s4 pioneer

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s4 pioneer

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S4 EXPLORER
S4 PIONEER
Pre-Installation Guide
S4 EXPLORER: English – German – Spanish – French – Russian
S4 PIONEER:
English – German
think forward
XRF
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Order no. DOC-M80-ZXX004 V6. Issue: March 15, 2007.
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S4 EXPLORER
S4 PIONEER
Roomplanning and PreInstallation Instructions
Roomplanning and PreInstallation Instructions
Safety Hints
Safety Hints
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English - German
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
S4 EXPLORER / S4 PIONEER X-ray Spectrometer
S4 EXPLORER X-ray Spectrometer
1
Room Planning and Pre-Installation ...............................................................1-1
Room Planning ............................................................................................................................ 1-1
Area of Installation ................................................................................................................. 1-1
Dimensions and Weight ......................................................................................................... 1-2
Room Temperature and Humidity.......................................................................................... 1-3
Heat Dissipation ..................................................................................................................... 1-3
Pre-Installation ............................................................................................................................ 1-4
Mains Connection and Grounding ......................................................................................... 1-4
Teleservice Modem................................................................................................................ 1-5
PC and Peripheral Devices.................................................................................................... 1-5
Vacuum Equipment................................................................................................................ 1-5
Proportional Counter.............................................................................................................. 1-5
Helium or Nitrogen Supply ..................................................................................................... 1-6
2
Introduction ......................................................................................................2-1
Safety Guidelines ........................................................................................................................ 2-1
About This Manual ................................................................................................................. 2-1
General Safety Precautions ................................................................................................... 2-3
Warnings and Symbols .......................................................................................................... 2-7
System Control............................................................................................................................ 2-9
Illuminated Status Displays.................................................................................................. 2-11
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
i
Servicing Precautions........................................................................................................... 2-13
Cleaning the Spectrometry System...................................................................................... 2-13
Protection Against Radiation and X-Ray Safety System....................................................... 2-14
Protection Against Radiation................................................................................................ 2-14
Safety System ...................................................................................................................... 2-15
X-ray Warning Displays........................................................................................................ 2-19
External X-ray Warning Display ........................................................................................... 2-19
Technical Specifications .......................................................................................................... 2-20
General Spectrometry System ............................................................................................. 2-20
Electrical Specifications........................................................................................................ 2-22
Spectrometry Components .................................................................................................. 2-22
X-ray Tube .................................................................................................................... 2-22
High-Voltage Generator ................................................................................................ 2-23
Physical Components ................................................................................................... 2-23
Sample Magazines........................................................................................................ 2-24
Detectors....................................................................................................................... 2-25
Goniometer ................................................................................................................... 2-25
Vacuum System ............................................................................................................ 2-26
Helium/Nitrogen Operation ........................................................................................... 2-26
ii
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1
Raumplanung und Vorinstallation ..................................................................1-1
Raumplanung .............................................................................................................................. 1-1
Aufstellungsraum ................................................................................................................... 1-1
Maße und Gewicht................................................................................................................. 1-2
Raumtemperatur / Luftfeuchtigkeit......................................................................................... 1-3
Wärmeabgabe........................................................................................................................ 1-3
Vormontage ................................................................................................................................. 1-4
Netzanschluss und Erdung .................................................................................................... 1-4
Teleservice-Modem ............................................................................................................... 1-5
Ergonomische Gestaltung des Arbeitsplatzes ....................................................................... 1-5
PC und Periphergeräte .......................................................................................................... 1-5
Vakuumeinrichtung ................................................................................................................ 1-5
Proportionalzähler.................................................................................................................. 1-5
Helium- oder Stickstoffversorgung......................................................................................... 1-6
2
Einführung ........................................................................................................2-1
Sicherheitshinweise.................................................................................................................... 2-1
Zu diesem Handbuch............................................................................................................. 2-1
Allgemeine Vorsichtsmaßnahmen ......................................................................................... 2-3
Warnungen und Warnschilder ............................................................................................... 2-7
Warnanzeigen ........................................................................................................................ 2-8
Gerätesteuerung.......................................................................................................................... 2-9
Bedienelemente ..................................................................................................................... 2-9
Status – Leuchtanzeigen ..................................................................................................... 2-12
Gerätewartung ..................................................................................................................... 2-13
Reinigung des S4-Spektrometers ........................................................................................ 2-14
Strahlenschutz und Sicherheitssystem.................................................................................. 2-15
Strahlenschutz ..................................................................................................................... 2-15
Sicherheitssystem ................................................................................................................ 2-16
Röntgenwarnanzeige ........................................................................................................... 2-20
Externe Röntgenwarnanzeige.............................................................................................. 2-20
Technische Daten ..................................................................................................................... 2-21
Allgemeine Daten................................................................................................................. 2-21
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
iii
Elektrische Daten ................................................................................................................. 2-23
Röntgenstrahler.................................................................................................................... 2-23
Physikalische Komponenten ................................................................................................ 2-24
Probenspeicher .................................................................................................................... 2-25
Strahlungsdetektoren ........................................................................................................... 2-26
Goniometer........................................................................................................................... 2-26
Vakuumsystem..................................................................................................................... 2-27
Helium/Stickstoff-Betriebsart................................................................................................ 2-27
iv
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1
Diseño de la sala y preinstalación ..................................................................1-1
Diseño de la sala ......................................................................................................................... 1-1
Área de instalación ................................................................................................................ 1-1
Dimensiones y pesos............................................................................................................. 1-2
Temperatura y humedad de la sala ....................................................................................... 1-3
Disipación de calor................................................................................................................. 1-3
Preinstalación.............................................................................................................................. 1-4
Conexión a la corriente y toma de tierra................................................................................ 1-4
Modem de Teleservicio.......................................................................................................... 1-5
PC y dispositivos periféricos .................................................................................................. 1-5
Equipo de vacío ..................................................................................................................... 1-5
Detector proporcional............................................................................................................. 1-6
Suministro de Helio o Nitrógeno ............................................................................................ 1-6
2
Introducción......................................................................................................2-1
Normas de seguridad ................................................................................................................. 2-1
Acerca de este manual .......................................................................................................... 2-1
Precauciones generales de seguridad ..................................................................................... 2-3
Advertencias y símbolos ........................................................................................................ 2-7
Control del sistema..................................................................................................................... 2-9
Pilotos luminosos de estado ................................................................................................ 2-11
Precauciones de mantenimiento.......................................................................................... 2-13
Limpieza del sistema espectrométrico ................................................................................... 2-13
Protección frente a la radiación y sistema de seguridad de rayos X .................................. 2-14
Protección frente a la radiación ........................................................................................... 2-14
Sistema de seguridad .......................................................................................................... 2-15
Pilotos de advertencia de rayos X ....................................................................................... 2-19
Piloto de advertencia de rayos X externa ............................................................................ 2-19
Especificaciones técnicas........................................................................................................ 2-20
Sistema espectrométrico general ........................................................................................ 2-20
Especificaciones eléctricas .................................................................................................. 2-22
Componentes espectrométricos .......................................................................................... 2-22
Tubo de rayos X............................................................................................................ 2-22
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
v
Generador de alto voltaje.............................................................................................. 2-23
Componentes físicos..................................................................................................... 2-23
Compartimentos de muestra......................................................................................... 2-24
Detectores..................................................................................................................... 2-24
Goniómetro ................................................................................................................... 2-25
Sistema de vacío........................................................................................................... 2-25
Suministro de Helio / Nitrógeno .................................................................................... 2-26
vi
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1
Préparation du local et Prémontage ...............................................................1-1
Préparation du local.................................................................................................................... 1-1
Lieu d'installation.................................................................................................................... 1-1
Dimensions et masses........................................................................................................... 1-2
Température et humidité du local .......................................................................................... 1-3
Dissipation de chaleur............................................................................................................ 1-3
Prémontage.................................................................................................................................. 1-4
Raccordement électrique et mise à la terre ........................................................................... 1-4
Modem pour téléservice......................................................................................................... 1-5
PC et périphériques ............................................................................................................... 1-5
Matériel de vide...................................................................................................................... 1-5
Compteur proportionnel ......................................................................................................... 1-6
Alimentation en Hélium ou Azote........................................................................................... 1-6
2
Introduction ......................................................................................................2-1
Lignes directrices de sécurité ................................................................................................... 2-1
A propos du présent manuel.................................................................................................. 2-1
Précautions générales de sécurité......................................................................................... 2-3
Avertissements et Symboles.................................................................................................. 2-7
Commande du système.............................................................................................................. 2-9
Afficheurs d'état lumineux .................................................................................................... 2-11
Précautions d'entretien ........................................................................................................ 2-13
Nettoyage du système de Spectrométrie............................................................................. 2-13
Protection contre le rayonnement et Système de sécurité contre les rayons X ................ 2-14
Protection contre le rayonnement ........................................................................................ 2-14
Système de sécurité ............................................................................................................ 2-15
Afficheurs d'avertissement contre les rayons X ................................................................... 2-19
Afficheur externe d'avertissement contre les rayons X........................................................ 2-19
Spécifications Techniques....................................................................................................... 2-20
Système de Spectrométrie général...................................................................................... 2-20
Spécifications électriques .................................................................................................... 2-22
Composants de Spectrométrie ............................................................................................ 2-23
Tube à rayons X............................................................................................................ 2-23
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
vii
Générateur de haute tension ........................................................................................ 2-23
Composants physiques................................................................................................. 2-23
Magasins d'échantillons ................................................................................................ 2-24
Détecteurs..................................................................................................................... 2-25
Goniomètre ................................................................................................................... 2-26
Installation de vide ........................................................................................................ 2-26
Fonctionnement Hélium/Azote...................................................................................... 2-26
viii
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1
Планировка помещения и предварительная установкаПланировка
помещения .......................................................................................................1-1
Рабочее помещение ............................................................................................................ 1-1
Размеры и вес ...................................................................................................................... 1-2
Температура и влажность в помещении............................................................................ 1-3
Выделяемая тепловая мощность ....................................................................................... 1-3
Предварительная установка................................................................................................... 1-4
Подключение к электросети и заземление........................................................................ 1-4
Телесервисный модем......................................................................................................... 1-5
Персональный компьютер и периферийные устройства ................................................. 1-5
Вакуумное оборудование .................................................................................................... 1-6
Пропорциональный счетчик ................................................................................................ 1-6
Снабжение гелием или азотом ........................................................................................... 1-6
2
Введение ..........................................................................................................2-1
Указания по безопасности....................................................................................................... 2-1
О данном Руководстве......................................................................................................... 2-1
Общая безопасность............................................................................................................ 2-3
Предупреждения и обозначения ........................................................................................ 2-7
Управление системой............................................................................................................... 2-9
Загорающиеся сообщения состояния .............................................................................. 2-12
Предостережения, касающиеся обслуживания прибора ............................................... 2-14
Очистка спектрометрической системы ............................................................................ 2-14
Технические характеристики ................................................................................................ 2-15
Общие для спектрометрической системы ....................................................................... 2-15
Электрические характеристики......................................................................................... 2-17
Спектрометрические компоненты..................................................................................... 2-17
Рентгеновская трубка ................................................................................................. 2-17
Генератор высокого напряжения............................................................................... 2-18
Физические компоненты ............................................................................................. 2-18
Накопитель проб ......................................................................................................... 2-19
Детекторы .................................................................................................................... 2-20
Гониометр .................................................................................................................... 2-20
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
ix
Вакуумная система ..................................................................................................... 2-21
Работа с гелием/азотом.............................................................................................. 2-21
x
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
S4 PIONEER X-ray Spectrometer
1
Room Planning ............................................................................................................................ 1-1
Heat Dissipation ..................................................................................................................... 1-3
Changing the Location of the Spectrometer .......................................................................... 1-5
Ergonomic Design of Workrooms .......................................................................................... 1-6
Counter Tube Gas Supply ..................................................................................................... 1-7
Cooling-water Supply............................................................................................................. 1-8
2
Introduction ......................................................................................................2-1
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
xi
System Control ............................................................................................................................ 2-9
Illuminated Status Displays .................................................................................................. 2-11
Servicing Precautions........................................................................................................... 2-13
Cleaning the Spectrometry System...................................................................................... 2-13
Protection Against Radiation and X-Ray Safety System....................................................... 2-14
Protection Against Radiation................................................................................................ 2-14
Safety System ...................................................................................................................... 2-15
X-ray Warning Displays........................................................................................................ 2-19
External X-ray Warning Display ........................................................................................... 2-19
General Spectrometry System ............................................................................................. 2-20
Electrical Specifications........................................................................................................ 2-22
X-ray Tube .................................................................................................................... 2-22
High-Voltage Generator ................................................................................................ 2-23
Sample Magazines........................................................................................................ 2-24
Detectors....................................................................................................................... 2-24
Goniometer ................................................................................................................... 2-25
Vacuum System ............................................................................................................ 2-26
xii
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1
Raumplanung .............................................................................................................................. 1-1
Maße und Gewicht................................................................................................................. 1-2
Wärmeabgabe........................................................................................................................ 1-3
Vorinstallation ............................................................................................................................. 1-4
Netzanschluss und Erdung .................................................................................................... 1-4
Standortwechsel des Spektrometers ..................................................................................... 1-5
Ergonomische Planung des Arbeitsraums............................................................................. 1-5
PC und Peripheriegeräte ....................................................................................................... 1-6
Zählrohrgasversorgung.......................................................................................................... 1-7
Kühlwasserversorgung .......................................................................................................... 1-7
2
Einführung ........................................................................................................2-1
Sicherheitshinweise.................................................................................................................... 2-1
Warnanzeigen ........................................................................................................................ 2-8
Gerätesteuerung.......................................................................................................................... 2-9
Gerätewartung ..................................................................................................................... 2-13
Reinigung des S4-Spektrometers ........................................................................................ 2-13
Strahlenschutz ..................................................................................................................... 2-14
Sicherheitssystem ................................................................................................................ 2-15
Externe Röntgenwarnanzeige.............................................................................................. 2-19
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
xiii
Technische Daten...................................................................................................................... 2-20
Allgemeine Daten ................................................................................................................. 2-20
Elektrische Daten ................................................................................................................. 2-22
Spektrometerkomponenten.................................................................................................. 2-23
Röntgenröhre ................................................................................................................ 2-23
Hochspannungsgenerator............................................................................................. 2-23
Physikalische Komponenten ................................................................................................ 2-23
Probenspeicher .................................................................................................................... 2-24
Strahlungsdetektoren ........................................................................................................... 2-25
Goniometer........................................................................................................................... 2-26
Vakuumsystem..................................................................................................................... 2-26
xiv
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1
Room Planning and Pre-Installation
Table of Contents
1
Room Planning ............................................................................................................................ 1-1
Heat Dissipation..................................................................................................................... 1-3
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
i
ii
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1
Room Planning
Careful room planning and the completed pre-installation are prerequisites for the rapid final assembly
and setup of the X-ray spectrometer by Bruker AXS. Room planning and pre-installation should be
carried out with the assistance of your Bruker AXS service partner.
