Назначение
Спектрометры эмиссионные моделей F20, EsaPort, SOLARIS, SOLARIS CCD Plus, MetalLab 75/80 предназначены для измерения содержания химических элементов в металлах и сплавах.
Описание
Принцип действия спектрометров основан на эмиссионном спектральном анализе с возбуждением пробы с помощью электрического разряда
В состав спектрометров входят: источник возбуждения спектра, оптическая система (по-лихроматор), вакуумная система, система термостатирования полихроматора, система подачи аргона, блоки питания и контроллер, позволяющий управлять процессом анализа и регистрировать результаты с помощью IBM - совместимого компьютера. Оптическая система спектрометров базируется на схеме Пашен-Рунге с вогнутой дифракционной решеткой, работающий в первом и во втором порядке спектра. Количество измерительных каналов определяется числом выходных щелей или количеством пикселей в диодные линейке. Регистрация спектра осуществляется с помощью набора фотоэлектронных умножителей, оптимизированных по спектральной чувствительности для определенных участков спектра, или с помощью диодной линейки. Далее электрические сигналы, пропорциональные интенсивности света, попадающего на фотоэлектронные умножители или диоды, после аналого-цифрового преобразования отображаются на компьютере.
Основные отличия моделей спектрометров состоят в следующем.
Спектрометры F20 являются настольными приборами в жестком металлическом корпусе с термоизолированной, герметичной оптической системой. Возможность вакуумирования позволяет расширить диапазон регистрируемых длин волн в коротковолновую область спектра.
Спектрометры EsaPort являются мобильными приборами с дуговым и /или искровым источником возбуждения спектров, и может работать в трех режимах: сортировка, анализ и идентификации сплавов. Регистрация спектра осуществляется с помощью диодной линейки.
Модель SOLARIS является настольным прибором на фотоэлектронных умножителях или диодных линейках и предназначена для анализа черных и цветных металлов.
Модель SOLARIS CCD Plus предназначена для анализа как черных, так и цветных металлов, отличается возможностью конфигурирования под требования заказчика непосредственно на рабочем месте.
Спектрометры MetalLab 75/80 выпускаются в 4-х исполнениях: базовая MLV для решения рутинных задач; исполнении MLA для анализа цветных металлов; исполнении MVU с трехметровым оптическим кабелем с выносным пистолетом для анализа крупногабаритных деталей; исполнение ATL с несколькими оптическими системами.
Модели спектрометров различаются техническими и метрологическими характеристиками.
Внешний вид спектрометров представлен на рисунках 1-5. Знак поверки наносится на лицевую панель рядом с названием спектрометра.
Рисунок 1 - Модель F20
Рисунок 2 -Модель EsaPort
Рисунок 3 - Модель SOLARIS
Рисунок 4 - Модель SOLARIS CCD Plus
Рисунок 5 - Модель MetalLab 75/80
Программное обеспечение
Управление процессом измерения, задание параметров возбуждения спектра, обработка выходной информации осуществляется с помощью программного обеспечения “MetalLab”, установленного на внешнем или встроенном (для модели EsaPort) персональном компьютере. Пломбировка приборов конструкцией спектрометров не предусмотрена. Идентификационные данные ПО спектрометров приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MetalLab |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 8.74 |
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» по Р 50.2.077-2014. Влияние ПО на метрологические характеристики учтено при их нормировании.
