Untitled document
Приложение к свидетельству № 31483
об утверждении типа средств измерений
Лист № 1
Всего листов 7
ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Спектрометры эмиссионные «МСА», модификации «МСАI», «МСАII», «МСА
III», «МСА IV», «МСАV», «МСА VI», «МСАVII», «МСАVIII»
Назначение средства измерений
Спектрометры эмиссионные «МСА», модификации «МСАI», «МСАII», «МСА III»,
«МСА IV», «МСАV», «МСА VI», «МСАVII», «МСАVIII» предназначены для формирования и
измерения аналитического сигнала, пропорционального интенсивности спектральных линий
различных элементов, с целью проведения количественного эмиссионного спектрального ана-
лиза металлов и сплавов на машиностроительных и металлургических предприятиях и в науч-
но-исследовательских институтах.
Описание средства измерений
В основу работы спектрометра «МСА» положен метод эмиссионного спектрального ана-
лиза, использующий зависимость интенсивности спектральных линий от содержания элементов
в пробе. Спектрометр может поставляться в восьми модификациях:
«МСАI» (полихроматор I) с источником возбуждения спектра Компакт-Н-1
«МСАII» (полихроматор I и II) с источником возбуждения спектра Компакт-Н-1
«МСА III» (полихроматор III) с источником возбуждения спектра Компакт-Н-1
«МСА IV» (полихроматор III и II) с источником возбуждения спектра Компакт-Н-1
«МСАV» (полихроматор I с генератором УГЭ-4)
«МСА VI» (полихроматор III с генератором УГЭ-4)
«МСАVII» (полихроматор I с источником ИВС-28)
«МСАVIII» (полихроматор III с источником ИВС-28)
Спектрометр выполнен в настольном варианте, может быть установлен какв лабора-
торном помещении, так и непосредственно в цехе. Спектрометр рассчитан на круглосуточную
эксплуатацию.
Проба, химический состав которой надо определить, устанавливается на разрядный сто-
лик полихроматора либо в штатив и выполняет функцию одного из электродов. Между пробой
и подставным электродом при помощи источника возбуждения спектров возбуждается элек-
трический разряд: низковольтная искра в аргоне в случае применения источника возбуждения
спектров Компакт-Н-1; дуга переменного тока либо пульсирующая дуга постоянного тока в
случае применения генератора универсального УГЭ-4;
дуга переменного тока
либо униполяр-
ная дуга в случае применения ИВС-28. В разряде происходит возбуждение атомов и ионов
пробы. При последующем переходе возбужденных атомов и ионов на нижние электронные
уровни происходит испускание излучения характерного спектрального состава. Свечение раз-
ряда проектируется на торец оптоволоконного кабеля, идет по кабелю и освещает входную
щель полихроматора.
Полихроматор формирует пучки лучей монохроматического излучения в виде спек-
тральных линий. Совокупность спектральных линий представляет собой спектр, характери-
зующий состав образца: каждому элементу соответствует своя совокупность спектральных ли-
ний, интенсивность которых зависит от концентрации элементов в пробе. В зависимости от мо-
дификации спектрометра «МСА» применяются следующие три типа полихроматоров:
Характеристика
500
500
500
2400
3600
Две решетки:
2400 и 1200
11
Лист № 2
Всего листов 7
Полихроматор I
(воздушный)
Тип полихроматора
Полихроматор II
(продуваемый аргоном)
Полихроматор
III
Оптическая схема Пашен -
Рунге с радиусом кривизны,
мм
Дифракционная решетка –
голографическая с исправ-
ленным астигматизмом, ко-
личество штрихов на милли-
метр
Обратная линейная диспер-
сия, нм/мм
0,830,550,83 и 1,66
Рабочий спектральный диа-
пазон, нм
190
¸
41075
¸
200
190
¸
410
530
¸
729
Фотоприемники-ПЗС-
линейки, количество уста-
новленных
101
Размер фоточувствительной области ПЗС – (29,2
´
0,2) мм; рабочее поле ПЗС составляет
(29,2 х 5) мм; размер фоточувствительных элементов ПЗС равен (8
´
200) мкм; количество фо-
точувствительных элементов в каждой ПЗС составляет 3648 шт., мертвая зона между рабочими
зонами двух ПЗС, не более 0,7 мм; минимальное время накопления спектра составляет 0,012 с.
