- Назначение.
Спектрометр «ИСКРОН-2» предназначен для определения элементного состава металлов и сплавов на любой основе. Спектрометр может использоваться на машиностроительных и металлургических предприятиях, в научно-исследовательских институтах, аккредитованных лабораториях.
2. Условия эксплуатации. Спектрометр должен эксплуатироваться в помещении, удовлетворяющем следующим требованиям: температура окружающей среды: 15-40 °С; атмосферное давление: 84–106,7 кПа (630–800 мм рт. ст.); относительная влажность (при t° = 25 °С): не более 80%; электрическое питание: (220+22-33) В, (50±2) Гц; Спектрометр должен быть подключен к сети переменного однофазного тока 220 В, 50 Гц. 3. Технические характеристики. Оптическая схема спектрометра содержит два спектрографа в одном вакуумном корпусе, что позволяет существенно расширить спектральный диапазон (см. Табл. 1). Таблица 1. Наименование характеристики | Значение характеристики | Рабочий спектральный диапазон, нм | 170 – 915 | Спектральное разрешение, не более, нм - в диапазоне 170-410 нм - в диапазоне 410-900 нм | 0,05 0,2 | Средняя обратная линейная дисперсия в диапазоне: - 170 – 410 нм, не более, нм/мм - 410 – 900 нм, не более, нм/мм | 0,56 1,7 | Фотоприемники | 30 фотодиодных ПЗС | Размер фоточувствительной области ПЗС, мм | 30 х 0,2 | Материал подставного электрода | Вольфрам | Дрейф положения спектральных линий, не более, нм - в диапазоне 170-410 нм - в диапазоне 410-915 нм | 0,1 0,3 | Пределы допускаемых относительных СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей (Cu, Mn, Ni) *, не более, % | 5,0 | Система возбуждения спектра: низковольтная униполярная искра в атмосфере аргона напряжение, В частота, Гц емкость, мкФ индуктивность, мкГн сопротивление, Ом | 400; 500 200; 400 4 250 0,3; 0,43; 0,82; 4,7 | Время измерения, с | 0.004 ÷ 250 | Время установления рабочего режима, не более, мин | 20 | * - при анализе сталей углеродистых легированных в диапазоне массовых долей св. 0,1 до 1%. 4. Сравнение диапазонов определяемых концентраций в низко и среднелегированных сталях*, на спектрометре ИСКРОН-2 и FOUNDRY-MASTER UVR (ИСКРОН-2/ FOUNDRY-MASTER UVR). Таблица 2. | min % | max % | | min % | max % | Fe | Основа сплава | C | 0.0001/0,004 | 2,0 | Si | 0.00002/0,002 | 3,0 | Mn | 0.00003/0,003 | 2.0 | P | 0.0002/0,003 | 0,10 | S | 0.0002/0,003 | 0,1 | Ni | 0.0005/0,005 | 5,0 | Cr | 0.00009/0,003 | 3,0 | Mo | 0.0008/0,005 | 1,0 | Cu | 0.00009/0,001 | 1,0 | V | 0.0005/0,002 | 1,0 | Ti | 0.00004/0,001 | 1,0 | W | 0.0009/0,01 | 2,0 | Al | 0.00002/0,001 | 2.0 | Сa | 0,00002/0,0001 | 0,1 | Pb | 0,001/не опр. | 0,1 | As | 0,001/ 0,005 | 0,2 | B | 0,0001/0,0007 | 0,5 | Sn | 0,001/0,0015 | 0,2 | Zr | 0,001/не опр. | 0,5 | Ag | 0,0001/не опр. | 0,1 | Co | 0,001/не опр. | 0,2 | Nb | 0,001/0,001 | 0,5 | Mg | 0,00005/0,0005 | 0,01 | Sb | 0,001/0,006. | 0,1 | Ce | 0,001/не опр. | 0,1 | Примечание* : в Табл. 2 в столбце «min%» приведены нижние пределы обнаружения. Следует иметь в виду, что максимальные определяемые концентрации примесных элементов в приборе ИСКРОН-2 реально практически не ограничены. Цифры, приведенные в столбце «max%» Табл. 2 взяты либо из ГОСТов на марки углеродистых сталей (если содержание элемента регламентируется), либо ограничивались максимальной концентрацией в используемых эталонах (если содержание элемента не регламентировано соответствующим ГОСТом, например для Ca, B, Ag, Сe и т.п.). Для установления пределов обнаружения использовались комплекты эталонов американского института стандартов и технологий (NIST). 