Приложение
к приказу Федерального агентства
по техническому регулированию
и метрологии
от «02» октября 2020 г. № 1642
ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Спектрометры эмиссионные «СПАС-05»
Назначение средства измерений
Спектрометры эмиссионные «СПАС-05» предназначены для измерений содержания раз-
личных элементов, входящих в состав металлов и сплавов.
Описание средства измерений
Принцип действия спектрометров эмиссионных «СПАС-05» (в дальнейшем - спектро-
метров) основан на методе эмиссионного спектрального анализа, использующего зависимость
интенсивности спектральных линий от содержания элемента в пробе.
Спектрометры «СПАС-05» по конструктивному исполнению являются настольными
приборами и состоят из системы возбуждения спектра, системы регистрации спектра, системы
управления подачей аргона, а также встроенного компьютера. Баллон с аргоном высокой (спек-
тральной) чистоты с объемной долей аргона не менее 99,998 %, соединен со спектрометром
трубкой из полиэтилена высокого давления. К спектрометру подключаются монитор, клавиату-
ра, мышь, источник бесперебойного питания. В модификации спектрометра СПАС-05 применя-
ется вакуумный насос, соединенный со спектрометром вакуумным шлангом.
Проба, химический состав которой надо определить устанавливается на столик. Элек-
трод через плату разрядника соединен с генератором. Величина промежутка между анализиру-
емым образцом и электродом устанавливается при помощи специального калибра. Промежуток
между образцом и электродом продувается потоком аргона высокой чистоты (чистота газа не
менее 99,998%). Регулировка потока аргона осуществляется регулятором расхода газа (РРГ).
Подача аргона на РРГ осуществляется через газовый клапан. К промежутку между вольфрамо-
вым электродом и образцом прикладывается импульсное напряжение для зажигания периоди-
ческого разряда униполярного искры, электрод всегда является анодом. Величина и форма
напряжения и тока формируются генератором искры. Величина сопротивления в разрядном
контуре генератора искры может меняться по команде от встроенного к корпус спектрометра
компьютера. Система возбуждения спектра состоит из двух блоков, электрически соединённых
между собой: генератора электрических импульсов и схемы разрядника.
Изображение искрового разряда фокусируется при помощи кварцевого конденсора на
входную щель полихроматора, собранного по схеме Пашен-Рунге, где раскладывается в спектр
при помощи дифракционной решетки. Диаметр круга Роуланда составляет 330 мм. Дифракци-
онная решетка: 2100 штрихов/мм. Разложенный спектр регистрируется при помощи системы
регистрации спектра на базе набора фотодиодных линейных приборов с зарядовой связью
(ПЗС-сенсоров). Конструктивно полихроматор, дифракционная решетка и набор ПЗС-сенсоров
располагаются на общем оптическом основании в корпусе спектрометра.
Спектрометры эмиссионные «СПАС-05» выпускаются в трех модификациях: «СПАС-
05», «СПАС-05В», «СПАС-05А». Базовая модификация спектрометра «СПАС-05» снабжается
вакуумным насосом, соединенным со спектрометром вакуумным шлангом через вакуумный
клапан. Вакуумный насос создает в корпусе спектрометра разряжение достаточное для реги-
страции спектра в области вакуумного ультрафиолета. В модификации «СПАС-05А» для реги-
страции спектра в области вакуумного ультрафиолета используются инертные свойства аргона,
для чего корпус спектрометра заполняется аргоном. Требуемое давление поддерживается с по-
мощью РРГ, управляемого контроллером. Корпус спектрометра модификации «СПАС-05В» не
является герметичным и заполнен атмосферным воздухом.
2
Система регистрации спектра служит для управления, преобразования в цифровой вид и
обработки сигналов, получаемых с ПЗС-сенсоров. Система регистрации состоит из нескольких
функциональных узлов, они размещены внутри спектрометра. ПЗС-сенсоры преобразуют опти-
ческий спектральный сигнал в электрический. Выходные сигналы всех ПЗС-сенсоров переда-
ются на АЦП, затем в компьютер, встроенный в корпус спектрометра. Управление системой
регистрации, обработка зарегистрированного спектра и вычисление концентраций химических
элементов осуществляется встроенным в корпус спектрометра компьютером при помощи спе-
циально программного обеспечения. В целях предотвращения несанкционированного доступа
внутрь спектрометра, его корпус опломбирован специальными фирменными наклейками.
