма напряжения и тока формируются источником возбуждения спектра. В режиме дуги переменного тока реализуется синусоидальная форма тока с частотой около 25 кГц, в режиме униполярной дуги (конденсатор отсутствует) - пилообразная форма тока.
Излучение от дугового разряда фокусируется при помощи кварцевого конденсора на входную щель спектрографа, собранного по схеме Пашен-Рунге. Для разложения излучения в спектр используется вогнутая нарезная дифракционная решетка (реплика), которая одновременно создает изображение всей рабочей области спектра на круге Роуланда. Средняя обратная линейная дисперсия в диапазоне 200-420 нм составляет не более 0,56 нм/мм. Разложенный спектр регистрируется при помощи системы регистрации спектра на базе набора фотодиодных линейных приборов с зарядовой связью (ПЗС). Конструктивно элементы входная щель спектрографа, дифракционная решетка и система регистрации спектра на базе ПЗС располагаются на общем оптическом основании. Оптическое основание расположено в металлическом корпусе.
Система регистрации спектра служит для преобразования в цифровой вид и обработки сигналов получаемых с ПЗС - сенсоров. Полученные данные передаются в персональный компьютер по шине USB. Система регистрации состоит из нескольких функциональных узлов, которые размещены внутри спектрографа. ПЗС - сенсоры преобразуют оптический сигнал в электрический. Каждый ПЗС - сенсор установлен на отдельном держателе, что позволяет перемещать его при юстировке оптического блока. Выходные сигналы всех ПЗС - детекторов передаются на АЦП, далее по шине USB в компьютер..
Управление системой регистрации, обработка зарегистрированного спектра и вычисление массовых долей элементов осуществляется компьютером при помощи специально программного обеспечения. Система управления, реализованная на базе IBM совместимого компьютера, обеспечивает автоматическое измерение спектров с занесением результатов измерений в базу данных, тестирование, управление всеми системами спектрометра, оптимизацию режимов измерения, математическую обработку спектральных данных, работу со спектральной базой данных, графическое представление спектров на дисплее и получение твердой копии результатов измерения на принтере.
Лист № 2 Всего листов 5
Внешний вид спектрометра эмиссионного «СПАС-01» приведен на рисунке 1.
Программное обеспечение
Управление процессом измерения, сбора, обработки, отображения, хранения и передачи информации осуществляется от IBM-совместимого компьютера с помощью специального автономного программного обеспечения «СПЛАВ-ИВС». К метрологически значимой части ПО «СПЛАВ-ИВС» относятся исполняемый файл splArc.exe, файл калибровки системы по длинам волн spl.cal, а также файл cal.mdb, содержащий градуировочные коэффициенты для всех методик анализа. Программным образом осуществляется настройка спектрометра «СПАС-01», оптимизация его параметров, управление работой, построение градуировочных зависимостей на основе анализа стандартных образцов, обработка выходной информации, передача данных, печать и запоминание результатов анализа.
Идентификационные данные программного обеспечения «СПЛАВ-ИВС» приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | «СПЛАВ-ИВС» |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 3.04.0026 |
| Цифровой идентификатор ПО | 53C 6AC8572A737169B 9BEB 8 CACB C 8EAD (по алгоритму MD5) ( файл splArc.exe) |
Влияние программного обеспечения «СПЛАВ-ИВС» на метрологические характеристики спектрометров «СПАС-01» учтено при нормировании метрологических характеристик спектрометров.
