Назначение: для формирования и измерения аналитического сигнала, пропорционального интенсивности спектральных линий различных элементов, для количественного эмиссионного спектрального анализа металлов и сплавов на машиностроительных и металлургических предприятиях и в научно-исследовательских институтах, при наличии методик выполнения измерений, аттестованных в установленном порядке.
В основу работы спектрометра «ПАПУАС-4» (в дальнейшем спектрометр) положен метод эмиссионного спектрального анализа, использующий зависимость интенсивности спектральных линий от содержания элемента в пробе.
Спектрометр состоит из оптического блока со световодом и системой регистрации спектров, штатива с системой возбуждения спектра, а также автоматизированной системы управления на базе IBM-совместимого компьютера.
Проба, химический состав которой надо определить, устанавливается в штатив и выполняет функцию одного из электродов. Между пробой и подставным электродом возбуждается электрический разряд — искра или дуга. Необходимые величина и форма напряжения и тока создаются генераторами дуги и искры, расположенными, также как и столик, на который устанавливается образец, в штативе. В разряде происходит испарение и возбуждение свечения атомов пробы. Излучение разряда фокусируется кварцевой линзой на входное отверстие кварцевого световода , который передает это излучение на входную щель оптического блока. Ширина входной щели 20 мкм. В оптическом блоке излучение раскладывается в спектр при помощи дифракционной решетки (1800 штрихов/мм). Разложенный спектр регистрируется при помощи системы регистрации спектра на базе набора фотодиодных линейных приборов с зарядовой связью (ПЗС). Размер фоточувствительной области ПЗС составляет (30х 0,2) мм. Полихроматор построен по схеме Пашен-Рунге, в которой входная щель, вогнутая дифракционная решетка и приемники излучения установлены на круге Роуланда. Диаметр круга Роуланда 330 мм. Обратная линейная дисперсия (1-й порядок спектра) составляет 1,6 нм/мм. Конструктивно спектрометр выполнен в виде настольного прибора.
Спектрометр эмиссионный «ПАПУАС-4» выпускается в 7-ми модификациях, различающихся применяемыми источниками возбуждения спектра («ПАПУАС-4ИР», «ПАПУАС-4ИМ», «ПАПУАС-4ИМР» и «ПАПУАС-4И» — искровой генератор; «ПАПУАС-4ДИР» и «ПАПУАС4ДИ» — искровой и дуговой генераторы; «ПАПУАС-4ДД» — дуговой генератор, установленный в оптическом блоке) и рабочим спектральным диапазоном, что обусловлено применением 5 (модификации «ПАПУАС-4ИР», «ПАПУАС-4ИМР», «ПАПУАС-4ДИР», «ПАПУАС-4ДД»), либо 4 (модификации«ПАПУАС-4И», «ПАПУАС-4ИМ», «ПАПУАС-4ДИ») фотодиодных ПЗС. В приборе «ПАПУАС-4ДД» вместо штатива используется пистолет-датчик, включающий в себя зажим для подставного электрода, лапку для касания образца (к лапке может быть подсоединен столик), крепление световода и защитное кварцевое стекло.
По защищенности от влияния пыли и воды спектрометр «ПАПУАС-4» соответствует степени защиты IP54CH по ГОСТ 14254-96. Спектрометр не является источником радиопомех. Спектрометр «ПАПУАС-4» ремонтопригоден, восстановление работоспособности осуществляется в системе заводского обслуживания. По способу защиты человека от поражения электрическим током спектрометр соответствует классу I по ГОСТ 12.2.007.0-75.
Поверка осуществляется по документу МП-242-1153-2011 «Спектрометры эмиссионные «ПАПУАС-4» Методика поверки», разработанному и утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» «14» февраля 2011 г.
| Рабочий спектральный диапазон, нм
— «ПАПУАС-4ИР», «ПАПУАС-4ДИР», «ПАПУАС- 4ДД» ,«ПАПУАС-4ИМР» — «ПАПУАС-4И», «ПАПУАС-4ДИ», «ПАПУАС-4ИМ» |
210 — 410 210 — 350 |
| Спектральное разрешение на длине волны 324,7 нм, нм, не более | 0,09 |
| Фотоприемники
— «ПАПУАС-4ИР», «ПАПУАС-4ДИР», «ПАПУАС-4ДД», «ПА- ПУАС-4ИМР» — «ПАПУАС-4И», «ПАПУАС-4ДИ», «ПАПУАС-4ИМ» |
5 фотодиодных ПЗС 4 фотодиодных ПЗС |
| Дрейф положения спектральных линий, нм, не более | 0,09 |
| Пределы детектирования легирующих и примесных элементов (по критерию за) , °/о, не более
при анализе алюминия -меди, цинка — кремния, железа |
0,050 0,070 |
| при анализе меди
— цинка, олова, свинца, железа, никеля |
0,10 |
| при анализе цинка
— алюминия, меди, свинца, олова |
0,050 |
| при анализе углеродистых сталей
— хрома, никеля, марганца -кремния |
0,050 0,10 |
| при анализе свинца
— меди, олова, сурьмы, серебра |
0,050 |
| Предел допускаемого относительного СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивно- стей, °/о, не более | 9,0* |
| Минимальное время накопления спектра, с | 0,1 |
| Система возбуждения спектра:
дуга, — стабилизированного постоянного тока искра, — высоковольтная высокочастотная |
(5+8) А (5+10) кВ; (200+400) Гц |
| Время измерения, с дуга
искра |
от 3 до 20 от 30 до 120 |
| Сменные электроды | Угольные ЕС-12 или ана-
логичные |
| Характеристики компьютера (IBM — совместимый ПК, М Windows ХР или выше): процессор, не ниже
винчестер, не менее оперативная память, не менее обязательно наличие: |
Inte1 Celeron 1.7 или АМВ Впгоп 1200 40 Гб 256 Мб СД-КОМ, 2 х USB |
| Габаритные размеры, мм, не более:
для модификаций «ПАПУАС-4И», «ПАПУАС-4ДИ», «ПАПУАС4ИР», «ПАПУАС-4ДИР», «ПАПУАС-ДД» (в модификации «ПАПУАС-4ДД», дуговой генератор устанавливается в оптическом блоке): — оптический блок — штатив для модификаций «ПАПУАС-4ИМ», «ПАПУАС-4ИМР» (оптический блок и штатив с искровым генератором расположены в од- ном корпусе) |
590 х 260х 390 520х 3 60х 410500х390х200 |
| Масса, кг, не более,
для модификаций «ПАПУАС-4И», «ПАПУАС-4ДИ», «ПАПУАС4ИР», «ПАПУАС-4ДИР», «ПАПУАС-4ДД» — оптический блок — штатив для модификаций «ПАПУАС-4ИМ», «ПАПУАС-4ИМР»: |
15 21 14 |
