Методика поверки «Спектрометры эмиссионные "СПАС-05"» (ΜΠ-242-2123-2017)

Федеральное государственное унитарное предприятие

«Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И. Менделеева»

ФГУП «ВНИИМ им.Д.И.Менделеева»

Государственная система обеспечения единства измерений

с Изменением №1

Заместитель руководителя отдела Государственных эталонов в области

физико-химических измерений

ФГУП «ВНИИ

"7

Менделеева»"

Ведущий инженер ФГУП «ВНИИМ им.

:И. Менделеева»

Санкт-Петербург 2019 г.

Настоящая методика распространяется на спектрометры эмиссионные «СПАС - 05» модификаций «СПАС - 05». «СПАС - 05А», «СГ1АС - 05В». изготавливаемые ООО «Актив», г. Санкт-Петербург. Спектрометры подлежат первичной поверке до ввода в эксплуатацию и после ремонта и периодической поверке в процессе эксплуатации. Интервал между поверками - 1 год.

2.1. При проведении поверки должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1. Таблица 1- Операции поверки

2.2. Если при проведении той или иной операции поверки получен отрицательный результат, дальнейшая поверка прекращается.

• 3.1. При проведении поверки должны быть применены средства, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства поверки

Спектрометры эмиссионные «СПАС-05» МП-242-2123-2017 с изменением № 1                              3

• 3.2 Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик спектрометра с требуемой точностью.

• 3.3. Все средства поверки должны иметь действующие свидетельства о поверке, а стандартные образцы, - действующие паспорта.

• 4.1. Требования безопасности должны соответствовать рекомендациям, изложенным в руководстве по эксплуатации АКСП.415311.005 РЭ на спектрометр эмиссионный «СПАС - 05».

• 4.2. К проведению поверки допускаются лица, изучившие руководство по эксплуатации АКСП.415311.005 РЭ и методику поверки МП-242-2123-2017, и имеющие удостоверение поверителя.

• 4.3. Работы с противоэлектродом (зачистка, установка зазора и т.д.) должны проводиться с отключенным генератором.

• 4.4. При проведении работ по подготовке проб следует руководствоваться правилами и нормами, регламентированными инструкциями по безопасности труда для лабораторий атомноэмиссионного спектрального анализа, действующими на предприятии.

• 4.5. Для получения данных, необходимых для поверки, допускается участие в поверке оператора, обслуживающего спектрометр или сервис-инженера (под контролем поверителя).

• 5.1. При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• - температура окружающего воздуха.                               от +15 до + 25 °C;

• - атмосферное давление,                                                от 86.0 до 106.7 к11а:

• - относительная влажность воздуха.                                 не более 80 %

• 5.2. Перед проведением поверки спектрометр следует выдержать при условиях поверки (см. п. 5.1) не менее 2 часов (до подключения спектрометра к сети переменного тока).

• 6.1. Установку и подготовку прибора к поверке, включение соединительных устройств, заземление. выполнение операций при проведении контрольных измерений осуществляют в соответствии с правилами эксплуатации, изложенными в руководстве по эксплуатации АКСП.415311.005 РЭ спектрометра эмиссионного «СГ1АС - 05».

• 6.2. Подготовить спектрометр к работе в соответствии с разделом 7.3 руководства по эксплуатации АКСП.415311.005 РЭ спектрометра эмиссионного «СПАС - 05».

• 6.3. Подготовить для анализа выбранные стандартные образцы в соответствии с инструкцией по применению соответствующего комплекта стандартных образцов, являющейся Приложением к Свидетельству на комплект СО. Па заточенной поверхности образца не допускаются раковины, поры, трещины, шлаковые включения, цвета побежалости и другие дефекты. Заточенные поверхности образцов не следует трогать руками. В ожидании обыскривания образцы должны лежать заточенными поверхностями вверх. Для выполнения измерений следует использовать только свежезаточенные образцы (не позднее 1 часа после заточки).