5. Преимущества спектрометра ИСКРОН-2 перед Российскими и зарубежными аналогами. Как видно из данных Табл. 2, минимальные определяемые концентрации примесных и легирующих элементов в данном типе сплавов в десятки раз меньше регламентированных ГОСТ 18895-97 (сталь, метод фотоэлектрического спектрального анализа). Это не только позволяет определять концентрации примесей в чистом железе (марка 00Х), но и анализировать новые типы сталей, разработанные в последнее время, например, листовой прокат, применяемый в России и за рубежом в автомобильной промышленности. Эта сталь характеризуется крайне низким содержанием примесных и легирующих элементов. Кроме того, в последние годы металлурги добились значительного успеха в производстве сталей с низким содержанием P и S (менее 0,001%). Спектрометр ИСКРОН-2 позволяет определять такие концентрации, не прибегая к химическому анализу. Ни один из известных отечественных аналогов не дает такой возможности. В Табл. 2 приведены данные лишь по одному виду сплавов, однако все вышесказанное относится и к сплавам на основе меди, алюминия титана и т.д. Поскольку в приборе ИСКРОН-2 регистрируется сразу весь эмиссионный спектр пробы в диапазоне 174-900 нм, то число определяемых элементов может составлять десятки и ограничивается лишь наличием соответствующих эталонов. Так, можно определять содержание в сплавах щелочных металлов, редкоземельных элементов и пр. Это является существенным преимуществом по сравнению с такими приборами, как спектрометры серии МФС и ДФС. В данном спектрометре применена новая, разработанная компанией ООО ИВС, технология расширения динамического диапазона прибора. Суть ее заключается в том, что определение концентрации идет по нескольким линиям данного элемента разной интенсивности. Это позволяет при использовании двух линий расширять динамический диапазон до 10 раз, трех – до 100 раз и т.д. При этом, прибор автоматически определяет нужную спектральную линию и проводит измерение. Поэтому, не изменяя параметров методики, можно определять концентрации от предельно низких (порядка десятых ppm) до десятков процентов. Таким образом, динамический диапазон данного спектрометра практически не ограничен и в десятки раз превосходит динамический диапазон регистрирующих элементов (ПЗС – линеек), который в данном случае составляет порядка 3* 103. Данная особенность спектрометра является уникальной и не имеет аналогов. Одним из важных преимуществ прибора, в том числе, и перед зарубежными аналогами, является возможность для пользователя самостоятельно разрабатывать методики (после соответствующего обучения) для новых типов сплавов. Как известно, основная трудность при этом – выбор, так называемой, линии сравнения, которая применяется для уменьшения случайных и систематических ошибок измерений. Данная процедура требует знаний в области спектроскопии, что практически исключает возможность разработки новых методик анализа на самом предприятии, эксплуатирующим данный прибор. В спектрометре ИСКРОН-2 выбор линии сравнения происходит автоматически без участия оператора и возможна разработка новых методик обслуживающим спектрометр персоналом. Таким образом, экономятся значительные средства, которые нужно затратить на вызов специалиста фирмы – изготовителя и разработку им конкретной методики анализа нового типа сплава. Как известно, одна из основных характеристик спектрального прибора, определяющая долговременную стабильность измерений – это не чувствительность спектрометра к изменениям температуры окружающей среды. В данном приборе применена запатентованная технология построения оптической схемы без применения в качестве метода термостабилизации внутренних нагревателей спектрографа (как это делается в зарубежных аналогах). Испытания показали, что при изменении температуры окружающей среды в диапазоне 15 – 40 0С изменения показаний прибора при анализе одной и той же пробы обнаружить не удается (практически это означает, что они составляют менее 0,1% от измеряемой концентрации). Таким образом, можно утверждать, что эмиссионный спектрометр ИСКРОН-2 является одним из лучших приборов среди Российских аналогов и не уступает, а по некоторым позициям и превосходит, зарубежные спектрометры для анализа металлов и сплавов. Продукция: Эмиссионный спектрометр ИСКРОН-2. |