zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2022-88-1-II-69-76zldm-1578Research ArticleК 30-ЛЕТИЮ «ВМК-ОПТОЭЛЕКТРОНИКА»TO THE 30th ANNIVERSARY OF VMK-OPTOELEKTRONIKAАнализ алюминиевых сплавов с использованием атомно-эмиссионного спектрометра Polyvac Е980 (Hilger Analytical), модернизированного многоканальным анализатором эмиссионных спектров МАЭСAnalysis of aluminum alloys on a Polyvac E980 (Hilger Analytical) atomic emission spectrometer modified with a multi-channel analyzer of emission spectra (MAES)ЛёзоваТ. А.LyozovaT. A.

Татьяна Александровна Лёзова

603004, г. Нижний Новгород, пр. Ленина, д. 88

Tat’yana A. Lyozova

603004, Nizhny Novgorod, prosp. Lenina, 88

СарычеваН. А.SarychevaN. A.

Наталья Альбертовна Сарычева

603004, г. Нижний Новгород, пр. Ленина, д. 88

 

Nataliya A. Sarycheva

603004, Nizhny Novgorod, prosp. Lenina, 88

sarychevana@gaz.ruГаранинВ. Г.GaraninV. G.

Виктор Геннадьевич Гаранин

630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 1

Viktor G. Garanin

630090, Novosibirsk, prosp. Akademika Koptyuga, 1

БорисовА. В.BorissovA. V.

Антон Валерьевич Борисов

630090, г. Новосибирск, просп. Академика Коптюга, д. 1

Anton V. Borissov

630090, Novosibirsk, prosp. Akademika Koptyuga, 1

Горьковский автомобильный заводРоссияGorky Automobile PlantRussian FederationООО «ВМК-Оптоэлектроника»РоссияVMK-OptoelektronikaRussian FederationООО «ВМК-Оптоэлектроника»; Институт автоматики и электрометрии СО РАНРоссияVMK-Optoelektronika; Institute of Automation and Electrometry, Siberian Branch, Russian Academy of SciencesRussian Federation202225012022881(II)6976Copyright © Лёзова Т.А., Сарычева Н.А., Гаранин В.Г., Борисов А.В., 20222022Лёзова Т.А., Сарычева Н.А., Гаранин В.Г., Борисов А.В.Lyozova T.A., Sarycheva N.A., Garanin V.G., Borissov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1578

Представлены результаты модернизации вакуумного атомно-эмиссионного спектрометра Polyvac Е980 (Hilger Analytical, Великобритания) многоканальным анализатором эмиссионных спектров МАЭС: была полностью обновлена линия подачи аргона в искровой штатив и установлен прецизионный регулятор массового расхода с блоком микропроцессорного управления для регулирования подачи аргона. Новый регулятор позволил изменить скорость подачи аргона для разных режимов работы и фиксировать ее текущие значения с сохранением данных для каждого спектра. Блок микропроцессорного управления также обеспечивает согласованную работу контрольных линий и блокировку работы искрового генератора в случае открытого штатива или отсутствия аргона. Обновленный искровой вакуумный спектрометр, изначально предназначенный для анализа сплавов на основе железа, можно использовать для определения состава цветных сплавов. Разработаны аналитические программы для спектрального экспресс-анализа алюминиевых сплавов типа АК12М2 и АК9ч. Основная методическая сложность такого анализа состоит в том, что в одном образце необходимо определять высокие содержания кремния, меди и железа наряду с примесным содержанием кальция. Кальций оказывает негативное влияние на качество отливок, и возможность его определения была важным фактором при проведении модернизации. После проведения всех подготовительных работ и построения градуировочных графиков исследовали кратковременную и долговременную повторяемость результатов анализа стандартных образцов алюминиевых сплавов с использованием модернизированного спектрометра. Полученные результаты показали полное соответствие требованиям нормативной документации по определению состава алюминиевых сплавов.

