Спектрометры МФС-8. Характеристики, описание, методика поверки.
Госреестр средств измерений РФ на основании сведений из ФГИС “АРШИН”

Спектрометры МФС-8

Основные
Тип МФС-8
Год регистрации 2014
Дата протокола Приказ 152 п. 19 от 20.02.2014
Срок действия сертификата ..
Страна-производитель  Россия 
Тип сертификата (C - серия/E - партия) E

Назначение

Спектрометры МФС-8 предназначены для формирования и измерения аналитического сигнала, пропорционального интенсивности спектральных линий различных элементов, при количественном эмиссионном спектральном анализе глиноземов, гидроксида алюминия, электрокорунда белого.

Описание

В основу работы спектрометров МФС-8 (в дальнейшем - спектрометры) положен метод эмиссионного спектрального анализа, использующий зависимость интенсивности спектральных линий от содержания элемента в пробе.

Спектрометры МФС-8 состоят из источника возбуждения спектра для эмиссионного спектрального анализа Прима-М либо универсального генератора с электронным управлением УГЭ-4, системы фотоэлектрической МФС-8, в состав которой входит штатив УШТ-4, фотоэлектрической приставки ФЭП-10/МФС, а также автоматизированной системы управления на базе IBM-совместимого компьютера.

Проба, химический состав которой надо определить, засыпается в канал нижнего электрода в штативе УШТ-4. В качестве верхнего электрода используют угли спектрально-чистые марки С3, заточенные на полусферу. Между пробой и подставным электродом при помощи источника возбуждения спектров (Прима-М либо УГЭ-4) возбуждается электрический разряд -дуга переменного тока. 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 системы фотоэлектрической МФС-8, где раскладывается в спектр при помощи дифракционной решетки. По-лихроматор разлагает излучение в спектр, характеризующий состав пробы: каждому элементу соответствует своя совокупность спектральных линий, интенсивность которых зависит от содержания элементов в пробе. Полихроматор построен по схеме Пашен-Рунге, в которой входная щель, вогнутая дифракционная решетка и выходные щели установлены на круге Роуланда. Диаметр круга Роуланда 1 м. Рабочая высота входной щели 15 мм, пределы ее раскрытия от 0 до 0,4 мм. Для разложения излучения в спектр используется вогнутая дифракционная решетка 1800 штрихов/мм. Обратная линейная дисперсия (1-й порядок спектра) составляет 0,55+0,10 нм/мм. Высота выходных щелей 15 мм; ширина 40; 75 и 100 мкм. Разложенный спектр регистрируется при помощи фотоэлектрической приставки ФЭП-10/МФС, установленной в корпусе системы фотоэлектрической МФС-8. Приставка конструкционно состоит из плат фотоприемников, установленных на специальные кронштейны, контроллера и блоков питания. В качестве фотоприемников используются фотодиодные линейные приборы с зарядовой связью (ПЗС-линейки фирмы Toshiba TSD-3104). Для перекрытия требуемого спектрального диапазона в приставке ФЭП-10/МФС установлено 10 ПЗС-линеек. Размер фоточувствительного элемента (пикселя) 8х200 мкм, на одной ПЗС-линейке 3648 пикселей. Использование специальной оптической системы обеспечивает устранение спектральных “мертвых зон”. Приставка ФЭП-10/МФС подключается к компьютеру через USB-интерфейс.

Приставка ФЭП-10/МФС совместно с программным обеспечением для ПК WinCCD, которое является неотъемлемой частью приставки, выполняет функции анализа спектра, выбора аналитических линий, измерения относительных интенсивностей спектральных линий и преобразование их непосредственно в параметры, характеризующие содержание элементов в анализируемом материале.

По защищенности от влияния пыли и воды спектрометры МФС-8 соответствуют степени защиты IP54CH по ГОСТ 14254-96. Спектрометры не являются источником радиопомех. Спектрометры МФС-8 ремонтопригодны, восстановление работоспособности осуществляется в системе заводского обслуживания. По способу защиты человека от поражения электрическим током спектрометры соответствуют классу I по ГОСТ 12.2.007.0-75.

Внешний вид спектрометров МФС-8, приведен на рисунке 1.

зав. № 840045 в сборе

зав. № 930016 в сборе

Приставка ФЭП-10/МФС

Рисунок 1 - Внешний вид спектрометров МФС-8

Генератор УГЭ-4 со штативом УШТ-4

Программное обеспечение

Управление процессом измерения и обработки выходной информации осуществляется от IBM-совместимого компьютера с помощью специального программного обеспечения WinCCD. ПО WinCCD имеет структуру автономного программного обеспечение, к метрологически значимой части ПО относятся файл базовой калибровки DefMfs.clb, исполняемый файл winccd.exe и файл библиотеки analise.brc. Программным образом осуществляется настройка спектрометра МФС-8, оптимизация его параметров, управление работой, построение градуировочных зависимостей на основе анализа стандартных образцов, обработка выходной информации, передача данных, печать и запоминание результатов анализа.

Идентификационные данные программного обеспечения WinCCD приведены в таблице 1.

Наименование программного обеспечения

Идентификационное наименование программного обеспечения

Спектрометр МФС-8, зав. №

Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения

Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода)

Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения

WinCCD

DefMfs.clb

840045

394

2E5519D3735A1D10

090243CF8F2F91

MD5

930016

432

WinCCD.exe

840045

394

1EA34495

CRC32

930016

432

F031FAA5

Analise.brc

840045

394

C743307D

CRC32

930016

432

CD3831AE

Влияние программного обеспечения WinCCD на метрологические характеристики

спектрометров МФС-8 учтено при нормировании метрологических характеристик спектрометров.

