Анализаторы размера частиц АРН-2. Характеристики, описание, методика поверки.
Госреестр средств измерений РФ на основании сведений из ФГИС “АРШИН”

Анализаторы размера частиц АРН-2

Основные
Тип АРН-2
Год регистрации 2011
Дата протокола Приказ 6335 от 25.11.11 п.26
Класс СИ 27.01
Номер сертификата 44511
Срок действия сертификата . .
Страна-производитель  Россия 
Технические условия на выпуск ГОСТ 8.606-2004
Тип сертификата (C - серия/E - партия) Е

Назначение

Анализатор размера частиц АРН-2 (далее по тексту анализатор) предназначен для измерения размеров дисперсных частиц нанометрового и субмикронного размера в жидких средах.

Описание

Принцип действия анализатора размера частиц АРН-2 основан на методе динамического рассеяния света (далее по тексту - ДРС). Линейно поляризованное лазерное излучение направляется на кювету с образцом и фокусируется в малом объеме исследуемой жидкости. Оптическая система собирает излучение, рассеянное исследуемыми частицами под определенным углом (углом рассеяния). Угол рассеяния может устанавливаться в интервале от 15° до 165°. Из-за броуновского движения частиц происходят флуктуации интенсивности рассеянного ими лазерного излучения.

Скорость затухания флуктуаций Г находится из автокорреляционной функции (АКФ) интенсивности рассеянного излучения, либо из частотного анализа зависимости этой интенсивности от времени.

Для взвеси сферических частиц одинакового размера (монодисперсной) скорость затухания флуктуаций связана с коэффициентом диффузии частиц в жидкости D соотношением (1):

Г = Dq2                            (1)

где q — волновой вектор световой волны, q=4^n^sin(0/2)/X (n -показатель преломления жидкости, в которой взвешены наночастицы, 0 - угол рассеяния, 1 - длина волны лазерного излучения).

По значению коэффициента диффузии D, определенному с помощью формулы (1), находят средний гидродинамический диаметр частицы dh.

dh вычисляется из коэффициента диффузии по соотношению Стокса-Эйнштейна.

D = kbT/3nnDH                             (2)

где D — коэффициент диффузии,

П — вязкость среды,

kb — постоянная Больцмана,

Т — абсолютная температура.

Это соотношение точно выполняется только для сферических частиц, поэтому измеряемый методом ДРС гидродинамический диаметр определяется, как диаметр сферической частицы, которая имела бы в данной жидкости тот же коэффициент диффузии, что и измеряемая частица. Несферические частицы участвуют в двух типах диффузии - трансляционной (движение частицы как целого) и вращательной; для частиц, имеющих форму цилиндра, соответствующие коэффициенты диффузии позволяют вычислить диаметр и длину. Для определения коэффициента вращательной диффузии несферических частиц измеряют скорость затухания флуктуаций деполяризованной компоненты рассеянного излучения (для сферических частиц такая компонента отсутствует).

место пломбирования

маркировка

Рисунок 1 - Общий вид Анализатора размера частиц АРН-2 с обозначением мест пломбирования и маркировки.

В полидисперсных взвесях каждому типу частиц соответствует свое значение скорости затухания флуктуаций Г Эти значения вычисляются программным обеспечением анализатора с помощью специальных алгоритмов. По вычисленным значениям программа рассчитывает, с помощью формулы (2), распределение частиц по гидродинамическим диаметрам.

Программное обеспечение

Управление прибором, прием и обработка данных осуществляются с помощью персонального компьютера (ПК) со специализированным автономным программным обеспечением.

Программное обеспечение поддерживает, наряду с вычислением размерных параметров наночастиц, построение градуировочного графика и вычисление счетной концентрации наночастиц по интенсивности рассеянного излучения, а также исследование кинетики (зависимости диаметра наночастиц от времени).

Идентификационные данные программного обеспечения представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Наименование программного обеспечения

Идентификационное наименование программного обеспечения

Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения

Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода)

Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения

Программное обеспечение анализатора размеров частиц АРН-2

АРНН

2.2.1

87160A5F

CRC32

Программное обеспечение размещается в энергонезависимой памяти персонального

компьютера. Несанкционированный доступ к программному обеспечению исключён посредством ограничения прав учетной записи пользователя.

Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Установка обновленных версий ПО допускается только представителями предприятия - изготовителя.

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики анализатора приведены в таблице 2. Таблица 2

Наименование характеристики

Значение характеристики

Диапазон измерений размера частиц (среднего гидродинамического диаметра), нм

5 - 500

Диапазон показаний размера частиц (среднего гидродинамического диаметра), нм

1 - 5000

Предел допускаемой систематической составляющей погрешности измерения среднего гидродинамического диаметра, %, не более

5

Пределы допускаемого относительного СКО случайной составляющей погрешности измерения среднего гидродинамического диаметра, %, не более

3

Пределы допускаемого значения относительного СКО случайной составляющей погрешности измерения интенсивности рассеянного излучения, %, не более

5

Регистрация поляризации рассеянного излучения

Возможность регистрации двух взаимно перпендикулярных поляризаций

Диапазон углов рассеяния, °

15 - 165

Диапазон температур термостатирования, оС Нестабильность термостатирования, оС, не более Погрешность термостатирования, оС, не более

5 -70

0,1

0,3

Потребляемая мощность, Вт, не более

100

Г абаритные размеры, мм

750x250x560

Масса, кг, не более

28

Условия эксплуатации:

Температура воздуха, оС

Относительная влажность воздуха (без конденсации), %, не более

15 - 28

70

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа средства измерений наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом и в виде наклейки на корпус прибора.

Комплектность

Состав комплекта анализатора представлен в таблице 3.

Таблица 3

Наименование

Количество, шт.

Анализатор размера частиц АРН-2

1

IBM совместимый компьютер

1

Кюветы кварцевые с длиной оптического пути 10 мм

3

Кюветы цилиндрические с внутренним диаметром 10 мм

1

Руководство по эксплуатации

1

Методика поверки МП 49. Д4 - 11

1

Поверка

осуществляется по документу «Анализатор размера частиц АРН-2. Методика поверки МП 49.Д4-11», утвержденному ФГУП «ВНИИОФИ» 17 ноября 2011 г.

Основные средства поверки:

Государственный стандартный образец диаметра наносфер золота в жидкой среде (комплект ЗН) (ГСО 9629-2010).

Основные метрологические характеристики:

Номинальное значение аттестованной характеристики СО: 30 нм, 60 нм.

Границы допускаемой абсолютной погрешности аттестованного значения СО при доверительной вероятности Р=0,95 - не более 2 нм, 3нм и 4нм соответственно для 10 нм, 30 нм и 60 нм.

Государственный стандартный образец гранулометрического состава Д040 (монодис-персный полистирольный латекс) - ГСО 7967-2001.

Основные метрологические характеристики

Аттестованное значение среднего диаметра частиц (Dso) - 380 нм.

Пределы допускаемой относительной погрешности аттестованного значения при доверительной вероятности Р=0,95 - не более ±5%.

Сведения о методах измерений

«Анализатор размера частиц АРН-2. Руководство по эксплуатации», раздел 3 «Подготовка АРН-2 к использованию» и раздел 4 «Использование по назначению».

Нормативные документы

ГОСТ 8.606-2004 Государственная система обеспечения измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений дисперсных параметров аэрозолей, взвесей и порошкообразных материалов.

Рекомендации к применению

Осуществление деятельности в области здравоохранения, осуществление деятельности в области охраны окружающей среды.

Развернуть полное описание