ВСЕПОГОДНЫЙ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС СКС-06П

 


ООО ЭКОИНСПЕКТ образовано 05 февраля 1998г., является дочерним предприятием НИЦ СНИИП Минатома РФ. Коллектив разработчиков ООО “Экоинспект”, имеет многолетний опыт разработки и промышленного внедрения различных спектрометров ядерных излучений В СНИИП была создана школа приборостроителей-спектрометристов, накопившая большой научно-технический и практический опыт, начиная с середины 50-х годов. В народное хозяйство страны, в его многочисленные отрасли, включая оборонную, были внедрены несколько тысяч спектрометров различного назначения, разработанные в СНИИП Предметом деятельности ООО ЭКОИНСПЕКТ является: проведение научно – исследовательских и опытно – конструкторских работ в области средств автоматизации и приборостроения в том числе медицинского,экологического и ядерно – физического назначения; разработка новых методов и приборов для определения радиационной безопасности человека; разработка новых методов и приборов анализа состава вещества в промышленности, геологии, медицине и др. Одна из новых разработок ООО ЭКОИНСПЕКТ - Комплекс спектрометрический СКС- 06П и Всепогодный переносной рентгенофлуоресцентный анализатор для определения состава вещества.

Комплекс спектрометрический СКС-06П предназначен для регистрации энергетических распределений рентгеновского и гамма-излучений, обработки и вывода информации.
Комплекс спектрометрический СКС-06П (далее комплекс) представляет собой измерительное устройство с двумя автономными измерительными трактами, содержащими сменные блоки детектирования, и пультом спектрометрическим УНО-203П со встроенной ЭВМ и возможностью автономного питания. Комплекс может применяться в различных областях науки и техники (ядерная физика, радиохимия, биология, медицина, экология, сельское хозяйство, геология, горнорудная промышленность, геофизика, таможенный контроль, криминалистика и др.); для контроля технологических процессов в промышленности (ядерная техника и энергетика, транспорт, металлургия, изготовление, переработка, хранение и захоронение радиоактивных материалов и т.п.), а также - для контроля среды обитания человека.
Комплекс предназначен для работы в жёстских эксплуатационных условиях, в температурном диапазоне от минус 30О С до +50О С
Комплекс:
- имеет санитарно-гигиенический сертификат Минздрава РФ №77.99.6.694.П.2799.5.99 от 25.05.1999г.;
- внесен в Госреестр средств измерений РФ под № 18633-99.
В состав комплекса входят:

- СКС-06П-Р1 - спектрометр рентгеновского излучения с блоком детектирования на основе пропорционального счетчика и портативным пультом спектрометрическим УНО 203П-01 (рис.1а)

- СКС-06П-Р2 - спектрометры рентгеновского излучения с блоками детектирования на кремниевом ППД с охлаждением жидким азотом и портативным пультом спектрометрическим УНО 203П-02 (рис.1б)

-СКС-06П-Г1...Г73 - спектрометры гамма-излучения с блоками детектирования на основе особо чистого германия с охлаждением жидким азотом и портативным пультом спектрометрическим УНО 203П-03 (рис.1в)

-СКС-06П-Г74...Г80 - спектрометры гамма-излучения с сцинтилляционными блоками детектирования на основе кристалла NaI или CsI и портативным пультом спектрометрическим УНО 203П-04 (рис.1г).