В состав устройства подготовки аргона входит редуктор БКО-50-4. Расход аргона со-
ставляет 2
¸
5 л/мин - в режиме обыскривания; 0,3
¸
1,5 л/мин - в режиме ожидания. Индикато-
ром расхода аргона служит ротаметр SMC PFM510-F01-1.
В зависимости от модификации спектрометра «МСА» применяются следующие три типа
источников возбуждения спектров:
Значение характеристики
низковольтная искра в аргоне
350-500
от 25 до 500
3, 7, 11, 15
2,2 и 4,4
63, 80, 170, 400
(220
±
22
33
) В, (50
±
2) Гц
500
100
Наименование характеристики
1. Компакт-Н-1
разряд
диапазон напряжений разряда ,В
частота разряда, Гц
емкость контура, мкФ
сопротивление контура, Ом
индуктивность контура, мкГн
электрическое питание - однофазная сеть переменного тока
потребляемая мощность, Вт
во время обыскривания
в режиме ожидания
2. Генератор универсальный УГЭ-4
разряд
ток дуги, А
разряд
ток дуги, А
электрическое питание - однофазная сеть переменного тока
потребляемая мощность, Вт
дуга переменного тока
до 15
пульсирующая дуга постоянного тока
до 20
(220
±
22
33
) В, (50
±
1) Гц
5000
Лист № 3
Всего листов 7
Значение характеристики
Наименование характеристики
ИВС-28
разряд
ток дуги, А
разряд
дуга переменного тока
до 10
униполярная дуга
частота разрядов в секунду
электрическое питание - однофазная сеть переменного тока
потребляемая мощность, Вт
50 и 25
(220
±
22
33
) В, (50
±
1) Гц
3000
В спектрометре можно одновременно регистрировать интенсивности любого числа спек-
тральных линий.
Внешний вид спектрометра эмиссионного «МСА» приведен на рисунке 1.
Рисунок 1 – Внешний вид спектрометра эмиссионного «МСА»
Программное обеспечение
Управление
процессом
измерения
и обработки выходной информации осуществляется
от IBM-совместимого компьютера с помощью специального программного обеспечения «Гра-
дуировка», которое устанавливается опционально в зависимости от модификации прибора и
запроса пользователя. ПО «Градуировка» является встроенным и его разделение с выделением
метрологически значимой части
не предусмотрено (все ПО
считается метрологически
значи-
мым). Программным образом осуществляется настройка прибора, оптимизация его параметров,
управление работой, построение градуировочных зависимостей на основе анализа стандартных
образцов, обработка выходной информации, передача данных, печать и запоминание результа-
тов анализа.
Идентификационные данные программного обеспечения «Градуировка» приведены в таб-
лице 1.
Наименова-
ние про-
граммного
обеспечения
Цифровой идентификатор
программного обеспечения
(контрольная сумма испол-
няемого кода)
Алгоритм вычисле-
ния цифрового
идентификатора
программного
обеспечения
CRC32
«Градуи-
ровка»
grad.exe
5.1.12.19
SHA-1
Лист № 4
Всего листов 7
Таблица 1.
