Назначение
Фурье-спектрометры инфракрасные серии ABB моделей MB3000, MB3600, TALYS, FTPA2000-404, FTPA2000-460, FTPA2000-260, FTPA2000-PT260, FTPA2000-HP260, FTPA2000-HP260X (далее по тексту спектрометры) предназначены для измерения оптических спектров органических и неорганических веществ по шкале волновых чисел в инфракрасном (ИК) диапазоне.
Описание
Принцип действия спектрометров основан на определении разности хода между интерферирующими лучами при перемещении зеркал в двухлучевом интерферометре. В основе спектрометров лежит интерферометр Майкельсона.
Излучение, испускаемое источником света, проходит через апертуру, с помощью коллиматора пучок лучей отражается, становясь параллельным, в делитель луча под углом падения 30°. Делитель луча представляет собой оптическое кремниевое стекло марки BK-7 для спектрометров моделей FTPA2000-460, FTPA2000-260, FTPA2000-PT260, FTPA2000-HP260, FTPA2000-HP260X и оптическое стекло из селенида цинка (ZnSe) для спектрометров моделей TALYS, FTPA2000-404, MB3000, MB3600. Оно разделяет пучок на два, один из них отражает на фиксированное зеркало, а другой пропускает на подвижное. Оба зеркала отражают пучки обратно в делитель. Каждый из отраженных пучков становится интерферированным при прохождении через делитель. Возвращающиеся обратно пучки лучей являются пропущенным и отраженным излучением. Пропущенное излучение из фиксированного зеркала и отраженное из подвижного объединяются и пересекаются друг с другом, направляясь в собирательное зеркало. Это фиксированное зеркало обладает функцией автоматической настройки, которая всегда обеспечивает максимальную эффективность интерференции. С помощью собирательного зеркала параллельный инфракрасный интерферированный пучок лучей создает изображение источника света в центре кюветного отделения. Пучок, который прошел через образец, помещенный в кюветное отделение, отражается собирательным зеркалом, попадает в детектор, где определяется в виде интерферограммы, которая представляет собой Фурье-образ регистрируемого оптического спектра. Сам спектр (в шкале волновых чисел) получается после выполнения специальных математических расчётов (обратное преобразование Фурье) интерферограммы.
Конструктивно спектрометры моделей MB3000, MB3600 выполнены в виде настольных лабораторных приборов с отдельно устанавливаемым компьютером. Спектрометры модели МВ3000 используются с ИК детекторами МСТ (HgCdTe), охлаждаемым жидким азотом, для работы в режиме быстрого сканирования, или электроохлаждаемым DTGS детекторами. Спектрометры модели MB3000 предназначены для измерений в среднем ИК диапазоне. Спектрометры модели МВ3600 используются с электроохлаждаемым DTGS-В^ детекторами и детекторами InAs, InGaAs 1.7, InGaAs 2.6 для измерений в ближнем ИК диапазоне (NIR).
Спектрометры TALYS, FTPA2000-404, FTPA2000-460, FTPA2000-260, FTPA2000-PT260, FTPA2000-HP260, FTPA2000-HP260X являются поточными и используются для мониторинга промышленных процессов в реальном времени. Для передачи сигнала от системы отбора проб к анализатору используется оптическое волокно. Спектрометры FTPA2000-404, FTPA2000-460 используют встроенную экстрактивную систему отбора проб.
Спектрометры TALYS и FTPA2000-260, FTPA2000-PT260, FTPA2000-HP260, FTPA2000-HP260X не имеют встроенную систему отбора проб и используют проточную кювету или погружной зонд, которые устанавливаются в точке пробоотбора производственной зоны. Спектрометры TALYS, FTPA2000-404, FTPA2000-460, FTPA2000-PT260, FTPA2000-HP260X снабжены встроенным дисплеем для вывода значений измерений.
Спектрометры модели FTPA2000-404 работают и ближнем и среднем ИК диапазоне, серии FTPA2000-460 - в ближнем ИК диапазоне и используются с детекторами InAs для измерений в ближнем ИК диапазоне (NIR). Спектрометры TALYS, FTPA2000-260, FTPA2000-PT260, FTPA2000-HP260, FTPA2000-HP260X используются с детекторами InGaAs 1.7, InGaAs 2.1, InGaAs 2.6 для измерений в ближнем ИК диапазоне (NIR). Спектрометры модели FTPA2000-HP260X, FTPA2000-404, FTPA2000-460 и TALYS выпускаются во взрывозащищенном исполнении.
Место нанесения маркировки
Место нанесения маркировки
Программное обеспечение
В спектрофотометрах используется программное обеспечение (ПО) нескольких видов со следующими идентификационными данными:
Таблица 1
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | PLCATS | Horizon MB FTIR | Horizon QA | FTSW100 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 4.98 и выше | 3.3 и выше | 2.1 и выше | 2.80 и выше |
| Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | - |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | - |
ПО PLCATS используется при заводской калибровке спектрометров моделей TALYS, FTPA2000-404, FTPA2000-460, FTPA2000-260, FTPA2000-PT260, FTPA2000-HP260, FTPA2000-HP260X; FTSW100 - пользовательский интерфейс для тех же серий спектрометров.