Area of Installation
The installation of the devices must be planned so that the spectrometer is accessible from the front
and that the cooling air can flow without restrictions (i.e. approx. 15 inch distance from the wall is recommended).
If an automation with conveyor belt is planned, the spectrometer must be placed so that the sample
magazine is accessible from the rear side.
The floor should be leveled and have a suitable load capacity.
Avoid direct sunlight.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-1
Dimensions and Weight
Fig. 1-1:
Dimension drawing (dimensions in cm and inches)
Dimensions
Height
131 cm / 51.6"
Depth
88 cm / 34.6"
Width
84 cm / 33.1"
Weight
Weight
1-2
approx. 390 kg
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Room Temperature and Humidity
Specifications
Data
Optimum room temperature
24 °C
Max. temperature range
17 - 29 °C
Max. temperature gradiant
2 °C/h
Relative humidity
20 to 80 %,
(no condensation)
Heat Dissipation
The heat dissipated must be removed by a ventilation or air conditioning system.
Configuration
Heat dissipation to the air
Spectrometer (with temperature stabilizer, electronics
measuring, X-ray generator and vacuum pump)
2.0 kW (maximum)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-3
Pre-Installation
Mains Connection and Grounding
Tab. 1-1:
Electrical requirements (including X-ray generator and control electronics but without
accessories)
Device
Spectrometer with measuring electronics and X-ray generator
Maximum power consumption
max. 4 kVA (3-phases mains supply)
max. 3.6 kVA (1-phase mains supply)
Mains voltage and frequency
Standard:
230 / 400 VAC 3-phase, 16 A
240 VAC / 415 VAC 3-phase, 16 A
120 / 208 VAC 3-phase, 20 A
208 VAC 1-phase, 20 A (USA)
On request:
230 VAC 1-phase, 16 A
(50/60 Hz each)
The spectrometer is shipped with a 7 m long power cord (5 x 2.5 mm2) with a shock-proof plug or a
CEE form plug, ready to be connected to the laboratory power supply.
The electrical connection of the instrument to the in-house network must be provided via fuses or
automatic circuit breakers for all phases. It must be possible to disconnect the spectrometer completely from the power supply using either a labeled switch or a labeled automatic circuit-breaker located near the spectrometer.
Moreover, an additional protective grounding (grounding resistance ≤ 0.5 Ω) in accordance with the
local regulations can be provided.
If a fault current switch is used, it must be designed for a triggering current of at least 30 mA.
For the installation, a wall outlet should be located no further than 5 m from the S4.
1-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Teleservice Modem
The spectrometer computer is equipped with a modem for hardware and software diagnosis through
the AXS Teleservice Centers. For this purpose a telephone jack (preferably Western connector) near
the spectrometer is required as well as two additional plugs (preferably spike protected) for PC and
printer.
A telephone outlet for western connectors must be installed nearby (approx. 5 m). A cable (length
approx. 5 m) equipped with 2 western plugs for the connection a modem and a telephone outlet are
required. All of these components are needed for Bruker AXS Service to use the teleservice tools.
Ergonomic design of workrooms
For detailed recommendations for ergonomic design of PC and video workstations please refer to the
EU directive 90/270/EWG on safety and health protection when working on VDUs.
PC and Peripheral Devices
For the connection of these devices 4 (shock-proof sockets or one quadruple connector strip are necessary.
The completion of the above mentioned installations has to be confirmed by the customer via fax or
letter to Bruker AXS. Only after the receipt of this confirmation will the Bruker AXS Service finish the
installation of the S4.
Vacuum Equipment
In case the supplied air filter of the vacuum pump is not used, a vent opening outdoors should be provided for the exhaust gases of the vacuum pump.
Proportional Counter
As a standard counter for detecting soft radiation with 0.1 keV < E < 8 keV a flow proportional counter
with P10 gas and a high transmission window with a thickness of 0.6µm or 0.3µm respectively is used.
As an option the sealed proportional counter Pro4 may be used, which detects also with a high transmission window radiation with 0.1 keV < E < 8 keV.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-5
An integrated collimator reduces the intensity of the background radiation. The counter is located in
the spectrometer chamber and is mounted on the 2Theta arm of the goniometer. More information can
be found in part 2 Technical Specification.
Helium or Nitrogen Supply
A helium or a nitrogen cylinder with a double pressure reducer (200 bar / 2 bar) must be provided for
the S4 with gas flushing system for analysis of liquids and loose powders. We recommend a double
pressure reducer with a two-stage reduction valve such as the product with the part no. C79298A3228-C11. It is recommendable to use a compressed-gas cylinder with 50 l contents and 200 bar
filling pressure. The cylinder must be supported to prevent it from falling over.
Medium
Hose
Helium or nitrogen
SL 4x1, PU
1-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Introduction
Table of Contents
2
Introduction ......................................................................................................2-1
System Control............................................................................................................................ 2-9
Servicing Precautions .......................................................................................................... 2-13
Cleaning the Spectrometry System ..................................................................................... 2-13
Protection Against Radiation and X-Ray Safety System ...................................................... 2-14
Protection Against Radiation ............................................................................................... 2-14
Safety System ...................................................................................................................... 2-15
X-ray Warning Displays ....................................................................................................... 2-19
External X-ray Warning Display........................................................................................... 2-19
General Spectrometry System............................................................................................. 2-20
Electrical Specifications ....................................................................................................... 2-22
X-ray Tube .................................................................................................................... 2-22
High-Voltage Generator................................................................................................ 2-23
Sample Magazines ....................................................................................................... 2-24
Detectors....................................................................................................................... 2-25
Goniometer ................................................................................................................... 2-25
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
i
Introduction
Vacuum System ............................................................................................................ 2-26
ii
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Introduction
Safety Guidelines
About This Manual
This manual contains notices which you should observe to ensure your own personal safety, as well
as to protect the product and connected equipment. These notices are highlighted in the manual by a
warning triangle and are marked as follows according to the level of danger:
DANGER
The word ‘Danger’ indicates that death, severe personal injury or substantial property damage will
result if proper precautions are not taken.
WARNING
The word ‘Warning’ indicates that personal injury or significant property damage will result if proper
precautions are not taken.
CAUTION
The word ‘Caution’ indicates that minor personal injury or property damage can result if proper precautions are not taken.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-1
Introduction
NOTE
The word ‘Note’ draws your attention to particularly important information on the product, handling the
product, or to a particular part of the documentation.
Qualified Personnel
The S4 spectrometry system or its parts shall only be set up and operated in conjunction with this
manual. Only qualified personnel should be allowed to work on this equipment.
The installation, maintenance and repair of the spectrometry system shall be carried out only by personnel who are authorized by Bruker AXS.
All repairs, adjustments and alignments performed on any components of the spectrometry system
(including host computer) must be carried out strictly in accordance with the established safety practices and standards of the country where the equipment is installed.
Correct Usage
This device and its components shall only be used for the applications described in the catalog or the
technical description, and only in connection with devices or components from other manufacturers
which have been approved or recommended by Bruker AXS.
WARNING
This product can only function correctly and safely if it is transported, stored, set up, and installed correctly, and operated and maintained as recommended by Bruker AXS.
Disclaimer and Liability
We have checked the contents of this manual for agreement with the hardware, firmware and software
described. Since deviations cannot be precluded entirely, we cannot guarantee full agreement. However, the data in this manual are reviewed regularly and any necessary corrections included in subsequent editions. Suggestions for improvements are welcome.
2-2
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
General Safety Precautions
DANGER: X-ray Radiation
The S4 spectrometry system is an analytical instrument with a strong X-ray source. Shielding and
safety equipment guarantee that the emitted radiation does not exceed 7.5 μSv/h during operation.
Read chapter ‘Protection Against Radiation’ before turning on the spectrometry system. Please observe local regulations for the operation of X-ray systems.
If it seems that the safety system does not work correctly or the radiation protection is impaired for any
reason you must switch off the system immediately and contact your local Bruker AXS Service Organisation.
Manipulations and modifications of the safety systems are strictly forbidden!
WARNING: High-Voltage
Inside the S4 spectrometry system voltages up to 50 kVDC occur which are however not accessible
from the outside. High-voltages exist in the high-voltage generator, in the X-ray tube as well as in the
connecting high-voltage cable. In addition, the radiation detectors are operated with high-voltages up
to 2.3 kVDC.
In case one of these high-voltage components is damaged, please switch off the system immediately
and contact your local Bruker AXS service.
WARNING: Danger of Voltage
The spectrometer must be operated with such mains supply voltages only that are listed on the type
plate mounted on the rear side of the spectrometer.
As long as the system is connected to the external mains supply, some terminals of the internal components may be live and contain high-voltage.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-3
Introduction
CAUTION: Moving mechanical components
The samples to be measured are positioned by means of a fast XYZ sample changer system. In order
to prevent personal damage, all motions are stopped at once in case the sample magazine cover is
opened.
If it seems that the safety system does not work correctly you must switch off the system immediately
and contact your local Bruker AXS Service Organization.
Manipulations and modifications of the cover control are strictly forbidden!
CAUTION: Oil!
The vacuum pump uses oil as a lubricant. Disposal of oil must comply with all applicable national
regulations.
CAUTION: Batteries!
Some of the electronic boards are equipped with batteries. Disposal of batteries must comply with all
applicable national regulations.
WARNING: Beryllium!
Do not touch the radiation outlet window of X-ray tubes or the front window of scintillation detectors as
both windows contain Beryllium.
Fumes or the dust from Beryllium and its compounds can be hazardous if inhaled! During use, corrosion of Beryllium may occur. Beryllium must not be cut, machined or handled in any way.
Disposal of Beryllium must comply with all applicable national regulations.
2-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
WARNING: Change of the Instrument’s Location!
The S4 EXPLORER spectrometer is designed as a transportable analyzing instrument. During transportation please avoid mechanical shocks so the sensitive physical components are not damaged.
After each change of location the S4 EXPLORER must be checked by stuff authorized and trained by
Bruker AXS!
Please contact your Bruker AXS Service Organization.
WARNING: Analyzing Toxic Substances!
When analyzing toxic substances follow the legal national safety regulations.
Only use sample holders which are recommended by Bruker AXS for the respective analyzing measurement.
WARNING: Analyzing Biological Active Substances!
When analyzing biological active substances follow applicable national safety regulations and IEC
61010-2-081.
WARNING: Thallium!
The analyzation crystal TLAP contains extremely poisonous heavy metal. This crystal is water-soluble
and can cause a poisoning by skin contact.
Please handle this crystal with maximum care and avoid any skin contact! Strictly obey the applicable
national safety regulations.
Disposal of Thallium-containing parts must comply with all applicable national regulations.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-5
Introduction
WARNING: Helium or Nitrogen Operation!
Systems with gas flow device need an external Helium or Nitrogen gas cylinder which must be secured with a mounting to prevent the cylinder from falling down. Please obey the applicable national
regulations for installing and operating Helium-/Nitrogen gas cylinders.
WARNING: Disposal of Instrument!
Follow all valid national regulations for disposal and contact Bruker AXS.
Instrument contains Beryllium (X-ray tube and detector) and batteries (some electronic boards).
2-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Warnings and Symbols
The following indicators and symbols (exclude Biohazard Warning) are displayed on the S4 EXPLORER system. Strictly obey all instructions and warning text printed on the labels attached to the
various parts of the equipment.
Radiation Danger!
Live Part! Risk of Electric Shock!
Caution! Read the Operating Instructions!
Danger of Injury! Danger of Crushing!
Danger of Toxic Substances!
General Biohazard Warning!
Follow all valid national regulations for disposal.
Protective Ground/Earth Terminal
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2-7
Introduction
Illuminated Warning Displays
X-RAYS ON
Fig. 2-1:
Warning displays at the top of the system
X-RAYS ON
‘X-rays On’
The two iIluminated orange warning displays on the top of the spectrometer system
that indicate the X-ray tube is radiating. Radiation Danger!
For detailed information please refer to chapter 'Radiation protection' in this manual.
2-8
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
System Control
The control panel is located at the front side of the spectrometer system.
Fig. 2-2:
Control panel including all switches
Stop Button
If the stop button is hit, it switches off the control electronics, high voltage generator
and all components of the spectrometry system. Thus the X-ray source will be
turned off instantly, and all drives will stop their movements.
The stop button should be hit only in emergency cases and not for normal switchoff.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-9
Introduction
Turn On Power of the Diffraction System
This button switches on the complete spectrometry system including the highvoltage generator.
After switching on the system, all four illuminated status displays will flash at first
until the system control has finished the initialization of the spectrometry system.
The green illuminated display will remain active even after the initialization has
been finished. The system can then be activated for 'Measurement Stand-by
Mode' by the key switch.
Turn Off Power of the Diffraction System
This button switches off the complete spectrometry system including the highvoltage generator.
NOTE
Do not switch off the S4 spectrometry system when the high-voltage generator is active because this
may reduce the life of the X-ray tube and the high-voltage generator respectively.
The high-voltage generation is switched off automatically when the sample is removed. Also it can be
switched off using the control software.
Turning the key switch to the right:
'Measurement Stand-by Mode ON'
Keep turning the key in the right switch position (READY), until the orange status display begins to
flash. The spectrometry system is now in measurement stand-by mode, i.e. samples may now be
transferred inside and be analyzed.
The measurement stand-by mode is not started, if a system alarm is active (see section ‘Illuminated
status displays’).
2-10
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
NOTE
Samples can only be inserted or removed when the system is in measurement stand-by mode.
Turning the key switch to the left:
Measurment stand-by mode OFF
During larger measuring breaks or before switching off the system, leave the measument standby
mode. To exit the measurement standby mode, turn and hold the key in the left switch position, until
the orange illuminated display is off.
Protection against unauthorized operation
In order to prevent unauthorized persons using the spectrometer system, especially the X-ray generation, remove the key from the key switch.
Illuminated Status Displays
READY
Fig. 2-3:
ON
ALARM
BUSY
Status displays at the top of the system
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2-11
Introduction
ON
ALARM
Spectrometry system ON
The green LED indicates that the control electronics and the high-voltage generator
are turned on.