Идентифика-
ционное на-
именование
программно-
го обеспече-
ния
Номер версии
(идентифика-
ционный но-
мер) про-
граммного
обеспечения
3.1.9.6o
3.1.9.6t
3.1.9.6u
D9CC3C23
9AC2B037
EEE2E323
A37CD132EDCECAC7E0A
B65392D168DE75E07E845
Нормирование метрологических характеристик спектрометра эмиссионного «МСА»
проведено с учетом того, что программное обеспечение «Градуировка» является неотъемлемой
частью спектрометра эмиссионного «МСА». На этапе производства и ввода в эксплуатацию
выполняется настройка характеристик прибора. Последующие изменения настроек спектромет-
ра эмиссионного «МСА», способные привести к искажениям метрологически значимой части
ПО
СИ и
результатов
измерений, становятся невозможными. Уровень защиты программного
обеспечения «Градуировка» от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует
уровню «С» по МИ 3286–2010. Влияние ПО учтено при нормировании метрологических харак-
теристик.
Метрологические и технические характеристики
7,0
(190
¸
410)
(175
¸
410)
(190
¸
410 и 530
¸
729)
(175
¸
410 и 530
¸
729)
0,0040
0,0005
0,0018
0,0010
0,0090
0,0080
0,0035
30
10
4,0
1,0
Таблица 2.
Рабочий спектральный диапазон, нм
«МСАI», «МСАV» и «МСАVII»
«МСАII»
«МСА III», «МСА VI» и «МСАVIII»
«МСА IV»
Пределы детектирования легирующих и примесных элементов при
анализе углеродистых, легированных и высоколегированных ста-
лей,%,не более
- углерода
- хрома, марганца
- кремния
- никеля, меди
- титана,
- ванадия, алюминия
- молибдена
Пределы допускаемых относительных СКО выходного сигнала спек-
трометра в режиме измерения относительных интенсивностей*, %,
не более
- в диапазоне массовых долей элементов от 0,0005 % до 0,010 %
- в диапазоне массовых долей элементов свыше 0,010 % до 0,10 %
- в диапазоне массовых долей элементов свыше 0,10 % до 1,0 %
- в диапазоне массовых долей элементов свыше 1,0 % до 49,90 %
Предел допускаемого относительного СКО выходного сигнала
спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей
за 8 часов работы при анализе образцов стали, содержание элемен-
тов в которых не менее 0,5%,%,не более
* - при анализе углеродистых, легированных и высоколегированных сталей
Лист № 5
Всего листов 7
Габаритные размеры,мм,не более
-полихроматоры I и III
-полихроматор II
-источник возбуждения спектров Компакт-Н-1
-генератор универсальный УГЭ-4
-штатив УШТ-4
-источник возбуждения спектров ИВС-28
-камера разряда
400
´
800
´
210
220
´
600
´
260
470
´
380
´
160
780
´
650
´
1420
480
´
520
´
510
800
´
570
´
1200
480
´
520
´
510
Масса,кг,не более
-полихроматор I
-полихроматор III
-полихроматор II
-источник возбуждения спектров Компакт-Н-1
-генератор универсальный УГЭ-4
-штатив УШТ-4
-источник возбуждения спектров ИВС-28
-камера разряда
32
35
20
6
320
50
200
50
Время установления рабочего режима, мин, не более 30
Средний срок службы, лет 10
Условия эксплуатации:
диапазон температуры окружающего воздуха,
°
C
диапазон атмосферного давления, кПа
диапазон относительной влажности, % при t = 25
°
C
10
¸
35
84,0
¸
106,7
20
¸
80
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации
спектрометра эмиссионного «МСА» МСА 007.00.000.07РЭ типографским способом и на эти-
кетку, приклеенную на корпус прибора липкой аппликацией по ТУ 29.01-46-81.
Комплектность средства измерений
Основной комплект поставки спектрометра эмиссионного «МСА» приведен в таблице 3.