Общий вид спектрометров эмиссионных «СПАС-05» приведен на рисунке 1.
В целях предотвращения несанкционированного доступа внутрь спектрометра преду-
смотрено пломбирование его корпуса в местах крепления панелей посредством применения
пломбировочных наклеек. Схема пломбировки приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Схема пломбировки от
несанкционированного доступа
спектрометров эмиссионных «СПАС-05»
Программное обеспечение
Спектрометры эмиссионные «СПАС-05» оснащаются встроенным программным обес-
печением SPAS и/или встроенным программным обеспечением ARKOS, которые управляют
работой спектрометров, отображают результаты, обрабатывают, передают и хранят полученные
данные. Уровень защиты ПО SPAS от непреднамеренных и преднамеренных изменений соот-
ветствует «среднему» уровню по Р 50.2.077-2014. Уровень защиты ПО ARKOS от непреднаме-
ренных и преднамеренных изменений соответствует «среднему» уровню по Р 50.2.077-2014.
Влияние ПО SPAS и ПО ARKOS на метрологические характеристики спектрометров эмиссион-
ных «СПАС-05» учтено при их нормировании. Идентификационные данные ПО SPAS и ПО
ARKOS приведены в таблице 1.
Рисунок 1 – Общий вид спектрометров
эмиссионных «СПАС-05»
Местонанесения
знака поверки
Trial опломбиро-
вания прибора
3
Идентификационные данные
(признаки)
Значение
Идентификационное наименова-
ние ПО
SPAS
ARKOS
Номер версии (идентификацион-
ный номер) ПО
не ниже 1.0.0.ХХ
1)
не ниже 1.0.0.Х
1)
Цифровой идентификатор метро-
логически значимого файла ПО
df2ac8ff624395448eeb90fcb
b114840
2)
(файл spl.exe)
b863be8a5b03aa8e724410113f7
7f5c0
3)
(файл ARKOS.exe)
Алгоритм расчета цифрового
идентификатора
MD5
MD5
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО SPAS и ПО ARKOS
1)
Версия ПО может иметь дополнительные цифровые суффиксы, где Х - от 0 до 999
2)
Для версии 1.0.0.53
3)
Дляверсии 1.0.0.0
Метрологические и технические характеристики
Значение
от 174 до 450
от 174 до 450
от 185 до 450
0,05
0,0005
0,0010
0,0020
Таблица 2 - Метрологические характеристики
Наименование характеристики
Рабочий спектральный диапазон, нм
- модификация «СПАС-05» (вакуумный вариант)
- модификация «СПАС-05А» (аргонозаполненный вариант)
- модификация «СПАС-05В» (невакуумный вариант)
Спектральное разрешение, нм, не более
Пределы детектирования легирующих и примесных элементов при
анализе сталей, %, не более
- марганца
- углерода, хрома, никеля
- кремния
Относительные СКО выходного сигнала спектрометра в режиме изме-
рения относительных интенсивностей при анализе сталей, %, не более
- в диапазоне массовых долей элементов от 0,0005 % до 0,01 % включ.
- в диапазоне массовых долей элементов св. 0,010 % до 0,10 % включ.
- в диапазоне массовых долей элементов св. 0,10 % до 1,0 % включ.