• 7.1.1. При проведении внешнего осмотра должно быть установлено:

• - наличие маркировки, подтверждающей тип и идентифицирующей спектрометры;

• - отсутствие на наружных поверхностях спектрометров повреждений и дефектов, влияющих на их работоспособность;

• - отсутствие ослаблений элементов конструкции, чистоту разъемов;

• - надежность крепления соединительных элементов, кабелей;

• - правильность размещения спектрометра в лаборатории (согласно руководства по эксплуатации).

• 7.1.2. Спектрометры считаются прошедшими поверку по п. 7.1, если корпус, внешние элементы. органы управления не повреждены, отсутствуют механические повреждения и ослабления элементов конструкции.

Опробование спектрометра заключается в его включении в соответствии с руководством по эксплуатации АКСП.41531 1.005 РЭ и загрузке в зависимости от того, какое ПО установлено на спектрометре: ПО SPAS либо ПО ARK.OS (ПО AR.KOS на всех этапах проведения поверки следует запускать в режиме «Инженер»).

Результаты опробования считаются удовлетворительными, если на дисплее монитора после загрузки ПО не появляется сообщений об ошибках.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

В данном пункте выполняется подтверждение соответствия ПО, установленного на поверяемом спектрометре.

• 7.3.1. Определение наименования и номера версии (идентификационного номера) программного обеспечения SPAS.

О             Свойства: spl            В

Обшив Совместимость Безопасность Подробно

Удаление свойств и личной ктфосмаиии

Отмена

Рисунок 1.1. Окно с идентификационным названием и номером версии ПО SPAS.

В проводнике операционной системы в папке, где находятся файлы ПО SPAS либо на «рабочем столе» операционной системы выбрать исполняемый файл spl.exe, произвести щелчок правой кнопкой мыши по файлу spl.exe и выбрать пункт «Свойства». Затем, в появившемся окне переключиться на вкладку «Подробно». В полном номере версии ПО к метрологически значимой части относятся первые три цифры номера версии. Следующие за ними цифры, указанные после первых трех цифр, относятся к не метрологически значимой части ПО и могут принимать любые значения. Полный номер версии ПО должен быть не менее 1.0.0.XX (версия Спектрометры эмиссионные «СПАС-05» МП-242-2123-2017 с изменением № 1 НО может иметь дополнительные цифровые суффиксы, где X - от 0 до 999) и соответствовать указанному в Паспорте на поверяемый прибор. Копия примера окна идентификации приведена на рисунке 1.1.

• 7.3.2. Определение наименования и номера версии (идентификационного номера) программного обеспечения ARKOS.

Наименование ПО идентифицируется следующими способами: в верхней части интерфейса программы после окончания ее загрузки либо во вкладке «Подробно» контекстного меню раздела «Свойства» исполняемого файла ARKOS.exe (рисунок 1.2)

Версия ПО идентифицируется во вкладке «О программе» раздела «Справка» главного меню ПО (рисунок 1.3) либо во вкладке «Подробно» контекстного меню раздела «Свойства» исполняемого файла ARKOS.exe (рисунок 1.2). В полном номере версии ПО к метрологически значимой части относятся первые три цифры номера версии. Следующие за ними цифры, указанные после первых трех цифр, относятся к не метрологически значимой части ПО и могут принимать любые значения. Полный номер версии ПО должен быть не менее 1.0.0.Х (версия Г1О может иметь дополнительные цифровые суффиксы, где X - от 0 до 999) и соответствовать указанному в Паспорте на поверяемый прибор.

Свойства: ARKOS.exe

Общие Совместимость Безопасность Подробно

О программе

• дягенне r^O.'T.'Tg И Личной ИнФОСмали

• 7.3.3. Определение цифрового идентификатора программного обеспечения.

Для проверки цифрового идентификатора необходимо запустить Командную строку Windows. В окне Командной строки выполнить команду "certutil -hashfile C:\SPAS\spl.exe MD5 (для Г1О SPAS) либо "certutil -hashfile C:\ARKOS\ARKOS.exe MD5 ” (для ПО ARKOS) и нажать «Enter». Рассчитанное значение будет выведено на экран. Цифровой идентификатор должен соответствовать указанному в Паспорте на поверяемый прибор. Копия примера окна идентификации приведена на рисунках 2.1 и 2.2.