ПО Horizon MB FTIR используется при заводской калибровке спектрометров моделей MB3000, MB3600; Horizon QA - пользовательский интерфейс для спектрометров MB3000, MB3600.
Все виды ПО предназначены для настройки параметров измерения и проверки рабочего состояния приборов, осуществления Фурье-преобразования интерферограммы, обработки выходной информации, в том числе построения градуировочных графиков по стандартам и расчёте концентрации различных органических и неорганических веществ, печати и сохранения результатов анализа.
Программное обеспечение размещается в энергонезависимой памяти персонального компьютера для спектрометров моделей MB3000, MB3600 и FTPA2000-260 и в энергонезависимой памяти процессора аппаратной части спектрометров, запись которой осуществляется в процессе производства, для моделей TALYS, FTPA2000-404, FTPA2000-460, FTPA2000-PT260, FTPA2000-HP260, FTPA2000-HP260X. Несанкционированный доступ к программному обеспечению исключён посредством ограничения прав учетной записи пользователя.
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» согласно Р 50.2.077-2014.
Таблица 2
| Наименование характеристик | Значение характеристик |
| FTPA2000-460\ FTPA2000-404 | FTPA2000-260\ FTPA2000-PT260\ FTPA2000-HP260\ FTPA2000-HP260X | MB3600 |
| InAs | InGaAs 1,7 | InGaAs 2,1 | InGaAs 2,6 | DTGS- BK7 | InAs | InGaAs 2,6 | InGaAs 1,7 |
| Спектральный диапазон показаний по шкале волновых чисел, см-1 | от 15000 до 0 |
| Спектральный диапазон измерений по шкале волновых чисел, см-1 | от 11500 до 4000 | от 11500 до 5800 | от 11000 до 4800 | от 11000 до 4000 | от 12000 до 3700 | от 12000 до 3800 | от 11000 до 3900 | от 12000 до 5800 |
| Спектральное разрешение, см-1 | 1; 2; 4; 8; 16; 32; 64 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений по шкале волновых чисел, см-1 | ±1,5 |
| Отношение сигнал/шум при разрешении 16 см-1, интегрировании в течение одной минуты, пик-пик, не менее | 30 000:1 | 60 000:1 | 60 000:1 | 60 000:1 | 100 000:1 | 500 000:1 | 600 000:1 | 400 000:1 |
| Наименование характеристик | Значение характеристик |
| FTPA2000-460\ FTPA2000-404 | FTPA2000-260\ FTPA2000-PT260\ FTPA2000-HP260\ FTPA2000-HP260X | MB3600 |
| InAs | InGaAs 1,7 | InGaAs 2,1 | InGaAs 2,6 | DTGS- BK7 | InAs | InGaAs 2,6 | InGaAs 1,7 |
| Электропитание: - напряжение питания переменного тока, В - частота, Гц | от 100 до 240 50/60 |
| Потребляемая мощность, ВА | 1200 | 1200 для FTPA2000-260: 600 | 65 |
| Г абаритные размеры (ВхШ*Г), мм, не более | 2000x812x640 | 1016x972x563 для FTPA2000-260: 440x410x170 | 435x280x372 |
| Масса, кг, не более | 250 (без автоматического блока продувки (АБП)) | 350 для FTPA2000-260: 19 | 24 |
| Условия эксплуатации: температура окружающего воздуха, °С относительная влажность воздуха, % не более | от +10 до +35 95 |
| Наименование характеристик | Значение характеристик |
| MB3000 | TALYS |
| DTGS | MCT | ASP 300 (InGaAs 1,7) | ASP 400\ASP 500 |
| InGaAs 2,1 | InGaAs 2,6 |
| Спектральный диапазон показаний по шкале волновых чисел, см-1 | от 15000 до 0 |
| Спектральный диапазон измерений по шкале волновых чисел, см-1 | от 8500 до 485 | от 5000 до 833 | от 11500 до 5800 | от 11000 до 4800 | от 11000 до 4000 |
| Спектральное разрешение, см-1 | 1; 2; 4; 8; 16; 32; 64 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений по шкале волновых чисел, см-1 | ±1,5 |
| Наименование характеристик | Значение характеристик |
| MB3000 | TALYS |
| DTGS | MCT | ASP 300 (InGaAs 1,7) | ASP 400\ASP 500 |
| InGaAs 2,1 | InGaAs 2,6 |
| Отношение сигнал/шум, не менее - разрешение 4 см-1, интегрировании в течение одной минуты, пик-пик - разрешение 16 см-1, интегрировании в течение одной минуты, пик-пик | 50 000:1 | 40 000:1 | 100 000:1 | 100 000:1 | 20 000:1 |
| Электропитание: - напряжение питания переменного тока, В | от 100 до 240 50/60 |
| Потребляемая мощность, ВА | 65 |
| Г абаритные размеры (ВхШ*Г), мм, не более | 435x280x372 | 369x350x255,5 |
| Масса, кг, не более | 24 | 20 |
| | Значение характеристик |
| | MB3000 | TALYS |
| Наименование | | | | ASP 400\ASP 500 |
| характеристик | DTGS | MCT | ASP 300 (InGaAs | | |
| | 1,7) | InGaAs 2,1 | InGaAs 2,6 |
| Условия эксплуатации: температура окружающего воздуха, °С относительная влажность воздуха, % не более | от +10 до +35 95 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации методом печати и на корпус спектрометра методом наклеивания.