Таблица 3
Количество в модификации
Наименование
МСАIМСАII МСАIII
МСАIV
МСАV
МСАVI МСАVII МСАVIII
1 1 - - 1 - 1 -
1 - 1 - - - -
--11-1-1
1111----
----11--
----11--
------11
------11
11111111
Полихроматор I
Полихроматор II
Полихроматор III
Источниквозбуждения
спектров Компакт-Н-1
Генератор универсальный
УГЭ-4
Штатив УШТ-4
Источниквозбуждения
спектров ИВС-28
Камера разряда
Комплектсоединитель-
ных кабелей
Комплект ЗИП
11111111
Лист № 6
Всего листов 7
Количество в модификации
Наименование
МСАIМСАII МСАIII
МСАIV
МСАV
МСАVI МСАVII МСАVIII
11111111
Программное обеспечение
«Градуировка»
Руководство по эксплуа-
тации(МСА
007.00.000.07РЭ)
11111111
Паспорт(ПС4434-013-
34303137-07)
11111111
Руководство пользователя
программнымобеспече-11111111
нием
Методика поверки Спек-
трометра«МСА» (МП-11111111
242-0586-2007)
Поверка
осуществляется по документу МП-242-
0586
-2007 «Спектрометр эмиссионный «МСА». Методи-
ка поверки», разработанному и утвержденному ГЦИ СИ ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева"
20 декабря 2007 г.
Основные средства поверки:
-
ГСО состава стали
углеродистой и
легированной типов 13Х, 60С2, 05кп, 11ХФ, 60С2Г,
12Х1МФ, 25Х1МФ, 30ХН2МФА, 12МХ, В2Ф, № по Госреестру 4165-91П, ГСО 2489-91П
¸
2497-91П (комплект УГ0и – УГ9и);
-
ГСО
состава сталей легированных типов 09Х14Н19В2БР, 08Х15Н24В4ТР, 45Х22Н4М3,
ХН35ВТ, 03Х21Н21М4ГБ, 31Х19Н9МВБТ, 20Х25Н20С2, 10Х11Н23Т3МР, 03ХН28МДТ, № по
Госреестру 8876-2007 (комплект ЛГ56 – ЛГ64).
Сведения о методиках (методах) измерений
приведены в документах: «Спектрометр эмиссионный «МСА». Паспорт» ПС ПС 4434-013-
34303137-07; «Спектрометр эмиссионный «МСА». Руководство по эксплуатации» МСА
007.00.000.07РЭ; ГОСТ 18895-97 «Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа»;
ГОСТ Р 54153-2010 «Сталь. Метод атомно-эмиссионного спектрального анализа»; ГОСТ 27611-
88 «Чугун. Метод фотоэлектрического спектрального
анализа»;
ГОСТ 7727-81 «Сплавы алю-
миниевые. Методы спектрального анализа»; ГОСТ 20068.1-79 – ГОСТ 20068.3-79 «Бронзы без-
оловянные. Методы спектрального и атомно-абсорбционного анализа»; ГОСТ 9716.1-79 –
ГОСТ 9716.3-79 «Сплавы медно-цинковые. Методы спектрального анализа»; ГОСТ 7728-79
«Сплавы магниевые. Методы спектрального анализа».
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к спектрометрам
эмиссионным «МСА»
1. ГОСТ Р 52931-2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов.
Общие технические условия.
2. Технические условия ТУ 4434-012-34303137-08.
Лист № 7
Всего листов 7
Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования обеспе-
чения единства измерений
выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции металлургического и ма-
шиностроительного производства и продукции других видов, а также иных объектов установ-
ленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
Изготовитель
ЗАО "Спектральная лаборатория"
Адрес: 193131, г. Санкт-Петербург, бульвар Красных Зорь, д. 5,
Телефон (812) 331-7657; Факс (812) 385-1453, e-mail
Заявитель
ЗАО "Спектральная лаборатория"
Адрес: 193131, г. Санкт-Петербург, бульвар Красных Зорь, д. 5,
Телефон (812) 331-7657; Факс (812) 385-1453, e-mail
Испытательный центр
ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева», зарегистрированный в Государственном рее-
стре под № 30001-10
Адрес: 190005, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 19
Тел. (812) 251-76-01, факс (812) 713-01-14,
e-mail:
Заместитель
Руководителя Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологииФ.В. Булыгин
М.п.«____»____________________2013 г.
Готовы поверить данное средство измерений.
Поверка средств измерений.