Назначение
Спектрометры рентгенофлуоресцентные ARTAX (ARTAX 200, ARTAX 400, ARTAX 800) предназначены для экспресс-анализа элементного состава различных объектов: произведений искусства, ювелирных изделий, покрытий, пород, почв, порошков, металлов и сплавов и т.д.
Область применения - геология, экология, криминалистика, химическая, электронная, металлургическая и другие отрасли промышленности, а также научные исследования.
Описание
Спектрометр рентгенофлуоресцентный ARTAX (ARTAX 200, ARTAX 400, ARTAX 800) представляет собой стационарный многоцелевой, автоматизированный прибор, обеспечивающий измерение, обработку и регистрацию выходной информации.
Спектрометр состоит из
- перемещающегося по трем координатам (X,Y,Z) устройства;
- измерительной головки, включающей в себя источник рентгеновского излучения, детектор с термоэлектрическим охлаждением (работающий по принципу дрейфовой камеры), рентгеновскую оптику, ПЗС-видеокамеру, лазерный указатель, датчик предотвращения столкновений;
- электронного блока;
- блока управления (терминала)
- компьютера.
Исследуемый объект облучается в зависимости от использованной рентгеновской оптики коллимируемым рентгеновским лучом от 200 до 1500 мкм (ARTAX 200 и ARTAX 400) и соответственно с фокусируемым рентгеновским лучом диаметром около 100 мкм (ARTAX 800). Это высокоэнергетическое излучение возбуждает специфическое для элемента рентгеновское флуоресцентное излучение в пробе. Интенсивность этого характерного излучения - это мера содержания соответствующего элемента в пробе.
Охлажденный полупроводниковый детектор принимает это характерное рентгеновское излучение и превращает его в импульсы тока, которые усиливаются в предварительном усилителе и оцифровываются. Цифровые сигналы передаются из процессора обработки сигналов через последовательный интерфейс на компьютер и запоминаются в нем.
На мониторе компьютера поставляемые детектором последовательности импульсов представляются спектром в зависимости энергия-интенсивность. Программа рассчитывает с учетом энергии возбуждения, эффективности детектора и спектрального распределения интенсивности линий спектра флуоресценции относительный состав элементов пробы.
С помощью трехкоординатной системы управления с шаговыми электродвигателями измерительная головка может позиционироваться. Программа позволяет автоматизированные процессы измерения вдоль заданной линии (линейное сканирование) или по поверхности (отображение поверхности) от до 45 х 45 мм2.
Настройка рабочего зазора между пробой и измерительной головкой производится по принципу оптической триангуляции. Возбуждающий луч и оптическая ось детектора встречаются точно в точке измерения пробы тогда, когда в видеоизображении также введенное наплывом перекрестие встречаются с лазерным пятном в той же самой точке измерения пробы.
Различия в типах пробы, в аналитической постановке вопроса и условиях измерения требуют использования различных модификаций спектрометра:
□ ARTAX 200 - базовый прибор с коллимирующей оптической системой, легким штативом и ручным позиционированием измерительной головки;
□ ART АХ 400 - универсальный прибор с коллимирующей оптической системой для средних разрешений по плоскости между 0,2 мм и 1,5 мм и позиционированием с приводом от шагового двигателя;
□ ARTAX 800 - вариант прибора с фокусирующей рентгеновской оптикой для разрешений по плоскости <100 мкм при высокой интенсивности возбуждения и позиционировании с приводом от шагового двигателя.
Спектрометры ARTAX 400 и ARTAX 800 отличаются источником возбуждения. Он состоит из рентгеновской трубки с кожухом и соответствующей рентгеновской оптики.
Спектрометр ARTAX 400 оснащен мини фокусирующей трубкой (1,2 х 0,1 мм2) с коллимирующей оптической системой. В зависимости от типоразмера коллиматора рентгеновский луч на пробе имеет диаметр между 200 мкм и 1500 мкм.
