Искролайн
Разработка и производство
атомно-эмиссионных спектрометров
спектрометры доп. оборудование аналитика

СПАС-01 — современный дуговой оптический эмиссионный спектрометр для спектрального анализа порошковых материалов, металлов, сплавов, масел и других жидкостей 

Описание

СПАС-01 – современный дуговой эмиссионный спектрометр

Оптический эмиссионный спектрометр с источником возбуждения спектров – дуговым разрядом в воздухе, – СПАС-01 предназначен для экспрессного спектрального анализа элементного состава порошковых материалов (включая почвы, породы, геологические образцы и т.п.), металлов, сплавов, масел и других жидкостей.

Дуговой эмиссионный спектрометр СПАС-01 применяется для входного контроля сырья и выходного контроля продукции в черной, цветной, порошковой металлургии; горнодобывающей, горно-обогатительной и горно-перерабатывающей промышленности для анализа; при производстве особо чистых материалов; в экологии; в пищевой промышленности; в криминалистических лабораториях; научно-исследовательских институтах и др.

Для спектрального анализа проб на спектрометр СПАС-01 доступны любые спектральные линии в диапазоне 185 – 915 нм с разрешением 0.007-0.01 нм (в диапазоне 185-415 нм) и 0.04-0.06 нм (в диапазоне 415-915 нм).

Пределы обнаружения элементного спектрального анализа твердых веществ на спектрометре СПАС-01 по критерию «3σ» для большинства элементов лежат в диапазоне 10-5 – 10-4 %.

СПАС-01 состоит из источника возбуждения спектров на основе генератора дуговых разрядов PRIMA A и универсального штатива УШТ-4, спектрографа 2S36501225, системы регистрации на 24-х линейных ПЗС детекторах, управляющего персонального компьютера, а также корпуса с рабочим местом оператора.

Основные блоки спектрометра обладают рядом оригинальных особенностей:

Генератор дуговых разрядов PRIMA A

По сравнению с генераторами предшествующих поколений ДГ-2, ИВС-23, УГЭ-4 обладает следующими преимуществами:

  • стабильность тока в 20-30 раз более высокая: не хуже 0.5% (в диапазоне напряжений питания 200-250В) и не зависит от изменения межэлектродного расстояния из-за выгорания электродов;
  • возможность задавать из компьютера произвольную зависимость тока дуги от времени;
  • возможность предустановки требуемого тока без предварительного сжигания пробы;
  • в режиме униполярной дуги предусмотрена автоматическая смена полярности электродов в процессе анализа без прерывания дуги. Моменты смены полярности устанавливаются в пределах 0-999 с произвольно в ручном режиме или в режиме управления от компьютера;
  • отсутствует балластное сопротивление;
  • высокий КПД: коэффициент преобразования потребляемой энергии - не менее 80%;
  • потребление электроэнергии при одинаковом выходном токе приблизительно в 10 раз меньше;
  • не вызывает при работе сбоев компьютеров и других электронных приборов;
  • не создает при работе акустического шума;
  • наличие как ручного, так и компьютерного управления;
  • вес в 30-50 раз, а объем в 20-40 раз меньше;
  • не требует пусконаладочных работ и работ по ежедневному обслуживанию.

Спектрограф 2S36501225

  • Спектрограф 2S36501225 – сдвоенный, т.е. на одном оптическом основании располагаются два спектрографа (с оптическими схемами Пашена-Рунге), оптически связанные через нулевой порядок дифракции первого спектрографа. Это наиболее рациональная конструкция для широкодиапазонных светосильных спектрографов.
  • Применяются высококачественные голограммные вогнутые дифракционные решетки, параметры которых специально оптимизированы для оптических схем спектрографов, применяемых в спектрометрах ООО "Промоптоэлектроника".
  • Доведенная до совершенства за два десятилетия технология изготовления спектрографов позволяет достичь практически предельных для данного типа спектральных приборов значений спектрального разрешения, например, в дуговых спектрометрах СПАС-01 спектральное разрешение составляет 0.007-0.01 нм (в диапазоне 185-415 нм) и 0.04-0.06 нм (в диапазоне 415-915 нм).
  • Эта же технология обеспечивает исключительно высокую температурную стабильность настройки спектрографов, причем без удорожающих прибор специальных систем термостабилизации. Остаточный уход спектральных линий составляет не более одного-двух пикселов (т.е. всего 10-15 мкм!) при изменении температуры на 10°С. Но даже этот небольшой уход автоматически (незаметно для оператора) корректируется.