A Polyvac E980 (Hilger Analytical) photoelectric vacuum optical emission spectrometer has been modified with a multichannel analyzer of emission spectra (MAES). The line of argon supply to the spark stand has been completely renewed. A precision mass flow controller with a microprocessor control unit has been installed to adjust the argon supply for different operation modes and fix the current values with the possibility of saving data for each spectrum. The microprocessor control unit coordinates the operation of the control lines and interrupts the operation of the spark generator when the stand is open or argon is absent. The modified vacuum spark spectrometer, originally designed for the analysis of iron-based alloys, has become suitable for determining the composition of non-ferrous alloys. Analytical programs have been developed for the rapid spectral analysis of AK12M2 and AK9ch aluminum alloys. The main methodological difficulty of the analysis is attributed to the necessity of monitoring high concentrations of silicon, copper, and iron along with the content of calcium impurity in the same sample. Calcium has a negative effect on the quality of castings, thus making the possibility of Ca determination an important motivation for the modification. After the preparatory work and the construction of calibration curves, the short-term and long-term repeatability of the results of spectral analysis of standard samples of aluminum alloys has been studied on the modified spectrometer. The results completely meet the standard requirements for determining the composition of aluminum alloys.

атомно-эмиссионный спектральный анализалюминиевые сплавыстандартные образцымногоканальный анализатор эмиссионных спектров МАЭСatomic emission spectral analysisaluminum alloysreference materialsmultichannel analyzer of emission spectra (MAES)ReferencesЛабусов В. А., Попов В. И., Путьмаков А. Н. и др. Анализаторы МАЭС и их использование в качестве систем регистрации и обработки атомно-эмиссионных спектров / Аналитика и контроль. 2005. Т. 9. № 2. С. 110 – 115.Labusov V. A., Popov V. I., Putmakov A. N., at al. MAES analyzers and their usage as systems for registration and processing of atomic-emission spectra / Analit. Kontrol’. 2005. Vol. 9. N 2. P. 110 – 115 [in Russian].Лабусов В. А. Многокристальные сборки многоканальных анализаторов атомно-эмиссионных спектров / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. Спецвыпуск. С. 13 – 17.Labusov V. A. Multichip assemblies of multichannel analyzers of atomic emission spectra / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2007. Vol. 73. Special Issue. P. 13 – 17 [in Russian].Лабусов В. А. Приборы и комплексы компании «ВМК-Оптоэлектроника» для атомно-эмиссионного спектрального анализа. Современное состояние / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 1. Ч. II. С. 12 – 21.Labusov V. A. Devices and Systems for Atomic Emission Spectroscopy Produced by «VMK-Optoelektronika»: State-of-the-Art / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2015. Vol. 81. N 1. Part II. P. 12 – 21 [in Russian].Лабусов В. А., Кайдалов С. А., Щербакова О. И., Кошеров В. В. Метрологическое обеспечение комплексов приборов для атомно-эмиссионного спектрального анализа с анализаторами МАЭС / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. Спецвыпуск. С. 40 – 46.Labusov V. A., Kaidalov S. A., Shcherbakova O. I., Kosherov V. V. Metrological support of instrument complexes for atomic emission spectral analysis with MAES analyzers / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2007. Vol. 73. Special Issue. P. 40 – 46 [in Russian].Путьмаков А. Н., Попов В. И., Лабусов В. А., Борисов А. В. Новые возможности модернизированных спектральных приборов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. Спецвыпуск. С. 26 – 28.Putmakov A. N., Popov V. I., Labusov V. A., Borisov A. V. New possibilities of modernized spectral instruments / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2007. Vol. 73. Special Issue. P. 26 – 28 [in Russian].Гаранин В. Г., Неклюдов О. А., Петроченко Д. В. и др. Программное обеспечение атомного спектрального анализа «Атом» / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 1. Ч. II. С. 103 – 111. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-103-111Garanin V. G., Neklyudov O. A., Petrochenko D. V., et al. «Atom» software for atomic spectral analysis / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2019. Vol. 85. N 1. Part II. P. 103 – 111 [in Russian]. