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

В качестве источника первичного рентгеновского излучения в спектрометре используется рентгеновская трубка с набором первичных фильтров (Umax=50 кВ, Imax=2 мА; максимальная мощность 50 Вт; материал анода - палладий, серебро). Регистрация вторичного рентгеновского излучения осуществляется с помощью кремниевого дрейфового детектора (SDD) детектора со встроенным термоэлектрическим охлаждением, который может быть установлен в спектрометр в двух вариантах - стандартном (XFlash) или с расширенной чувствительностью в области легких элементов (XFlash LE). Для оптимизации соотношения сигнал-фон спектрометры оснащаются 10 фильтрами первичного излучения.

Конструктивно спектрометр выполнен в виде настольного прибора со встроенным компьютером, работающим под управлением операционной системы Windows и сенсорным экраном размером 12,1 дюйм, с помощью которого происходит управление процессом измерения и хранение данных.

Спектрометры выпускаются в трех исполнениях, отличающихся устройствами подачи проб. В исполнении 1 в спектрометр пробы устанавливаются вручную поочередно по одной. В исполнении 2 спектрометр оснащается XY- автосемплером с возможностью подключения к конвейерным системам подачи образцов, а в исполнении 3 - карусельным автосемплером. Вне зависимости от исполнения, спектрометры позволяют работать в ручном режиме загрузки, а также выбирать определенную область анализа.

Спектрометры имеют камеру для образцов, позволяющую производить анализ жидких сред, твердых образцов, порошков, гранул, тонких пленок. Для анализа малых образцов, а также локального анализа в выделенной малой области на образце спектрометры могут оснащаться сменными коллиматорными масками разного размера, камерой видеонаблюдения измеряемого образца и возможностью наведения на область измерения.

Для лучшей чувствительности при определении легких элементов спектрометр может оснащаться системой продувки камеры гелием или азотом. Для повышения чувствительности при анализе легких элементов только в твердых пробах может использоваться система вакуумирования камеры образцов. В исполнении 2, XY -автосемплер отделен от камеры образцов таким образом, что анализируемая среда создается только внутри камеры с образцом.

Управление процессом измерения и настройки осуществляется как со встроенного, так и с любого внешнего компьютера по сети Ethernet. Изготовитель не осуществляет пломбирование прибора. Общий вид спектрометров представлены на рисунках 1, 2 и 3. Место нанесения знака поверки показано на рисунке 1.

Место нанесения знака поверки

Рисунок 1- Общий вид спектрометров S2 PUMA (ручная система подачи пробы)

Рисунок 2- Общий вид спектрометров S2 PUMA (с XY- автосемплером)

Рисунок 3- Общий вид спектрометров S2 PUMA (с карусельным автосемплером)

Таблица 4 -

Таблица 2- Метрологические характеристики

Таблица 3 - Основные технические характеристики