Назначение
Спектрометры-радиометры цифровые портативные многоканальные гамма- и рентгеновского излучения digiDART (далее по тексту спектрометры digiDART) предназначены для измерения энергии фотонов рентгеновского и гамма-излучения, а также активности (удельной, объемной) гамма-излучающих радионуклидов в пробах и объектах в соответствии с аттестованными методиками (методами) измерений (при использовании в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений).
Описание
Принцип действия спектрометров digiDART основан на измерении амплитуды токового импульса, возникающего при поглощении рентгеновского и гамма-излучения в чувствительном объеме детектора, величина которой пропорциональна энергии поглощенного фотона.
Конструктивно спектрометры digiDART состоят из:
детектирующей системы, включающей в себя
- полупроводниковый детектор на основе сверхчистого германия серий GEM, PROFILE-GEM (GEM-C, GEM-S, GEM-SP), GMX, GLP, SGD-GEM, SGD или кремния (SLP) c криостатом с азотной, электрической или комбинированной системой охлаждения,
- либо сцинтилляционный детектор на основе Nal(Tl) или CsI(Tl) серий 905-1, 905-3, 905-4, 2BY2 и серии Scionix;
интерфейсного модуля питания детектора DIM или системы SMART-1;
цифрового портативного многоканального анализатора (МКА) digiDART (варианты исполнения: digiDART, digiDART-32).
Анализатор digiDART способен работать автономно без персонального компьютера (ПК), накапливать спектры, сохранять их во внутренней энергонезависимой памяти (от 23 до 614 спектров в зависимости от их размеров), осуществлять передачу спектров через порт USB в ПК для дальнейшего анализа.
Наличие встроенного жидкокристаллического дисплея и клавиатуры позволяет проводить настройку параметров анализатора и управлять процессом измерений при работе в автономном режиме, а также наблюдать спектр и получать предварительные результаты измерений (до 8 радионуклидов) без компьютера.
Полная обработка результатов измерений, управление процессами регистрации и накопления спектров гамма-излучения выполняются посредством соответствующего программного обеспечения (ПО), установленного на ПК.
Определение активности (удельной, объемной) гамма-излучающих радионуклидов в счетных образцах может быть реализовано только при наличии аттестованных в установленном порядке методик измерений.
Общий вид спектрометра digiDART, анализатора digiDART и схема пломбировки приведены на рисунке 1 (а, б).
б
Рисунок 1 - Общий вид спектрометров digiDART (а), анализатора digiDART (б) и схема пломбировки
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) спектрометра digiDART включает встроенное ПО анализатора digiDART и автономное (внешнее) ПО MAESTRO, которое устанавливается на управляющий компьютер.
Встроенное ПО анализатора digiDART обеспечивает автономную (без персонального компьютера (ПК)) работу спектрометра. Наличие встроенного жидкокристаллического дисплея и клавиатуры позволяет проводить настройку параметров анализатора и управлять процессом измерений при работе в автономном режиме, а также наблюдать спектр и получать предварительные результаты измерений (до 8 радионуклидов) без компьютера. Встроенное ПО включает двухуровневую защиту от несанкционированного доступа паролем.
Автономное программное обеспечение MAESTRO (А65-В32 или A65-BW), установленное на управляющий компьютер обеспечивает наиболее полное управление всеми функциям настройки спектрометров, функциями набора спектров, их визуализация и анализа. MAESTRO объединяет в себе контроль системы сбора данных, управление МКА и функции качественного анализа для использования в гамма-спектрометрах на основе ПК. Включает систему подсказок в режиме реального времени и защиту меню оператора паролем.
MAESTRO работает на платформе Microsoft Windows. Связь аппаратных средств с системой осуществляется по сети Ethernet или через интерфейс USB.
Метрологически значимым является все ПО спектрометров digiDART.
Уровень защиты программного обеспечения спектрометров digiDART от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний», согласно Р 50.2.077-2014.
