Назначение
Спектрометры эмиссионные «ИСКРОЛАЙН» предназначены для количественного эмиссионного спектрального анализа металлов и сплавов путем формирования и измерения аналитического сигнала, пропорционального интенсивности спектральных линий различных элементов.
Описание
В основу работы спектрометра «ИСКРОЛАЙН» (в дальнейшем спектрометр) положен метод эмиссионного спектрального анализа, использующий зависимость интенсивности спектральных линий от содержания элемента в пробе.
Спектрометр состоит из источника возбуждения спектра, вакуумного спектрографа, системы регистрации спектра, контроллера, системы подачи аргона, системы вакуумирования, а также встроенного компьютера. Баллон аргона высокой (спектральной) чистоты присоединяется к спектрометру трубкой медной (или из нержавеющей стали) через фильтр.
Проба, химический состав которой надо определить, устанавливается в штатив и выполняет функцию одного из электродов. Промежуток между пробой и электродом продувается потоком аргона высокой чистоты (чистота газа не менее 99,998%) Между пробой и подставным электродом возбуждается электрический разряд - низковольтная униполярная искра в атмосфере аргона. Величина и форма напряжения и тока формируются источником возбуждения спектров. В разряде происходит возбуждение свечения атомов и ионов пробы. Излучение разряда фокусируется системой освещения на входную щель спектрографа, где раскладывается в спектр при помощи дифракционной решетки. Спектрограф С-5036/4016 спектрометра является сдвоенным, т.е. состоит из двух спектрографов (оба строятся по схеме Пашена-Рунге) С-5036 и С-4016 (с диаметрами кругов Роуланда 50 и 40 см, соответственно), расположенных на одном оптическом основании и оптически связанных через нулевой порядок дифракции спектрографа С-5036. Для разложения излучения в спектр в обоих спектрографах используются вогнутые голограммные дифракционные решетки 3600 шт/мм (в С-5036) и 1600 шт/мм (в С-4016). Разложенный спектр регистрируется при помощи системы регистрации спектра на базе набора фотодиодных линейных приборов с зарядовой связью (ПЗС), расположенных по кругу Роуланда. Выходные сигналы всех ПЗС-детекторов передаются на АЦП и далее на микроконтроллер и по шине USB в компьютер. Микроконтроллер так же выдает все необходимые сигналы для
управления ПЗС- сенсорами. Для обеспечения работы спектрографа в диапазоне длин волн менее 185 нм производится непрерывная откачка герметичного кожух спектрографа с помощью форвакуумного насоса до давления менее 0,1 мбар. Форвакуумный насос подсоединен к кожуху спектрографа вакуумным шлангом через вакуумный клапан. В вакуумную магистраль также встроен датчик вакуума.
Спектрометр эмиссионный «ИСКРОЛАЙН» выпускается в 3-х модификациях, отличающихся конструктивным исполнением и спектрографами. Конструктивно спектрометры выполнены в виде настольного («ИСКРОЛАЙН-100») и напольных («ИСКРОЛАЙН-300» и «ИСКРОЛАЙН-350») приборов.
По защищенности от влияния пыли и воды спектрометр «ИСКРОЛАЙН» соответствует степени защиты 1Р54СН по ГОСТ 14254-96. Спектрометр не является источником радиопомех. Спектрометр «ИСКРОЛАЙН» ремонтопригоден, восстановление работоспособности
осуществляется в системе заводского обслуживания. По способу защиты человека от поражения электрическим током спектрометр соответствует классу I по ГОСТ 12.2.007.0-75.
Внешний вид трех модификаций спектрометров «ИСКРОЛАЙН» приведен на рисунке 1.
ИСКРОЛАЙН 350
Рисунок 1 - Внешний вид спектрометров эмиссионных «ИСКРОЛАЙН»
Программное обеспечение
Спектрометры эмиссионные «ИСКРОЛАЙН» оснащаются либо встроенным программным обеспечением ПОЭМА, либо встроенным программным обеспечением PPM Pro, которые управляют работой спектрометра, отображают результаты, обрабатывают, передают и хранят полученные данные. Идентификационные данные ПО ПОЭМА и ПО PPM Pro приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО ПОЭМА и ПО PPM Pro
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| ПО ПОЭМА | ПО PPM Pro |
| Идентификационное наименование ПО | SPL | PPM Pro |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | от 3.3.0.146 до 4.0.0.17 | не ниже 3.15.0.1 |
| Цифровой идентификатор ПО (расчет по алгоритму MD5) | метрологически значимый файл SPL.EXE: - для версии 3.3.0.146: 920edaff81b6c404f4256624b cd10a97 для версии 4.0.0.17: e2ba87eea94fd178e9b09bc0e 1511ea3 | метрологически значимый модуль metrology.dll - для версии 3.15.0.1 2f207db8d24ec6cae077dd7e0 c9ccb57 |
Уровень защиты ПО ПОЭМА от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует среднему уровню по Р 50.2.077-2014. Уровень защиты ПО PPM Pro от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует среднему уровню по Р 50.2.077-2014. Влияние ПО ПОЭМА и ПО PPM Pro на метрологические характеристики спектрометров эмиссионных «ИСКРОЛАЙН» учтено при их нормировании.
