Назначение
Спектрометры-толщиномеры рентгенофлуоресцентные FISCHERSCOPE X-RAY моделей XUL220, XULM240, XAN 250, XDL 210, XDL 220, XDL 230, XDL 240, XDLM 237, XDV-ц (далее - спектрометры-толщиномеры) предназначены для измерений толщины покрытий, а также элементного состава и массовой доли элементов в покрытиях и объемных образцах в соответствии с аттестованными методиками (методами) измерений (при использовании в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений).
Описание
Принцип действия спектрометров-толщиномеров основан на энерогодисперсионном рентгенофлуоресцентном методе анализа. Химические элементы, присутствующие в анализируемом образце, излучают характеристические спектральные линии под действием высокоэнергетического излучения рентгеновской трубки. Вторичное рентгеновское излучение классифицируется по энергии излученных квантов с последующей регистрацией энергетического спектра. Специальное программное обеспечение позволяет рассчитать толщину и элементный состав покрытия.
Конструктивно спектрометры-толщиномеры выполнены в виде настольных приборов с отдельно устанавливаемым компьютером и включают в себя следующие основные составные части:
- корпус, служащий для размещения агрегатов спектрометров-толщиномеров, стабилизации аналитических условий и для защиты пользователя от излучения;
- микрофокусная рентгеновская трубка с вольфрамовым анодом и бериллиевым окном для генерирования первичного излучения;
- источник питания для обеспечения всех частей спектрометров-толщиномеров электроэнергией с определенными характеристиками;
- видеокамера для визуального наведения измерителя на определяемую область;
- детектор для регистрации вторичного спектра, излучаемого образцом;
- измерительная камера с платформой для размещения исследуемого образца;
- диафрагма (коллиматор) для ограничения пучка первичного рентгеновского излучения;
- первичные фильтры для оптимизации спектрального состава первичного рентгеновского излучения в расчете на конкретный образец и блокировки нежелательных компонентов спектра флуоресценции.
Спектрометры-толщиномеры выпускаются в следующих моделях XUL220, XULM240, XAN 250, XDL 210, XDL 220, XDL 230, XDL 240, XDLM 237, XDV-ц, которые отличаются конструкцией измерительной платформы, направлением первичного рентгеновского излучения, типом детектора. У моделей XUL220, XULM240, XDL 210, XDL 220, XDL 230, XDL 240, XDLM 237, XDV-ц первичное рентгеновское излучение поступает на исследуемый образец сверху, у моделей XUL220, XULM240, XAN 250 - снизу. Модели XAN 250, XDL 210, XDL 220, XDL 230, XULM240 имеют измерительную платформу с ручным управлением; модели XDL 240 и XDLM 237 - автоматизированную измерительную платформу. Модель XDV-ц оснащена программируемым измерительным столиком с удлиняемым держателем для образцов. Модели спектрометров-толщиномеров XUL220, XULM240, XDL 210, XDL 220, XDL 230, XDL 240, XDLM 237 оснащены пропорциональным счетчиком, модели XAN 250, XDV-ц - кремниевым дрейфовым детектором, который обладает более высоким разрешением, что позволяет увеличить количество анализируемых прибором элементов. Модель XDV-ц также оснащена улучшенной поликапиллярной рентгеновской оптикой, позволяющей фокусировать рентгеновские лучи на сверхмалых исследуемых поверхностях. Поликапиллярная оптика используется вместо магазина коллиматоров и позволяет регулировать площадь измерения, доводя ее до диаметра 20 мкм.
Общий вид спектрометров-толщиномеров с обозначением места нанесения знака поверки представлен на рисунках 1 - 6.
Пломбирование не предусмотрено.
Место нанесения маркировки
| | |
| Место нанесения маркировки | | Место нанесения знака поверки |
Рисунок 5 - Общий вид Спектрометров-толщиномеров рентгенофлуоресцентных FISCHERSCOPE X-RAY моделей XDL 210, XDL 220, XDL 230, XDL 240
Программное обеспечение
Управление спектрометрами-толщиномерами и обработка результатов измерений проводится с помощью специального программного обеспечения WinFTM, установленного на персональный компьютер. Программное обеспечение (ПО) также служит для настройки спектрометров-толщиномеров, проведения измерений, включая визуальный анализ экспериментальных данных, анализа и обработки полученных данных. Измеренные значения сохраняются в памяти персонального компьютера и отображаются на мониторе.
С помощью программного обеспечения WinFTM можно создавать шаблоны для печати протоколов измерений и экспортировать результаты измерений в другие приложения.
ПО состоит из двух функциональных частей:
- часть, описывающая образец, используется для выполнения измерений на образцах;
- часть, описывающая набор калибровочных эталонов, используется для калибровки и периодического контроля спектрометров-толщиномеров.
Программное обеспечение размещается в энергонезависимой памяти персонального компьютера. Функциональность различных версий и дополнительных модулей программы WinFTM разблокируется разными аппаратными ключами, или FISIM (Fischer Software Identification Module). FISIM — это заглушка, вставляемая в порт USB компьютера перед запуском программы WinFTM.
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» согласно Р 50.2.077-2014.