Влияние ПО учтено при нормировании метрологических характеристик.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО спектрометров digiDART
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Встроенное | Автономное |
| Наименование ПО | digiDART | MAESTRO MCA Emulator for Microsoft® Windows |
| A65-B32 | A65-BW |
| Идентификационное наименование ПО | DDART | Mca32.exe | Mca32.exe |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 214 | 6.08” | 7.01” |
| Цифровой идентификатор ПО | недоступен | 20F273507074677CD1 115465063D9C3F2’ | 9F1D4EBA5FD9C8120 78257F9E2FA5584” |
| Алгоритм получения цифрового идентификатора | - | MD5 | MD5 |
О Номер версии ПО не ниже указанного в таблице.
2) Контрольная сумма относится к версии ПО, указанной в таблице.
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики спектрометров digiDART
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон регистрируемых энергий фотонов, кэВ - при использовании полупроводникового детектора серий: GEM GEM-C GEM-S GEM-SP GMX GLP SGD-GEM SGD SLP - при использовании сцинтилляционного детектора серий: Nal(Tl) или CsI(Tl) серий 905-1, 905-3, 905-4, 2BY2 и серии Scionix | от 40 до 10000 от 3 до 10000 от 3 до 3000 от 3 до 3000 от 3 до 10000 от 3 до 1000 от 40 до 3000 от 40 до 300 от 3 до 30 от 40 до 3000 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности характеристики преобразования (интегральная нелинейность)*, %: - для варианта с полупроводниковым детектором - для варианта со сцинтилляционным детектором | ±0,025 ±0,5 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Энергетическое разрешение спектрометра** - при использовании полупроводникового детектора, кэВ: GEM для линии с энергией 122 кэВ для линии с энергией 1332 кэВ GEM-C для линии с энергией 5,9 кэВ для линии с энергией 1332 кэВ GEM-S для линии с энергией 5,9 кэВ для линии с энергией 1332 кэВ GEM-SP для линии с энергией 5,9 кэВ для линии с энергией 1332 кэВ GMX для линии с энергией 5,9 кэВ для линии с энергией 1332 кэВ GLP для линии с энергией 5,9 кэВ для линии с энергией 122 кэВ SGD-GEM для линии с энергией 122 кэВ для линии с энергией 1332 кэВ SGD для линии с энергией 122 кэВ SLP для линии с энергией 5,9 кэВ - при использовании сцинтилляционного детектора, %: Nal(Tl) или CsI(Tl) серий 905-1, для линии с энергией 661,7 кэВ 905-3, 905-4, 2BY2, и серии Scionix | от 0,85 до 1,5 от 1,75 до 2,4 от 0,73 до 1,23 от 1,80 до 2,30 от 0,35 до 0,50 от 1,80 до 1,90 от 0,30 до 0,43 от 1,80 до 1,90 от 0,665 до 1,3 от 1,8 до 2,65 от 0,165 до 0,385 от 0,480 до 0,595 от 0,625 до 0,950 от 1,70 до 2,20 от 0,510 до 0,650 от 0,160 до 0,250 от 5 до 12 |
| Относительная эффективность регистрации гамма-квантов с энергией 1332,5 кэВ (60Со) в пике полного поглощения***, % GEM GEM-C GEM-S GEM-SP GMX SGD-GEM | от 10 до 150 от 10 до 175 от 7 до 90 от 7 до 65 от 10 до 100 от 15 до 60 |
| Температурная нестабильность: - для варианта с полупроводниковым детектором (при изменении температуры от -10 до +60 °C), %/°С, не более - для варианта со сцинтилляционным детектором (при изменении температуры от 0 до +60 °C), %/°С, не более | 0,0035 0,1 |
| Максимальная допустимая входная статистическая загрузка, с'1, не менее | по5 |
| Время установления рабочего режима (без учета времени охлаждения детектора), мин, не более | 5 |
| Время непрерывной работы от встроенных аккумуляторов, ч, не менее | 9 |
| Нормирующее значение - диапазон регистрируемых энергий. Для спектрометров с диапазоном регистрируемых энергий до 10000 кэВ интегральная нелинейность нормирована в диапазоне до 3000 кэВ. * * Предельные и реальные значения энергетического разрешения спектрометра приводятся в паспорте детектора. * ** Номинальное значение относительной эффективности регистрации согласуется при заказе спектрометра и приводится в паспорте детектора. |
Таблица 3 - Основные технические характеристики спектрометров digiDART
| Наименование характеристики | Значение |