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Рабочий спектральный диапазон, нм - «ИСКРОЛАЙН-100» | 174 - 441 |
| - «ИСКРОЛАЙН-300» и «ИСКРОЛАЙН-350» | 174 - 915 |
| Спектральное разрешение, нм, не более - «ИСКРОЛАЙН-100» | 0,15 |
| - «ИСКРОЛАЙН-300» и «ИСКРОЛАЙН-350»: | |
| в диапазоне 174 - 410 нм | 0,05 |
| в диапазоне 410 - 915 нм | 0,2 |
| Пределы детектирования легирующих и примесных элементов (углерода, хрома, марганца, титана, кремния, никеля, меди, ванадия) (по критерию 3о) при анализе сталей , %, не более | 0,0001 |
| Предел допускаемого относительного СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей при анализе сталей, %, не более - в диапазоне массовых долей элементов свыше 0,0001% до 0,01% | 40 |
| - в диапазоне массовых долей элементов свыше 0,010% до 0,10% | 10 |
| - в диапазоне массовых долей элементов свыше 0,10% до 1,0% | 7 |
| - в диапазоне массовых долей элементов свыше 1,0% до 99,90% | 10 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Средняя обратная линейная дисперсия, нм/мм, не более - «ИСКРОЛАЙН-100» | 1,7 |
| - «ИСКРОЛАЙН-300» и «ИСКРОЛАЙН-350»: в диапазоне 174 - 410 нм | 0,56 |
| в диапазоне 410 - 915 нм | 1,7 |
| Система возбуждения спектра (тип разряда - низковольтная униполярная искра в атмосфере аргона): - диапазон напряжений, В | от 100 до 500 |
| - диапазон частот, Гц | от 100 до 400 |
| - диапазон емкостей, мкФ | от 2 до 8 |
| - диапазон индуктивностей, мкГн | от 40 до 750 |
| - диапазон сопротивлений, Ом | от 0,3 до 3,3 |
| Система регистрации: - диапазон длительности одного кадра, с | от 0,004 до 60,000 |
| - число кадров | от 1 до 500 |
| Габаритные размеры, мм, не более: модификации «ИСКРОЛАЙН-100» | 550x740x470 |
| модификации «ИСКРОЛАЙН-300» | 1200x1060x750 |
| модификации «ИСКРОЛАЙН-350» | 970x840x1060 |
| Масса, кг, не более, модификации «ИСКРОЛАЙН-100» | 60 |
| модификаций «ИСКРОЛАЙН-300» и «ИСКРОЛАЙН-350» | 250 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 500 |
| при горении искры, ВА, не более | 900 |
| Электрическое питание | (220+2233) В (50+2) Гц |
| Время установления рабочего режима, мин, не более | 30 |
| Средний срок службы, лет | 7 |
| Средняя наработка спектрометра на отказ, ч, не менее | 9000 |
| Условия эксплуатации: Диапазон температуры, °C Диапазон атмосферного давления, кПа Диапазон относительной влажности, % при t = 25 °C | от +15 до +25 от 84,0 до 106,7 от 20 до 80 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации спектрометров эмиссионных «ИСКРОЛАЙН» методом компьютерной графики и на боковую (или заднюю) панель корпуса спектрометра в виде специальной таблички.
Комплектность
Определяется заказом и отражается в паспорте на прибор; базовый комплект поставки спектрометров эмиссионных «ИСКРОЛАЙН» приведен в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность спектрометров эмиссионных «ИСКРОЛАЙН»
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Спектрометр эмиссионный «ИСКРОЛАЙН» (в зависимости от модификации) | | 1 шт. |
| Монитор | | 1 шт. |
| Клавиатура | | 1 шт. |
| Манипулятор типа “Мышь” | | 1 шт. |
| Программное обеспечение ПОЭМА | | 1 диск |
| Программное обеспечение PPM Pro (опционно) | | 1 диск |
| Трубка медная или из нержавеющей стали длиной не менее 2 м со штуцером и фильтром для подачи аргона от баллона | | 1 шт. |
| Кабель сетевой на 220 В не менее 2 м | | 1 шт. |
| Комплект ЗИП | | 1 комплект |
| Паспорт | СПКОМ 4434-00169284287-2011 ПС | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации с изменением № 1 от 12.01.2017 г. | СПКОМ 4434-00169284287-2011 РЭ | 1 экз. |
| Описание программного обеспечения PPM Pro (опционно) | СПКОМ 4434-00169284287-2017 ПО | 1 экз. |
| Методика поверки | МП-242-1154-2011 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-1154-2011 «Спектрометры эмиссионные «ИСКРОЛАЙН».
Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» «12» апреля 2011 г.
Основные средства поверки: стандартные образцы состава сталей углеродистых и легированных ГСО 4165-91П, 2489-91П^ 2497-91П (комплект УГ0и-УГ9и); стандартные образцы состава сталей углеродистых и легированных ГСО 10504-2014 (комплект ИСО УГ0к-УГ9к).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на переднюю панель спектрометра, как показано на рисунке 1.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Технические условия СПКОМ 4434-001-69284287-2011 ТУ
13546-93
