Масс-спектрометры ЭМГ-20-7

Назначение

Масс-спектрометры ЭМГ-20-7 предназначены для измерения содержания компонентов в газах и газовых смесях (как в потоке, так и в отобранных пробах) в соответствии с аттестованными и стандартизованными методами (методиками) измерений.

Описание

Принцип действия масс-спектрометров основан на ионизации молекул исследуемого газа с образованием положительно заряженных ионов, которые поступают в масс-анализатор, в котором осуществляется разделение ионов по массам.

Масс-спектрометр представляет собой стационарный автоматизированный прибор, управляемый либо от встроенного компьютера, либо от внешнего персонального компьютера.

Масс-спектрометр состоит из масс-анализатора времяпролетного типа, совмещенного с вакуумным насосом, системы ввода в масс-анализатор газовых проб, генератор прямоугольных импульсов, широкополосный усилитель и блока электроники, включающего модули питания, систему регистрации (модуль обработки спектра) и встроенный компьютер.

Масс-спектрометр работает следующим образом: газовая проба, поступающая от системы пробоотбора и пробоподготовки при измерениях в потоке, или из баллона (пробоотборника) при анализе дискретных проб, через систему ввода подается в камеру масс-анализатора, в которой с помощью вакуумного насоса создается рабочий вакуум. В ионизационном промежутке источника ионов происходит ионизация молекул исследуемого газа и образование положительно заряженных ионов. Ионизация производится пучком электронов. Под действием электрического поля от генератора прямоугольных импульсов происходит выталкивание ионов в пространство дрейфа. Разделение ионов по массам осуществляется по времени пролета ионных пучков в бесполевом пространстве дрейфа. Приходящие на детектор ионные пучки преобразуются в импульсы электрического тока приемником ионов. Амплитуда импульса (величина токового сигнала) пропорциональна концентрации ионов определенного типа. Полученные с детектора электрические импульсы для всей развертки спектра усиливаются широкополосным усилителем и поступают в систему регистрации (модуль обработки спектра), где происходит их преобразование и оцифровка.

Подача газовых смесей в масс-спектрометр может выполняться автоматически, по заранее заданной оператором программе, или в ручном режиме.

Пломбирование масс-спектрометров не предусмотрено.

Общий вид масс-спектрометров ЭМГ-20-7 и место нанесения знака поверки приведены на рисунке 1.

Програмное обеспечение

Масс-спектрометры оснащаются встроенной программой управления масс-спектрометром «MG_16» и автономной SCADA подобной программой для удаленного управления «Control Station».

Т аблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения «MG 16»

Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения «ControlStation»

ПО «MG_16» является полностью метрологически значимым; ПО «Control Station» не является метрологически значимым.

ПО «MG_16» выполняет следующие функции:

-    проверку целостности собственного кода;

-    проверку работоспособности и управление узлами масс-спектрометра;

-    интеграцию узлов в единый комплекс;

-    хранение калибровочных кривых и коэффициентов, пересчет значений измерителей в физически понятные величины;

-    потоковое извлечение данных из модуля обработки масс-спектра и их вторичная обработка;

-    предоставление сервисного доступа к настройкам масс-спектрометра через консоль;

-    предоставление ограниченного доступа через Ethernet-контроллер по UDP-протоколу. ПО «ControlStation» обеспечивает:

-    отображение настроек масс-спектрометра;

-    предоставления пользователю возможности оперирования режимами масс-спектрометра;

-    ведение графиков и архивов данных поступающих с прибора;

-    интеграцию во внешнюю систему АСУ ТП (SCADA).

Уровень защиты ПО «MG_16» от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «низкий» по Р 50.2.077-2014. Влияние ПО на метрологические характеристики учтено при их нормировании.

Технические характеристики

Таблица 3 - Метрологические характеристики

Таблица 4 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится на титульном листе руководства по эксплуатации методом компьютерной графики и на корпус прибора в виде наклейки.

Комплектность

Таблица 5 - Комплектность средства измерений

Поверка

осуществляется по документу МП-242-2041-2017 «Масс-спектрометры ЭМГ-20-7. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 01.02.2017 г.

Основные средства поверки:

- СО состава искусственной газовой смеси на основе инертных и постоянных газов (ИП-М-2) ГСО 10531-2014 (CO2/N2);

-СО состава искусственной газовой смеси на основе инертных и постоянных газов (ИП-М-1) ГСО 10531-2014 (Н2/воздух).

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) на спектрофотометры, как указано на рисунке 1.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

Технические условия ТУ-4215-002-27508525-16