Alarm and Warning Display
The red LED indicates that a system alarm (red light) or a system warning (flashing
LED) is pending (see section ‘Alarms and Warnings’ in section ‘System Control software).
BUSY
Measurement is running/Measurement is pausing:
The yellow LED indicates that a measurement is being executed (yellow LED stays
on) or that the current measurement has been cancelled because a physical system
component is not ready (LED is flashing).
READY
Measurement stand-by mode
A flashing orange LED indicates that the spectrometry system is in stand-by mode.
That means that the measurement of a sample can be started immediately.
X-ray tube ON
After a sample has been moved into measurement position, the high-voltage generator is activated.
As soon as the X-ray tube generates the defined X-ray power, the orange LED stays on.
NOTE
After turning on the system, all four illuminated status displays will light until the system control has
finished the initialization of the spectrometry system. After the initialization the green display remains
active.
2-12
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Servicing Precautions
To ensure that the spectrometry system will operate in a reliable and precise way, the maintenance
intervals must be obeyed as recommended by Bruker AXS.
must be carried out only by authorized personnel.
WARNING
When the equipment is connected to the mains supply, some terminals of the mains distribution unit
may be live. Therefore it is absolutely necessary to switch off the external mains supply before opening the side panels. It is not sufficient to just press the S4’s ‘Power OFF’ button. The mains supply
must be switched off externally on the customer’s side (wall socket or external switch) (see chapter
‘Control Electronics-Mains Distribution Board’ in this manual).
Cleaning the Spectrometry System
For cleaning the side panels and the interior of the sample magazine use dry cleaning utensils only.
Do not use water or aggressive cleansing agents. The openable transparent sample magazine cover
can be cleaned with any standard household-type window detergent.
CAUTION
Before starting cleaning you must turn off all spectrometry system power.
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2-13
Introduction
Protection Against Radiation and X-Ray Safety System
Protection Against Radiation
The Spectrometer S4 EXPLORER is an analytical instrument with a strong X-ray source. Shielding
and safety equipment guarantee that the emitted radiation does not exceed 7.5 μSv/h during operation.
DANGER
Local regulations for the operation of X-ray systems must be observed strictly!
If it seems that the safety system does not work correctly or the radiation protection is impaired by any
reason you must switch off the system immediately and contact your local Bruker AXS Service Organization.
Manipulations and modifications of the safety system are strictly forbidden!
DANGER
The direct beam of the internal X-ray source is very intense. Exposure to radiation for even a fraction
of a second can cause severe burns. Longer exposure can cause severe or even lethal injury. Strictly
adhere to the radiation regulations!
2-14
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Safety System
The spectrometer S4 EXPLORER has two safety circuits which are totally independent and fully implemented in a symmetric way (see schematic C79298-A3248-A3-*-11). In case of an error, which
affects the X-ray radiation safety the two safety circuits will be interrupted and thus the X-ray radiation
will be switched-off instantly.
The two safety circuits control the two contactors (K52 and K53) which are located inside the X-Ray
Generator and enable the generation of high voltage. High voltage can only be generated if both
safety lines are closed, i.e. all components of the safety system signal that everything is OK.
Furthermore there is a control unit continually checking all safety relevant components. If it detects
any errors the X-ray generation unit will be turned off immediately.
X-Ray Safety Line 1:
Safety Circuit #1 consists of contactor K52 (activation of the high voltage generation) and relay K6
(auxiliary function), safety relays K1,K2 (control logic), safety switches S651, S653, S655, S657 (control of the side panels),switches S659 and S665 (control of the sample seal), switch S661 (control of
the sample seal motor), resistors R1 and R2 (detection of short circuits) as well the so-called pull-wire
(control of the cover of the sample entry position, control of the high voltage cable). If all these
switches are closed, ground potential will be transferred from the end of the pull-wire through all
switches to the X-ray generator. The ground potential will activate contactor K52 inside the X-ray
Generator and then turn on the generation of high voltage.
(control of the cover of the sample entry position, control of the high voltage cable). If all these
switches are closed, a potential of +24V will be transferred from the end of the pull-wire through all
switches to the X-ray generator. This potential will activate contactor K53 inside the X-ray Generator
and thus turn on the generation of high voltage.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-15
Introduction
Components of the Safety Lines:
The various components of the safety lines work as follows:
K6/K7:
When turning on key switch S600 (right position) the two relays K6 and K7 will close and stay activated. The two safety lines are enabled now. If any of the safety lines is interrupted both relays will be
switched off immediately.
K52/K53:
The switching contacts of the two contactors K52 and K53 turn on the high voltage generation unit
located inside the X-ray generator. As soon as this unit is activated, the connected X-ray tube will be
supplied with the given electrical power. The values for high voltage and tube current will be set individually by firmware.
If the two safety lines are closed the contactors K52 and K53 can be turned on and off by firmware
control. If any of the two safety lines is interrupted, both contactors will be switched off immediately
and stop the generation of X-rays.
The switching contacts called K52-1/K52-2 and K53-1/K53-2 have a special function. As long as the
high voltage generation unit is disabled these contacts will shorten the switches S659, S660, S661
and S662 which control the sample entry position. That way samples can be inserted into or removed
from the measuring position without interrupting the safety lines. If the high voltage generation unit
gets enabled K52-1/K52-2 and K53-1/K53-2 will open and thus activate S656, S660, S661 and S662.
S651-S658:
Switches S651 through S658 check if the four side panels of the S4 spectrometer are mounted correctly. If any of these switches is interrupted because panels are not attached the generation of high
voltage will be stopped immediately.
S659/S660:
Switches S659 and S660 control the position of the sample seal. They are located at the front edge of
the sample seal. They guarantee that the generation of high voltage can only be enabled if the sample
seal has been closed correctly.
These two switches are permanently controlled by a special hardware unit located on the printed circuit board 'MIDI Universal IO-Board' (C79298-A3220-B221). This unit is completely implemented by
hardware and compares the states of S659 and S660. If the state of S659 and S660 differs, the con-
2-16
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
trol unit will instantly interrupt the two safety lines by switching off the relays K1 and K2. Thus the generation of high voltage will be stopped immediately.
S661/S662:
Switches S661 and S662 are located at the rear side of the sample seal and check the position of the
sample seal. They make sure that the generation of high voltage can only be enabled if the sample
seal has been closed properly.
hardware and compares the states of S661 and S662. If the state of S661 and S662 differs, the control unit will instantly interrupt the two safety lines by switching off the relays K1 and K2. Thus the generation of high voltage will be stopped immediately.
S664-S665:
Switches S664 and S665 are located at the front side of the sample seal and check the position of the
sample seal. They make sure that the high voltage generation unit can only be turned on if the sample
Pull-Wire Switch:
The pull-wire switch is a cable which is connected to the printed circuit board 'MIDI Distribution board
(C79298-A3220-B218), the cover of the sample entry position and also to the screen of the high voltage cable (X-ray tube). This cable connects safety line 1 with ground level via the screen of the high
voltage cable. Furthermore it returns the supply voltage (24V) for safety line 2.
The pull wire switch has the following control functions:
•
The cover of the sample entry position is mounted correctly.
•
The high voltage cable is properly attached to the X-ray tube.
•
The X-ray tube is inserted into the tube mount.
R1, R2, R3, R4:
The shunt resistors R1 through R4 are located on the printed circuit board 'Midi Distribution Board'
(C79298-A3220-B218) and are inserted into both safety lines. The currents flowing through the safety
lines cause voltage drops across these resistors. These voltages will be checked by hardware on the
PCB called 'Midi Universal IO Board' (C79298-A3220-B221). This way illegal short circuits of portions
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-17
Introduction
of the safety lines would be detected.
In case of an error the control logic would disable the generation of high voltage immediately.
K1, K2:
The relays K1 and K2 are activated by the control logic which is located on the PCB 'Midi-Universal
IO' and supervises the safety system (C79298-A3220-B221).
The switching contacts of relays K1 and K2 are inserted in both safety line 1 and safety line 2. If everything is OK, K1 and K2 will be activated and their switching contacts will close (i.e. enable) both safety
lines.
In case of an error K1 and K2 will be turned off and their contacts will interrupt both safety lines. The
attached X-ray generator will stop generating high voltage.
K1 and K2 will open the safety lines if at least one of the following errors occur:
•
One or both X-ray warning displays ('X-rays ON') are not OK.
•
An optionally attached external warning display is not OK.
•
The two contactors K52 and K53 which are located inside the X-ray generator do not show the
same switching state.
•
The two control switches S659 and S660 which control the sample seal (front side) do not show
the same switching state.
•
The two control switches S661 and S662 which control the sample seal (rear side) do not show
•
At least one of the switching contacts K52-1/K52-2 and K53-1/K53-2 sticks and does not open
when the high voltage generator is enabled.
•
The read-back contacts of relays K1 and K2 show different switching states.
2-18
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
X-ray Warning Displays
The spectrometer S4 EXPLORER has two orange X-ray warning displays which signal the status 'Xray radiation activated' ('X-rays ON'). The displays are labeled with the international radiation symbol.
The X-ray warning displays are switched by contacts of K52 and K53 (contactors inside the X-ray
generator). They illuminate when the high voltage generation is turned on.
The electrical current flowing through the warning displays is monitored permanently by a control logic
implemented on the PCB 'Midi Universal IO-Board' (C79298-A322-B221). In case of an faulty display
both safety lines will be interrupted and this way the X-ray radiator will be turned off immediately.
External X-ray Warning Display
The External X-ray Warning Display is available as an option and can be attached at any location
outside the spectrometer. The illuminated orange display signals the status 'X-ray ON'.
The external X-ray warning display is switched by contacts of K52 and K53 (contactors inside the Xray generator). It illuminates when the high voltage generation is turned on.
The electrical current flowing through the external warning display is monitored continuously by a control logic implemented on the PCB 'Midi Universal IO-Board' (C79298-A322-B221). In case of a faulty
display, both safety lines will be interrupted and the X-ray radiator will be turned off immediately.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-19
Introduction
Technical Specifications
General Spectrometry System
Tab. 2-1:
Technical Specifications: General Spectrometry System
Mechanical Specifications
Weight
390 kg
2
Area load per m of the floor
530 kg/m2
Height
131 cm
Width
84 cm
Depth
88 cm
Environmental Specifications
Optimal room temperature
24 °C
Temperature operation range
17 - 29 °C
Maximum temperature gradient
2 °C per hour
Relative humidity
20%-80%, condensation not allowed
Atmospheric pressure
Spectrometry system applicable at all terrestic locations
under atmospheric air pressure conditions
2-20
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Safety Specifications
Electrical Safety
DIN EN 61010-1 and DIN EN 61010-2
IEC 61010-1 and IEC 61010-2
Electromagnetic Compatibility
EN 61000-6-1 and EN 61000-6-2
EN 61000-6-3 and 61000-6-4
Radiation Safety
• Recommendations of ICRP (International Commission on Radiological Protection)
• Recommendations of IAEA (International Atomic
Energy Association)
• Instructions of EURATOM (Europäische Atomgemeinschaft)
• German Law ‘Atomgesetz’
• German Law ‘Roentgenverordnung’
• DIN (Deutsches Institut für Normung) 54113
• ‘Bauartzulassung’: PTB (Physikalisch Technische
Bundesanstalt) certificated as ‘Vollschutzgeraet
nach Roentgenverordnung’
• Each S4 System runs through an individual radiation safety test.
Protection Classification according IEC 536
Class I
Protection Degree according IEC 529
IP 2 0
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-21
Introduction
Electrical Specifications
Tab. 2-2:
Technical Specifications: Electrical Specifications
X-ray Generator and Control Electronics
Mains Supply Voltage
One Phase Supply: (on request only)
(Actual nominal voltage is factory-preset and
208 VAC (min.200 V / +10 %), 60 Hz
printed on the system label located at the rear 230 VAC (+/- 10 %)
side of the spectrometer system.)
240 VAC (+ 6 % / - 10 %)
Three Phases Supply:
3 x 120 VAC (+/- 10 %)
3 x 230 VAC (+/- 10 %)
3 x 240 VAC (+6 % / - 10 %)
Frequency Range
47Hz - 63Hz
Maximum Power Consumption
max. 4 kVA (3-phases mains supply)
max. 3.6 kVA (1-phase mains supply)
Overvoltage Category according IEC 664
II
Spectrometry Components
Tab. 2-3:
Technical Specifications: Spectrometry Components
X-ray Tube
X-ray tube
Nominal high voltage
Max. 50 kVDC
Nominal current
Max. 50 mADC
Nominal power
Max. 1000 W
Anode material
Rhodium
2-22
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
High-Voltage Generator
High-voltage generator
Output
Max. 1000 W
Output voltage
20-50 kVDC ( in steps of 1 kV)
Output current
5 mA - 50 mA ( in steps of 1 mA)
Physical Components
Filter changer
Number of positions
10
Equipment
Pb 1mm, Cu 300 µm, Cu 200 µm, Al 800 µm, Al 500 µm,
Al 200 µm, Al 100 µm, Al 12.5 µm, open, open
Aperture slits
Fitting cup aperture slits (masks)
34 mm, 28 mm, 8 mm
Collimators
Number of positions
4
Available aperture angles
0.23°, 0.46°, 1°; 2°
Crystal changer
Number of Positions
8
Available Crystals
LiF 200, LiF 220, LiF 420, ADP, Ge, PET, TLAP, InSb,
OVO-55, OVO-B, OVO-C, OVO-160, OVO-N
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-23
Introduction
Sample Magazines
Sample Magazine for Cups
Positions
60
Sample size (max.)
Diameter 51.5 mm
Sample height (max.)
46 mm
Diameter of the sample cup aperture slits
34 mm, 28 mm, 8 mm
Material of the sample cup aperture slits
Steel
Sample magazine for suction samples
Positions
108
Sample size (max.)
Diameter 40 mm
1 mm – 30 mm
Sample magazine for cups and suction samples
Positions for cups
22
Positions for suction samples
60
Sample size (max.)