Технические характеристики
приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование характеристики | Значение характеристик для модели |
| F20 | EsaPort | SOLARIS | SOLARIS CCD PLUS | MetalLab 75/80 |
| 1. Спектральный диапазон, нм - с воздушной или газонаполненной оптической системой | От 190 до 700 | От 165 до 410 | от 165 до 700 | | От 190 до 700 |
| - с вакуумной оптической системой | От 120 до 700 | | | От 130 до 900 | От 120 до 800 |
| 2. Фокусное расстояние, мм | 500 | 300 | 300 | 500 | 750 |
| 3. Дифракционная решетка, штри-хов/мм | 2700 или 3600 | 2400, 3000 или 3600 | 2700, 3000 или 3600 | 2700, 3000 или 3600 | 2400 или 3600 |
| 4. Обратная линейная дисперсия, нм/мм -для дифракционной решетки 2400 штрихов/мм | - | 1,39 | - | - | 0,55 |
| -для дифракционной решетки 2700 штрихов/мм | 0,74 | - | 1,23 | 0,74 | - |
| -для дифракционной решетки 3000 штрихов/мм | | 1,11 | 1,11 | 0,67 | - |
| -для дифракционной решетки 3600 штрихов/мм | 0,55 | 0,9 | 0,9 | 0,56 | 0,37 |
| 5.Ширина входной щели, мкм | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 6.Ширина выходных щелей, мкм | От 25 до 70 | Нет | От 25 до 70 | Нет | От 25 до 70 |
| 7. Предел допускаемого относительного СКО результатов измерений (n=10) % (C,Cr, Mn, Si, Ni) в легированной стали ГСО 7546-99 или алюминиевом сплаве АК5, ГОСТ 7871-63(Cu,Mn,Mg,Fe,Si,Zn, Ni, Ti, Zr) в диапазоне массовой доли элементов: | | | | | |
| От 0,0005 до 0,001 | - | - | - | 15 | 15 |
| От 0,001 до 0,01 | 10 | - | 10 | 10 | 10 |
| Св 0,01 до 0,1 | 5 | 10 | 5 | 5 | 5 |
| Св 0,1 до 0,5 | 3 | 5 | 3 | 3 | 3 |
| Св 0,5 до 1,0 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 |
| Св. 1,0 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 |
Продолжение таблицы 2
| 8. Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50 +/-1) Гц, В | 220+22.зз | 220+2 |
| 9. Потребляемая мощность, кВА - в режиме холостого хода -в режиме анализа | 0,5 1 | 0,5 1 |
| 10. Габаритные размеры, см, не более - длина - ширина - высота | 85 70 65 | 60 51 29 |
| 11. Масса, кг, не более | 70 | 23 |
| 12. Время выхода на режим после полного выключения на длительный период, ч | 2 | 0,5 |
| 13. Условия эксплуатации: - диапазон температуры окружающего воздуха, С - диапазон атмосферного давления, кПа - диапазон относительной влажности при 30 °C, % | |
| 2 -33 | 220+22.33 | 220+22.зз | 220+22.зз |
| 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| 1 | 1 | 1 |
| 26 | 62 | 110 |
| 73 | 36 | 66 |
| 62 | 90 | 105 |
| 80 | 70 | 230 |
| 0,5 | 0,5 | 2 |
| от 5 до 40 | | |
| от 84 до 107 от 20 до 70 | | |
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы руководства по эксплуатации и на правую строну корпуса спектрометров в виде наклейки.
Комплектность
Комплектность спектрометра приведена в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование | Количество | Примечание |
| 1. Спектрометр | 1 | |
| 2.Вакуумная система | 1 | |
| 3. Держатели для образцов адаптеры | | По доп.заказу |
| 4.Магнитный держатель проб | | По доп.заказу |
| 5.Комплект инструментов | 1 | |
| 6.Комплект расходных материалов | 1 | |
| 7. Программное обеспечение | 1 | |
| 8. Комплект документации: | | |
| - паспорт | 1 | |
| - описание программного обеспечения | 1 | |
| -методика поверки | 1 | МП 203-0077-2008 |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП 203 -0077 -2008 «Спектрометры эмиссионные F20, EsaPort, Solaris, Solaris CCD PLUS, MetalLab 75/80. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 29.08.2008 г.
Основные средства поверки:
- стандартный образец состава сталей легированных типов 15Х11МФ, 20Х13, 40X13, 65X13, 20X17H2, 15X5M, 12Х8ВФ (комплект ЛГ37 - ЛГ43) ГСО 7546-99.
- стандартный образец состава стали легированной типа 38Х2МЮА (комплект УГ51 - УГ53) ГСО 7547-99.
Сведения о методах измерений
приведены в следующих документах:
- «Спектрометры эмиссионные F20, EsaPort, Solaris, Solaris CCD PLUS, - Metallab 75/80, Руководство по эксплуатации»;
- ГОСТ 18895-97 « Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа»;
- ГОСТ 3221-85 «Алюминий первичный. Методы спектрального анализа»;
- ГОСТ 7727-81 «Сплавы алюминиевые. Методы спектрального анализа»
- ГОСТ 9716.2-79 «Сплавы медно-цинковые. Метод спектрального анализа по металлическим стандартным образцам с фотоэлектрической регистрацией спектра».
Нормативные документы
Техническая документация фирмы «G.N.R. S.r.l.», Италия
810-53