Комплектность
Таблица 4
| Наименование | Количество, шт. |
| Фурье - спектрофотометр инфракрасный MB3000/ MB3600/ TALYS/ FTPA2000-404/ FTPA2000-460/ FTPA2000-260/ FTPA2000-PT260/ FTPA2000-HP260/ FTPA2000-HP260X | 1 |
| ИК датчики InGaAs 1.7/ InGaAs 2.1/ InGaAs 2.6/InAs/ MCT/DTGS/DTGS-BK7* | 1 |
| Кабель питания | 1 |
| CD-диск с программным обеспечением | 1 |
| Руководство пользователя/Руководство по эксплуатации | 1 |
| Методика поверки | 1 |
| * согласно требованию заказчика |
Поверка
осуществляется по документу МП 036.Д4-15 «Государственная система обеспечения единства измерений «Фурье-спектрометры инфракрасные серии ABB моделей MB3000, MB3600, TALYS, FTPA2000-404, FTPA2000-460, FTPA2000-260, FTPA2000-PT260, FTPA2000-HP260, FTPA2000-HP260X. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИОФИ» 14 января 2015 г.
Основные средства поверки:
1 Образец пленки полистирола толщиной 0,025-0,070 мм из состава Государственного первичного эталона единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов (ГЭТ 196-2011)
Основные метрологические характеристики:
спектральный диапазон по шкале волновых чисел: 4000 - 450 см-1;
номинальные значения линий поглощения спектра, см-1: 3082,13; 3060,00; 2849,58; 1943,08; 1802,81; 1601,40; 1372,41; 1154,66; 1028,52;
пределы допускаемого значения абсолютной погрешности измерения линии поглощения (при Т=293,15К) ±0,5 см-1.
2 Мера волновых чисел BRM 2065 из состава Государственного первичного эталона единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов (ГЭТ 196-2011)
Основные метрологические характеристики:
спектральный диапазон по шкале волновых чисел: 12000 - 5130 см-1;
номинальные значения линий поглощения спектра, см-1: 5138,5±0,5; 6805,3±0,9; 7313,8±0,7; 8179,4±0,9; 8682,2±1,3; 9294,1±0,8; 10245,6±0,6;
пределы допускаемого значения абсолютной погрешности измерения линии поглощения (при Т=293,15К) ±0,5 см-1.
3 Государственный стандартный образец состава хлороформа (ГСО 7288-96) из состава Государственного первичного эталона единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов в жидких и твердых веществах и материалах на основе спектральных методов (ГЭТ 196-2011)
Основные метрологические характеристики:
спектральный диапазон по шкале волновых чисел: 11 500 - 4000 см-1; номинальные значения линий поглощения спектра, см-1: 4048,91; 4878,38; 5375,27; 7087,98; 8671,60; 9834,10; 11313,75
пределы допускаемого значения абсолютной погрешности измерения линии поглощения (при Т = 293,15К) ±0,5 см-1.
Знак поверки наносится на корпуса Фурье-спектрометров инфракрасных серии ABB моделей MB3000, MB3600, TALYS, FTPA2000-404, FTPA2000-460, FTPA2000-260, FTPA2000-PT260, FTPA2000-HP260, FTPA2000-HP260X (места нанесения указаны на рисунках 1-6)
Сведения о методах измерений
1 «HORIZON MB FTIR. Руководство пользователя», глава 11.
2 «Анализаторы серии ABB модели TALYS. Поточный одноканальный анализатор. Руководство пользователя», разделы 5, 6, 7.
3 «Анализатор для опасных зон серии ABB модели FTPA2000-HP260X. Руководство по эксплуатации», раздел 4
4 «Поточные ИК Анализаторы серии ABB модели FTPA2000-400. Руководство по эксплуатации», разделы 6, 7.
5 «Инфракрасные Фурье-спектрометры серии ABB модели МВ3000 и МВ3600. Инструкции по установке и руководство пользователя», разделы 3, 4, 6.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к Фурье-спектрометрам инфракрасным серии ABB моделей MB3000, MB3600, TALYS, FTPA2000-404, FTPA2000-460, FTPA2000-260, FTPA2000-PT260, FTPA2000-HP260, FTPA2000-HP260X
1 Техническая документация фирмы «ABB Inc.», Канада
2 ГОСТ 8.229-2013 «Государственная система обеспечения единства измерений. Спектрофотометры инфракрасные. Методика поверки»
63670-16: Методика поверки МП 036.Д4-15Скачать1.2 Мб
9274-83