Diameter 40 mm
1 mm - 30 mm
2-24
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Detectors
Proportional detector Pro4
Gas inflation
Argon
Energy range
0.1 keV - 8 keV (Be - Cu)
Scintillation detector
Scintillation crystal
NaJ(TI)
Energy range
> 4 keV (Sc - U)
Goniometer
Goniometer
2-Theta angle range for the scintillation detector
0° - 114°
2-Theta angle range for the proportional detector
14° - 149°
Step width (Theta and 2-Theta)
0.0005°
Reproducibility of the angle settings (Theta und 2-Theta)
<= +/- 0.0001°
Theta and 2-Theta drive
Controlled by two independent stepper
motors with encoding
Velocity
Max. 1000°/min
Scanning velocity
Max. 120°/min
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-25
Introduction
Vacuum System
Vacuum system
Nominal power
450 W (50 Hz)
550 W (60 Hz)
Suction power
Max. 17 m3/h (50 Hz)
Max. 14 m3/h (60 Hz)
Helium/Nitrogen Operation
Helium/Nitrogen operation at reduced pressure
Media
Helium or Nitrogen
Consumption during the measurement
ca. 0.5 l/min
Consumption during the sample change
ca. 5 - 10 l
Pressure inside the sample chamber
250 mbar by default
Helium/Nitrogen operation at atmospheric pressure
Media
Helium or Nitrogen
ca. 1 - 4 l/min
ca. 10 - 30 l
atmospheric
2-26
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
S4 EXPLORER Röntgen-Spektrometer
1
Raumplanung und Vorinstallation
Inhalt
1
Raumplanung .............................................................................................................................. 1-1
Maße und Gewicht................................................................................................................. 1-2
Wärmeabgabe ....................................................................................................................... 1-3
Vormontage ................................................................................................................................. 1-4
Netzanschluss und Erdung.................................................................................................... 1-4
Ergonomische Gestaltung des Arbeitsplatzes....................................................................... 1-5
PC und Periphergeräte .......................................................................................................... 1-5
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ii
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1
Raumplanung
Eine sorgfältige Raumplanung und die abgeschlossene Vormontage sind Voraussetzung für eine
zügige Endmontage und Inbetriebnahme des Röntgenspektrometers durch Bruker AXS. Die Raumplanung und die Vormontage sollten in Absprache und Zusammenarbeit mit Ihrem Bruker AXSService-Partner durchgeführt werden.
Aufstellungsraum
Die Aufstellung der Geräte ist so zu planen, dass das Spektrometer von vorn frei zugänglich ist und
die Kühlluft ungehindert ein- (von unten) und austreten (nach hinten) kann (ca. 35 cm Abstand zur
Wand werden empfohlen).
Falls eine Automatisierung mit Transportband geplant ist, muss das Spektrometer so aufgestellt werden, dass das Probenmagazin von hinten zugänglich ist.
Der Boden muss eben und ausreichend tragfähig sein.
Direkte Sonneneinstrahlung ist zu vermeiden.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-1
Maße und Gewicht
Höhe: 131 cm
Tiefe: 88 cm
Breite: 84 cm
Abb. 1-1:
Maßbild (Angaben in mm)
Maße
Höhe
131 cm
Tiefe
88 cm
Breite
84 cm
Gewicht
Gewicht
1-2
ca. 390 kg
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Raumtemperatur / Luftfeuchtigkeit
Technische Daten
Wert
Optimale Raumtemperatur
24 °C
Zulässiger Betriebstemperaturbereich
17 - 29 °C
Max. zulässiger Temperaturgradient
2 °C/h
Relative Luftfeuchtigkeit
20 bis 80 %
(keine Kondenswasserbildung)
Wärmeabgabe
Die an die Raumluft abgegebene Wärme muss, falls erforderlich, mit einer Entlüftungs- oder Klimaanlage abgeführt werden.
Konfiguration
Wärmeabgabe
Spektrometer (mit Mess- und Steuerelektronik und Röntgengenerator)
2,0 kW (typ.)
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1-3
Vormontage
Netzanschluss und Erdung
Tab. 1-1:
Elektrische Daten (einschließlich Röntgengenerator und Steuerelektronik, aber ohne
Zusatzkomponenten)
Gerät
Spektrometer mit Messelektronik und Röntgengenerator
Maximale Leistungsaufnahme
max. 4 kVA (3-phasig)
max. 3.6 kVA (1-phasig)
Netzspannung
Standard:
230 / 400 VAC 3-phasig, 16 A
240 VAC / 415 VAC 3-phasig, 16 A
120 / 208 VAC 3-phasig, 20 A
208 VAC 1-phasig, 20 A (USA)
Auf Anfrage:
230 VAC 1-phasig, 16 A
(jeweils 50/60 Hz)
Das Spektrometer wird mit einem 7 m langen Netzkabel (5 x 2,5 mm²) und wahlweise mit einem
Schuko- oder einem CEE-Formstecker fertig zum Anschluss an die Stromversorgung des Labors
geliefert.
Für die elektrische Verbindung des Geräts mit dem Hausnetz sind Schmelzsicherungen oder Automatensicherungen bei allen Phasen vorzusehen. Es muss möglich sein, das Gerät über einen Trennschalter oder eine Automatensicherung vom Netz zu trennen. Die Trennvorrichtung muss beschriftet
sein und sich in der Nähe des Geräts befinden.
Eine zusätzliche Erdung (Erdwiderstand ≤ 0,5 Ω) kann entsprechend den örtlichen Vorschriften vorgesehen werden.
Wenn ein Fehlerstromschalter eingebaut werden soll, muss er für einen Fehlerstrom von mindestens
30 mA ausgelegt sein.
1-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Teleservice-Modem
Der Computer des Spektrometers wird serienmäßig mit einem Modem geliefert. Damit wird eine Software- und Hardwareferndiagnose durch das Bruker AXS-Servicecenter ermöglicht. Zu diesem Zweck
ist in der Nähe des Gerätes ein Telefonanschluss (vorzugsweise mit Westernstecker-Buchse) zu installieren, ebenso sollten zwei Steckdosen mit Überspannungsschutz für den Anschluss von PC und
Drucker vorhanden sein.
Ergonomische Gestaltung des Arbeitsplatzes
Bitte beachten Sie beim Anschluss von Geräten auch einschlägige Empfehlungen für die ergonomische Gestaltung Ihres Bildschirmarbeitsplatzes, z. B. die EU Richtlinie 90/270/EWG "Sicherheit und
Gesundheitsschutz bei der Arbeit an Bildschirmgeräten".
PC und Periphergeräte
Für den Anschluss dieser Geräte werden 4 Schuko-Steckdosen oder ein Vierfachverteiler benötigt.
Der Kunde muss die Abnahme der o. g. Installationen mittels Fax oder Brief an Bruker AXS bestätigen. Erst nach Erhalt dieser Bestätigung wird der Bruker AXS-Service die Installation des S4 abschließen.
Vakuumeinrichtung
Für die Abgase der Vakuumpumpe sollte eine Durchführung vorgesehen werden, die ins Freie führt,
falls nicht ein Luftfilter (optional) für die Vakuumpumpe verwendet wird.
Proportionalzähler
Als Standardzähler für die Erkennung von Röntgenstrahlung zwischen 0,1 keV < E < 8 keV wird ein
Durchflußproportionalzähler mit P10 Gas und einem hochdurchlässigen Fenster mit einer Dicke von
0,6 μm bzw. 0,3 μm genutzt. Alternativ kann der geschlossene Proportionalzähler Pro4 verwendet
werden, der ebenfalls mit einem hochdurchlässigen Fenster Strahlung zwischen 0,1 keV < E < 8 keV
erkennt.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-5
Der eingebaute Kollimator verringert die Intensität der Hintergrundstrahlung. Der Zähler befindet sich
in der Spektrometerkammer und ist am 2Theta-Arm des Goniometers befestigt. Weitere Informationen
finden Sie im Abschnitt "Technische Daten".
Helium- oder Stickstoffversorgung
Für Geräte mit Gasspüleinrichtung für die Analyse von Flüssigproben und losen Pulvern ist eine Helium- oder Stickstoffflasche mit Doppeldruckminderer (200 bar / 2 bar) aufzustellen. Der Doppeldruckminderer sollte ein zweistufiges Reduzierventil haben, wie z. B. der Doppeldruckminderer mit der Bestell-Nr. C79298-A3228-C11. Es wird empfohlen eine Druckgasflasche mit 50 l Inhalt und 200 bar
Fülldruck zu verwenden. Die Flasche muss mit einer Halterung gegen Umfallen gesichert werden.
Medium
Material
Helium oder Stickstoff
SL 4x1, PU
1-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Einführung
Inhalt
2
Einführung ........................................................................................................2-1
Sicherheitshinweise ................................................................................................................... 2-1
Warnanzeigen........................................................................................................................ 2-8
Gerätesteuerung ......................................................................................................................... 2-9
Bedienelemente ..................................................................................................................... 2-9
Gerätewartung ..................................................................................................................... 2-13
Reinigung des S4-Spektrometers........................................................................................ 2-14
Strahlenschutz ..................................................................................................................... 2-15
Sicherheitssystem................................................................................................................ 2-16
Externe Röntgenwarnanzeige ............................................................................................. 2-20
Elektrische Daten................................................................................................................. 2-23
Röntgenstrahler ................................................................................................................... 2-23
Physikalische Komponenten................................................................................................ 2-24
Probenspeicher.................................................................................................................... 2-25
Strahlungsdetektoren........................................................................................................... 2-26
Goniometer .......................................................................................................................... 2-26
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
i
Einführung
Vakuumsystem..................................................................................................................... 2-27
ii
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Einführung
Sicherheitshinweise
Zu diesem Handbuch
Dieses Handbuch enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung
von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise sind durch ein Warndreieck hervorgehoben und je
nach Gefährdungsgrad folgendermaßen dargestellt:
GEFAHR
Das Wort „Gefahr“ bedeutet, dass Tod, schwerwiegende Körperverletzung oder erheblicher Sachschaden eintreten werden, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
WARNUNG
Das Wort „Warnung“ weist darauf hin, dass Tod, schwerwiegende Körperverletzung oder bedeutender
Sachschaden eintreten können, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
VORSICHT
Das Wort „Vorsicht“ weist darauf hin, dass eine leichtere Körperverletzung oder ein Sachschaden
eintreten können, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-1
Einführung
Hinweis
„Das Wort „Hinweis“ weist Sie auf eine wichtige Information über das Gerät, die Bedienung des Geräts
oder einen bestimmten Teil der Dokumentation hin, auf den besonders aufmerksam gemacht werden
soll.
Qualifiziertes Personal
Das S4-Spektrometer und seine Komponenten dürfen nur entsprechend den Vorgaben in dieser Bedienungsanleitung installiert und bedient werden. Nur qualifiziertes Personal darf mit diesem Gerät
arbeiten.
Installation, Wartung und Reparatur des S4-Spektrometers dürfen nur durch Personal, das von Bruker
AXS autorisiert ist, vorgenommen werden.
Alle Reparaturen sowie Montage- und Justierarbeiten an Komponenten des S4-Spektrometers (einschließlich Host-Rechner) müssen unbedingt entsprechend den üblichen Sicherheitsvorschriften des
Landes, in dem das System installiert wird, vorgenommen werden.
Bestimmungsgemäßer Gebrauch
Dieses Gerät und seine Komponenten dürfen nur für die Anwendungen verwendet werden, die in der
Vertriebsliste oder der technischen Beschreibung aufgeführt sind, und nur in Verbindung mit Geräten
oder Komponenten von solchen Herstellern, die von Bruker AXS autorisiert oder empfohlen wurden.
ACHTUNG
Dieses Gerät kann nur dann einwandfrei und sicher arbeiten, wenn es sachgemäß transportiert, aufgebaut und justiert sowie bedient und gewartet wird, wie durch Bruker AXS empfohlen.
Haftungsausschluss
Wir haben den Inhalt dieses Benutzerhandbuchs sorgfältig auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hardware, Firmware und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ganz ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die
2-2
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Angaben in diesem Handbuch werden regelmäßig überprüft, und notwendige Korrekturen in spätere
Ausgaben eingefügt. Für Verbesserungsvorschläge sind wir Ihnen dankbar.
Technische Änderungen bleiben vorbehalten.
Allgemeine Vorsichtsmaßnahmen
Warnung: Strahlengefahr
Das Spektrometer „S4-Explorer“ ist ein Analysengerät mit einer starken Röntgenstrahlen-Quelle. Abschirmungs- und Sicherheitseinrichtungen stellen sicher, dass die abgegebene Strahlung während
des Betriebs 7.5 μSv/h nicht überschreitet.
Bitte lesen Sie vor dem Einschalten des S4-Spektrometers unbedingt das Kapitel „Strahlenschutz“.
Lokale Sicherheitsvorschriften für den Betrieb von Röntgenanlagen müssen unbedingt beachtet werden.
Falls offensichtlich das Sicherheitssystem nicht einwandfrei arbeitet oder der Strahlenschutz in irgendeiner Form beeinträchtigt ist, schalten Sie bitte das Gerät unverzüglich ab und setzen Sie sich
mit Ihrem Bruker AXS Service in Verbindung.
Veränderungen oder Manipulationen am Sicherheitssystem sind streng verboten!
Warnung: Gefährliche Spannung
Innerhalb des S4-Spektrometriegerätes treten Spannungen bis zu 50 kVDC auf, die jedoch von außen
nicht zugänglich sind. Hochspannungen sind vorhanden im Hochspannungsgenerator, der Röntgenröhre sowie in dem verbindenden Hochspannungskabel. Darüber hinaus werden die Strahlungsdetektoren mit Hochspannungen mit bis zu 2,3 kVDC betrieben.
Falls eine Komponente, welche Hochspannung führt, beschädigt sein sollte, schalten Sie bitte das
Gerät unverzüglich ab und setzen Sie sich mit Ihrem Bruker AXS Service in Verbindung.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-3
Einführung
Das Spektrometer darf nur mit Netzversorgungsspannungen betrieben werden, welche auf dem Typenschild eingetragen sind.
Solange das Gerät an die externe Hauptstromversorgung angeschlossen ist, führen die internen Komponenten berührungsgefährliche Netzspannung.
Vorsicht: Bewegte mechanische Komponenten
Die zu messenden Proben werden mit einem sich schnell bewegenden XYZ-Probengreifersystem
(optional auch Probenwendersystem) in Messposition gebracht. Um Personenschäden auszuschließen, werden sämtliche Bewegungsvorgänge sofort gestoppt, falls die Abdeckhaube des Probenspeichermagazins geöffnet wird.
Falls offensichtlich das Überwachungssystem nicht einwandfrei arbeitet, schalten Sie bitte das Gerät
unverzüglich ab und setzen Sie sich mit Ihrem Bruker AXS Service in Verbindung.
Veränderungen oder Manipulationen der Überwachung der Abdeckhaube sind verboten!
WARNUNG: Beryllium!
Bitte berühren Sie nicht das Strahlenaustrittsfenster von Röntgenröhren sowie das Strahleneintrittsfenster von Szintillationsdetektoren, da diese Beryllium enthalten.