Уровень защиты программного обеспечения WinCCD от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Таблица 2.

Рабочий спектральный диапазон спектрометра МФС-8, нм зав. № 840045 зав. № 930016

222 - 369

213 - 407

Дрейф положения спектральных линий, нм, не более

5,0

Предел детектирования легирующих и примесных элементов при анализе глиноземов, гидроксида алюминия, электрокорунда белого, %, не более

0,00010

Предел допускаемого относительного СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей при анализе глиноземов, гидроксида алюминия, электрокорунда белого, %

6,0

Предел допускаемого относительного СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей при анализе глиноземов, гидроксида алюминия, электрокорунда белого за 7 часов работы, %

10,0

Система возбуждения спектра (тип разряда - дуга переменного тока):

- МФС-8, зав. № 840045

- диапазон генерируемых токов, А

- МФС-8, зав. № 930016

- диапазон генерируемых токов, А

ИВС Прима-М

4 - 20 генератор УГЭ-4 0,5 - 25

Габаритные размеры, мм, не более

- система фотоэлектрическая МФС-8

- источник возбуждения спектров Прима-М

- генератор УГЭ-4

- штатив УШТ-4

2010x765x420 570x370x115 780x650x1420 480x520x510

Масса, кг, не более

- система фотоэлектрическая МФС-8

- источник возбуждения спектров Прима-М

- генератор УГЭ-4

- штатив УШТ-4

286

10

320

50

Лист № 4

Всего листов 6 Продолжение таблицы 2.

Полная потребляемая спектрометром мощность, Вт, не более - МФС-8, зав. № 840045 с ИВС Прима-М

- МФС-8, зав. № 930016 с генератором УГЭ-4

1200

5000

Электрическое питание

(220+22-зз) В, (50+2) Гц

Время установления рабочего режима, мин, не более,

30

Средний срок службы, лет

7

Средняя наработка спектрометра на отказ, ч

2000

Условия эксплуатации:

Диапазон температуры, °C

Диапазон атмосферного давления, кПа

Диапазон относительной влажности, % при t = 25 °C

10 + 35

84 + 106,7

20 + 80

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации и на специальную табличку на боковой панели спектрометра МФС-8 методом наклейки.

Комплектность

Таблица 3

Наименование

Количество

зав. № 840045

зав. № 930016

Система фотоэлектрическая МФС-8

1

1

Источник возбуждения спектра для эмиссионного спектрального анализа Прима-М

1

-

Универсальный генератор с электронным управлением

УГЭ-4

-

1

Штатив УШТ-4

1

1

Фотоэлектрическая приставка ФЭП-10/МФС

1

1

Программное обеспечение WinCCD

1

1

IBM-совместимый компьютер

1

1

Монитор

1

1

Клавиатура

1

1

Манипулятор типа “Мышь”

1

1

Комплект соединительных кабелей

1

1

Комплект ЗИП

1

1

Руководство по эксплуатации Прима-М

ИВС.001.00.000.00 РЭ

1

-

Техническое описание и инструкция по эксплуатации Генератора УГЭ-4

-

1

Система фотоэлектрическая МФС-8. Формуляр Ю-30.67.059 ФО

1

1

Фотоэлектрическая приставка ФЭП-10/МФС. Паспорт

1

1

Руководство оператора ПО WinCCD

1

1

Методика поверки МП-242-1637-2013

1

1

Поверка

осуществляется по документу МП-242-1637-2013 «Спектрометры МФС-8. Методика поверки», разработанному и утвержденному ГЦИ СИ ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева" «27» августа 2013 г.

Основные средства поверки:

- ГСО состава и свойств глинозема металлургического марки Г-00, № по Госреестру 10213-2013;

- Комплект СО состава глинозема специальных марок, СОП 223-2011П - 230-2011П;

- СО состава глинозема СОП 369-2010, 391-2010, Г 29-12, 35-04, 36-04, 48-04, 49-04, 85-04, 86-04;

- Комплект СО состава электрокорунда белого минусовых фракций, СОП Ц 23-11 - Ц-27-11;

- Комплект СО состава электрокорунда белого, СОП К-12 - К-13, К-15 - К-17;

- Комплект СО состава микропорошков и особо тонких микрошлифпорошков, СОП М 18-10 - М 22-10;

- СО состава гидроксида алюминия, СОП 377-2009,392-2010, 397-2010, ГА 28-11.

Сведения о методах измерений

Методика измерений приведена в документах:

- ГОСТ 23201.0-78 «Глинозём. Общие требования к методам спектрального анализа»;

- ГОСТ 23201.1-78 «Глинозём. Методы спектрального анализа. Определение диоксида кремния, оксида железа, оксида натрия»;

- ГОСТ 23201.2-78 «Глинозём. Метод спектрального анализа. Определение пентоксида ванадия, субоксида марганца, оксида хрома, диоксида титана и оксида цинка»;

- ГОСТ 28654-90 «Материалы шлифовальные из электрокорунда. Методы определения химического состава».

Нормативные документы

1. ГОСТ Р 52931-2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

2. Технические условия ТУ 4434-143-07502348-2002.

Рекомендации к применению

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

Развернуть полное описание