- в диапазоне массовых долей элементов св. 1,0 % до 45,0 %
30
10
7,5
5,0
Значение
1,44
300, 400, 500
200, 300, 400
2,2; 4,4
Таблица 3 – Основные технические характеристики
Наименование характеристики
Обратная линейная дисперсия (1-й порядок спектра), нм/мм, не более
Система возбуждения спектра (тип разряда - низковольтная униполяр-
ная искра в атмосфере аргона):
–напряжение, В
–частота, Гц
–емкость, мкФ
Система регистрации:
− Фотоприемники
− Размер фоточувствительной области ПЗС, мм
− Минимальное время накопления спектра, с
Время измерения, с
7 фотодиодных ПЗС
30
0,2
0,001
20
4
Значение
690
500
420
50
250
450
от 187 до 242
от 48 до 52
20
6
4800
Продолжение таблицы 3
Наименование характеристики
Габаритные размеры (длина×ширина×высота), мм, не более
Масса, кг, не более
Потребляемая мощность, В·А, не более:
- в режиме ожидания
- в режиме измерения
Электрическое питание осуществляется от сети переменного тока:
- напряжение, В
- частота, Гц
Время установления рабочего режима, мин, не более
Срок службы, лет, не менее
Средняя наработка спектрометра на отказ, ч
Условия эксплуатации:
- температура окружающей среды,
C
- атмосферное давление, кПа
- относительная влажность при температуре +25
C, %, не более
от +15 до +25
от 84,0 до 106,7
80
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации спектрометров эмиссионных
«СПАС-05» методом компьютерной графики и на заднюю панель корпуса спектрометра в виде
специальной таблички.
Комплектность средства измерений
Количество
1 шт.
1 шт.
1 шт.
1 шт.
1 шт.
1 шт.
1 шт.
1 шт.
1 комплект
1 шт.
1 шт.
1 экз.
1 экз.
1 экз.
1 экз.
Таблица 4 - Комплектность спектрометров
НаименованиеОбозначение
Спектрометр эмиссионный «СПАС-05» (в зависи-
мости от модификации)
Насос вакуумный со шлангом вакуумным длиной
не менее 0,6 м (для модификации «СПАС-05»)
Монитор
1)
Клавиатура
1)
Манипулятор типа «Мышь»
1)
Источник бесперебойного питания
1)
Трубка ПЭВД или медная длиной не менее 1,5 м
со штуцером для подачи аргона от баллона
Трубка ПЭВД, ПУ, ПП или ПЭ длиной не менее
1,5 м для отвода аргона
Комплект ЗИП
Программное обеспечение SPAS
1)
Программное обеспечение ARKOS
1)
ПаспортАКСП.415311.005 ПС
Руководство по эксплуатации АКСП.415311.005 РЭ
Программное обеспечение ARKOS. РуководствоАКСП.415311.005 ПО
пользователя
1)
Методика поверкиМП-242-2123-2017
с изменением № 1
1)
Устанавливаемое в спектрометр ПО определяется в заказе
5
Поверка
осуществляется по документу МП-242-2123-2017 «ГСИ. Спектрометры эмиссионные «СПАС-
05». Методика поверки» с изменением № 1, утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менде-
леева» 29 октября 2019 г.
Основные средства поверки:
- ГСО 10504-2014, стандартные образцы состава сталей углеродистых и легированных.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение
метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на боковую панель спектрометра, как показано на рисунке 1, и
(или) на свидетельство о поверке.
Сведения о методиках (методах) измерений
приведены в эксплуатационном документе; при использовании в сфере государственного регу-
лирования обеспечения единства измерений спектрометр применяется в соответствии с атте-
стованными методиками (методами) измерений.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к спектрометрам
эмиссионным «СПАС-05»
4434-005-27534057-2016 с изменением № 1 Спектрометр эмиссионный «СПАС-05» (мо-
дификации «СПАС-05», «СПАС-05В», «СПАС-05А»). Технические условия
Изготовитель
Общество с ограниченной ответственностью «Актив» (ООО «Актив»)
ИНН 7805608980
Адрес: 198096, г. Санкт-Петербург, ул. Кронштадтская, д. 8, лит А
Телефон\факс: +8 800 302-12-08
Web-сайт: www.spas05.com
Е-mail:
om
научно-
области
Испытательный центр
Федеральноегосударственноеунитарноепредприятие«Всероссийский
исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»
Адрес: 190005, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 19
Телефон: +7 (812) 251-76-01, факс: +7 (812) 713-01-14
Web-сайт: www.vniim.ru
Е-mail:
Регистрационный номер RA.RU.311541 в Реестре аккредитованных лиц в
обеспечения единства измерений Росаккредитации.
Готовы поверить данное средство измерений.
Поверка средств измерений.