Dämpfe oder Staub von Beryllium und dessen Verbindungen können beim Einatmen Ihre Gesundheit
gefährden. Während des Betriebs kann das Beryllium korrodieren. Beryllium darf nicht geschnitten,
maschinell oder anderweitig bearbeitet werden.
Beryllium-haltige Teile sind entsprechend den landesüblichen Vorschriften zu entsorgen.
2-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
VORSICHT: Öl!
Die Vakuumpumpe verwendet Öl als Schmiermittel. Verbrauchtes Öl muß entsprechend den landesüblichen Vorschriften entsorgt werden.
VORSICHT: Batterien!
Einige der elektronischen Baugruppen sind mit Batterien bestückt. Die Batterien sind entsprechend
den landesüblichen Vorschriften zu entsorgen.
WARNUNG: Standortwechsel des Analysengeräts
Das Spektrometer wurde als transportables Analysengerät konzipiert. Bei einem möglichen Transport
sind mechanische Erschütterungen unbedingt zu vermeiden, da sonst die empfindlichen physikalischen Komponenten beschädigt werden können.
Nach jedem Ortswechsel des Spektrometers muss das Gerät von durch Bruker AXS autorisiertem und
geschultem Personal überprüft werden!
Bitte wenden Sie sich an Ihren Bruker AXS-Service.
WARNUNG: Analyse von toxischen Stoffen
Bei der Analyse von toxischen Stoffen müssen die landesüblichen Sicherheitsvorschriften beachtet
werden.
Verwenden sie nur Probenbecher, die von Bruker AXS für Ihre jeweilige Analysenaufgabe empfohlen
werden.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-5
Einführung
WARNUNG: Analyse von biologisch wirksamen Stoffen
Bei der Analyse von biologisch wirksamen Stoffen müssen die landesüblichen Sicherheitsvorschriften
und IEC 61010-2-081 beachtet werden.
GEFAHR: Thallium!
Der Analysatorkristall TLAP enthält das hochgiftige Schwermetall Thallium. Dier Kristall ist in Wasser
löslich und kann durch Hautkontakt eine Vergiftung hervorrufen.
Handhaben Sie diesen Kristall mit größter Sorgfalt und vermeiden Sie jeglichen Hautkontakt! Beachten Sie unbedingt die landesüblichen Sicherheitsvorschriften!
Thalliumhaltige Teile sind entsprechend den landesüblichen Vorschriften zu entsorgen.
WARNUNG: Helium- oder Stickstoffbetrieb!
Für die Geräte mit Gasspüleinrichtung wird eine externe Helium- oder Stickstoffflasche benötigt. Diese
Gasflasche muss mit einer Halterung gegen Umfallen gesichert werden.
Beachten Sie die lokalen Vorschriften für die Installation und den Gebrauch von Helium-/ StickstoffDruckgasflaschen.
WARNUNG: Entsorgung des Gerätes!
Beachten Sie alle gültigen nationalen Vorschriften für die Entsorgung des Geräts und kontaktieren Sie
Bruker AXS.
Das Gerät enthält Beryllium (Röntgenröhre und Detektor) und Batterien (einige Platinen).
2-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Warnungen und Warnschilder
Auf den verschiedenen Komponenten des Spektrometriesystems sind folgende Hinweis- und Warnschilder aufgebracht. Bitte folgen Sie unbedingt den Anweisungen und Warnhinweisen!
Strahlengefahr
Gefährliche Spannung! Stromschlaggefahr!
Vorsicht! Bitte lesen Sie die Bedienungsanleitung!
Schutzerde
Not-Aus-Schalter!
Beachten Sie die landesüblichen Entsorgungsvorschriften
Verletzungsgefahr!
Gefahr! Giftige Substanzen!
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-7
Einführung
Warnanzeigen
X-RAYS ON
Abb. 2-1:
Warnanzeigen an der Oberseite des Geräts
X-RAYS ON
‘X-rays On’
Die beiden beleuchteten orangefarbenen Anzeigefelder zeigen an, dass die Röntgenröhre Röntgenstrahlung erzeugt! Strahlengefahr!
Weitere Informationen finden Sie im Kapitel “Strahlenschutz” in diesem Handbuch.
2-8
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Gerätesteuerung
Bedienelemente
Das Bedienfeld des S4-Spektrometers befindet sich an der Vorderseite des Systems.
Abb. 2-2:
Bedienfeld mit sämtlichen Schaltern
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-9
Einführung
Ausschalter
Wird der Ausschalter gedrückt, schaltet er unverzüglich die Steuerelektronik, den
Hochspannungsgenerator und alle Komponenten des Spektrometriesystems aus.
Dadurch wird der Röntgenstrahler unmittelbar abgeschaltet, alle bewegten Antriebe
bleiben sofort stehen.
Der Ausschalter darf nur in Not-Situationen und nicht zum normalen Ausschalten
des Systems benutzt werden.
Netzversorgung EIN
Dieser Taster schaltet das komplette Spektrometriesystem (inkl. Hochspannungsgenerator) ein.
Nach dem Einschalten des Gerätes leuchten zunächst alle vier StatusLeuchtanzeigen auf, bis die Gerätesteuerung die Initialisierung des Spektrometriesystems abgeschlossen hat. Die grüne Anzeige (siehe Abschnitt „StatusLeuchtanzeigen“) bleibt auch nach der Initialisierung eingeschaltet. Das Gerät
kann nun mit dem Schlüsseltaster in Meßbereitschaft versetzt werden.
Netzversorgung AUS:
Dieser Taster schaltet unverzüglich die komplette Gerätesteuerung inklusive
Hochspannungsgenerator aus.
Hinweis
Schalten Sie das S4-Spektrometer nicht bei eingeschaltetem Hochspannungserzeuger aus, da dies
zu einer Reduzierung der Lebensdauer von Röntgenröhre und Hochspannungsgenerator führen kann.
Die Hochspannungserzeugung wird automatisch beim Ausschleusen einer Probe abgeschaltet. Zudem lässt sie sich per Steuersoftware ausschalten.
2-10
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Drehen des Schlüsseltasters nach rechts: Meßbereitschaft EIN:
Halten Sie den Schlüssel in der rechten Tasterstellung (READY) solange gedrückt, bis die orange
Statusanzeige zu blinken beginnt. Das Spektrometriesystem ist nun in Meßbereitschaft, d. h. es können unverzüglich Proben eingeschleust und analysiert werden.
Die Messbereitschaft wird nicht angenommen, falls ein Geräte-Alarm (siehe Abschnitt “StatusLeuchtanzeigen”) ansteht.
Hinweis
Proben können nur ein - bzw. ausgeschleust werden, wenn sich das System im Zustand Messbereitschaft EIN befindet.
Drehen des Schlüsseltasters nach links: Messbereitschaft AUS:
Bei längeren Messpausen oder vor Abschalten des Gerätes sollte die Messbereitschaft des Spektrometriesystems ausgeschaltet werden. Halten Sie hierzu den Schlüssel in der linken Tasterstellung, bis
die orangefarbene Leuchtanzeige erlischt.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-11
Einführung
Status – Leuchtanzeigen
READY
Abb. 2-3:
ON
ALARM
BUSY
Statusanzeigen an der Oberseite des Geräts
ON
Spektrometriesystem eingeschaltet:
Die grüne LED zeigt an, daß die Steuerelektronik und der Hochspannungsgenerator
des Spektrometers eingeschaltet sind.
ALARM
Alarm und Warnanzeige:
Die rote LED zeigt an, daß ein Gerätealarm (rotes Dauerlicht) oder eine Gerätewarnung (blinkende LED) ansteht.
BUSY
Messung läuft/Messung unterbrochen:
Die gelbe LED zeigt an, daß gerade eine Messung durchgeführt wird (gelbes Dauerlicht) oder daß die laufende Messung unterbrochen wurde, weil eine physikalische
Gerätekomponente nicht meßbereit ist (LED blinkt).
READY
2-12
Meßbereitschaft:
Die blinkende orange LED zeigt an, daß sich das Spektrometriesystem in Meßbereitschaft befindet. Meßbereitschaft bedeutet, daß die Messung einer Probe unverzüglich
durchgeführt werden kann.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Röntgenstrahler eingeschaltet:
Nach dem Einschleusen einer Probe in die Messposition wird der Hochspannungserzeuger aktiviert.
Sobald der Röntgenstrahler die vorgegebene Strahlungsleistung erzeugt, beginnt die orange LED als
Dauerlicht leuchten.
Hinweis
Nach dem Einschalten des Spektrometers leuchten zunächst alle vier Leuchtanzeigen auf, bis die
Gerätesteuerung die Initialisierung des Spektrometriesystems abgeschlossen hat. Nach der Initialisierung bleibt die grüne Anzeige eingeschaltet.
Gerätewartung
Damit das Spektrometriesystem langfristig zuverlässig und präzise arbeitet, müssen die Wartungsintervalle, wie von Bruker AXS empfohlen, eingehalten werden.
Sämtliche Wartungs- und Reparaturarbeiten an Komponenten des Spektrometers dürfen nur durch
Personal, das von Bruker AXS autorisiert ist, vorgenommen werden!
WARNUNG
Solange das System an die externe Hauptstromversorgung angeschlossen ist, führen die internen
Komponenten des Spektrometers berührungsgefährliche Netzspannung. Daher muss das externe
Stromnetz vor dem Öffnen der Seitenwände unbedingt abgeschaltet werden. Es genügt nicht, nur den
‚Netz-Aus‘ Schalter des S4-Spektrometers zu betätigen. Die Netzspannungsversorgung muss außen,
d. h. auf der Anwenderseite, mit Hilfe eines Sicherungsautomats oder Trennschalter abgeschaltet
werden (vgl. Kapitel „Steuerelektronik“).
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-13
Einführung
Reinigung des S4-Spektrometers
Für die Reinigung der Außenverkleidung des S4-Spektrometers sowie der Innenwände des Probenspeichermagazins verwenden Sie bitte nur trockene Reinigungstücher. Benutzen Sie kein Wasser
und keine aggressiven Reinigungsmittel. Die hochklappbare transparente Abdeckung des Probenspeichers kann mit jedem haushaltsüblichen Fensterputzmittel gereinigt werden.
WARNUNG
Vor der Reinigung muss die Netzversorgung des S4-Spektrometers ausgeschaltet werden.
2-14
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Strahlenschutz und Sicherheitssystem
Strahlenschutz
Das Spektrometer S4-Explorer ist ein analytisches Gerät mit einer starken Röntgenstrahlungsquelle.
Die mechanische Abschirmung und die eingebauten Sicherheitseinrichtungen stellen sicher, dass die
abgegebene Strahlung während des Betriebs 7.5 μSv/h nicht überschreitet (Vollschutzgerät).
Warnung!
Die lokalen Sicherheitsvorschriften für den Betrieb von Röntgenanlagen müssen unbedingt beachtet
werden.
In Deutschland sind alle Vorschriften in der Röntgenverordnung (RöV) in der Novelle vom 18.6.2002
zusammengefasst. Sie ist am 1.7.2002 in Kraft getreten.
Falls offensichtlich das Sicherheitssystem nicht einwandfrei arbeitet oder der Strahlenschutz in irgendeiner Form beeinträchtigt ist, schalten Sie bitte das Gerät unverzüglich ab und setzen Sie sich mit
Ihrem Bruker AXS Service in Verbindung.
Gefahr!
Der Direktstrahl des internen Röntgenstrahlers ist sehr intensiv. Bereits eine Bestrahlung von
Bruchteilen einer Sekunde kann bei Menschen zu schweren Verbrennungen führen. Längere
Bestrahlung bewirkt schwere Schäden, die tödlich sein können.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-15
Einführung
Sicherheitssystem
Das Spektrometer S4 Explorer besitzt zwei völlig unabhängige und völlig symmetrisch aufgebaute
Sicherheitskreise (Technische Zeichnung C79298-A3248-A3-*-11). Bei allen strahlenschutzrelevanten
Fehlerfällen öffnen die beiden Sicherheitskreise und schalten den Röntgenstrahler aus.
Um die Überwachungsfunktion auch bei Versagen einzelner Komponenten der Sicherheitskreise gewährleisten zu können, werden diese durch eine Überwachungslogik kontrolliert. Wird eine defekte
Sicherheitskreiskomponente erkannt, wird der Röntgenstrahler unmittelbar ausgeschaltet.
Beide Sicherheitskreise wirken direkt auf die beiden Schütze, welche im Röntgengenerator den Hochspannungserzeuger freischalten. Hochspannung kann nur dann erzeugt werden, wenn beide Sicherheitskreise geschlossen sind, d. h. dass beide sicheren Betrieb anzeigen.
Röntgen-Sicherheitskreis Nr. 1:
Sicherheitskreis #1 besteht aus dem Schütz K52 und dem Relais K6 (Röntgengenerator), den Abschaltrelais K1, K2 (Baugruppe C79298-A3220-B218), den Maschinenschutzschaltern S651, S653,
S655, S657 (Seitenwandüberwachung), den Mikroschaltern S659 und S665 (Überwachung Probenabschlussschieber), dem Mikroschalter S661 (Überwachung Probenabschlussmotor), den Widerständen R1 und R2 (Baugruppe C79298-A3220-B218) sowie der so genannten Reißleine (Überwachung
Probeneingabe-Abdeckung, Überwachung des Hochspannungskabels). Falls alle Schalter geschlossen sind, wird Massepotential vom Ende der Reißleine durch sämtliche Schalter zum Röntgengenerator geschleift. Das Massepotential lässt innerhalb des Röntgengenerators das Schütz K52 durchschalten, welches die Hochspannungserzeugung aktiviert.
Sicherheitskreis #2 besteht aus dem Schütz K53 und dem Relais K7 (Röntgengenerator), den Abschaltrelais K1, K2 (Baugruppe C79298-A3220-B218), den Maschinenschutzschaltern S652, S654,
S656, S658 (Seitenwandüberwachung), den Mikroschaltern S660 und S664 (Überwachung Probenabschlussschieber), dem Mikroschalter S662 (Überwachung Probenabschlussmotor), den Widerständen R3 und R4 (Baugruppe C79298-A3220-B218) sowie der Reißleine (Überwachung Probeneingabe-Abdeckung, Überwachung des Hochspannungskabels). Falls alle Schalter geschlossen sind, wird
ein Potential von 24V vom Ende der Reißleine durch sämtliche Schalter zum Röntgengenerator geschleift. Diese Spannung läßt innerhalb des Röntgengenerators das Schütz K53 durchschalten, welches die Hochspannungserzeugung aktiviert.
