eng
Выпуск #1/2017
И.Шахнович, А.Шишкин
Цель – простота и удобство Решения HORIBA Scientific для промышленных лабораторий
Цель – простота и удобство Решения HORIBA Scientific для промышленных лабораторий
Просмотры: 2179
Группа компаний HORIBA Scientific предлагает широкий набор аналитиче-
ских инструментов в самых разнообразных сферах. На выставке analytica 2016
среди новинок были представлены компактный анализатор размеров частиц
LA-350 и анализатор серы и углерода EMIA-Pro. Эти установки создавались для
проведения рутинных анализов, и разработчики достигли поставленной цели –
сделать оборудование максимально простым и удобным.
DOI: 10.22184/2227-572X.2017.32.1.60.64
ских инструментов в самых разнообразных сферах. На выставке analytica 2016
среди новинок были представлены компактный анализатор размеров частиц
LA-350 и анализатор серы и углерода EMIA-Pro. Эти установки создавались для
проведения рутинных анализов, и разработчики достигли поставленной цели –
сделать оборудование максимально простым и удобным.
DOI: 10.22184/2227-572X.2017.32.1.60.64
Теги: carbon/sulfur analyzer particle size analyzer анализатор размеров частиц анализатор содержания угле- рода и серы
АНАЛИЗАТОР РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ LA-350
Кристель Межи (Christelle Megier)
Менеджер по продукции HORIBA Scientific
Компания HORIBA Scientific накопила более чем 30-летний опыт создания анализаторов размеров частиц. В 2016 г. линейку анализаторов пополнил новый прибор – partica mini LA-350 (рис.1, 2). В первую очередь он предназначен для проведения рутинных анализов в лабораториях контроля качества. Основное требование к оборудованию для таких лабораторий – это комбинация производительности, компактности и невысокой цены при требуемом уровне функциональных характеристик. Все это гармонично сочетается в LA-350.
Прежде всего, анализатор очень компактен – размеры его основания всего 30Ч42 см, что очень важно для загруженных лабораторий с ограниченным рабочим пространством. Такой прибор легко перевозить, например, для проведения анализов на местах. Конструкция, в которой оптическая часть и система циркуляции объединены в один узел, делает LA-350 устойчивым к неизбежным в этих случаях механическим воздействиям. При скромных размерах LA-350 обеспечивает широкий диапазон измерений размеров частиц – от 100 нм до 1 мм, а в некоторых случаях позволяет работать и с более крупнодисперсными образцами. При этом он достаточно быстр – анализ длится примерно 10 с.
Принцип работы прибора основан на дифракции лазерного излучения на частицах. Измерения проводятся только "мокрым" методом, когда образец вводится в диспергирующую жидкость – воду или органический растворитель. Такой метод позволяет работать с самыми разными образцами – порошками, суспензиями, эмульсиями и т.п.
При разработке прибора особое внимание мы обращали на обеспечение хорошей дисперсии образца в жидкости. Для этого используется коническая ванна с механической мешалкой. Подготовленная проба с помощью центробежного насоса направляется в проточную измерительную ячейку. В циркуляционной системе используется ультразвуковой зонд с семью степенями регулировки мощности.
Проточная ячейка выполнена из боросиликатного стекла. На проходящий через нее поток пробы направлен свет от твердотельного лазерного диода с длиной волны 650 нм. Такой источник сохраняет стабильные характеристики в течение длительного времени, что обеспечивает высокую повторяемость результатов измерений. Рассеивающийся на частицах свет попадает на набор кремниевых фотодетекторов. Поскольку угол рассеяния обратно пропорционален размеру частицы, для достижения высокой точности и широкого диапазона измерений необходим большой угол захвата рассеянного света. В LA-350 используется оптическая схема с шестью детекторами бокового и обратного рассеяния (кремниевые фотодиоды) и одним 64-сегментым кольцевым фотодетектором (матрица фотодиодов). В результате обеспечивается угол захвата в 139°, что позволяет работать в диапазоне размеров частиц от 100 нм до 1 мм. Перед каждым измерением в течение 2 с производится автоматическая юстировка оптической системы, что также повышает точность и воспроизводимость измерений.
Очень важное требование к оборудованию для лабораторий контроля качества – простота эксплуатации. Конструкция LA-350 обеспечивает удобный доступ к проточной ячейке, которую необходимо регулярно чистить. Для извлечения и замены ячейки не требуются никакие инструменты. При этом все элементы оптической системы анализатора надежно защищены от случайного воздействия.