Лист № 3 Всего листов 5
Уровень защиты программного обеспечения «СПЛАВ-ИВС» от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует среднему уровню по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Аттестат аккредитации ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» по проведению испытаний средств измерений в целях утверждения типа № 30001-10 от 20.12.2010 г._
| Спектральное разрешение на длине волны 304,0455 нм (линия железа), нм, не более | 0,010 |
| Не скомпенсированный дрейф положения спектральных линий для всей совокупности контрольных линий, нм, не более | 0,010 |
| Пределы детектирования легирующих и примесных элементов (кремния, марганца, хрома, никеля, меди ванадия) при анализе сталей, % | 0,010 |
| Относительное среднее квадратическое отклонение выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей* %, не более | 5,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности спектрометра при измерении массовой доли элемента (в заданном диапазоне массовых долей) в сталях углеродистых и легированных, % меди в диапазоне от 0,050 до 0,100 св. 0,100 до 0,200 | ±0,012 ±0,020 |
| св. 0,200 до 0,500 | ±0,030 |
| марганца в диапазоне от 0,200 до 0,500 | ±0,024 |
| св. 0,500 до 1,000 | ±0,040 |
| св. 1,000 до 2,000 никеля в диапазоне от 0,100 до 0,200 св. 0,200 до 0,500 | ±0,080 ±0,016 ±0,030 |
| св. 0,500 до 1,000 | ±0,060 |
| кремния в диапазоне от 0,100 до 0,200 | ±0,020 |
| св. 0,200 до 0,500 | ±0,030 |
| св. 0,500 до 1,000 | ±0,060 |
| Система возбуждения спектра: дуговой разряд в воздухе униполярная дуга, А дуга переменного тока, А | 3 - 20 3 - 20 |
| Время измерения, с, | 0,004 - 250 |
| Время установления рабочего режима, мин, не более | 20 |
| Г абаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более | 1470 х 1500 х 1250 |
| Масса, кг, не более | 185 |
| Потребляемая мощность, В-А, не более - в обычном режиме - при горении дуги | 500 1600 |
| Электрическое питание | (220+22-ээ) В (50±2) Гц |
| Средний срок службы, лет | 7 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 2500 |
* - при определении содержания меди, марганца, никеля в сталях углеродистых и легированных в диапазоне массовых долей свыше 0,10 % до 1,0 %
| Условия эксплуатации: | |
| Диапазон температуры, °С | от 15 до 25 |
| Диапазон атмосферного давления, кПа | от 84,0 до 106,7 |
| Диапазон относительной влажности, % при t = 25 °С | от 20 до 80 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации спектрометра «СПАС-01» методом компьютерной графики и на специальную табличку на боковой панели спектрометра
Комплектность
Основной комплект поставки спектрометра эмиссионного «СПАС-01» приведен в таблице 3. Таблица 3
| Наименование и условное обозначение | Количество |
| Спектрометр эмиссионный «СПАС-01» | 1 |
| Источник возбуждения спектра «ПРИМА» | 1 |
| Блок питания системы регистрации | 1 |
| Штатив | 1 |
| Системный блок | 1 |
| Монитор | 1 |
| Клавиатура | 1 |
| Мышь | 1 |
| Программное обеспечение «СПЛАВ-ИВС» | 1 |
| Комплект ЗИП | 1 |
| Паспорт ПС 4434-005-51563992-15 | 1 |
| Руководство по эксплуатации СПА.002.00.000.15 РЭ | 1 |
| Методика поверки МП-242-1889-2015 | 1 |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-1889-2015 «Спектрометры эмиссионные «СПАС-01». Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 17 марта 2015 г.
Основные средства поверки:
- ГСО состава стали углеродистой и легированной типов 13Х, 60С2, 05кп, 11ХФ, 60С2Г, 12Х1МФ, 25Х1МФ, 30ХН2МФА, 12МХ, В2Ф, № по Госреестру 4165-91П, ГСО 2489-91П -2497-91П (комплект УГ0и - УГ9и)
Сведения о методах измерений
приведены в документах: «Спектрометр эмиссионный «СПАС-01». Паспорт» ПС 4434-00551563992-15; «Спектрометр эмиссионный «СПАС-01». Руководство по эксплуатации» СПА.002.00.000.15 РЭ «Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа»; ГОСТ Р 54153-2010 «Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализа»; ГОСТ 27611-88 «Чугун. Метод фотоэлектрического спектрального анализа».
Лист № 5 Всего листов 5
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к спектрометрам эмиссионным «СПАС-01»
ГОСТ Р 52931-2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
1. Технические условия ТУ 4434-004-51563992-15.
61312-15: Описание типа СИСкачать120.7 Кб
