Масс-спектрометры квадрупольные IMU 200. Характеристики, описание, методика поверки.
Госреестр средств измерений РФ на основании сведений из ФГИС “АРШИН”

Масс-спектрометры квадрупольные IMU 200

Основные
Тип IMU 200
Год регистрации 2014
Дата протокола Приказ 1938 п. 16 от 05.12.2014
Срок действия сертификата 05.12.2019
Страна-производитель  Германия 
Тип сертификата (C - серия/E - партия) C

Назначение

Масс-спектрометры квадрупольные IMU 200 (далее - масс-спектрометры) предназначены для измерения изотопного состава урана и для качественного определения масс (массовых чисел) химических элементов (примесей) в гексафториде урана при проведении анализа в процессах производства, обогащения и переработки ядерного топлива по аттестованным методикам измерений.

Описание

Принцип действия масс-спектрометра основан на ионизации компонентов, последующем их разделении и детектировании.

Масс-спектрометр представляет собой лабораторный прибор, включающий в себя блок анализатора, блок электроники, отдельную криогенную ловушку и персональный компьютер (ПК). В блок анализатора входят система подготовки проб газа, система откачки, источник ионов, квадрупольный анализатор масс, детектор Фарадея и детектор ВЭУ (вторичный электронный умножитель) и электрометрические усилители.

Система подготовки проб газа доставляет поток газа к источнику ионов, в котором происходит ионизация пробы газообразного гексафторида урана. Затем ионизированный газ попадает в квадрупольный анализатор (фильтр) масс, в котором ионы разделяются исходя из отношения Z/m (заряда к массе). Ионы со значениями больше или меньше чем заданное задерживаются на стенке фильтра масс, а на выход анализатора (фильтра масс) попадает поток ионов с заранее заданным значением Z/m. Детектор Фарадея и вторичный электронный умножитель (детектор ВЭУ) измеряют образующиеся ионные токи. Калибровка проводится по стандартным образцам с известным составом изотопов. Из отношения ионных токов определяются атомные доли изотопов в пробе газа.

Программное обеспечение

Масс-спектрометры оснащены программным обеспечением (ПО), позволяющим осуществлять диагностику технического состояния системы, контроль процесса измерений, сохранять результаты измерений, проводить их статистическую обработку и архивирование.

ПО масс-спектрометра установлено на следующих компонентах:

1. Персональный компьютер. Назначение: отображение, хранение и обработка измерительной информации. Номер версии ПО установленного на персональном компьютере идентифицируется при запуске программы путем вывода на экран номера версии и при обращении к соответствующему подпункту меню.

2. Программируемый логический контроллер (Programmable Logic Controller -PLC) SIMATIC S7-300. Назначение: обеспечение безопасной работы масс-спектрометра (блокирование опасных действий оператора или измерительных программ, подача сигналов о неисправностях и т.д.)

3. Контроллеры LOGO! Назначение: Управление системой жидкого азота и управление триггером для контроля связи спектрометр - компьютер

4. Пульт управления SIMATIC OP 170B (сенсорный экран). Назначение: ручное управление системой откачки и параметрами системы безопасности прибора (защищено паролем доступа), а также визуализация состояния измерительной системы и системы откачки прибора.

В микроконтроллерах и в пульте управления (номера 2, 3, 4) ПО заложенно в процессе производства и защищено от доступа.

Идентификационные данные ПО

Место установки

Идентификационное наименование

Номер версии (идентификационный номер)

Цифровой идентиф икатор

Алгоритм вычисления цифрового идентификатора

Персональный компьютер

Quadstar

7.02

-

-

Г лавный контроллер PLC SIEMENS SIMATIC S7-300

Step 7

5.3.2.0

6ES7810-4CC07-0YA5

недоступен

Контроллеры SIEMENS LOGO!

Logo Soft Comfort

6.1.12

6ED1058-0BA02-0YA0

недоступен

Пульт управления SIEMENS SIMATIC OP 170B

WinCC Flexible

2007

1.2.0.0

6AV6611-0AA51-2CA5

недоступен

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» по Р 50.2.077-2014.

Общий вид всех компонентов масс-спектрометра, а также детальные изображения

стойки с электроникой и блока анализатора представлены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1. Общий вид всех компонентов масс-спектрометра

1 Криогенная ловушка

2 Анализатор изотопов UF6

3 Стойка с электроникой

1 - Вакуумная схема со светодиодной индикацией

2 - Пульт управления SIEMENS SIMATIC OP 170B

3 - Главный контроллер PLC SIEMENS SIMATIC S7-300

4 , 5 - Контроллеры SIEMENS LOGO!

Технические характеристики

Наименование характеристики

Значение характеристики

Диапазон измерений атомных долей изотопов урана

от 0 до 1

Предел допускаемого относительного среднего квадратического отклонения случайной составляющей относительной погрешности (при измерении отношений атомных долей изотопов урана), %

0,1

Диапазон измерений масс (массовых чисел), а.е.м.

от 1 до 512

Разрешающая способность на уровне 10 % интенсивности линий масс-спектра, не менее

1

Предел обнаружения по основному пику 238UF5+, млн-1, не более

2,5

Параметры источника питания:

Напряжение, В

Частота, Гц

220± 10 % 50/60

Потребляемая мощность, В • А, не более

1500

Г абаритные размеры, мм

1120 х 1895 х 1058

Масса, кг, не более

300

Условия эксплуатации:

- температура окружающего воздуха, оС

- относительная влажность воздуха, %, не более

от 18 до 25

75

Знак утверждения типа

наносится на лицевую панель масс-спектрометра методом наклейки и на титульный лист Руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

- масс-спектрометр;

- комплект эксплуатационных документов:

- руководство по эксплуатации;

- руководство на программное обеспечение

- методика поверки (МП 60-241-2014)

Поверка

осуществляется по документу МП 60-241-2014 «ГСИ. Масс-спектрометры квадрупольные

IMU 200. Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» 29 сентября 2014 г.

Эталонные средства измерений, используемые при поверке:

стандартные образцы изотопного состава урана:

- ГСО 7518-99 (отношение массовой доли изотопов U-235/U-238 2,04^10'5, абс. погрешность ± 240-7);

- ГСО 7519-99 отношение массовой доли изотопов U-235/U-238 0,0020226, абс.

погрешность ± 1,840’6);

- ГСО 7535-99 отношение

массовой

доли

изотопов

U-235/U-238

0,10194,

абс

погрешность ± 5 •10-5);

- ГСО 7540-99 отношение

массовой

доли

изотопов

U-235/U-238

0,57151,

абс

погрешность ± 0,00029);

- ГСО 7541-99 отношение

массовой

доли

изотопов

U-235/U-238

0,92236,

абс

погрешность ± 0,00029).

Сведения о методах измерений

Методика измерений представлена в руководстве по эксплуатации.

Нормативные документы

Техническая документация фирмы-изготовителя «InProcess Instruments Gesellschaft fur Prozessanalytik mbH», Германия.

Рекомендации к применению

Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям

Развернуть полное описание