Не меньшее значение имеет удобство управления. Программное обеспечение LA-350 ориентировано на оператора, не обладающего большими навыками работы со сложным оборудованием. Пользователю достаточно просто указать тип образца – керамика, эмульсия, пигмент и т.п. – и кликнуть на кнопку "старт". Все параметры процесса предустановлены, оператору не нужно задавать скорость работы проточного насоса, число циклов циркуляции, коэффициент преломления и др. Конечно, при необходимости условия измерений можно изменить и сохранить в виде нового профиля.
Схема прибора достаточно гибка и допускает ряд модификаций. Так, в базовой версии LA-350 предусмотрен ручной ввод образца и диспергирующей жидкости. Однако зачастую при проведении серии анализов для ускорения работы необходима автоматическая подача и слив жидкости. Для этого мы предлагаем опционально оснащать прибор емкостью для жидкости и насосом для ее автоматической подачи в систему. Эти элементы размещаются в корпусе LA-350, не увеличивая его габаритов. Таким образом, очень компактный прибор обеспечивает возможности больших анализаторов.
В стандартной конфигурации LA-350 объем циркуляционной системы составляет 130–230 мл. Однако зачастую требуется работать с малыми объемами, например в случае дорогостоящих образцов, в фармакологической промышленности и т.п. Для этого создана специальная "фракционная" ячейка, позволяющая анализировать образцы массой несколько микрограмм, для которых используется 5 мл жидкости. Внутри такой ячейки размещена специальная мешалка, предотвращающая агломерацию или осаждение частиц образца.
Базовая модель LA-350 ориентирована на работу с водными дисперсиями. Для работы с органическими растворителями предназначена модель LA-350S. В ней все элементы циркуляционной системы выполнены из тефлона, стекла и нержавеющей стали, а соединительные трубки – из ПЭТ-пластика. Это гарантирует совместимость с типичными органическими растворителями.
Таким образом, новый прибор LA-350 – это действительно "рабочая лошадка" для рутинных анализов, востребованная во многих аналитических лабораториях.
АНАЛИЗАТОР СЕРЫ И УГЛЕРОДА EMIA-PRO
Евгений Норман
Менеджер по продажам в регионе Россия и Северная Европа
Новый анализатор EMIA-Pro (рис.3) – это фактически продолжение нашей линейки EMIA-920. Система EMIA-Pro предназначена для одновременного экспрессного измерения содержания углерода и серы в твердых образцах главным образом неорганического происхождения – в металлах и сплавах, горных породах, рудах, гетерогенных катализаторах, почвах и т.п. Принцип работы анализатора основан на сжигании пробы в токе кислорода (рис.4). Содержание углерода и серы в образце определяется по количеству образующихся при этом газов – CO, CO2 и SO2 – методом недисперсионной ИК-спектрометрии (NDIR). Образец и необходимое количество плавня помещают в одноразовый керамический тигель, который затем разогревается в импульсной высокочастотной печи (ВЧ-катушка, внутри которой размещается тигель). Поток кислорода подхватывает выделившиеся газы, которые через противопылевой фильтр поступают на анализ.
Новый прибор отличается рядом ключевых особенностей. Прежде всего, система детектирования основана на технологиях NDIR. В этой области HORIBA обладает более чем 60-летним опытом, в частности массово выпуская NDIR-детекторы для автомобильной промышленности. В системах EMIA-Pro – и это отличает решения HORIBA в целом – применено прямое определение концентраций СО и СО2, тогда как в приборах многих конкурентов используется дополнительная конверсия CO в CO2. Наша схема прямого определения СО более проста, экологична и безопасна. Всего в EMIA-Pro установлено четыре NDIR-детектора: один для СО, два для СО2 и один для SO2.
В новом приборе улучшены пределы определения элементов: для углерода – от 1,6 мг/кг до 60 г/кг, для серы – от 2 мг/кг до 10 г/кг (в приборах-предшественниках нижний предел составлял 3 мг/кг). Однако львиная доля усилий разработчиков была направлена на повышение удобства работы. Ведь сегодня конкурентные преимущества проявляются уже не столько в аналитических характеристиках оборудования – в рамках определенного метода они у всех примерно одинаковы. Когда на производстве идет плавка металла, анализ нужно выполнить быстро, прибор должен работать 24 часа в сутки с минимальными простоями. На первый план выходит удобство эксплуатации, увеличение цикла работы между плановым обслуживанием, сокращение длительности регламентных и ремонтных работ. Именно на этих параметрах и фокусируется наша компания.