выполнена.

□

C:\Windows\system32\crnd.exe

ES3

icrosoft Windows (Uersion 6.3.9600]

с> Корпорация Майкрософт <MicrosQfjt_z.Corporalion>, 2013. Все права защищены. :\Users\SPAS>certutil -hashfile Q:\SPAS\spl.exe

D5 хеш файла C:\SPAS\spl.exe:

f 2а с8 ff 62 43 95 44 Be eh 9© fc hh 11 48 40

rtUtil: -hashfile - команда успешно

Misers\SPAS>

Рисунок 2.1. Окно с цифровым идентификатором ПО SPAS.

S3

C:\w;ndows\system32\cmd.exe

Рисунок 2.2. Окно с цифровым идентификатором ПО ARKOS.

• 7.3.4. Спектрометр считается выдержавшим поверку по п. 7.3, если версия Г1О SPAS не ниже 1.0.0.XX (версия ПО может иметь дополнительные цифровые суффиксы, где X - от 0 до 999) либо версия Г1О ARK.OS не ниже 1.0.0.Х (версия ПО может иметь дополнительные цифровые суффиксы, где X - от 0 до 999), а полная версия и цифровой идентификатор установленного на спектрометре Г1О совпадают с указанными в Паспорте на поверяемый прибор.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

• 7.4.1. Определение рабочего спектрального диапазона спектрометра эмиссионного «СПАС - 05».

• 7.4.1.1. Для проведения измерений по данному пункту' применяют стандартные образцы состава сталей, указанные в Таблице 2 настоящей методики поверки либо аналогичные. Допускается применение стандартных образцов металлов с иной основой при условии, что содержание железа в них не менее 0,5 % и спектральные линии, указанные в п.п. 7.4.1.4-7.4.1.5 четко идентифицируются.

• 7.4.1.2. Переключиться на аналитическую методику «Проверка». Подготовить образец стали (либо иной в соответствии с п. 7.4.1.1) путем шлифовки его поверхности на шлифовальном станке, применяя шлифовальную шкурку №40 или №60. Провести серию тестовых измерений образца стали, проверяя каждый раз качество пятна обжига согласно Руководству но эксплуатации. Убедиться в том, что разряд дает качественное пятно обжига.

• 7.4.1.3. Произвести одно контрольное измерение образца стали. Включить кнопку «Спектр» (при работе в ПО SPAS) либо включить отображение спектра по команде «Вид» —> «Спектр» (при работе в ПО ARKOS).

(Измененная редакция, Изм. № 1)

• 7.4.1.4. Для проверки нижней границы спектрального диапазона модификаций спектрометра «СГ1АС-05» и «СПАС-05А», составляющей 174 нм, при работе в ПО SPAS вывести в окне спектра спектральный диапазон 174-180 нм. Сравнивая визуально картинку спектра на экране со стандартной распечаткой, приведенной на рисунке 3.1. убеждаемся в наличии контрольной линии Fe 174,271 нм. При работе в ПО ARKOS открыть в меню поля отображения спектра раздел «Диапазон» и выполнить команду «Нилсняя граница». По этой команде программа произведёт авто-масштаб спектра в диапазоне 173-175 нм и укажет местоположение контрольной линии Fe 174.271 нм красной вертикальной линией (рисунок 3.2).