2-16
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Die verschiedenen Komponenten der Sicherheitskreise arbeiten folgendermaßen:
K6/K7:
Durch Betätigen des Schlüsseltasters S600 (rechte Schaltposition) ziehen die beiden Relais K6 und
K7 an und bleiben selbsthaltend eingeschaltet. Die beiden Sicherheitskreise sind damit aktiv geschaltet. Sobald einer der beiden Sicherheitskreise unterbrochen wird, fallen beide Relais sofort ab.
K52/K53:
Die Schaltkontakte der Schütze K52 und K53 aktivieren den Hochspannungserzeuger im Röntgengenerator. Sobald der Hochspannungserzeuger eingeschaltet ist, wird der angeschlossene Röntgenstrahler mit der vorgegebenen elektrischen Leistung versorgt. Die Werte für die Hochspannung und
den Röhrenstrom werden individuell von der Firmware eingestellt.
Die Schütze K52 und K53 werden per Firmware ein- und ausgeschaltet. Falls einer der beiden Sicherheitskreise unterbrochen wird, fallen beide Schütze sofort ab und schalten den Hochspannungserzeuger unmittelbar aus.
Eine besondere Bedeutung kommt den Schaltkontakten K52-1/K52-2 sowie K53-1/K53-2 zu. Solange
der Hochspannungserzeuger ausgeschaltet ist, überbrücken diese beiden Kontakte die Überwachungsschalter S659, S660, S661 und S662 (Überwachung der Probeneingabeposition). Damit wird
verhindert, daß der Sicherheitskreis während des Ein- oder Ausschleusens von Proben unterbrochen
wird. Bei eingeschaltetem Hochspannungserzeuger sind die Schaltkontakte K52-1/K52-2 und
K53-1/K53-2 geöffnet. Damit ist die Überwachung der Probeneingabeposition aktiviert.
S651-S658:
Die Schalter S651 bis S658 überwachen die Seitenwände des Spektrometriesystems. Sie stellen sicher, daß der Röntgengenerator nur dann Hochspannung erzeugen kann, falls alle vier Seitenwände
korrekt angebracht sind. Die Schalter sind zwangsöffnende Maschinenschutzschalter.
Jeder Schalter besitzt einen zweiten Kontakt, der mit den digitalen Eingängen der Steuerelektronik
verdrahtet ist. Auf diese Weise kann der Zustand dieser Schalter durch den Host oder ServiceRechner verifiziert werden.
S659/S660:
Die Schalter S659 und S660 überwachen die Position des Probenabschlussschiebers (stirnseitige
Überwachung). Sie stellen sicher, dass der Röntgengenerator nur dann Hochspannung erzeugen
kann, falls der Probenabschlussschieber die Probeneingabeschleuse korrekt abgeschlossen hat.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-17
Einführung
Die beiden Schalter werden separat durch eine spezielle Steuerlogik auf der Baugruppe ‚Midi Universal IO-Board‘(C79298-A3220-B221)kontrolliert. Die Steuerlogik ist vollständig in Hardware realisiert
und vergleicht die Zustände von S659 und S660 paarweise. Falls der Zustand des Schalterpaars nicht
identisch ist, öffnet die Steuerlogik unverzüglich den Sicherheitskreis über die Relais K1 und K2 und
schaltet damit die Erzeugung der Hochspannung ab.
S661/S662:
Die Schalter S661 und S662 überwachen die Position des Probenabschlussschiebers (rückseitige
Überwachung am Antriebsmotor des Schiebers). Sie stellen sicher, dass der Röntgengenerator nur
dann Hochspannung erzeugen kann, falls der Probenabschlussschieber die Probeneingabeschleuse
korrekt abgeschlossen hat.
Die beiden Schalter werden separat durch eine spezielle Steuerlogik auf dem Universal IO-Board
kontrolliert. Die Steuerlogik ist vollständig in Hardware realisiert und vergleicht die Zustände von S659
und S660 paarweise. Falls der Zustand des Schalterpaars nicht identisch ist, öffnet die Steuerlogik
unverzüglich den Sicherheitskreis über die Relais K1 und K2 und schaltet damit die Erzeugung der
Hochspannung ab.
S664-S665:
Überwachung). Sie stellen sicher, dass der Hochspannungserzeuger des Röntgengenerators nur
dann eingeschaltet werden kann, falls der Probenabschlussschieber die Probeneingabeschleuse korrekt abgeschlossen hat.
Reißleine:
Die Reißleine führt von der Baugruppe ‚Midi Distribution Board‘(C79298-A3220-B218) zunächst zur
Abdeckung der Probeneingabeposition und danach zum Hochspannungs-Anschluss der Röntgenröhre. Die Reißleine verbindet Sicherheitskreis 1 über den Schirm des Hochspannungskabels mit Gerätemasse. Zudem speist sie eine Prüfspannung von 24 V, welche der Hochspannungsgenerator bereitstellt, in Sicherheitskreis 2 ein.
Die Reißleine hat die nachfolgenden Überwachungsfunktionen:
•
Die Abdeckung der Probeneingabeposition ist korrekt montiert.
•
Das Hochspannungskabel ist am Röntgenstrahler befestigt.
•
Der Röntgenstrahler ist in die Röhrenhalterung eingesetzt.
2-18
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
R1,R2,R3,R4:
Die Shuntwiderstände R1 bis R4 befinden sich auf der Baugruppe „Midi Distribution Board“ (C79298A3220-B218) und sind Bestandteil der beiden Sicherheitskreise. Der Strom, der durch die jeweiligen
Sicherheitskreise fließt, erzeugt an diesen Widerständen einen Spannungsabfall. Dieser wird im Röntgengenerator und auf der Baugruppe „Midi-Universal IO-Board“ (C79298-A3220-B221) überwacht.
Damit lassen sich unzulässige Masse- oder Kurzschlüsse innerhalb der Sicherheitskreise detektieren.
K1,K2:
Die so genannten Abschaltrelais K1 und K2 werden von der Sicherheitskreis-Überwachungslogik
angesteuert, welche sich auf dem Midi-Universal IO-Board (C79298-A3220-B221) befindet.
Die Schaltkontakte von Relais K1 und K2 sind sowohl in Sicherheitskreis 1 als auch Sicherheitskreis 2
eingeschleift. Falls keine Fehler vorliegen, ziehen K1 und K2 an, und beide Sicherheitskreise werden
geschlossen.
Hingegen unterbrechen K1 und K2 den Sicherheitskreis und schalten so den Röntgengenerator unmittelbar aus, falls einer oder mehrere der folgenden Fehler auftreten:
•
Eine oder beide Strahlenwarnanzeigen (‚X-rays ON‘) sind nicht in Ordnung.
•
Eine optionale, externe Strahlenwarnanzeige ist nicht in Ordnung.
•
Die beiden Schütze K52 und K53 (Röntgengenerator) weisen nicht denselben Schaltzustand auf.
•
Die beiden Überwachungsschalter S659 und S660 für die Überwachung des Probenabschlussschiebers weisen nicht denselben Schaltzustand auf.
•
Die beiden Überwachungsschalter S661 und S662 für die Überwachung des Probenabschlussmotors weisen nicht denselben Schaltzustand auf.
•
Mindestens einer der Schaltkontakte K52-1/K52-2 und K53-1/K53-2 bleibt kleben und öffnet nicht
bei eingeschaltetem Hochspannungserzeuger.
•
Die Rücklesekontakte der Abschaltrelais K1 und K2 stellen verschiedene Relaiszustände fest.
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2-19
Einführung
Röntgenwarnanzeige
Das Spektrometer S4 Explorer besitzt zwei orange Röntgenwarnanzeigen, die den Status „Röntgenstrahlung eingeschaltet“ („‚X-rays ON“‘) anzeigen. Die Leuchtfelder sind mit dem Strahlenwarnsymbol
gekennzeichnet.
Die Röntgenwarnanzeigen werden durch Kontakte der Schütze K52 und K53 (Röntgengenerator)
geschaltet. Sie leuchten auf, wenn der Hochspannungserzeuger eingeschaltet ist.
Der Strom durch die Warnanzeigen wird von der Sicherheitskreis-Überwachungslogik (Midi-Universal
IO-Board, C79298-A3220-B221) permanent gemessen. Ist eine der Röntgenwarnanzeigen defekt,
werden beide Sicherheitskreise unterbrochen und damit der Röntgenstrahler sofort ausgeschaltet.
Externe Röntgenwarnanzeige
Die externe Röntgenwarnanzeige ist optional als Zubehör erhältlich und kann an einem beliebigen Ort
außerhalb des Spektrometers angebracht werden. Das beleuchtete orange Leuchtfeld zeigt den Status „Röntgenstrahlung eingeschaltet“ („X-rays ON“) an.
Die externe Röntgenwarnanzeige wird durch Kontakte der Schütze K52 und K53 (Röntgengenerator)
geschaltet. Sie leuchtet auf, wenn der Hochspannungserzeuger eingeschaltet ist.
Der Strom durch die externe Warnanzeige wird von der Sicherheitskreis-Überwachungslogik (MidiUniversal IO-Board) permanent gemessen. Ist die externe Röntgenwarnanzeige defekt, werden beide
Sicherheitskreise unterbrochen und damit der Röntgenstrahler sofort ausgeschaltet.
2-20
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Technische Daten
Allgemeine Daten
Mechanische Daten
Gewicht
Bodenflächenbelastung pro m
390 kg
2
530 kg/m2
Höhe
131 cm
Breite
84 cm
Tiefe
88 cm
Umgebungsbedingungen
24 °C
17 - 29 °C
Maximal zulässiger Temperaturgradient
2 °C pro Stunde
20 % - 80 %, keine Kondensation
Luftdruck
Das S4-Spektrometriesystem arbeitet an allen terrestrischen Orten bei atmosphärischen Luftdruckbedingungen.
Sicherheitsnormen
Elektrische Sicherheit
DIN EN 61010-1 and DIN EN 61010-2
IEC 61010-1 and IEC 61010-2
Elektromagnetische Verträglichkeit
EN 61000-6-1 and EN 61000-6-2
EN 61000-6-3 and 61000-6-4
Strahlenschutz
Empfehlungen der ICRP (Internationale Strahlenschutzkommission)
Empfehlungen der IAEA (Internationale Atomenergiegemeinschaft)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-21
Einführung
Sicherheitsnormen
Anweisungen der EURATOM (Europäische Atomgemeinschaft)
Atomgesetz
Röntgenverordnung
DIN (Deutsches Institut für Normung) 54113
‘Bauartzulassung’: PTB (Physikalisch Technische Bundesanstalt) ‘Vollschutzgerät nach Röntgenverordnung’
Jedes S4-Spektrometriesystem wird während des Systemtests individuell auf Strahlensicherheit überprüft.
Schutzklasse gemäß IEC 536
Klasse I
Schutzart gemäß IEC 529
IP 2 0
2-22
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Elektrische Daten
Röntgengenerator und Steuerelektronik
(ohne Zubehörkomponenten)
Nennspannung
Einphasige Netzspannungen: (auf Anfrage)
(Die Betriebsspannung wird vom Werk fest vor208 VAC (min.200 V / +10 %), 60 Hz
eingestellt und auf dem Typenschild an der Gerä- 230 VAC (+/- 10 %)
terückwand vermerkt.)
240 VAC (+ 6 % / - 10 %)
Dreiphasige Netzspannungen: (Standard)
3 x 120 VAC (+/- 10 %)
3 x 230 VAC (+/- 10 %)
3 x 240 VAC (+6 % / - 10 %)
(Einzelheiten können den S4Netzanschlußzeichnungen entnommen werden)
Netzfrequenz
47 Hz - 63 Hz
Maximale Stromaufnahme
max. 4 kVA (3-phasig)
max. 3.6 kVA (1-phasig)
Überspannungskategorie gemäß IEC 664
II
Röntgenstrahler
Röntgenröhre
Nennhochspannung
Max. 50 kVDC
Nennstrom
Max. 50 mADC
Nennleistung
Max. 1000 W
Anodenmaterial
Rhodium
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-23
Einführung
Hochspannungsgenerator
Ausgangsleistung
Max. 1000 W
Ausgangsspannung
20-50 kVDC ( in Schritten von 1kV)
Ausgangsstrom
5 mA - 50 mA ( in Schritten von 1 mA)
Physikalische Komponenten
Filterwechsler
Anzahl der Positionen
10
Bestückung
Pb 1mm, Cu 300 µm, Cu 200 µm, Al 800 µm, Al 500 µm, Al 200
µm, Al 100 µm, Al 12,5 µm, offen, offen
Blenden
Passend zu Becherblenden
34 mm, 28 mm, 8 mm
Kollimatoren
Anzahl der Postionen
4
Lieferbare Öffnungswinkel
0,23°, 0,46°, 1°; 2°
Kristallwechsler
8
Lieferbare Kristalle
LiF 200, LiF 220, LiF 420, ADP, Ge, PET, TLAP, InSb, OVO-55,
OVO-B, OVO-C, OVO-160, OVO-N
2-24
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Probenspeicher
Probenspeicher für Becher
Positionen
60
Probengröße (max.)
Durchmesser 51,5 mm
Probenhöhe (max.)
46 mm
Durchmesser der Probenbecherblenden
34 mm, 28 mm, 8 mm
Material der Probenbecherblenden
Stahl
Probenspeicher für Saugproben
Positionen
108
Durchmesser 40 mm
Probenhöhe (max.)
1 mm – 30 mm
Probenspeicher für Becher und Saugproben
Positionen für Becher
22
Positionen für Saugproben
60
Durchmesser 40 mm
Probenhöhe (max.)