Система регистрации на линейных ПЗС-детекторах

  • Формирует управляющие синхросигналы для тактирования линейных ПЗС-детекторов типа TCD1304DG (фирма TOSHIBA) или их аналогов.
  • Оцифровывает аналоговые сигналы с линейных ПЗС-детекторов и сохраняет полученные данные во внутренней памяти.
  • Осуществляет предварительную обработку оцифрованного сигнала.
  • Осуществляет прием команд и передачу обработанных данных в управляющее устройство (персональный компьютер).
  • Состоит из одной или нескольких (до 5 штук) параллельно подключенных плат. Каждая плата позволяет подключить до 18-ти (включительно) линейных ПЗС-детекторов. Система регистрации на 5-ти платах позволяет обрабатывать сигналы с 90 линейных ПЗС-детекторов. В дуговом эмиссионном спектрометре СПАС-01 применяется система регистрации из 2-х плат, обслуживающая 24 ПЗС детектора.
  • Аналоговые сигналы со всех линейных ПЗС-детекторов обрабатываются параллельно и одновременно, независимо от количества подключенных плат, что в дальнейшем позволяет использовать корреляционные методы обработки сигнала.
  • Внутренняя память каждой платы системы регистрации позволяет сохранить до 500 кадров. Один кадр представляет собой оцифрованный сигнал с 3692 пикселей каждой из 18-ти подключенных линейных ПЗС-детекторов.
  • Аналоговый сигнал оцифровывается с разрешением 16 бит.
  • Время накопления каждого кадра устанавливается оператором в пределах 0.004 - 60.0 сек с шагом 0.004 сек.
  • Для регистрации длительных процессов, требующих сохранения более 500 кадров, предусмотрен режим прореживания кадров. Коэффициент прореживания задается в диапазоне 1 - 255. При обычном режиме Кпрореживания = 1, то есть сохраняется каждый кадр. Например, при Кпрореживания = 5 будет сохраняться каждый 5-ый кадр.
  • Запуск начала регистрации возможен двумя способами: внешний (команда из управляющего компьютера) и автономный (например, по вспышке излучения). Во втором способе регистрация начинается только при фиксации сигнала с какой-либо из ПЗС линеек больше заданного.
  • Система регистрации позволяет передавать как все зарегистрированные кадры, так и только среднее по всем кадрам (для сокращения времени передачи большого объема данных на управляющий компьютер и снижения на нем вычислительной нагрузки).
  • Связь с управляющим компьютером осуществляется посредством высокоскоростного интерфейса USB2.0.
  • Питание плат может осуществляться от нестабилизированного источника напряжения постоянного тока в диапазоне 9 -18 В. Внутренние потребители гальванически отвязаны от внешнего источника с развязкой 3.5 кВ.
  • Внутренняя схемотехника плат системы регистрации выполнена с учетом жестких условий эксплуатации, таких как функционирование рядом с источниками сильных электромагнитных помех (генераторы искровых, дуговых, ВЧ и СВЧ разрядов) или функционирование в вакууме до 0.001 мБар (т.е. в условиях плохого теплообмена).

Система управления и программное обеспечение

Спектрометр СПАС-01 управляется с помощью системы управления, включающей в себя персональный компьютер, встроенный в генератор контроллер и специализированное программное обеспечение эмиссионных анализаторов (ПОЭМА).

Программное обеспечение ПОЭМА обладает следующими возможностями:

  • совместимо с Windows98/2000/XP/7;
  • обеспечивает управление источником возбуждения спектров и системой регистрации;
  • обеспечивает два режима работы оператора:
    • «лаборант»: с минимальным и простейшим доступом к управлению спектрометром, обеспечивающим анализ проб по выбранной методике и сохранение результатов;
    • «инженер»: с полным доступом ко всем функциям программного обеспечения, позволяющим самостоятельно создавать аналитические методики, не обращаясь к производителю спектрометра;
  • обеспечивает сохранение и графическое представление спектров с удобной навигацией по спектру, масштабированием, идентификацией спектральных линий и т.д.;
  • содержит обширную базу спектральных линий для их идентификации в спектре и качественного анализа;
  • обеспечивает автоматическую коррекцию остаточного дрейфа спектральных линий;
  • предусматривает режим «осциллограф», позволяющий просматривать изменения интенсивности спектральной линии во времени;
  • позволяет производить индивидуальный учет величины и поведения спектрального фона для каждой аналитической спектральной линии по обе стороны от нее, позволяющий определять аналитический сигнал без учета паразитного излучения плазмы, увеличивая тем самым чувствительность и точность измерений;
  • предусматривает применение для каждого определяемого элемента нескольких аналитических спектральных линий, что автоматически расширяет динамический диапазон измерений вверх по концентрациям в сотни и тысячи раз, обеспечивая практическую неограниченность максимальных концентраций примесных элементов, определяемых на спектрометрах СПАС-01;
  • позволяет оператору достаточно легко и быстро решить одну из самых сложных и трудоемких задач при создании методики измерений – выбор линии сравнения, наилучшей для данной аналитической спектральной линии и данного комплекта стандартных образцов;
  • позволяет для каждой аналитической спектральной линии устанавливать одновременно две линии сравнения, что во многих случаях приводит к значительному улучшению сходимости (вплоть до нескольких раз);
  • предусматривает включение/выключение автоматического учета межэлементных аддитивных и мультипликативных влияний;
  • позволяет учитывать разбавления основы;
  • позволяет быстро строить градуировочные характеристики на основе множественной регрессии;
  • предусматривает одно- и двухточечную рекалибровку градуировочных характеристик;
  • содержит автоматическую сортировку по маркам сплавов ГОСТ;
  • позволяет проводить экспорт/импорт методик измерений;
  • позволяет вести журнал измерений и создавать отчеты о результатах измерения.
к оглавлению

Технические характеристики

Диапазон измерения концентраций, % от 10-5 – 10-4 до десятков
Относительная случайная погрешность (в зависимости от условий измерения), % 5 – 15
Источник возбуждения спектра Типы дуговых разрядов униполярная дуга 3-20А
дуга переменного тока 3-18А
прерывистая дуга 3-8А
Стабильность тока дуги, не более, %
(в диапазоне напряжений питания 200-250В и независимо от изменения межэлектродного расстояния вследствие выгорания электродов)
0.5
Потребляемая мощность, не более, кВт 1.5
Габариты, мм 110 х 370 х 520
Вес, не более, кг 7
Рабочий спектральный диапазон, нм 185 – 915
Среднее спектральное разрешение, нм в диапазоне, нм  
185 – 415 0.007 - 0.01
415 – 915 0.03 - 0.06
Средняя обратная линейная дисперсия, нм/мм в диапазоне, нм  
185 – 415 0.56
415 – 915 3.36
Фотоприемники (линейные ПЗС-детекторы TCD1304DG, TOSHIBA), шт до 24
Длительность одного кадра, с 0.004 – 60
Число кадров 1 – 500
Интерфейс передачи данных USB2.0
Режим передачи кадров все кадры есть
среднее по всем кадрам есть
Электрическое питание (220+22-33) В, (50+2-2) Гц
Потребляемая мощность, не более, Вт без плазмы 500
при горении плазмы 2000
Масса, не более, кг 250
к оглавлению

Метрологические характеристики

Диапазон измерения концентраций в различных пробах от (10-5 – 10-4) % до десятков % при типичной относительной случайной погрешности (в зависимости от условий измерения) 5 – 15 %.

к оглавлению

Габариты

Габариты дугового спектрометра СПАС-01 (Д х Ш х В, мм): 1480 х 1470 х 1200

Минимальная площадь, необходимая для размещения спектрометра: 5 кв. м.

Габариты дугового спектрометра СПАС-01
к оглавлению

У вас возникли вопросы? Задайте вопрос и мы ответим вам течении 1-2 рабочих дней. Или звоните в офис компании.

Смотрите так же:

  • Искролайн 100 — искровой эмиссионный спектрометр для спектрального анализа металлов и сплавов
  • Искролайн 300 и 350 — стационарные лабораторные приборы с более серьезными аналитическими возможностями
  • Эридан 500 — спектрометр с источником возбуждения спектров — индуктивно-связанной плазмой (ИСП-спектрометр)
  • ЛИЭС — уникальный лазерно-искровой спектрометр для анализа токонепроводящих образцов, порошков, монолитов
к оглавлению