Времяпролетный масс-спектрометр ЛЮМАС-50

Времяпролетный масс-спектрометр ЛЮМАС-50 предназначен для экспрессного анализа многокомпонентных газовых потоков в режиме реального времени.

Возможности ЛЮМАС-50:

Газовый анализ летучих соединений.
Высокотемпературный анализ паров твёрдых растворов полупроводников, металлов и сплавов.

Масс-спектрометр ЛЮМАС-50 осуществляет непрерывный комплексный анализ состава многокомпонентной газовой смеси и предназначен для динамического контроля технологических процессов, экологического мониторинга промышленной зоны и проведения научных исследований.

Газоанализатор ЛЮМАС-50 регистрирует массы во всей области спектра и определяет относительный процентный состав выделенных оператором компонент. В зависимости от технических требований Заказчика ЛЮМАС-50 выпускается в нескольких модификациях. Характеристики базовых моделей газоанализатора приведены ниже.

Основные технические характеристики масс-спектрометра ЛЮМАС-50

Характеристика	Модификация
Характеристика	ЛЮМАС-50	ЛЮМАС-50А	ЛЮМАС-51
Диапазон измеряемых масс, а.е.м.	1 ... 150	1 ... 1500	1 ... 1800
Разрешающая способность масс-спектрометров, не менее	150	750	800
Предел детектирования по пику ³⁴О₂, %:	0.002	0.00001	0,002 ppm
Предел относительного среднего квадратического отклонения выходного сигнала масс-спектрометров, %:
в диапазоне от 0,00001 до 0,005 % вкл.	-	10	10
в диапазоне от 0,005 до 0,1 % вкл.	5	10	10
в диапазоне свыше 0,1 до 1 % вкл.	1,5	2,0	2.0
в диапазоне свыше 1 до 25% вкл.	0,5	1,0	1.0
в диапазоне свыше 25 до 100 % вкл.	0,1	0,2	0.2
Минимальное время однократного измерения по всем определяемым компонентам, с, не более	0,2	0,25	0.1
Время установления рабочего режима, ч	0,25	0,25	0.25
Размах показаний при измерении объемной доли компонентов за 24 ч непрерывной работы, %	0,25	0,25	0.25
Дискретность контроля состава газовых смесей, сек	0.1	0.1	0.1
Расход анализируемой газовой смеси, мл/мин.	0,1 ...1	0,1 ...1	0,1 ... 1
Наличие панорамного обзора спектра	+	+	+
Потребляемая мощность, Вт	280	340	240
Напряжение, В	~220 (-27)	~220	~220
Масса масс-спектрометра, кг	45	55	18
Габаритные размеры масс-спектрометра, мм	550х400х800	550x500x950	545x400x527
Подключение к внешним системам	Ethernet, RS-232, 485
Средняя наработка на отказ, ч, не менее	2500
Время непрерывной работы	круглосуточно

Мы разработали мобильный переносной вариант прибора, который можно использовать для проведения экологического мониторинга, он также удобен для выполнения исследований на выезде «в поле».

В декабре 2008 года была закончена разработка прибора ЛЮМАС-51. Прибор обладает повышенным разрешением и чувствительностью, он мобилен и способен работать от автономного источника питания на передвижных экологических станциях.

Газоанализатор ЛЮМАС-50 работает в автоматическом режиме под управлением встроенного или внешнего компьютера в зависимости от исполнения. Отображение информации на экране монитора происходит в режиме реального времени в графическом и табличном виде. Во время работы газоанализатора осуществляется протоколирование данных и создание архива результатов анализа. Программное обеспечение поставляется в открытом виде, что даёт Пользователю возможность вносить изменения в алгоритм управляющей программы и оперативно настраивать масс-спектрометр на новую задачу. Кроме того, пакет программ для газоанализатора ЛЮМАС-50, написанный с использованием пакета LABWIN-IX компании Analog Devise, содержит большую библиотеку виртуальных приборов.

