Спектрометры рентгенофлуоресцентные энергодисперсионные портативные СПЕКТРОСКАН GEO  

Внесены в Государственный реестр средств измерений РФ под № 66035-16

Спектрометры рентгенофлуоресцентные энергодисперсионные портативные СПЕКТРОСКАН GEO предназначены для измерения содержания элементов, входящих в состав твердых и жидких веществ, порошков, пленок и материалов, в соответствии с аттестованными и стандартизованными методиками (методами) измерений.

Описание

Принцип действия спектрометров основан на регистрации интенсивности вторичного рентгеновского излучения образца, возбуждаемого излучением рентгеновской трубки. Первичное рентгеновское излучение, испускаемое встроенной миниатюрной рентгеновской трубкой, поглощается и рассеивается на атомах исследуемой среды (образца). Следствием этих процессов является вторичное рентгеновское рассеянное и флуоресцентное излучение. Спектральный состав вторичного излучения позволяет оценить элементный состав среды. Идентификация элементного состава основана на том, что для каждого химического элемента спектр флуоресцентного излучения индивидуален, а интенсивность этого излучения пропорциональна массовой доле этого элемента.

Рентгеновский излучатель, включающий рентгеновскую трубку, содержит регулируемый источник накала катода трубки и регулируемый высоковольтный источник анодного напряжения, задающего ускоряющий потенциал трубки.

Регистрация вторичного рентгеновского излучения осуществляется с помощью детектора, состоящего из SDD-структуры, предварительного усилителя и термоэлектрического охладителя. Детектор преобразует энергию регистрируемого кванта в электрический импульс пропорциональной амплитуды. Рабочая температура детектора (-30...+50 °C) поддерживается термоэлектрическим охладителем.

Анализатор амплитуд импульсов состоит из спектрометрического усилителя импульсных сигналов и 12-ти разрядного спектрометрического аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выполняющего преобразование амплитуд импульсов в цифровой код, максимальное значение которого составляет 4096 (212). АЦП оснащен буферной памятью, в которой накапливаются результаты измерения амплитуд импульсов (в цифровом коде значения от 0 до 4095) и формируется спектр излучения от исследуемой среды (образца) ‒ массив размерностью 4096, каждый элемент которого содержит число зарегистрированных импульсов (фотонов) амплитудой пропорциональной номеру элемент. Такой элемент массива называют энергетическим каналом, так как его номер пропорционален амплитуде импульса, а, следовательно, и энергии зарегистрированного фотона. Число таких каналов, зависящую от разрядности АЦП, характеризует дискретность (детальность) получаемого аппаратурного спектра.

Специализированный контроллер содержит микропроцессор, энергонезависимую память, таймеры, счетчики, буферные регистры и т.п. и предназначен для:

• организации связи между управляющим компьютером и блоком регистрации рентгеновского излучения (пересылка команд управления и данных)
• определения и учета временных характеристик процесса измерения («реальное время, «живое время», «мертвое время»)
• управления работой блока питания термоохладителя (контроль и поддержание рабочей температуры детектора)
• управления генератором рентгеновского излучения (подъем и сброс высокого напряжения, контроль и поддержание постоянного тока эмиссии катода)

Спектрометр включает в себя спектрометрический блок и отдельный карманный компьютер, подключаемый к спектрометрическому блоку с помощью кабеля. В спектрометрическом блоке установлены основные узлы (рентгеновский излучатель, детектор, анализатор импульсов и контроллер) а также вспомогательные электронные узлы.

Исполнение

Спектрометр выпускается в двух исполнениях: GEO и GEO D.

В исполнении GEO спектрометр оснащен рукояткой с кнопкой (курком). Этот курок является основным органом управления в условиях автономной работы. Питание датчика спектрометра осуществляется от аккумуляторной батареи, расположенной в рукоятке.

В исполнении GEO D спектрометр снабжается специальным стендом, который позволяет использовать прибор как настольный.

Стенд обеспечивает полную защиту обслуживающего персонала от неиспользуемого рентгеновского излучения. Питание датчика в этом исполнении осуществляется от внешнего аккумулятора.

Управление датчиком (подача команд установки режима работы и включения/выключения рентгеновской трубки, запуск/останов измерения спектра, получения параметров статуса датчика и т.д.) осуществляется посредством карманного персонального компьютера (КПК) с запущенным программным обеспечением «СПЕКТРОСКАН GEO».

Команды пользователя могут приниматься как через запрограммированные интерфейсные элементы управления сенсорного экрана КПК, так и с помощью кнопки-курка, расположенной на рукоятке датчика (для исполнения GEO).

Программное обеспечение

Спектрометры оснащены автономным ПО СПЕКТРОСКАН GEO, которое управляет работой спектрометра и отображает, обрабатывает и хранит полученные данные. ПО предназначено для карманных компьютеров (КПК), работающих под управлением операционной системы Windows Mobile 5.0 и выше.

Всё ПО является метрологически значимым и выполняет следующие функции:

• управление спектрометром
• считывание, хранение, обработка результатов измерений,
• редактирование и хранение базы методов измерения и стандартных образцов,
• определение и хранение калибровочных коэффициентов энергетической шкалы. Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «низкий» по Р 50.2.077-2014.

Влияние ПО на метрологические характеристики учтено при их нормировании.

Технические характеристики

Скорость счета и контрастность

Комплектация

Поверка

Осуществляется по документу МП-242-2039-2016 «Спектрометры рентгенофлуоресцентные энергодисперсионные портативные СПЕКТРОСКАН GEO. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» 30.08.2016 г.

Основные средства поверки:

• стандартный образец состава сплавов алюминиевых ГСО 10662-2015 (индекс VSAC11-4)
• стандартный образец состава сплавов алюминиевых ГСО 9424-2009 (индекс VSAC2-5)
• стандартный образец состава алюминия ГСО 9083-2008 (индекс VSA3-K)