Назначение
Спектрометры серии Элемент предназначены для измерений содержания различных элементов, входящих в состав металлов, сплавов, минералов, почв, а так же элементов, входящих в разряд вредных веществ по RoHS в различных материалах в соответствии со стандартизированными и аттестованными методиками (методами) измерений (при использовании в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений).
Описание
Спектрометры серии Элемент (в дальнейшем спектрометры) представляют собой рентгенофлуоресцентные спектрометры, принцип действия которых основан на измерении спектра вторичного рентгеновского излучения. В результате воздействия на исследуемый материал первичного рентгеновского излучения с высокой энергией, происходит испускание вторичного (или флуоресцентного) излучения. Длины волн вторичного (флуоресцентного) излучения определяются наличием в исследуемом материале конкретных элементов. Количественный состав исследуемого материала определяется спектральной интенсивностью вторичного рентгеновского излучения. Метод анализа: энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный (ЭД-РФА).
Спектрометры серии Элемент конструктивно представляют из себя мобильный прибор, все компоненты которого находятся в едином корпусе, и состоят из трех систем: система возбуждения, оптическая система и система регистрации излучения и определения состава вещества. Дополнительной опцией является система продувки гелием. Система возбуждения включает в себя источник питания высокого напряжения, миниатюрную рентгеновскую трубку (50 кВ/100 мкА, Ag-мишень), измерительное бериллиевое окно, встроенное в рентгеновскую трубку. Оптическая система состоит из фильтра и коллиматора, диаметры коллиматора составляют 4 мм и 2 мм в зависимости от модификации. Рабочий спектральный диапазон составляет от 0,10 до 10 нм. В качестве системы регистрации излучения применяется дрейфовый кремниевый детектор SDD 25 мм , в качестве дополнительной опции может применяться детектор Fast-SDD. С детектора сигнал попадает на AMP-систему и цифровую многоканальнаю систему сбора данных, которая усиливает и оцифровывает сигнал со считывающего устройства.
Спектрометры оснащены встроенным компьютером с сенсорным дисплеем, USB-портом для подключения к внешнему компьютеру, портом для подключения карты памяти. Для визуализации объекта анализа применяется камера высокого разрешения 5 Mpx, HD CMOS. Опционально может поставляться лабораторный стенд для анализа. В качестве источника электропитания применяются две стандартных литий-ионных батареи 9 А^ч, либо опционально одна батарея 27 А^ч, которые вставляются в ручку спектрометра. Спектрометр может подключаться к электрической сети через адаптер питания. Результаты измерений заносятся в память спектрометра. Спектрометр поставляется со встроенной библиотекой марок сплавов.
Спектрометры серии Элемент в зависимости от анализируемого материала имеют четыре модификации: Элемент 3000 РФА (анализ вредных веществ по RoHS в различных материалах), Элемент 5000 РФА (анализ металлов и сплавов), Элемент 7000 РФА (анализ минералов), Элемент 9000 РФА (анализ почв).
В целях предотвращения несанкционированного доступа внутрь спектрометра предусмотрено пломбирование его корпуса.
Общий вид спектрометра серии Элемент приведен на рисунке 1.
Программное обеспечение
Спектрометры серии Элемент оснащаются встроенным программным обеспечением ЭЛЕМЕНТ, которое управляет работой спектрометра, отображает результаты, обрабатывает, передает и хранит полученные данные. Уровень защиты ПО ЭЛЕМЕНТ от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует среднему уровню по Р 50.2.077-2014. Влияние ПО ЭЛЕМЕНТ на метрологические характеристики спектрометров серии Элемент учтено при их нормировании. Идентификационные данные ПО ЭЛЕМЕНТ приведены в таблице 1.