Примеры окон рабочей программы

Панорамный обзор спектра

Времяпролетный масс-спектрометр ЛЮМАС-50, панорамный обзор спектра

Посмотреть большую фотографию

Приведённое выше окно Scope позволяет интерпретировать входной сигнал в режиме осциллографа, выделять с помощью маркеров участки спектра и анализировать до 16 (для модели ЛЮМАС-50) интегральных значений выделенных участков спектра.

Графический режим

Времяпролетный масс-спектрометр ЛЮМАС-50, графический режим

Посмотреть большую фотографию

Окно Graf позволяет выводить информацию о процентном составе анализируемой газовой смеси в виде графиков с учётом или без учёта фона.

Оператор может редактировать параметры и настройки газоанализатора ЛЮМАС-50, не прерывая при этом работы основной программы.

Программный пакет обеспечивает как автономную работу масс-спектрометра ЛЮМАС-50 с отображением результатов анализа на мониторе, подключённом к управляющему компьютеру, так и связь с внешними локальными сетями (Ethernet и др).

Математическое обеспечение позволяет производить последующую обработку данных газового анализа.

Калибровочная матрица

Времяпролетный масс-спектрометр ЛЮМАС-50, калибровочная матрица

Посмотреть большую фотографию

Калибровка масс-спектрометра ЛЮМАС-50 производится при подаче на вход эталонных газовых смесей с определенным, точно известным составом. Состав калибровочных смесей определяется исходя из конкретной задачи, на которую должен быть настроен газоанализатор.
Калибровочная матрица газового анализа для контроля технологических процессов состоит из относительных коэффициентов чувствительности масс-спектрометра к исследуемым газам (диагональные элементы) и коэффициентов, учитывающих их взаимное влияние (недиагональные элементы). Элементы выше диагонали – это коэффициенты вкладов от осколков тяжелых компонентов в легкие, элементы ниже диагонали – это учёт радиотехнических искажений и вкладов от легких компонентов в тяжелые (процесс окисления).

Многооконный режим вывода информации

Посмотреть большую фотографию

Настройки газоанализатора ЛЮМАС-50 предполагают возможность многооконного вывода информации.

Применение масс-спектрометра ЛЮМАС-50 для контроля технологических процессов

Масс-спектрометр ЛЮМАС-50 применяется для создания стационарных газоаналитических комплексов и комплектуется системой отбора и подготовки газовых проб, конфигурация которой зависит от требований конкретной газовой задачи.

Типовой газоаналитический комплекс имеет следующий состав:

Масс-спектрометр ЛЮМАС-50 со встроенным управляющим компьютером;
Монитор LCD 17”;
Система отбора и подготовки газовых проб в составе:

Газораспределительная система ГС;
Блок фильтров БФ;
Газовые трассы;
Газоотборные устройства.

Cистема пробообтбора и пробоподготовки позволяет одному масс-спектрометру контролировать несколько различных точек отбора проб, осуществляя последовательный опрос по заданному алгоритму.

Пример газоаналитического комплекса для контроля технологического процесса

Времяпролетный масс-спектрометр ЛЮМАС-50 в составе газоаналитического комплекса для контроля технологического процесса

Посмотреть большую фотографию

В приведённом выше составе газоаналитический комплекс с использованием времяпролетного масс-спектрометра ЛЮМАС-50 обеспечивает:

Непрерывный отбор и транспортировку газовых проб;
Очистку от пыли, охлаждение газовой пробы и удаление конденсата;
Коммутацию газовых трасс от нескольких точек отбора;
Подвод газовой пробы в масс-анализатор и определение её объемного процентного состава;
Полную диагностику работы с отражением состояния газоаналитического комплекса на мнемосхеме и управляющем компьютере;
Передачу данных о составе газовой фазы в технологический отдел и в систему АСУ;
Создание архива данных.

Времяпролетный масс-спектрометр ЛЮМАС-50 за время работы зарекомендовал себя как надежный газоанализатор для экспрессного анализа многокомпонентных газовых потоков в режиме реального времени.