1 mm - 30 mm
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-25
Einführung
Strahlungsdetektoren
Proportionaldetektor Pro4
Gasfüllung
Argon
Energiebereich
0,1 keV - 8 keV (Be - Cu)
Szintillationsdetektor
Szintillationskristall
NAJ(TI)
Energiebereich
> 4 keV (Sc - U)
Goniometer
Goniometer
2-Theta Winkelbereich für den Szintillationsdetektor
0° - 114°
2-Theta Winkelbereich für den Proportionaldetektor
14° - 149°
Schrittweite (Theta und 2-Theta)
0.0005°
Reproduzierbarkeit der Winkeleinstellungen (Theta und <= +/- 0,0001°
2-Theta)
Theta und 2-Theta Antrieb
Gesteuert durch zwei unabhängige
Schrittmotoren mit Encoderüberwachung
Positioniergeschwindigkeit
Max. 1000°/min
Scangeschwindigkeit
Max. 120°/min
2-26
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Vakuumsystem
Vakuumsystem
Nennleistung
450 W (50 Hz)
550 W (60 Hz)
Saugleistung
Max. 17 m3/h (50 Hz)
Max. 14 m3/h (60 Hz)
Helium/Stickstoff-Betriebsart
Helium/Stickstoff-Betriebsart bei reduziertem Druck
Medium
Verbrauch während der Messung
ca. 0,5 l/min
Verbrauch während des Probenwechsels
ca. 5 - 10 l
Druck in der Probenkammer
250 mbar (Default)
Helium/Stickstoff-Betriebsart bei Atmosphärendruck
Medium
ca. 1 - 4 l/min
ca. 10 - 30 l
atmospheric
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-27
Einführung
2-28
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Espectrómetro de rayos X S4 EXPLORER
1
Diseño de la sala y preinstalación
Contenido
1
Diseño de la sala y preinstalación ..................................................................1-1
Diseño de la sala ......................................................................................................................... 1-1
Área de instalación ................................................................................................................ 1-1
Dimensiones y pesos............................................................................................................. 1-2
Temperatura y humedad de la sala ....................................................................................... 1-3
Disipación de calor................................................................................................................. 1-3
Preinstalación.............................................................................................................................. 1-4
Conexión a la corriente y toma de tierra................................................................................ 1-4
Modem de Teleservicio.......................................................................................................... 1-5
PC y dispositivos periféricos .................................................................................................. 1-5
Equipo de vacío ..................................................................................................................... 1-5
Detector proporcional............................................................................................................. 1-6
Suministro de Helio o Nitrógeno ............................................................................................ 1-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
i
1
Diseño de la sala
Un cuidadoso diseño de la sala y de la preinstalación completa son requisitos previos para el montaje
final y puesta en servicio rápido del espectrómetro de rayos X por Bruker AXS. El diseño de la sala y
la preinstalación debería llevarse a cabo con el asesoramiento de la oficina de Bruker AXS
correspondiente después de las consultas convenientes.
Área de instalación
La instalación de los dispositivos debe planearse de tal modo que el espectrómetro sea accesible
desde el frente y que el aire de refrigeración pueda circular sin restricciones. (se recomienda una
distancia aproximada desde la pared de 10 pulgadas)
Si se planea instalar un automatismo con cinta transportadora, el espectrómetro debe colocarse de
modo que el contenedor de muestra sea accesible desde la parte posterior
El suelo debe estar nivelado y tener una capacidad de soporte idónea.
Evite la radiación solar directa.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-1
Dimensiones y pesos
Fig. 1-1:
Dimensiones (dimensiones en mm y pulgadas)
Dimensiones
Alto
131 cm / 51.6"
Fondo
88 cm / 34.6"
Ancho
84 cm / 33.1"
Peso
Peso
1-2
aprox. 390 kg
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Temperatura y humedad de la sala
Especificaciones
Datos
Temperatura óptima de la sala
24 °C
Máx. rango de temperatura
17 - 29 °C
Max. gradiente de temperatura
2 °C/h
Humedad relativa
20 a 80 %,
(sin condensación)
Disipación de calor
El calor disipado debe eliminarse, si es necesario, por un sistema de ventilación o aire acondicionado.
Configuración
Calor disipado al aire
Espectrómetro (con estabilizador de temperatura, electrónica
de medida, generador de rayos X y bomba de vacío)
2.0 kW (máximo)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-3
Preinstalación
Conexión a la corriente y toma de tierra
Tab. 1-1:
Requisitos eléctricos (incluyendo el generador de rayos X y la electrónica de control,
pero sin accesorios)
Dispositivo
Espectrómetro con electrónica de medida y generador de
rayos X
Consumo máximo de potencia
max. 4 kVA (Suministro de corriente de 3-fases)
max. 3.6 kVA (Suministro de corriente de1-fase)
Voltaje y frecuencia de corriente
Estándar:
230 / 400 VAC 3-fases, 16 A
240 VAC / 415 VAC 3-fases, 16 A
120 / 208 VAC 3-fases, 20 A
208 VAC 1-fase, 20 A (USA)
Bajo solicitud:
230 VAC 1-fase, 16 A
(50/60 Hz cada una)
El espectrómetro se envía incluyendo un cable de corriente de 7m de longitud (5 x 2,5 mm2) con
enchufe a prueba de descarga o un enchufe clase CEE, preparado para conectarlo al suministro de
corriente del laboratorio.
La conexión eléctrica del equipo a la red local debe realizarse con fusibles o un interruptor de circuito
automático para todas las fases.. Debe ser posible desconectar totalmente el espectrómetro del
suministro de corriente, utilizando bien un interruptor o un interruptor de circuito automático,
debidamente etiquetado, que este situado próximo al espectrómetro.
Además debe disponerse de una toma de tierra de protección adicional (resistencia de tierra ≤ 0.5
ohmios) de acuerdo con las normativas locales.
1-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Si se usa un conmutador de fallo de corriente, debe diseñarse para una corriente de disparo de al
menos 30 mA.
Para la instalación, la toma de corriente de la pared debe estar situada no mas lejos de 5 m del S4.
Modem de Teleservicio
El ordenador del espectrómetro está equipado para diagnóstico de hardware y software a través de
los Centros de Teleservicio de AXS. Para este propósito, es necesario un enchufe de teléfono
(Preferiblemente un conector Western) próximo al espectrómetro, así como dos enchufes adicionales
(preferiblemente protegidos contra picos de corriente) para el PC y la impresora.
Debe instalarse una salida cercana de teléfono para conectores Western (aprox. 5 m). Se necesita un
cable (longitud aprox. 5 m) equipado con dos conectores Western para conectar el módem y la salida
de teléfono. Todos estos componentes se necesitan para que el servicio técnico de Bruker AXS
pueda utilizar las herramientas de teleservicio.
Diseño ergonómico de la sala de trabajo
Para las recomendaciones detalladas del diseño ergonómico de las estaciones de trabajo de PC y
vídeo remítase a la directiva de la UE 90/270/EWG sobre seguridad y protección de la salud cuando
se trabaja con VDUs (Monitores).
PC y dispositivos periféricos
Para la conexión de estos dispositivos son necesarios 4 enchufes a prueba de descarga o una
regleta de conexión cuádruple.
La finalización de las instalaciones indicadas anteriormente debe comunicarse por el cliente a
Bruker AXS vía fax o carta. Solo después de recibir esta confirmación, el servicio técnico de
Bruker AXS finalizará la instalación del S4.
Equipo de vacío
En caso de no usar el filtro de aire de la bomba de vacío suministrado, debe disponerse de una rejilla
de ventilación en la puerta de salida para eliminar los gases de la bomba de vacío.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-5
Detector proporcional
Como detector estándar para detectar la radiación X de 0,1 keV < E< 8 keV se utiliza un detector
proporcional de flujo con gas P10 y una ventana de alta transmisión de 0,6 mm o 0,3 mm de espesor
respectivamente. Se puede utilizar opcionalmente el detector proporcional sellado Pro4 que detecta
también la radiación de 0,1 keV < E< 8 keV mediante una ventana de alta transmisión.
El colimador integrado reduce la intensidad de la radiación de fondo. El detector está ubicado en la
cámara del espectrómetro y está montado en el brazo 2 Theta del goniómetro. Para más
informaciones, véase la sección “Datos técnicos”.
Suministro de Helio o Nitrógeno
Debe disponerse de una bala de helio o nitrógeno, con un manoreductor doble (200 bar / 2 bar), para
el S4 con una unidad de flujo de gas para el análisis de líquidos y polvos sueltos. Recomendamos un
manoreductor doble con una válvula de reducción de dos fases con tal como el producto con el nº de
pedido C79298-A3228-C11. Es recomendable usar una bala de gas comprimido de 50 l de contenido
y 200 bar de presión de llenado. La bala debe asegurarse convenientemente para evitar su caída.
Medio
Material
Helio o nitrógeno
SL 4x1, PU
1-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Introducción
Contenido
2
Introducción......................................................................................................2-1
Normas de seguridad ................................................................................................................. 2-1
Acerca de este manual .......................................................................................................... 2-1
Precauciones generales de seguridad..................................................................................... 2-3
Advertencias y símbolos ........................................................................................................ 2-7
Control del sistema..................................................................................................................... 2-9
Pilotos luminosos de estado ................................................................................................ 2-11
Precauciones de mantenimiento ......................................................................................... 2-13
Limpieza del sistema espectrométrico................................................................................... 2-13
Protección frente a la radiación y sistema de seguridad de rayos X .................................. 2-14
Protección frente a la radiación ........................................................................................... 2-14
Sistema de seguridad .......................................................................................................... 2-15
Pilotos de advertencia de rayos X ....................................................................................... 2-19
Piloto de advertencia de rayos X externa ............................................................................ 2-19
Especificaciones técnicas ....................................................................................................... 2-20
Sistema espectrométrico general ........................................................................................ 2-20
Especificaciones eléctricas.................................................................................................. 2-22
Componentes espectrométricos .......................................................................................... 2-22
Tubo de rayos X ........................................................................................................... 2-22
Generador de alto voltaje ............................................................................................. 2-23
Componentes físicos .................................................................................................... 2-23
Compartimentos de muestra ........................................................................................ 2-24
Detectores..................................................................................................................... 2-24
Goniómetro ................................................................................................................... 2-25
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
i
Introducción
Sistema de vacío........................................................................................................... 2-25
Suministro de Helio / Nitrógeno .................................................................................... 2-26
ii
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Introducción
Normas de seguridad
Acerca de este manual
Este manual contiene indicaciones que usted debe seguir para asegurar su propia seguridad
personal, así como para proteger el producto y los equipos conectados. Estas indicaciones están
resaltadas en el manual por medio de triángulos de advertencia y están rotuladas según se indica a
continuación de acuerdo con el nivel de peligro.
¡Peligro!
La palabra “Peligro” indica que, si no se toman las precauciones apropiadas, se producirá la muerte,
lesiones personales severas o daños sustanciales en la propiedad.
¡Advertencia!
La palabra “Advertencia” indica que, si no se toman las precauciones apropiadas, puede producirse la
muerte, lesiones personales severas o daños sustanciales en la propiedad.
¡Precaución!
La palabra “Precaución” indica que, si no se toman las precauciones adecuadas, pueden producirse
daños personales menores o daños a la propiedad.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-1
Introducción
Nota
La palabra “Nota” llama su atención hacia una información particularmente importante sobre producto,
la manipulación del producto o hacia una parte especialmente importante de la documentación.
Personal cualificado
El sistema espectrométrico S4, o sus partes, solo puede configurarse y manejarse conjuntamente con
este manual. Solo debería permitirse trabajar con este equipo a personal cualificado.
La instalación inicial, mantenimiento y reparación del sistema de espectrometría solo puede realizarse
por personal que esté autorizado por Bruker AXS.
Todas las reparaciones, ajustes y alineamientos realizados en cualquier componente del sistema de
espectrometría (incluido el ordenador central), deben llevarse a cabo estrictamente de acuerdo con
las prácticas y estándares de seguridad establecidos del país donde esta instalado el equipo.
Uso correcto
Este equipo y sus componentes solo puede utilizarse para las aplicaciones descritas en el catálogo o
en la descripción técnica y solo puede conectarse con otros dispositivos o componentes de otros
fabricantes que hayan sido aprobados o recomendados por Bruker AXS.
Advertencia
Este producto solo puede funcionar correctamente y con seguridad si se transporta, almacena,
configura e instala correctamente y se hace funcionar y se mantiene según las recomendaciones de
Bruker AXS.
Responsabilidades y obligaciones
Se ha revisado el contenido de este manual para que esté en concordancia con el hardware, firmware
y software descrito. Ya que las desviaciones no pueden excluirse totalmente, no podemos garantizar
una concordancia total. Sin embargo, los datos de este manual se revisan regularmente y cualquier
corrección necesaria se incluye en las ediciones siguientes. Será bien recibida cualquier sugerencia
para su mejora.
2-2
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
Precauciones generales de seguridad
Precaución: Peligro de radiación
El sistema espectrométrico S4 es un equipo analítico con una potente fuente de rayos X. El
equipamiento de blindaje y seguridad garantiza que la radiación emitida no excede de 7,5 μSv/h
durante el funcionamiento.
Lea el capítulo “Protección frente a la radiación” antes de encender el sistema de espectrometría.
Por favor, siga las normativas locales para el funcionamiento de sistemas de rayos X.
Si pareciera que el sistema de seguridad no funciona correctamente o que la protección contra la
radiación esta dañada por cualquier razón, debe apagar el sistema inmediatamente y contactar con
su servicio técnico local de Bruker AXS.
¡Están estrictamente prohibidas las manipulaciones o modificaciones del sistema de seguridad!
Precaución: Peligro de alto voltaje
Dentro del sistema espectrométrico S4 se producen voltajes de hasta 50 kVDC que no son accesibles
desde el exterior.
Existen altos voltajes en el generador de alto voltaje, en el tubo de rayos X, así como en el cable de
conexión del alto voltaje. Además los detectores de radiación funcionan con altos voltajes de hasta
2.3 kVDC.
En el caso de que uno de estos componentes que conducen el alto voltaje estuviera dañado, apague
inmediatamente el sistema y contacte con su servicio técnico de Bruker AXS
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-3
Introducción
Precaución: Peligro de alto voltaje
El espectrómetro únicamente debe hacerse funcionar con un voltaje de suministro de corriente de los
listados en la placa montada en el panel posterior del espectrómetro.
Tan pronto como el sistema se conecte al suministro de corriente externa, los componentes internos
conducen un voltaje peligroso al contacto.
Precaución: Componentes con movimiento mecánico
Las muestras a medir se posicionan por medio de un sistema cambiador rápido de muestras XYZ.
Para evitar daños personales, todos los movimientos se paran a la vez en el caso de que deba
abrirse la cubierta del compartimento de muestra.
Si pareciera que el sistema de seguridad no funciona correctamente, debe de apagar el sistema
inmediatamente y contactar con su servicio técnico de Bruker AXS.
¡Está estrictamente prohibida la manipulación y modificación de la cubierta de los controles!
Precaución: Aceite
La bomba de vacío utiliza aceite como lubricante. Este debe eliminarse según la normativa nacional
aplicable.
Precaución: Baterías
Algunas de las tarjetas electrónicas están equipadas con baterías. Estas deben desecharse de
acuerdo con las normativas nacionales vigentes.