| Число каналов анализатора digiDART digiDART-32 | 16384 32768 |
| Питание осуществляется от: - аккумуляторов типа SONY NP-F960, напряжение, В - внешнего источника, напряжение, В | 7,2 12 |
| Максимально потребляемый ток, А, не более | 1,25 |
| Потребляемая мощность, В А, не более | 15 |
| Габаритные размеры (длинахширина*высота), мм, не более: |
| - полупроводникового детектора | Зависит от конкретной модели детектора и криостата |
| - сцинтилляционного детектора | Зависит от конкретной модели детектора |
| - анализатора digiDART (digiDART-32) | 200x100x75 |
| - интерфейсного модуля питания детектора DIM | 120x82x33 |
| Масса, кг, не более: |
| - полупроводникового детектора | Зависит от конкретной модели детектора и криостата |
| - сцинтилляционного детектора | Зависит от конкретной модели детектора |
| - анализатора digiDART (digiDART-32) с аккумулятором | 0,860 |
| - интерфейсного модуля питания детектора DIM | 0,240 |
| Условия эксплуатации: |
| - температура окружающего воздуха, °C | от-10 до +60 |
| - относительная влажность воздуха (без конденсации), % | от 30 до 80 |
| - атмосферное давление, кПа | от 84 до 106,7 |
Знак утверждения типа
наносится методом компьютерной графики на титульный лист руководства по эксплуатации и на плёночную этикетку, клеящуюся на корпус многоканального анализатора digiDART.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность спектрометров digiDART
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Анализатор digiDART1* | digiDART (digiDART-32) | 1 |
| Детектор: полупроводниковый в криостате с системой охлаждения2* или сцинтилляционный3* | GEM, GEM-C, GEM-S, GEM-SP, GMX, GLP, SGD-GEM, SGD, SLP | 1 |
| на основе Nal(Tl) или CsI(Tl) серий 905-1, 905-3, 905-4, 2BY2 или серии Scionix | 1 |
| Интерфейсный модуль питания детектора1* | DIM, SMART-1 | 1 |
| AC/DC адаптер1* | Model №1512 | 1 |
| Набор соединительных кабелей | - | 1 |
| Защита детектора4* | - | 1 |
| Руководство по эксплуатации5* | - | 1 |
| Методика поверки | МП 2104-0002-2008 с изменением № 1 | 1 |
Продолжение таблицы 4
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Базовое программное обеспечение | MAESTRO (А65-В32 или A65-BW) ’> | 1 |
| Программа количественного анализа гамма-спектров4^ | GammaVision BW, ISOPLUS, семейство SpectraLine ЛСРМ | 1 |
| Компьютер4)6) | - | 1 |
| Принтер4)6) | - | 1 |
| *) Конкретная модель согласуется с заказчиком при заказе спектрометра; 2) Модель детектора, криостата и системы охлаждения согласуется с заказчиком при заказе спектрометра; 3) Модель сцинтилляционного детектора согласуется с заказчиком при заказе спектрометра; 4) Дополнительная поставка по желанию заказчика; 5) Техническое описание на каждый аппаратный компонент спектрометра digiDART; 6) Конкретная модель компьютера и принтера согласуется с заказчиком. |
Поверка
осуществляется по документу МП 2104-0002-2008 «ГСП. Спектрометры-радиометры цифровые портативные многоканальные гамма- и рентгеновского излучения digiDART. Методика поверки» с изменением № 1, утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 15 мая 2019 г.
Основные средства поверки:
- рабочие эталоны 2 разряда по ГОСТ 8.033-96 -источники фотонного излучения радионуклидные спектрометрические закрытые эталонные ОСГИ-3 (per. № 46383-11) с активностью от 104 до 105 Бк с погрешностью не более 6 %.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.
Знак поверки (оттиск поверительного клейма) наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 4.59-79 Система показателей качества продукции. Средства измерений ионизирующих излучений. Номенклатура показателей
ГОСТ 8.033-96 ГСП. Государственная поверочная схема для средств измерений активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников
ГОСТ 26874-86 Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров
ГОСТ 27451-87 Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия
Техническая документация компании Advanced Measurement Technology (ORTEC™)
4252-74