(Измененная редакция, Изм. № 1)

Концемтрпцмн основы - Fe

Р. мГ>«х>

Методика Стали низко- и средненог •

Очмстмгь Образе*

Рисунок 3.1. Проверка нижней границы спектрального диапазона модификаций спектрометра «СПАС-05» и «СПАС-05А» при работе в ПО SPAS

Влл •              CCD • Дх1П1!:я • Мдещтаб‘COS sмсяацде» «2        Бпемд

Рисунок 3.2. Проверка нижней границы спектрального диапазона модификаций спектрометра «СПАС-05» и «СПАС-05А» при работе в ПО ARK.OS

Для проверки нижней границы спектрального диапазона модификации спектрометра «СПАС-05В», составляющей 185 нм, при работе в ПО SPAS вывести в окне спектра спектральный диапазон 185-191 нм. Сравнивая визуально картинку спектра на экране со стандартной распечаткой, приведенной на рисунке 4.1, убеждаемся в наличии контрольной линии железа Ее

• 188.873 нм. При работе в ПО ARKOS открыть в меню поля отображения спектра раздел «Диапазон» и выполнить команду «Нижняя граница». Убедиться в наличии контрольной линии Fe

• 188.873 нм (рисунок 4.2).

(Измененная редакция, Изм. № 1)

«                                          СПАС -os                                   - = ЕВ

Вид Команды Слини

Концентроция основы - Fe

Методика Стали низко- и средне лег •

Рчистшь | Образе*

Рисунок 4.1. Проверка нижней границы спектрального диапазона для модификации спектрометра «СПАС-05В» при работе в ПО SPAS.

I

• 'ЯС-

I

чя-

'&зм                         'Я *55                         1»ЗВ

*                                                                       'о "I- S

Рисунок 4.2. Проверка нижней границы спектрального диапазона для модификации спектрометра «СПАС-05В» при работе в ПО ARKOS.

• 7.4.1.5.Для проверки верхней границы спектрального диапазона всех модификаций спектрометров эмиссионных «СПАС-05», составляющей 450 нм, при работе в ПО SPAS следует вывести на экран спектральную область 400 - 455 нм. Сравнивая визуально картинку спектра на экране со стандартной распечаткой, приведенной на рисунке 5.1, убеждаемся в наличии контрольной линии железа Fe 449,456 нм. При работе в ПО ARKOS открыть в меню поля отображения спектра раздел «Диапазон» и выполнить команду «Верхняя граница». Убедиться в наличии контрольной линии Fe 449,456 нм (рисунок 5.2).

(Измененная редакция, Изм. № 1)

<*>                                                         СПАС 05

сид          Опции

Рисунок 5.1. Проверка верхней границы спектрального диапазона спектрометра «СПАС-05» при работе в ПО SPAS

•из •             CCD •                                    Намд Егсри

•“-1

:<: -

• ^юс“

!

4

ис-

«5 ’Я                         «5 ЭЯ                        -5 550

о ГЬ »

Рисунок 5.2. Проверка верхней границы спектрального диапазона спектрометра «СПАС-05» при работе в ПО AR.K.OS

• 7.4.1.6. Спектрометр эмиссионный «СПАС-05» считается выдержавшим поверку по п.

• 7.4.1. если, значение нижней границы спектрального диапазона, определенное по п. 7.4.1.4. не более 174 нм для модификаций «СПАС-05» и «СПАС-05А», и не более 185 нм для модификации «СПАС-05В», а значение верхней границы спектрального диапазона всех модификаций спектрометра эмиссионного «СПАС-05», определенные по п. 7.4.1.5, не менее 450 нм.

• 7.4.2. Определение пределов детектирования легирующих и примесных элементов при анализе сталей.

• 7.4.2.1. Для проведения измерений по данному пункту применяют стандартные образцы состава сталей углеродистых и легированных ГСО 10504-2014 либо аналогичные. Выбрать из комплектов СО образец, содержание в котором не менее четырех из нижеуказанных элементов: С, Si. Мп. Cr, Ni - лежит в диапазоне от 0.005% до 0,10 %. По возможности следует выбирать образец с наименьшим содержанием указанных элементов.

• 7.4.2.2. Переключиться на аналитическую методику «Проверка». Подготовить образец стали путем шлифовки его поверхности на шлифовальном станке, применяя шлифовальную шкурку №40 или №60.