В результате анализатор стал заметно компактнее (72Ч50Ч71 см), он позволяет более эффективно использовать рабочее пространство лабораторий на производственных предприятиях. Время анализа образца сократилось до 70 с. Но, главное, прибор стал гораздо более удобным и простым.
Существенно изменилась система очистки печи (рис.5–8). В результате исчезла потребность в пылесосе – громоздком элементе предыдущих моделей. В системе EMIA-Pro после каждого цикла измерений газовая система продувается азотом. Поток газа проходит через пылесборник (напоминает мешок для мусора в пылесосе), который задерживает все загрязнения. Этот пылесборник необходимо менять не чаще чем после 1000 анализов. А сама печь и газовая система в целом не требуют очистки даже после 200 из-
мерений. Когда возникает необходимость прочистить ВЧ-печь, эта процедура, включая разборку-сборку, занимает несколько минут. Причем для нее не нужен специальный инструмент – настолько удобна новая, запатентованная конструкция печи.
Серьезное изменение претерпело программное обеспечение. Прежде всего, появилась поддержка сенсорных экранов, что упрощает работу с установкой. Сенсорный монитор можно подключить непосредственно к USB-порту прибора, не используя дополнительный компьютер. Стало более простым управление. Пользователю достаточно просто выбрать тип образца (например, "Сталь"), а далее программа по умолчанию задает предустановленные условия измерения. Это не только сокращает время работы оператора и снижает требования к его квалификации, но и минимизирует вероятность ошибок.
Важная особенность ПО – система автоматической диагностики неисправностей. При их возникновении автоматически демонстрируется зона неисправности, необходимые по ее устранению процедуры иллюстрируются фото- и видеофрагментами. Аналогично все операции по обслуживанию установки представлены в виде наглядных видеоинструкций.
Прибор можно дооснастить различным опциональным оборудованием после покупки. Например, автозагрузчиком тиглей в печь, автоматическим дозатором плавней, галогеновой ловушкой, в будущем – внешней системой очистки кислорода.
Понимая важность бесперебойной работы в условиях производства, компания HORIBA гарантирует поставку расходных материалов и запасных частей в кратчайшие сроки. Как правило, поставка занимает всего два-три дня. В этом нам помогают локальные дистрибьюторы, и основной из них в России – компания "Найтек Инструментс". Именно она обеспечивает основные продажи аналитического оборудования, и главное – его техническое обслуживание, что и для нас, и для пользователей играет первостепенную роль.
Кристель Межи (Christelle Megier)
Менеджер по продукции HORIBA Scientific
Компания HORIBA Scientific накопила более чем 30-летний опыт создания анализаторов размеров частиц. В 2016 г. линейку анализаторов пополнил новый прибор – partica mini LA-350 (рис.1, 2). В первую очередь он предназначен для проведения рутинных анализов в лабораториях контроля качества. Основное требование к оборудованию для таких лабораторий – это комбинация производительности, компактности и невысокой цены при требуемом уровне функциональных характеристик. Все это гармонично сочетается в LA-350.
Прежде всего, анализатор очень компактен – размеры его основания всего 30Ч42 см, что очень важно для загруженных лабораторий с ограниченным рабочим пространством. Такой прибор легко перевозить, например, для проведения анализов на местах. Конструкция, в которой оптическая часть и система циркуляции объединены в один узел, делает LA-350 устойчивым к неизбежным в этих случаях механическим воздействиям. При скромных размерах LA-350 обеспечивает широкий диапазон измерений размеров частиц – от 100 нм до 1 мм, а в некоторых случаях позволяет работать и с более крупнодисперсными образцами. При этом он достаточно быстр – анализ длится примерно 10 с.
Принцип работы прибора основан на дифракции лазерного излучения на частицах. Измерения проводятся только "мокрым" методом, когда образец вводится в диспергирующую жидкость – воду или органический растворитель. Такой метод позволяет работать с самыми разными образцами – порошками, суспензиями, эмульсиями и т.п.
