ПАНДА
Компактный рентгенофлуоресцентный спектрометр
- Компактность
- Анализатор для обучения и исследований
- Диапазон измеряемых элементов - от 11Na до 92U
- Учебные пособия для средних и высших учебных заведений
- Уникальный лабораторный практикум
- Наборы образцов для практикума
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
Назначение
Компактный рентгенофлуоресцентный спектрометр предназначен для качественного, полуколичественного и количественного элементного анализа твёрдых, жидких и порошковых веществ. Одновременно определяемые элементы: от 11Na до 92U. Анализатор используется в аналитических лабораториях широкого профиля, а также рекомендован для проведения лабораторно-практических занятий и исследовательских работ в средних и высших учебных заведениях.
Особенности
- Рентгеновская трубка малой мощности
- Рентгенооптическая схема анализатора построена на основе геометрии инверсионного зонда, позволяющей значительно уменьшить влияние изменения расстояния от исследуемого объекта до детектора, а также влияние неровностей образца на результаты измерений
- Конструктивные особенности и защитные блокировки, обеспечивают повышенную безопасность при проведении измерений и смене образцов
- Методики выполнения типовых лабораторных работ и исследовательских проектов с комплектом образцов к ним
Принцип действия
Принцип действия анализатора основан на возбуждении атомов пробы и последующей регистрации спектра рентгеновской флуоресценции материала исследуемого образца. Энергии характеристических линий спектра соответствуют химическим элементам, содержащимся в образце, а их интенсивность пропорциональна концентрации соответствующих элементов.
В качестве источника рентгеновского излучения используется маломощная рентгеновская трубка прострельного типа. При облучении образца происходит возбуждение атомов анализируемого вещества с последующим испусканием ими характеристического излучения.
Флуоресцентное излучение регистрируется энергодисперсионным детектором с охлаждением элементами Пельтье, сигнал с которого обрабатывается электронной схемой и преобразуется в спектр. Положения пиков в спектре соответствуют энергиям характеристических линий элементов, а амплитуды (площади) пиков пропорциональны интенсивностям излучения.
Рентгеновская трубка и детектор расположены над пробой, что исключает возможность загрязнения детектора и трубки частицами пробы.
Для определения «легких» элементов (от 11Na до 20Ca) возможно проведение измерений в гелиевой среде.
Для учебных целей разработано методическое пособие и комплект лабораторных работ со специально подобранными образцами. Для выполнений исследовательских проектов прилагается набор для проведения пробоподготовки твердых и сыпучих материалов.
Анализатор сопряжен с ноутбуком. Управление и контроль за состоянием прибора осуществляется с помощью специального программного обеспечения. Различные режимы программного обеспечения позволяют проводить измерения и обрабатывать спектральную информацию как для рутинных анализов, так и для научных исследований. Дополнительно разработан специальный модуль для проведения лабораторных работ.
Комплектность
Базовая комплектация включает:
- спектрометр
- планшетный компьютер
- набор кювет
Дополнительные опции:
- методические пособия и руководство по выполнению лабораторных работ
- набор образцов для лабораторных работ
- набор для пробоподготовки порошков и твердых образцов
- газовый гелиевый пост
 |
|
|
Комплект принадлежностей для проведения исследовательских работ |
Комплект образцов для проведения учебных лабораторных работ |
|
|
|
|
Держатель для монет и плоских образцов |
Держатель для порошковых образцов |
Кювета для твердых образцов любой формы |
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Тип рентгеновской трубки | Прострельная |
| Максимальный режим источника питания рентгеновской трубки | Ua до 40 кВ; Ia до 100 мкА; P до 4 В·А |
| Материал анода рентгеновской трубки | Rh (Ag, W, Au, Pd, Ta — опционально, согласуется с заказчиком) |
| Детектор | Кремниевый дрейфовый с электроохлаждением (Si-Pin детектор по согласованию с заказчиком) |
| Энергетический диапазон | 1 — 35 кэВ |
| Энергетическое разрешение | < 130 эВ (< 180 эВ при использовании Si-Pin детектора) для линии Mn Kα |
| Атмосфера камеры образцов |
|
| Держатель для образцов |
|
| Максимальная потребляемая мощность | 25 В·А |
| Габаритные размеры (ДхШхВ) | 225×225×245 мм |
| Масса | 8 кг |
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СПЕКТРОМЕТРА
| Управление спектрометром |
|
| База стандартных образцов |
|
| Качественный анализ |
|
| Обработка спектра |
|
| Сравнение спектров |
|
| Методы количественного анализа |
|
| Учет матричных эффектов | Есть |
| Пакетная обработка нескольких спектров | Есть |
| Создание отчета по результатам измерений | Есть |
| Пересчет результатов измерений на соединения | Есть |
| Поиск спектров |
|
| Программное обеспечение для учебных целей | Режим для выполнения лабораторных работ |
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СПЕКТРОМЕТРА
| Диапазон определяемых элементов | 13Al (Kα) — 92U (Lα) (опционально от 11Na (Kα), по согласованию с заказчиком) |
| Спектральный диапазон | 1 — 40 кэВ |
| Энергетическое разрешение | < 130 эВ (< 180 эВ при использовании Si-Pin детектора) для линии Mn Kα |
| Максимальная концентрация определяемых элементов | 100% |
| Минимальная концентрация определяемых элементов | От 0,01% |
| Долговременная стабильность анализатора (относительное среднеквадратическое отклонение выходного сигнала) | Не более 0,3% |
| Собственная аппаратурная погрешность | Не более 1% |
| Время анализа пробы | От 5 с |
ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Программное обеспечение позволяет управлять прибором, контролировать процесс измерения и обрабатывать полученную спектральную информацию. Различные режимы программного обеспечения делают его удобным как для проведения рутинных анализов лаборантами, так и для различных исследований специалистами высокого уровня. Специально разработан дополнительный модуль для проведения лабораторно-практических работ. В его состав входит 7 лабораторных работ:
- Основы рентгенофлуоресцентного анализа (РФА). Закон Мозли. Качественный анализ
- Характеристики рентгеновской трубки
- Характеристики энергодисперсионного детектора
- Оптимальные параметры измерения
- Количественный анализ химического состава вещества
- Учет мешающих элементов при количественном анализе
- Метрологические характеристики. Концентрационная чувствительность и пределы обнаружения
Программный интерфейс разделен на три пользовательские части: режим измерения, режим эксперта и лабораторный практикум.