• 7.4.2.3. При работе в ПО SPAS в таблице результатов программы перейти во вкладку «Настройки». Включить отображение паспортных данных, отметив галочкой «С пасп.». В появившемся окне выбрать из списка необходимый образец, после чего окно закрыть. Находясь во вкладке «Настройки» переключить режим измерения с «концентрация» на «интенсивность». При работе в ПО ARKOS включить отображение массовых долей элементов применяемых при поверке СО в таблице результатов. Для этого необходимо открыть базу данных паспортов СО и выполнить команду «Закрепить в результатах анализа», выделив при этом выбранные в п. 7.4.2.1 стандартные образцы.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

• 7.4.2.4. При работе в ПО SPAS перейти во вкладку «Линии методики». Выполнить 10 параллельных измерений образца в режиме измерения относительных интенсивностей. По окончании измерений выполнить щелчок правой кнопкой мыши в таблице результатов и выбрать пункт «Предел обнаружения». Расчет предела обнаружения производится программой автоматически. Результат отображается в колонке Спо в правой части таблицы. При работе в ПО ARKOS находясь во вкладке «Интенсивности линий», выполнить 10 параллельных измерений относительных интенсивностей. По окончании измерений выполнить команду «Предел обнаружения» из контекстного меню по клику правой кнопкой мыши в таблице результатов в дочерней вкладки «Интенсивности линий» вкладки «Анализ». Расчет предела детектирования производится программой автоматически. При выполнении команды «Предел обнаружения» формируется отчёт, который затем автоматически выводился в отдельном окне. Результат отображается в столбце Спо отчёта.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

Для расчета предела обнаружения используется формула:

где:

оф., — среднее квадратичное отклонение (СКО) интенсивности фона под контуром аналитической линии j-ro элемента. Значение интенсивности фона под контуром аналитической линии определяется аппроксимацией значений фона, измеренного справа и слева от аналитической линии в точках спектра, свободных от каких-либо спектральных линий;

1, — среднее арифметическое значение абсолютной интенсивности (за вычетом интенсивности фона) аналитической линии j-ro элемента по нескольким параллельным измерениям;

С, — аттестованное значение содержания j-ro элемента по данным свидетельства на стандартные образцы.

Величина 3 х сг_;,, является шумовой характеристикой интенсивности спектрального фона.

Отношение Cj/Ij представляет собой тангенс угла наклона градуировочной характеристики (ГХ) j-ro элемента Cj(Ij) (при условии ее линейности) и характеризует чувствительность спектрометра как средства измерения содержаний элементов в анализируемых веществах.

1А2.5. Спектрометр эмиссионный «СПАС-05» считается прошедшим поверку по п. 7.4.2. если пределы детектирования легирующих и примесных элементов при анализе сталей, вычисленные в п. 7.4.2.4, не превышают следующих значений:

7.4.3. Определение относительного СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей при анализе сталей

• 7.4.3.1. Для проведения измерений по данному пункту применяют стандартные образцы состава сталей, указанные в Таблице 2 настоящей методики поверки либо аналогичные. Для определения относительных СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей выбрать из комплектов стандартные образцы, содержание в которых не менее чем одного элемента лежит в диапазоне от 0,0005 % до 0,01 % включ.; и не менее чем двух элементов лежит в каждом из ниже указанных диапазонов: свыше 0,010 % до 0.10 % включ.; свыше 0,10 % до 1,0 % включ.; свыше 1,0 % до 45.0 % включ.

• 7.4.3.2. Переключиться на аналитическую методику «Проверка». Подготовить образцы стали путем шлифовки поверхности на шлифовальном станке, применяя шлифовальную шкурку №40 или №60.

При работе в ПО SPAS выполнить по 10 параллельных измерений выбранных стандартных образцов в режиме измерения относительных интенсивностей. Расчет относительных СКО производится программой автоматически. Результат вычисления относительного СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей отображается в колонке СКО отн.% в правой части таблицы на экране видеомонитора.