При разработке прибора особое внимание мы обращали на обеспечение хорошей дисперсии образца в жидкости. Для этого используется коническая ванна с механической мешалкой. Подготовленная проба с помощью центробежного насоса направляется в проточную измерительную ячейку. В циркуляционной системе используется ультразвуковой зонд с семью степенями регулировки мощности.
Проточная ячейка выполнена из боросиликатного стекла. На проходящий через нее поток пробы направлен свет от твердотельного лазерного диода с длиной волны 650 нм. Такой источник сохраняет стабильные характеристики в течение длительного времени, что обеспечивает высокую повторяемость результатов измерений. Рассеивающийся на частицах свет попадает на набор кремниевых фотодетекторов. Поскольку угол рассеяния обратно пропорционален размеру частицы, для достижения высокой точности и широкого диапазона измерений необходим большой угол захвата рассеянного света. В LA-350 используется оптическая схема с шестью детекторами бокового и обратного рассеяния (кремниевые фотодиоды) и одним 64-сегментым кольцевым фотодетектором (матрица фотодиодов). В результате обеспечивается угол захвата в 139°, что позволяет работать в диапазоне размеров частиц от 100 нм до 1 мм. Перед каждым измерением в течение 2 с производится автоматическая юстировка оптической системы, что также повышает точность и воспроизводимость измерений.
Очень важное требование к оборудованию для лабораторий контроля качества – простота эксплуатации. Конструкция LA-350 обеспечивает удобный доступ к проточной ячейке, которую необходимо регулярно чистить. Для извлечения и замены ячейки не требуются никакие инструменты. При этом все элементы оптической системы анализатора надежно защищены от случайного воздействия.
Не меньшее значение имеет удобство управления. Программное обеспечение LA-350 ориентировано на оператора, не обладающего большими навыками работы со сложным оборудованием. Пользователю достаточно просто указать тип образца – керамика, эмульсия, пигмент и т.п. – и кликнуть на кнопку "старт". Все параметры процесса предустановлены, оператору не нужно задавать скорость работы проточного насоса, число циклов циркуляции, коэффициент преломления и др. Конечно, при необходимости условия измерений можно изменить и сохранить в виде нового профиля.
Схема прибора достаточно гибка и допускает ряд модификаций. Так, в базовой версии LA-350 предусмотрен ручной ввод образца и диспергирующей жидкости. Однако зачастую при проведении серии анализов для ускорения работы необходима автоматическая подача и слив жидкости. Для этого мы предлагаем опционально оснащать прибор емкостью для жидкости и насосом для ее автоматической подачи в систему. Эти элементы размещаются в корпусе LA-350, не увеличивая его габаритов. Таким образом, очень компактный прибор обеспечивает возможности больших анализаторов.
В стандартной конфигурации LA-350 объем циркуляционной системы составляет 130–230 мл. Однако зачастую требуется работать с малыми объемами, например в случае дорогостоящих образцов, в фармакологической промышленности и т.п. Для этого создана специальная "фракционная" ячейка, позволяющая анализировать образцы массой несколько микрограмм, для которых используется 5 мл жидкости. Внутри такой ячейки размещена специальная мешалка, предотвращающая агломерацию или осаждение частиц образца.
Базовая модель LA-350 ориентирована на работу с водными дисперсиями. Для работы с органическими растворителями предназначена модель LA-350S. В ней все элементы циркуляционной системы выполнены из тефлона, стекла и нержавеющей стали, а соединительные трубки – из ПЭТ-пластика. Это гарантирует совместимость с типичными органическими растворителями.
Таким образом, новый прибор LA-350 – это действительно "рабочая лошадка" для рутинных анализов, востребованная во многих аналитических лабораториях.
АНАЛИЗАТОР СЕРЫ И УГЛЕРОДА EMIA-PRO
Евгений Норман
Менеджер по продажам в регионе Россия и Северная Европа
Новый анализатор EMIA-Pro (рис.3) – это фактически продолжение нашей линейки EMIA-920. Система EMIA-Pro предназначена для одновременного экспрессного измерения содержания углерода и серы в твердых образцах главным образом неорганического происхождения – в металлах и сплавах, горных породах, рудах, гетерогенных катализаторах, почвах и т.п. Принцип работы анализатора основан на сжигании пробы в токе кислорода (рис.4). Содержание углерода и серы в образце определяется по количеству образующихся при этом газов – CO, CO2 и SO2 – методом недисперсионной ИК-спектрометрии (NDIR). Образец и необходимое количество плавня помещают в одноразовый керамический тигель, который затем разогревается в импульсной высокочастотной печи (ВЧ-катушка, внутри которой размещается тигель). Поток кислорода подхватывает выделившиеся газы, которые через противопылевой фильтр поступают на анализ.