| Таблица 1 - Идентификационные данные ПО ЭЛЕМ | ЕНТ |
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | ЭЛЕМЕНТ |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже ЭЛЕМЕНТ_1.X.X_XXXXXX_R 1} |
| Цифровой идентификатор метрологически значимого файла ПО | A9703B600F5CD80F51D4C380C67783DE (файл ExplorerXRF.exe для версии ЭЛЕМЕНТ_1.4.1_170216_^ расчет по алгоритму MD5) |
| 1) Версия ПО может иметь дополнительные цифровые суффиксы |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений массовой доли элементов, % | от 0,10 до 99,90 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности (при измерении массовой доли контрольных элементов Cr, Cu, Mn, Mo, Nb, Ni, Ti, V, W c использованием стандартных образцов сталей легированных №№ в ФИФ по ОЕИ 10504-2014, 8876-2007), %, - в диапазоне массовых долей элементов от 0,10 % до 0,50 % | ±50 |
| - в диапазоне массовых долей элементов св. 0,50 % до 1,0 % | ±30 |
| - в диапазоне массовых долей элементов св. 1,0 % до 99,90 % | ±10 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности (при измерении массовой доли контрольных элементов Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Si, Ti, Zn c использованием стандартных образцов сплавов алюминиевых №№ в ФИФ по ОЕИ 7080-93, 6530-92 - 6534-92), %, - в диапазоне массовых долей элементов от 0,10 % до 0,50 % | ±50 |
| - в диапазоне массовых долей элементов св. 0,50 % до 1,0 % | ±30 |
| - в диапазоне массовых долей элементов св. 1,0 % до 99,90 % | ±10 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности (при измерении массовой доли контрольных элементов Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sn, Zn c использованием стандартных образцов сплавов меди №№ в ФИФ по ОЕИ 4308-88-4312-88 (медно-никелевые), 979-76 - 989-76 (латуни), 6205-91 - 6209-91 (бронзы оловянные)), %, - в диапазоне массовых долей элементов от 0,10 % до 0,50 % | ±50 |
| - в диапазоне массовых долей элементов св. 0,50 % до 1,0 % | ±30 |
| - в диапазоне массовых долей элементов св. 1,0 % до 99,90 % | ±10 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон определяемых элементов | от Mg до U |
| Количество одновременно определяемых элементов, не менее | 40 |
| Энергетическое разрешение, эВ, не более | 139 |
| Габаритные размеры (длинахширинахвысота), мм, не более | 244x90x330 |
| Масса (без батареи), кг, не более | 1,7 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более - режим измерения - режим ожидания - спящий режим | 12 8 2 |
| Электрическое питание осуществляется от: а) литий-ионной аккумуляторной батареи: - напряжение, В - емкость, Ач б) от электрической сети через адаптер питания: - от сети переменного тока: - напряжение, В - ток, А - частота, Гц | 7,4 9,0 (две батареи) либо 27,0 (одна батарея) от 100 до 240 1,0 от 50 до 60 |
| Продолжение таблицы 3 |
| Наименование характеристики | Значение |
| - от сети автомобиля: | |
| - напряжение, В | 9,0 |
| - ток, А | 3,0 |
| - мощность, ВА | 27 |
| Время работы от батареи, ч, не менее | 10 |
| Время установления рабочего режима, с, не более | 70 |
| Срок службы, лет, не менее | 5 |
| Средняя наработка спектрометра на отказ, ч | 20 000 |
| Условия эксплуатации: | |
| - температура окружающей среды, °С | от -20 до +50 |
| - атмосферного давления, кПа | от 84,0 до 106,7 |
| - относительная влажность при температуре +25 °C, %, не более | 90 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации Спектрометров серии Элемент методом компьютерной графики и на боковую панель корпуса спектрометра в виде специальной таблички.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Спектрометр серии Элемент | - | 1 шт. |
| Кейс для переноски | - | 1 шт. |
| Универсальное зарядное устройство | - | 1 шт. |
| Автомобильное зарядное устройство | - | 1 шт. |
| Кабель питания | - | 1 шт. |
| Карта памяти SD 4 Гб | - | 1 шт. |
| Адаптер к карте памяти | - | 1 шт. |
| Кабель Mini USB | - | 1 шт. |
| Аккумуляторная литиевая батарея 9 А^ч | - | 2 шт. |
| Аккумуляторная литиевая батарея 27 А^ч (опционно) | - | 1 шт. |
| Радиационный экран (мембрана) | - | 1 шт. |
| Калибровочный образец | - | 1 шт |
| Программное обеспечение ЭЛЕМЕНТ | - | 1 диск |
| Паспорт | СЭМТ.415441.002 ПС | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | СЭМТ.415441.001 РЭ | 1 экз. |
| Методика поверки | МП-242-2145-2017 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-2145-2017 «Спектрометры серии Элемент. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 25 декабря 2017 г.
Основные средства поверки:
стандартные образцы, регистрационные номера в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений: ГСО 10504-2014 (комплект ИСО УГ0к-УГ9к); ГСО 8876-2007 (комплект ЛГ56-ЛГ64); ГСО 9975-2011 (комплект ИСО ЛГ51 - ИСО ЛГ55); ГСО 4308-88/4312-88 (комплект М88); ГСО 7080-93 (комплект М207); ГСО 6530-92/6534-92 (комплект М180); ГСО 979-76/989-76 (комплект М15); ГСО 6205-91/6209-91 (комплект М187).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на боковую панель спектрометра, как показано на рисунке 1.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Технические условия ТУ 4215-006-61703342-2016 Спектрометр серии Элемент. Технические условия
71382-18: Методика поверки МП-242-2145-2017Скачать3.6 Мб
810-53