Спектрометры СКС-06П-Р1 и СКС-06П-Р2 измеряют энергетическое распределение рентгеновского излучения. Измерение основано на методе рентгено-флуоресцентного анализа. Излучение радиоактивного источника, находящегося внутри блока детектирования, попадая на измеряемый образец, возбуждает вторичное (характеристическое) излучение. Спектр излучения содержит информацию - (интенсивности характеристического излучения элементов), необходимую для анализа состава образца
В спектрометре СКС-06П-Р1 вторичное излучение измеряется пропорциональным счетчиком, а в спектрометре СКС-06П-Р2 полупроводниковым Si(Li) детектором и преобразуется в выходной нормированный электрический сигнал, содержащий информацию об энергии ионизирующих частиц и энергетическом распределении ионизирующего излучения.
Спектрометры СКС-06П-Г1...Г73 и СКС-06П-Г74...Г80 производят измерение энергетических распределений гамма-излучений.
Излучение измеряемого источника гамма-излучения измеряется:
- в спектрометрах СКС-06П-Г1...Г73 - полупроводниковым детектором из особо чистого германия, охлаждаемым жидким азотом;
- в спектрометрах СКС-06П-Г74...Г80 - сцинтилляционным детектором (на базе кристалла NaI либо CsI).
В блоках детектирования энергия гамма-излучения преобразуется в выходной нормированный электрический сигнал, содержащий информацию об энергии гамма-квантов и энергетическом распределении ионизирующего излучения.
Сигналы с выходов блоков детектирования поступают на вход портативного пульта УНО-203П-03, либо УНО-203П-04, который измеряет, накапливает, производит обработку параметров амплитудных измерений, выводит накопленную информацию на встроенный жидкокристаллический дисплей и внешние устройства.
Связь с внешними устройствами осуществляется с помощью стандартных интерфейсов:
- с внешней ЭВМ для дальнейшей обработки спектрометрической информации - с помощью последовательного интерфейса RS-232C ("Стык-С2");
- с принтером - с помощью стандартного параллельного интерфейса "Centronics".
В состав всех четырех типов спектрометров ( см.рис.1), из которых состоит комплекс СКС-06П, кроме блока детектирования ионизирующих излучений, входит пульт спектрометрический УНО-203П.
Пульт спектрометрический имеет 4 модификации, соответствующие каждому типу спектрометра. Все четыре модификации имеют одинаковое конструктивное исполнение и один и тот же состав функциональных узлов.
Четыре модификации отличаются друг от друга числом каналов накопительной памяти, управляющей программой встроенного компьютера и величиной высоковольтного напряжения питания детектора ионизирующего излучения.

Особенности пульта спектрометрического:
компактный моноприбор;
* внутри анализатора- компьютер типа IBM PC, снабженный программой обработки спектров;
* герметичная конструкция;
* работа в полевых условиях при перепаде температур от -30О С до +50О С;
* автономная непрерывная работа в течении 16 часов;
* долговременное запоминающее устройство обеспечивает хранение до 160 спектров по 1024 канала;
* жидко-кристаллический дисплей отображает:
"меню" для задания параметров и режимов работы,
спектры с элементами идентификации,
результаты анализа, комментарии.
Качество изображения не зависит от окружающей температуры и освещенности;
* оригинальные схемотехнические решения обеспечивают метрологические характеристики, присущие прецизионным лабораторным системам;
* стандартизованные последовательный, параллельный интерфейсы обеспечивают связь с любой ЭВМ и принтером;
* встроенный контроллер обеспечивает связь с дисководом в режиме ввода/вывода спектров и программ обработки.

Технические характеристики пульта спектрометрического:

* число каналов - 1024, 2048, 4096
* емкость канала - 224
* число уровней квантования - 512-4096
* частота преобразования - 100 МГц
* интегральная нелинейность - 0,05%
* дифференциальная нелинейность - 1%
Коэффициент усиления спектрометрического усилителя:
первый диапазон - 5-8; второй диапазон - 50-800.
Высокое напряжение (питание детекторов ионизирующих излучений):
первый диапазон - 4,5 кВ (1 мкА); второй диапазон - 1,5 кВ (500 мкА).
Полярность высокого напряжения - любая.
Пульт обеспечивает питанием + 24В, 50 мА и + 12В, 100 мА внешний предусилитель и другие источники сигналов.
Питание пульта спектрометрческого:
от встроенного блока аккумуляторных батарей
от сети переменного тока 220В, 50Гц через внешний сетевой блок, являющийся зарядным устройством.
Масса пульта, включая блок аккумуляторных батарей - 4,5 кг.
Габариты пульта- 250 х 200 х 120 мм.