Новый прибор отличается рядом ключевых особенностей. Прежде всего, система детектирования основана на технологиях NDIR. В этой области HORIBA обладает более чем 60-летним опытом, в частности массово выпуская NDIR-детекторы для автомобильной промышленности. В системах EMIA-Pro – и это отличает решения HORIBA в целом – применено прямое определение концентраций СО и СО2, тогда как в приборах многих конкурентов используется дополнительная конверсия CO в CO2. Наша схема прямого определения СО более проста, экологична и безопасна. Всего в EMIA-Pro установлено четыре NDIR-детектора: один для СО, два для СО2 и один для SO2.
В новом приборе улучшены пределы определения элементов: для углерода – от 1,6 мг/кг до 60 г/кг, для серы – от 2 мг/кг до 10 г/кг (в приборах-предшественниках нижний предел составлял 3 мг/кг). Однако львиная доля усилий разработчиков была направлена на повышение удобства работы. Ведь сегодня конкурентные преимущества проявляются уже не столько в аналитических характеристиках оборудования – в рамках определенного метода они у всех примерно одинаковы. Когда на производстве идет плавка металла, анализ нужно выполнить быстро, прибор должен работать 24 часа в сутки с минимальными простоями. На первый план выходит удобство эксплуатации, увеличение цикла работы между плановым обслуживанием, сокращение длительности регламентных и ремонтных работ. Именно на этих параметрах и фокусируется наша компания.
В результате анализатор стал заметно компактнее (72Ч50Ч71 см), он позволяет более эффективно использовать рабочее пространство лабораторий на производственных предприятиях. Время анализа образца сократилось до 70 с. Но, главное, прибор стал гораздо более удобным и простым.
Существенно изменилась система очистки печи (рис.5–8). В результате исчезла потребность в пылесосе – громоздком элементе предыдущих моделей. В системе EMIA-Pro после каждого цикла измерений газовая система продувается азотом. Поток газа проходит через пылесборник (напоминает мешок для мусора в пылесосе), который задерживает все загрязнения. Этот пылесборник необходимо менять не чаще чем после 1000 анализов. А сама печь и газовая система в целом не требуют очистки даже после 200 из-
мерений. Когда возникает необходимость прочистить ВЧ-печь, эта процедура, включая разборку-сборку, занимает несколько минут. Причем для нее не нужен специальный инструмент – настолько удобна новая, запатентованная конструкция печи.
Серьезное изменение претерпело программное обеспечение. Прежде всего, появилась поддержка сенсорных экранов, что упрощает работу с установкой. Сенсорный монитор можно подключить непосредственно к USB-порту прибора, не используя дополнительный компьютер. Стало более простым управление. Пользователю достаточно просто выбрать тип образца (например, "Сталь"), а далее программа по умолчанию задает предустановленные условия измерения. Это не только сокращает время работы оператора и снижает требования к его квалификации, но и минимизирует вероятность ошибок.
Важная особенность ПО – система автоматической диагностики неисправностей. При их возникновении автоматически демонстрируется зона неисправности, необходимые по ее устранению процедуры иллюстрируются фото- и видеофрагментами. Аналогично все операции по обслуживанию установки представлены в виде наглядных видеоинструкций.
Прибор можно дооснастить различным опциональным оборудованием после покупки. Например, автозагрузчиком тиглей в печь, автоматическим дозатором плавней, галогеновой ловушкой, в будущем – внешней системой очистки кислорода.
Понимая важность бесперебойной работы в условиях производства, компания HORIBA гарантирует поставку расходных материалов и запасных частей в кратчайшие сроки. Как правило, поставка занимает всего два-три дня. В этом нам помогают локальные дистрибьюторы, и основной из них в России – компания "Найтек Инструментс". Именно она обеспечивает основные продажи аналитического оборудования, и главное – его техническое обслуживание, что и для нас, и для пользователей играет первостепенную роль.
Отзывы читателей