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-103-111Панкратов С. В., Лабусов В. А., Неклюдов О. А., Ващенко П. В. Автоматическая градуировка спектрометров с анализаторами МАЭС по длинам волн (профилирование) / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 1. Ч. II. С. 128 – 134.Pankratov S. V., Labusov V. A., Nekludov O. A., Vashchenko P. V. Automatic Wavelength Calibration of the Spectrometers with MAES Analyzers (Profiling) / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2015. Vol. 81. N 1. P. 128 – 134 [in Russian].Шаталов И. Г., Лабусов В. А., Неклюдов О. А., Панкратов С. В. Автоматическое профилирование многоканальных спектрометров с анализаторами МАЭС / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 1. Ч. II. С. 74 – 77.Shatalov I. G., Labusov V. A., Neklyudov O. A., Pankratov S. V. Automatic profiling of multichannel spectrometers with MAES analyzers / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2012. Vol. 78. N 1. Part II. P. 74 – 77 [in Russian].Панкратов С. В., Лабусов В. А. Оценка содержания элементов при автоматическом качественном анализе вещества с использованием функции кросс-корреляции / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 1. Ч. II. С. 132 – 138. DOI:10.26896/1028-6861-2018-83-1-II-132-138Pankratov S. V., Labusov V. A. Evaluation of the Element Content in an Automatic Qualitative Analysis of Substances Using a Cross-Correlation Function / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2017. Vol. 83. № 1. Part II. P. 132 – 138 [in Russian]. DOI:10.26896/1028-6861-2018-83-1-II-132-138Панкратов С. В., Лабусов В. А., Неклюдов О. А. Качественный элементный анализ вещества с использованием функции кросс-корреляции / Аналитика и контроль. 2013. Т. 17. № 1. С. 33 – 40.Pankratov S. V., Labusov V. A., Neklyudov O. A. Qualitative elemental analysis using a crosscorrelation function / Analit. Kontrol’. 2013. Vol. 17. N 1. P. 33 – 40 [in Russian].Ращенко В. В. Спектроаналитические генераторы «Шаровая молния». Модернизация и расширение ассортимента приборов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 1. Ч. II. С. 127 – 128. DOI:10.26896/1028-6861-2018-83-1-II-127-129Rashchenko V. V. Spectroanalytical Generators «Sharovaya Molniya»: Upgrading and Diversification / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2017. Vol. 83. N 1. Part II. P. 127 – 128. [in Russian]. DOI:10.26896/1028-6861-2018-83-1-II-127-129Сарычева Н. А. Метрологическая оценка результатов спектрального анализа углеродистой стали, выполненного на вакуумных атомно-эмиссионных спектрометрах Polyvac E980 и Polyvac E983 с анализаторм МАЭС и генератором «Шаровая молния 250» / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 1. Ч. II. С. 75 – 79.Sarycheva N. A. Metrological Evaluation of the Results of Spectral Analysis of Carbon Steel Performed on Polivac E980 and E983 Atomic Emission Vacuum Spectrometers with a MAES Analyzer and a Sharovaya Molniya 250 Generators / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2015. Vol. 81. N 1. P. 75 – 79 [in Russian].Бабин С. А., Селюнин Д. О., Лабусов В. А. Быстродействующие анализаторы МАЭС на основе линеек фотодетекторов БЛПП-2000 и БЛПП-4000 / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 1. Ч. II. С. 96 – 102. DOI:10.26896/1028-6861-2019-85-1-II-96-102Babin S. A., Selyunin D. O., Labusov V. A. High-Speed Multichannel MAES Analyzers Based on BLPP-2000 and BLPP-4000 Photodetector Arrays / Inorg. Mater. 2020. Vol. 56. N 14. P. 1431 – 1435. DOI:10.1134/S0020168520140022Бабин С. А., Лабусов В. А., Селюнин Д. О., Дзюба А. А. Быстродействующие анализаторы МАЭС на основе линеек БЛПП-2000 / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 1. Ч. II. С. 108 – 113.Babin S. A., Labusov V. A., Selyunin D. O., Dzyuba A. A. BLPP-2000 Array Based High-Speed Multichannel Analyzers of Atomic Emission Spectra / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2015. Vol. 81. N 1. P. 108 – 113 [in Russian].Селюнин Д. О., Бабин С. A., Лабусов В. А. Высокоскоростные анализаторы МАЭС с интерфейсом Gigabit Ethernet / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. Т. 78. № 1. Ч. II. С. 39 – 43.Selyunin D. O., Babin S. A., Labusov V. A. High-speed MAES analyzers with Gigabit Ethernet interface / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2012. Vol. 78. N 1. P. II. P. 39 – 43 [in Russian].ГОСТ 7727–81. Сплавы алюминиевые. Методы спектрального анализа. — М.: ИПК Изд-во стандартов, 2002. — 13 с.Interstate Standard GOST 7727–81. Aluminium alloys. Methods of spectral analysis. — Moscow: IPK Izd. Standartov, 2002. — 13 p. [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.