Всепогодный переносной
рентгенофлуоресцентный анализатор для
определения состава вещества
металлургия & нефтегаз & машиностроение & горное дело & химия & экология
таможенный контроль

В 2000г. на российский рынок был выпущен новый портативный рентгено-флуоресцентный анализатор, выполненный на базе спектрометрического комплекса СКС-06П-Р1, разработанный предприятием ООО "Экоинспект", дочерним предприятием НИЦ "СНИИП" Минатома РФ при участии ЗАО "C-Инструментс". Анализатор - универсальный прибор, предназначенный для применения в полевых и лабораторных условиях для экспрессного качественного и количественного анализа веществ в твердом, жидком и порошкообразном состоянии.
К подготовке образцов предъявляются минимальные требования: например для анализа металлов поверхность размером около 2 см2. должна быть ровной, очищенной от ржавчины и окалины; для анализа почв - ровной, без крупных механических включений.
Анализ проводится без разрушения образца. Измерения проводятся без отбора проб (непосредственно с поверхности материала) и с отбором порошков/жидкостей в кюветы.
Диапазон измеряемых элементов от Ti (22) до U (92) при содержании от нескольких ppm до 100%.
Относительное разрешение в области энергии Mn Ка - 14%.
Время измерения при идентификации материалов - 5 - 15 сек., при анализе элементного состава 1 - 5 мин.
Прибор комплектуется методиками выполнения измерений в цеховых, лабораторных и полевых условиях и пакетами реализующих их программ, соответствующих каждой конкретной аналитической задаче.
Превосходные точностные характеристики, малый вес и возможность проведения быстрого неразрушающего анализа химсостава вещества обеспечивают широкий спектр использования анализатора. В качестве объектов измерений могут быть стали и сплавы, руды, удобрения, почвы и илы, промышленные и сточные воды, масла, краски, корма и т.д.
Прибор специально разработан для жестких эксплуатационных условий: работает при температуре от -300 С до +500 С при влажности 98% , вибро-, ударопрочен, имеет автономное питание.
Рентгено-флуоресцентный анализатор состоит из пульта спектрометрического УНО203П-01 (250х200х120 мм, вес - 4,5 кг) со встроенной малогабаритной ЭВМ, предназначенной для проведения полной обработки результатов на месте измерения. В пульт также встроена аккумуляторная батарея, обеспечивающая автономную работу прибора в течение 10-12 часов. К пульту гибким кабелем подключается датчик с пропорциональным счетчиком БДЭР-07П (200х160х75 мм, вес - 1,5 кг). В качестве источников возбуждающего излучения используются радионуклиды: Cm244, Cd109, Am241 активностью 5-30 мКи.
Преимущества анализатора ЭЛАН по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами:
* высокие метрологические характеристики, не уступающие западным аналогам (Х-МЕТ880, Metallurgist);
* малые габариты и вес (наименьшие среди портативных р/ф анализаторов с пропорциональным счетчиком);
* пыле-брызгозащищенная конструкция;
* расширенный рабочий температурный диапазон. (Специально разработанный для суровых климатических условий России, является единственным анализатором в своем классе, который работает при Т окружающей среды до -30О С и этим выгодно отличается от аналогичных импортных приборов (MetalMaster2000, Spectrace, NITON XL-800, рабочий диапазон которых составляет от -7О С до +60О С);
* получение конечного результата на месте измерения;
* встроенный интеллектуальный ЖКД с большим разнообразием отображаемой информации показывает таблицу элементов и их концентрации в пробе и, кроме того, позволяет анализировать спектры измеряемых проб (последняя функция реализована лишь в нескольких аналогичных импортных приборах);
* полная автоматизация всех режимов работы и управление со стороны как встроенного, так и внешнего компьютера;
* низкая продажная цена (стоимость анализатора в 2-3 раза ниже стоимости аналогичных импортных приборов).

Поданы 2 заявления о выдаче патента Российской Федерации на изобретение:
1. №2000132701 от 27декабря 2000г. - Спектрометрический измеритель;
2. №2000132702 от 27декабря 2000г. - Блок детектирования для рентгено-флуоресцентного анализа.

Разработка всепогодного спектрометра СКС-06П-Р1 и анализатора вещества на его основе была выполнена на бюджетные средства, предоставленные Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно - технической сфере (Проект №1537).
В 2001 году по договору с Фондом будут проведены работы по модернизации анализатора вещества с целью расширения его функциональных возможностей (Проект №2833).