Режим измерения
В этом режиме устанавливают основные параметры измерений: ток и напряжение рентгеновской трубки, время экспозиции. Параметры могут быть автоматически загружены и проведен количественный анализ по ранее сохраненным методикам измерений. Также в этом режиме осуществляется контроль за основными узлами прибора.
Также в режиме измерения проводят метрологическую поверку прибора.
Режим эксперта
Этот режим предназначен для обработки полученной спектральной информации, а также для разработки методик проведения экспрессного анализа образцов.
Полученные с помощью режима измерения спектры могут быть подвергнуты математической обработке различными способами. При качественном анализе (возможен в автоматическом режиме) обозначаются линии элементов с учетом пиков вылета (escape peaks) и двойных пиков (double peaks). Спектры можно сравнивать между собой, вычитать, складывать и усреднять, а также искать наиболее похожие из ранее измеренных. Фоновая составляющая моделируется различными способами для повышения точности анализа.
Для проведения количественного анализа предусмотрено несколько методов расчёта: линейная регрессия, метод Лукаса-Туса, в том числе с альфа-коррекцией, способ стандарта-фона с использованием некогерентно рассеянного излучения. Дополнительно в редакторе методик существует возможность создания пользовательских формул для расчёта концентраций и учета ошибок в стандартных образцах по отдельным элементам. В случае отсутствия стандартных образцов может быть использован безэталонный метод фундаментальных параметров.
Разработанные методики сохраняются для проведения серийных измерений. В них включаются все параметры измерений, выбранные стандартные образцы, формулы для расчёта концентраций, в том числе с учетом ошибок в стандартных образцах по отдельным элементам и прочие параметры, заданные при создании методики.
С помощью пакетной обработки спектров возможна быстрая обработка однотипных спектров одинаковым способом.
В режим эксперта также включены функции по пересчету результатов измерений на соединения, расчету пределов обнаружения, редактированию базы стандартных образцов и другие вспомогательные функции.
Предусмотрена возможность вывода результатов обработки измерений и расчета концентраций в виде настраиваемых отчетов.
Лабораторный практикум
Данный модуль предназначен для проведения практических занятий лабораторного практикума. После выбора нужной лабораторной работы на первом этапе в соответствии с указанными в верхней части окна значениями устанавливают основные параметры измерений (ток и напряжение рентгеновской трубки, время экспозиции) и проводят измерения.
На втором этапе выполняют обработку (по подсказкам в верхней части окна) полученной спектральной информации с целью более качественного освоения теоретической части курса.
ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Режим измерения позволяет осуществлять:
- установку параметров измерений: ток и напряжение рентгеновской трубки, время экспозиции
- управление и контроль за основными узлами прибора
- поверку прибора
- автоматическое измерение и расчёт концентраций по методике
Алгоритмы и программы математической обработки и моделирования спектров и фона для повышения точности анализа включают:
- качественный (возможен автоматический) анализ
- сравнение, вычитание, усреднение спектров
- различные способы моделирования спектров и фона
- учет пиков вылета (escape peaks) и двойных пиков (double peaks)
- полуколичественный анализ методом фундаментальных параметров (безэталонный)
- количественные методы расчета концентраций: линейная регрессия, метод Лукаса-Туса, в том числе с альфа-коррекцией, способ стандарта-фона с использованием некогерентно рассеянного излучения
- редактор методик с возможностью создания пользовательских формул и учета ошибок в стандартных образцах по отдельным элементам
- создание методик автоматических измерений с полным описанием параметров измерения, математической обработки спектров и вариантов расчета
- возможность дополнения программными модулями для решения конкретных задач (специализированные методики анализа, идентификация, сортировка, разбраковка и т. п.)
В состав лабораторного практикума входит:
- 7 лабораторных работ
- для каждой работы — пошаговое выполнение с подсказками
- возможность вывода результатов выполнения работ в виде настраиваемых отчетов