Спектрометр ARTAX 800 оснащен микро фокусирующей трубкой
(0,05 х 0,05 мм2) в качестве источника рентгеновского излучения и заполненной гелием поликапиллярной минилинзой в качестве фокусирующей рентгеновской оптики. В зависимости от типа линзы и энергии фотона пятно возбуждения имеет диаметр между 50 и 100 мкм на поверхности пробы. Существенное преимущество по сравнению с коллимирующей оптической системой - это очень высокая интенсивность возбуждения в очень малом его объеме.
Альтернативно оба источника рентгеновского излучения могут быть укреплены на измерительной головке. Последняя содержит детектор, осветитель пробы, датчик предотвращения столкновений, лазерный указатель и ПЗС-камеру.
Существенные особенности ARTAX 200 заключаются в ручном позиционировании измерительной головки и применении значительно более легкого штатива. По причине ограниченной стабильности источник возбуждения с поликапиллярной линзой для ARTAX 200 не предусмотрен.
Варианты ARTAX™ 200 и 400 располагают одинаковым типом возбуждения.
Управление процессом измерения осуществляется от внутреннего контроллера и IBM совместимого компьютера с помощью специального программного комплекса.
Технические характеристики
| Диапазон определяемых элементов | от Na (И) до U (92) |
| Энергетическое разрешение (приведенное к K-alpha линии Мп (5,9 КэВ), эВ, при скорости счета 1000 имп/с, не более | 155 |
| Предел допускаемого относительного СКО выходного сигнала, * % | 0,5 |
| Максимальная скорость счета, имп/с | 100 000 |
| Напряжение питания переменного тока частотой (50±1) Гц, В | 220 (+10/-15) % |
| Время подготовки к работе, ч | 1 |
| Потребляемая мощность, ВА | 300 |
| Средний срок службы, лет | 8 |
| Габаритные размеры (ДхШхВ), мм: | |
| Измерительная головка | 450x150x230 |
| Консоль | 280x265x325 |
| Блок управления | 590x345x210 |
| Масса, кг: | |
| Измерительная головка | 5,2 |
| Консоль | 8,0 |
| Блок управления | 23,1 |
| Условия эксплуатации: | |
| - диапазон температуры окружающего воздуха, °C | 17-29 |
| - диапазон относительной влажности окружающего воздуха, %, при t=25 °C | 20-80 |
| - диапазон атмосферного давления, кПа | 84-106,7 |
* По СО КО-100. Число измерений п=10, время накопления 100 с, линия Ti Ка 4,511 keV.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на корпус прибора в виде наклейки и на титульный лист Руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.
Комплектность
Спектрометр ART АХ в составе:
- электронный блок, включающий в себя:
- рентгеновский генератор;
- рентгеновская трубка;
- управляющая электроника;
- измерительная головка, включающая в себя:
- SDD детектор;
- ПЗС видеокамера;
- лазерное устройство наведения;
- коллиматор (ARTAX 200, ARTAX 400);
- линзы (ARTAX 800);
- фильтры первичного пучка
Терминал
Штатив
Соединительные кабели
Набор стандартных образцов Компьютер
- системный блок
- монитор
Пакет программного обеспечения Комплект запасных частей Руководство по эксплуатации Методика поверки
Поверка
Поверка спектрометра осуществляется в соответствии с документом "Спектрометры рентгенофлуоресцентные ARTAX (ARTAX 200, ARTAX 400, ARTAX 800) фирмы " Broker AXS Microanalysis GmbH", Германия Методика поверки", утвержденным ГЦИ СИ ОАО ФНТЦ «Инверсия» в июне 2008 г.
Основные средства поверки: Стандартные образцы КО-79; КО-83, СО КО-100 по Каталогу «ВНИИМ им.Д.И.Менделеева. Эталонные материалы». C-Пб., 2002-2003п, раздел 10.02.
Межповерочный интервал -1 год.
Нормативные документы
1 ГОСТ Р 52931 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов».
2 Техническая документация фирмы-изготовителя.
Заключение
Тип спектрометров рентгенофлуоресцентных ARTAX (ARTAX 200, ARTAX 400, ARTAX 800) утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа и метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.
810-53