Программное обеспечение (ПО) имеет следующие идентификационные данные.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | WinFTM |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО, не ниже | 6.35 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| XUL220, XULM240, XDL 210, XDL 220, XDL 230, XDL 240, XDLM 237 | XAN 250 | XDV-|i |
| Диапазон измерений толщины покрытия, мкм | от 0,5 до 22,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений толщины одиночного покрытия на однородной основе в диапазоне от 0,5 до 22,0 мкм, % | ±10 | ±5 |
| Диапазон измерений массовой доли элементов, % | от 2,0 до 100,0 | от 0,1 до 100,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений массовой доли элементов в однородном объемном образце, % | ±10 | ±5 |
| Наименование характеристики | Значение |
| XUL220, XULM240 | XDLM 237 | XDL 210 | XDL 220 | XDL 230 | XDL 240 | XAN 250 | XDV-|i |
| Анализируемые элементы | от Cl17 до U92 | Л 113 т т92 от Al до U |
| Диапазон показаний толщины покрытия, мкм | от 0,1 до 60,0 | от 0,01 до 60,0 | от 0,001 до 60,0 |
| Количество анализируемых слоев покрытия, включая основание | 24 |
| Допускаемое отклонение показаний измерения толщины покрытия в диапазоне от 0,1 до 60,0 мкм 1), % | ±5 | ±3 | ±3 |
| Диапазон показаний массовой доли элементов, % | от 0,1 до 100,0 |
| Допускаемое отклонение показаний измерения массовой доли элементов 1), % | ±5 | ±3 | ±3 |
| Г абаритные размеры (длинахширинахвысота), мм, не более: - спектрометров-толщиномеров - внутренней камеры | 403x588x444 403x588x174 | 570x760x650 460x495x146 | 660x835x365 460x495x140 | 403x588x365 310x320x90 | 660x835x720 580x560x145 |
| Масса, кг, не более | 45 | 120 | 94 | 99 | 107 | 120 | 45 | 135 |
| Максимальный вес образца, выдерживаемый измерительным столиком, кг, не более | 2 | 5 | 20 | 5 | 2 | 5 |
| Потребляемая мощность, кВт | 0,12 |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | от 210 до 230 от 50 до 60 |
Продолжение таблицы 3
| Наименование характеристики | Значение |
| XTTT 770 XDLM 237 XDL 210 XDL 220 XDL 230 XDL 240 XAN 250 XDV-u XULM240 ^ |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, %, не более - атмосферное давление, кПа | от +10 до +40 95 от 94 до 106 |
| 1) Определяется по калибровочным образцам, входящим в комплект поставки. |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации печатным методом и на заднюю панель корпуса спектрометров-толщиномеров методом наклеивания.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Спектрометр-толщиномер рентгенофлуоресцентный FISCHERSCOPE X-RAY модели XUL220/ XULM240/ XAN 250/ XDL 210/ XDL 220/ XDL 230/ XDL 240/ XDLM 237/ XDV-|i | - | 1 шт. |
| Набор крепежных принадлежностей | - | 1 шт. |
| Набор калибровочных образцов «HELMUT FISCHER GMBH» | - | 1 шт. |
| USB-кабель | - | 1 шт. |
| Компьютер | - | 1 шт. |
| Принтер | - | 1 шт. |
| CD-диск с программным обеспечением WinFTM | - | 1 шт. |
| FISIM (аппаратный ключ для разблокировки ПО) | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 086.Д4-18 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 086.Д4-18 «ГСИ. Спектрометры-толщиномеры рентгенофлуоресцентные FISCHERSCOPE X-RAY моделей XUL220, XULM240, XAN 250, XDL 210, XDL 220, XDL 230, XDL 240, XDLM 237, XDV-ц. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИОФИ» 29 октября 2018 г.
Основные средства поверки:
- стандартные образцы поверхностной плотности и толщины никелевого покрытия на дюралюминии (набор СО УНИИМ ППТ-1-Н) ГСО 11092-2018/ГСО 11105-2018 (поверхностная плотность покрытия от 4,0 до 1000,0 г/м , толщина покрытия от 0,50 до 112,4 мкм, относительная погрешности аттестованного значения ±2,5 % при доверительной вероятности 0,95);
- стандартные образцы состава, поверхностной плотности, толщины олово-висмутового покрытия на меди (СО УНИИМ ППТМ-ОВ/М-1, СО УНИИМ ППТМ-ОВ/М-2, СО УНИИМ ППТМ-ОВ/М-3, СО УНИИМ ППТМ-ОВ/М-4) ГСО 11156-2018/ГСО 11159-2018 (толщина покрытия от 2,0 до 20,0 мкм, относительная погрешности аттестованного значения ±2,5 % при доверительной вероятности 0,95);
- стандартные образцы состава золота лигатурного ГСО 8756-2006/ГСО 8758-2006/ ГСО 8760-2006/ГСО 8763-2006.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на корпус спектрометров-толщиномеров (место нанесения указано на рисунках 1 - 6).
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.735.0-2011 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в жидких и твердых веществах и материалах. Основные положения
Р 50.2.006-2001 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений толщины покрытий в диапазоне от 1 до 20000 мкм
Приказ Росстандарта № 2089 от 28.09.2018 г. Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений поверхностной плотности и массовой доли элементов в покрытиях
Техническая документация «HELMUT FISCHER GMBH», Германия
74835-19: Методика поверкиСкачать7.6 Мб
54030-13