При работе в Г1О ARKOS перейти во вкладку «Настройки». Включить отображение относительного СКО, установив флажок «СКО, %». Вернувшись во вкладку «Анализ», перейти в дочернюю вкладку «Интенсивности линий» и выполнить 10 параллельных измерений относительных интенсивностей. Расчет относительных СКО производится программой автоматически. Результат отображается в строке «СКО, %» в таблице результатов измерений (и в столбце «СКО. %» отчёта).

(Измененная редакция, Изм. № 1)

• 7.4.3.3. Для расчета по результатам измерений в п. 7.4.3.2 используется формула:

  (2)

  к
  1	(«-1)
  	I средн, j

хЮ0%

где:

/' - значение / - го измерения относительной интенсивности j - ой анализируемой аналитической линии, т.е. для j - ого элемента ;

Icpedn.j - среднеарифметическое значение относительной интенсивности для у - ой анализируемой аналитической линии, т.е. для у - ого элемента, - по 10-ти параллельным определениям;

п - число измерений в серии (в данном случае п = 10);

• 7.4.3.4. Спектрометр эмиссионный «СПАС-05» считается прошедшим поверку по п. 7.4.3, если значения относительного СКО выходного сигнала спектрометра в режиме измерения относительных интенсивностей, для не менее чем одного элемента в каждом из проверяемых диапазонов, не превышают следующих значений:

в диапазоне массовых долей элементов от 0,0005 % до 0,010% включ.     - 30 %

в диапазоне массовых долей элементов св. 0,010 % до 0,10% включ.       - 10 %

в диапазоне массовых долей элементов св. 0,10 % до 1,0 % включ.         - 7,5 %

в диапазоне массовых долей элементов св. 1,0 % до 45,0 %                - 5,0 %

Примечание: По согласованию с заказчиком проверку по п. 7.4 настоящей методики поверки «Определение метрологических характеристик» допускается проводить согласно МИ 2531-99 «ГСИ. Анализаторы состава веществ и материалов универсальные. Общие требования к методикам поверки в условиях эксплуатации» в соответствии с разделами «Контроль точности (погрешности, прецизионности, неопределенности)» или «Обработка результатов измерений» аттестованных и стандартизированных государственными метрологическими органами методик измерений. Протокол поверки в этом случае оформляется согласно приложения А к настоящей методике поверки, а раздел, посвященный результатам определения метрологических характеристик, согласно таблицы 2 указанного приложения А.

• 8.1. Данные, полученные при поверке, оформляются в согласно приложения А к настоящей методике поверки.

• 8.2. Спектрометр, удовлетворяющий требованиям настоящей методики поверки, признается годными и на него оформляется свидетельство о поверке по установленной форме.

На оборотной стороне свидетельства приводится следующая информация:

-результаты опробования и внешнего осмотра;

-результат проверки соответствия ПО;

- результаты определения метрологических характеристик;

• 8.3. Спектрометры, не удовлетворяющие требованиям настоящей методики, к дальнейшей эксплуатации не допускается и на них выдается извещение о непригодности.

• 8.4. Знак поверки наносится на лицевую панель спектрометра и (или) на свидетельство о поверке.

Спектрометра эмиссионного «СПАС-05» модификации_____________

Зав.№ ___________

Принадлежит_______________________ И ПН________________

Поверка проведена по документу___________________________________________________

С использованием стандартных образцов____________________________________________

Условия поверки:

температура окружающей среды_______________________________°C,

атмосферное давление_________________________________________кПа.

относительная влажность окружающего воздуха_________________%.

Результаты поверки.

Внешний осмотр_____________________________________________________________

Опробование__

Проверка соответствия ПО_________________________________________________________

Результаты определения метрологических характеристик:

Таблица 1.

При поверке согласно МИ 2531-99 результаты определения метрологических характеристик оформляются согласно таблице 2.

Таблица 2.

Поверитель__

(подпись)

(П О. Фамилия)

¹

Ю спектрометра А2ЕЕ-46»Е-1Е53-^еА€2€-9МЯ>823-0147

Версия 1 С.0.0

²

2019 Active Ltd Со Ч njnts reeer. ee