ИСКРОЛАЙН 250К

ИСКРОЛАЙН 250К – это искровой оптический атомно-эмиссионный спектрометр в компоновке для настольного размещения (так же может комплектоваться подкатным настраиваевым по высоте столиком для установки на нём спектрометра). Выполнен в виде моноблока с подключаемым вакуумным оборудованием и компьютерной периферией (монитор, клавиатура, «манипулятор мышь»).

Прибор предназначен для экспресс анализа металлов и сплавов (твёрдых токопроводящих проб) для количественного и качественного определения различных легирующих добавок и примесей (в различных основах) в процессе плавки, при сертификационном анализе, а так же для определения марки при входном контроле.

В линейке спектрометров ИСКРОЛАЙН модификация 250К расположена между ИСКРОЛАЙНОМ 100 и ИСКРОЛАЙНОМ 300. По габаритам это практически «сотка»: занимаемая на столе площадь у 250й модели идентична И100, разница только в высоте спектрометра, он выше за счёт дополнительного спектрографа для работы в длинноволновой области спектра (которая на жаргоне называется «красной»).

Использование дополнительного спектрографа позволило улучшить спектральное разрешение в основном диапазоне, где расположено наибольшее число аналитических спектральных линий основных легирующих и примесных элементов. А именно: от 167 нм до 350 нм, что позволило при дисперсии в 0,98 нм/мм достичь спектрального разрешения менее 20 нм (0,017 нм). При этом во втором спектрографе (в диапазоне от 350 нм до 800 нм) удалось достичь показаний более старшей модели – ИСКРОЛАЙН 300, что для этого спектрального диапазона и прибора таких габаритов весьма и весьма достойно.

Такие незаурядные характеристики позволяют ИСКРОЛАЙН 250К чувствовать себя гораздо более уверенно при анализе сложных высоколегированных образцов даже без использования системы учёта влияния «третьих» элементов (которая в программном обеспечении «PPM Pro» присутствует уже в базовой комплектации). Так же спектрометр лучше себя показывает при анализе чистых проб в сравнении с младшей моделью ИСКРОЛАЙН 100.

Конструктивно прибор представдяет собой моноблок, построенный вокруг двух спектрографов с системой возбуждения спектров на базе генератора LCR-разряда СПАРКС со штативом открытого типа, с системой регистрации спектра на 17-ти линейных ПЗС детекторах, под управлением программного обеспечения собственной разработки «PPM Pro», систем: газоподачи, вакуумирования, а также корпуса.

ОСНОВНЫЕ БЛОКИ СПЕКТРОМЕТРА ОБЛАДАЮТ РЯДОМ ОРИГИНАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ:

Система возбуждения спектров на базе генератора LCR-разряда «Спаркс»

Искровой генератор «Спаркс» (от английского слова «sparks» — искры) — это собственная разработка ГК ИСКРОЛАЙН («ООО Промоптоэлектроника»). Генератор был разработан прицельно для использования в атомных эмиссионных спектрометрах «ИСКРОЛАЙН». При разработке особое внимание уделялось надёжности и стабильности метрологически зависимых параметров. Все генераторы перед установкой в прибор проходят непрерывное многодневное тестирование на различных фазах изготовления.

Спектрографы 3033S167-8 и 1633S355-9

• Спектральный блок состоит из двух спектрографов: вакуумируемый 3033S167-8 для синей области спектра и не вакуумируемый 1633S355-9 для красной.
• Применяются высококачественные голограммные вогнутые дифракционные решетки, параметры которых специально оптимизированы для оптических схем спектрографов, применяемых в спектрометрах серии «ИСКРОЛАЙН».
• Доведенная до совершенства за два десятилетия технология изготовления спектрографов позволяет достичь практически предельных для данного типа спектральных приборов значений спектрального разрешения. В спектрометрах Искролайн 250К спектральное разрешение составляет 0.015-0.020 нм (в диапазоне 167-350 нм) и 0.02-0.03 нм (в диапазоне 350-800 нм).
• Великолепная температурная стабильность спектральных приборов ИСКРОЛАЙН достигается за счёт отказа от металлических деталей в оптическом основании. Остаточный температурный уход не превышает 0,01 мм при изменении температуры прибора на 10 градусов без использования активных систем термостабилизации.
• Для обеспечения максимально высокой чувствительности в спектрометре Искролайн 250К в диапазоне длин волн менее 185 нм в кожухе спектрографа 3033S167-8 поддерживается вакуум с остаточным давлением менее 200 мкБар. В этом диапазоне в том числе анализируют такие элементы, как сера, фосфор, бор, углерод (193 нм) и некоторые другие.

Система регистрации на линейных ПЗС-детекторах

• Формирует управляющие синхросигналы для тактирования линейных ПЗС-детекторов (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, обслуживающих 17 ПЗС детекторов.
• 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 17-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.
• 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 интерфейса USB2.0.
• 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 вакуумирования

Вакуумирование кожуха спектрографа осуществляется с помощью пластинчато-роторных масляных форвакуумных насосов с начальной скоростью откачки не менее 5 м3/час и обеспечивающих остаточное давление менее 0.1 мБар.

Применяются малогабаритные, мало шумные, высоко надежные, простые и дешевые в обслуживании современные импортные насосы, оснащенные эффективными и не дорогими фильтрами длительного пользования, исключающими попадание паров масла как в откачиваемый объем, так и в окружающую среду. Насосы снабжены клапанами, отсекающими насос от откачиваемого объема при внезапном отключении электропитания насоса, препятствуя тем самым попаданию масла в спектрограф и безнадежному выходу из строя последнего.

Система управления и программное обеспечение

Искролайн 250к управляется с помощью хорошо зарекомендовавшим себя ПО для эмиссионных анализаторов - «PPM Pro».

• совместимо с Windows XP/7/10;
• 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;
• имеет режим «осциллограф», позволяющий просматривать изменения интенсивности спектральной линии во времени;
• предусматривает применение для каждого определяемого элемента нескольких аналитических спектральных линий, что автоматически расширяет динамический диапазон измерений вверх по концентрациям в сотни и тысячи раз;
• 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.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

* – максимальные определяемые на спектрометрах Искролайн концентрации примесных элементов практически не ограничены, т.к. содержание элементов определяется сразу на нескольких аналитических линиях определяемого элемента большой и малой интенсивности (т.е. на “сильных” и “слабых” линиях). Применение “слабых” линий как раз и расширяет динамический диапазон измерений вверх по концентрациям в сотни и тысячи раз.