2-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
Advertencia: Berilio
No toque la ventana de salida de radiación de los tubos de rayos X o la ventana frontal de los
detectores de centelleo, ya que contienen Berilio.
¡Los vapores o el polvo de berilio y sus compuestos pueden ser peligrosos si se inhalan! Durante el
uso puede producirse la corrosión del berilio. El berilio no debe cortarse, trabajarse o manipularse de
ningún modo.
La eliminación de los residuos de berilio debe hacerse según la legislación nacional vigente.
Advertencia: Cambio de la ubicación del equipo
El espectrómetro S4 EXPLORER está diseñado como un equipo de análisis transportable. Durante el
transporte deben evitarse los choques mecánicos para que los componentes físicos sensibles no se
dañen.
¡Después de cada cambio de ubicación debe comprobarse el espectrómetro por personal que esté
autorizado y cualificado por Bruker AXS!
Por favor, contacte con su organización de servicio técnico de Bruker AXS.
Advertencia: Análisis de sustancias tóxicas
Cuando analice sustancias tóxicas siga las normativas de seguridad nacional vigentes.
Para las medidas, utilice únicamente soportes de muestra recomendados por Bruker AXS.
Advertencia: Análisis de sustancias que son biologicamente activas
Cuando analice sustancias que son biologicamente activas siga las normativas de seguridad nacional
vigentes y la normativa IEC 61010-2-081.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-5
Introducción
Peligro: Talio
El cristal analizador TLAP contiene este metal pesado extremadamente peligroso. Este cristal es
soluble en agua y puede provocar un envenenamiento por contacto con la piel.
Por favor, manipule este cristal con el máximo cuidado y evite cualquier contacto con la piel. Siga
estrictamente las normativas de seguridad vigentes adecuadas.
La eliminación de los residuos de talio debe cumplir la legislación nacional vigente.
Advertencia: Sistema de Helio o Nitrógeno
Los sistemas con un dispositivo de flujo de gas necesitan una bala externa de helio o nitrógeno, que
debe asegurarse adecuadamente para evitar su caída.
Por favor, siga las normativas nacionales vigentes para la instalación y manipulación de balas de gas
de helio/nitrógeno.
Advertencia: Disposición del instrumento
Pro favor, siga las normativas nacionales vigentes para la disposición y contacte Bruker AXS.
El instrumento contiene el berilio (tubo de rayos X y detector) y las baterías (unos tarjetas
electrónicas).
2-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
Advertencias y símbolos
Los siguientes indicadores y símbolos se muestran en el Sistema S4 EXPLORER. Obedezca
estrictamente todas las instrucciones y advertencias impresas en los letreros que están pegados en
diversas partes del equipo.
Símbolos
Peligro de radiación!
Este símbolo está colocado en el panel frontal del generador de alto voltaje y también en cada una de
los dos botones luminosos de advertencia naranjas.
¡Parte con corriente! ¡Riesgo de descarga eléctrica!
¡Precaución! ¡Lea el manual de instrucciones!
Tierra de protección / Toma de tierra
¡Parada de emergencia!
¡Apague el generador de alto voltaje y los controles electrónicos inmediatamente!
Para su eliminación siga la normativa nacional vigente.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-7
Introducción
Pilotos luminosos de advertencia
X-RAYS ON
Fig. 2-1:
Piloto de advertencia en la parte superior del sistema
X-RAYS ON
“Rayos X Encendido”
Los dos pilotos de advertencia naranja encendidos, situados en la parte superior
del sistema espectrométrico, indican que el tubo de rayos X está radiando. ¡Peligro
de radiación!
Para una información mas detallada ver el capítulo “Protección frente a la radiación“ de este manual.
2-8
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
Control del sistema
El panel de control esta situado en la parte frontal del sistema de espetrometría.
Fig. 2-2:
Panel de control que incluye todos los interruptores
Parada de emergencia
Si se pulsa el botón de parada de emergencia se apagan todos los controles electrónicos, el
generador de alto voltaje y todos los componentes del sistema espectrométrico. Así, se apagará
inmediatamente la fuente de rayos X y todos los controladores pararán sus movimientos.
El botón de parada de emergencia solo debería pulsarse en casos de emergencia y no para un
apagado normal.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-9
Introducción
Encendido de la corriente del sistema espectrométrico
Este botón enciende el sistema espectrométrico completo incluyendo el
generador de alto voltaje.
Después de encender el sistema, parpadearán los cuatro pilotos luminosos de
estado, hasta que haya finalizado la inicialización del sistema espectrométrico. El
piloto luminoso verde permanecerá encendido incluso después de finalizada la
reinicialización. Entonces, puede activarse el sistema para “Modo de medida En
Espera” por medio de la tecla conmutadora correspondiente.
Apagado de la corriente del sistema espectrométrico
Este botón apaga el sistema espectrométrico completo incluyendo el generador
de alto voltaje.
Nota
No apague el sistema espectrométrico S4 cuando esté activo el generador de alto voltaje, ya que esto
puede reducir el tiempo de vida del tubo de rayos X y del generador de alto voltaje respectivamente.
El generador de alto voltaje se apaga automáticamente cuando se retira la muestra. También puede
apagarse usando el software de control.
Girar el interruptor a la derecha:
'Modo de medida En Espera ENCENDIDO'
Mantenga presionada la tecla en la posición de la derecha (READY) hasta que el piloto luminoso de
estado naranja empiece a parpadear. El sistema espectrométrico está ahora en el modo de medida
En Espera , esto es, la muestra puede ahora transferirse al interior y analizarse.
El modo de medida En Espera no se aceptará si está activa una alarma del sistema (ver la sección de
“Pilotos luminosos de estado).
2-10
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
Nota
La muestras solo pueden introducirse o retirarse cuando el sistema está en el modo de medida En
Espera.
Girar el interruptor a la izquierda: Modo de medida En Espera APAGADO
Durante intervalos grandes entre medidas o antes de apagar el sistema el modo de medida En
Espera debería estar a la izquierda (OFF). Para ello, mantenga pulsada la tecla en la posición de la
izquierda hasta que se apague el piloto luminoso naranja.
Protección frente a un funcionamiento no autorizado
Para evitar que personal no autorizado utilice el sistema espectrométrico, especialmente el generador
de rayos X, puede quirtarse la llave del conmutador.
Pilotos luminosos de estado
READY
Fig. 2-3:
ON
ALARM
BUSY
Pilotos de estado en la parte superior del sistema
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-11
Introducción
ON
ALARM
BUSY
READY
Sistema espectrométrico ENCENDIDO
El LED verde indica que está encendida la electrónica de control y el generador de
alto voltaje.
Piloto de alarma y advertencia
El LED rojo indica que está pendiente una alarma del sistema (luz roja) o una
advertencia del sistema (LED parpadeando) (ver la sección “Alarmas y advertencias”
en la sección de Software de control del sistema.
Realizando medida/medida parada:
El LED amarillo indica que se está realizando una medida (señal amarilla continua) o
que se ha cancelado la medida actual porque un componente físico del sistema no
está preparado (LED parpadeando).
Modo de medida En Espera
Un LED naranja parpadeante indica que el sistema espectrométrico está en el modo
En Espera. Esto significa que puede realizarse inmediatamente la medida de una
muestra.
Tubo de rayos X ON
Después de mover una muestra a su posición de medida se activa el generador de alto voltaje. Tan
pronto como el tubo de rayos X genera la potencia de rayos X definida, el LED naranja luce
permanentemente.
Nota
Después de encender el sistema, parpadearán los cuatro pilotos luminosos de estado, hasta que
haya finalizado la inicialización del sistema espectrométrico. El piloto luminoso verde permanecerá
encendido incluso después de finalizada la reinicialización.
2-12
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
Precauciones de mantenimiento
Para asegurar que el sistema espectrométrico funcionará de un modo seguro y preciso deben
seguirse los intervalos de mantenimiento recomendados por Bruker AXS.
Todas las reparaciones, ajustes y alineamientos realizados en cualquier componente del sistema de
espetrometría deben llevarse a cabo únicamente por personal autorizado por Bruker AXS.
Advertencia
Cuando el equipo esta conectado al suministro de corriente, algunas terminales de la unidad de
distribución de potencia pueden estar vivas. Por lo tanto, es absolutamente necesario apagar el
suministro de corriente externa antes de abrir los paneles laterales. No es suficiente presionar
solamente el botón de “Power OFF” del S4. El suministro de corriente debe apagarse externamente
en el lado del cliente (enchufe de la pared o interruptor externo). (Ver el capítulo “Controles
electrónicos”- tarjeta de distribución de corriente en este manual).
Limpieza del sistema espectrométrico
Para la limpieza de los paneles laterales y también para el interior del compartimento de muestra,
utilice únicamente utensilios de limpieza en seco. No utilice agua o agentes de limpieza abrasivos. La
cubierta transparente abatible del compartimento de muestra puede limpiarse con cualquier
detergente de cristales doméstico estándar.
Precaución
Antes de iniciar la limpieza debe apagar la corriente del sistema espectrométrico completo.
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2-13
Introducción
Protección frente a la radiación y sistema de seguridad de rayos X
Protección frente a la radiación
El espectrómetro S4 EXPLORER es un instrumento analítico con una potente fuente de rayos X. El
blindaje y el equipamiento de seguridad garantizan que la radiación emitida no exceda de 7.5 μSv/h
durante el funcionamiento.
¡Peligro!
¡Para el funcionamiento de sistemas de rayos X, debe seguirse estrictamente la normativa local¡
Si pareciera que el sistema de seguridad no funciona correctamente o que está dañada la protección
frente a la radiación por cualquier motivo, debe apagarse inmediatamente el sistema y contactar con
su Servicio Técnico de Bruker AXS local.
¡Están estrictamente prohibidas las manipulaciones y modificaciones del sistema de
seguridad!
¡Peligro!
El haz directo de la fuente de rayos X interna es muy potente. La exposición a la radiación, incluso
por una fracción de segundo, puede provocar quemaduras severas. Una larga exposición puede
provocar daños severos e incluso letales. ¡Por esta razón, debe seguirse estrictamente la normativa
sobre radiación!
2-14
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
Sistema de seguridad
El espectrómetro S4 EXPLORER tiene dos circuitos de seguridad totalmente independientes y que
funcionan completamente de un modo simétrico (ver esquema C79298-A3248-A3-*-11). En caso de
un error, que afecte a la seguridad de la radiación de rayos X, los dos circuitos de seguridad
interrumpirán y de este modo se apagará inmediatamente la radiación de rayos X.
Los dos circuitos de seguridad controlan los dos contactores (K52 y K53) situados en el interior del
generador de rayos X y activan la generación del alto voltaje. El alto voltaje solo puede generarse si
ambas líneas de seguridad están cerradas, esto es, todos los componentes del sistema de seguridad
señalan que todo está CORRECTO.
Además hay una unidad de control que posibilita permanentemente la comprobación de todos los
componentes de seguridad relevantes. Si detecta cualquier error la unidad de generación de rayos X
se apagará inmediatamente.
Línea de seguridad 1 de rayos X:
El circuito de seguridad #1 consta del contactor K52 (activación de generación de alto voltaje) y del
relé K6 (función auxiliar), relés de seguridad K1,K2 (control lógico), interruptores de seguridad S651,
S653, S655, S657 (control de los paneles laterales), interruptores S659 y S665 (control del sello de
muestra), interruptor S661 (control del motor de sello de muestra), resistores R1 y R2 (detección de
cortocircuitos), así como del llamado cable de corte (control de la cubierta de la posición de entrada
de muestra, control del cable de alto voltaje). Si todos estos conmutadores están cerrados el
potencial de tierra se conducirá desde el final del cable de corte a través de todos los interruptores al
generador de rayos X. El potencial de tierra activará el contactor K52 en el interior del generador de
rayos X y de este modo se enciende la generación de alto voltaje.
Línea de seguridad 2 de rayos X:
El circuito de seguridad #2 consta del contactor K53 (activación de la generación de alto voltaje) y del
relé K7 (función auxiliar), relés de seguridad K1,K2 (control lógico), interruptores de seguridad S652,
S654, S656, S658 (control de los paneles laterales), interruptores S660 y S664 (control del sello de
muestra), interruptor S662 (control del motor del sello de), resistor R3 y R4 (detección de
cortocircuitos) así como del llamado cable de corte (control de la cubierta de la posición de entrada de
muestra, control del cable de alto voltaje).Si todos estos conmutadores están cerrados, se transmitirá
un potencial de +24V del final del cable de corte a través de todos los interruptores al generador de
rayos X. Este potencial activará el contactor K53 en el interior del generador de rayos X y de este
modo se enciende la generación de alto voltaje.
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2-15
Introducción
Componentes de las líneas de seguridad:
Los distintos componentes de las líneas de seguridad funcionan como sigue:
K6/K7:
Cuando encienda la tecla conmutadora S600 (situada a la derecha) los dos relés K6 y K7 se cerrarán
y permanecerán activos. Las dos líneas de seguridad, ahora, estarán activas. Si se interrumpe
cualquiera de las dos líneas de seguridad, ambos relés se apagarán inmediatamente.
K52/K53:
Si contactan los conmutadores de los dos contactores K52 y K53 se enciende la unidad de
generación de alto voltaje, situada dentro del generador de rayos X. Tan pronto como se activa la
unidad, el tubo de rayos X conectado será alimentado con la potencia eléctrica establecida. El valor
del alto voltaje y de la corriente del tubo se ajustará individualmente por el firmware.
Si las dos líneas de seguridad están cerradas, los contactores K52 y K53 pueden encenderse y
apagarse por el firmware de control. Si está interrumpida cualquiera de las dos líneas de seguridad,
ambos contactores se apagarán inmediatamente y se parará la generación de rayos X.
Los conmutadores de contacto K52-1/K52-2 y K53-1/K53-2 tienen una función especial. Tan pronto
como está desactivada la unidad de generación de alto voltaje, estos contactos cortarán los
conmutadores S659, S660, S661 y S662 que controlan la posición de entrada de muestra. De este
modo las muestras pueden insertarse o retirarse de la posición de medida sin interrumpir las líneas
de seguridad. Si la unidad de generación de alto voltaje encuentra activos K52-1/K52-2 y K53-1/K532 abrirá y así activará, S660, S661 y S662.
S651-S658:
Los conmutadores S651 a S658 comprueban si los cuatro paneles laterales del espectrómetro S4
están correctamente montados. Si se interrumpe cualquiera de estos interruptores porque los paneles
no están bien sujetos, se interrumpirá inmediatamente la generación de alto voltaje.
S659/S660:
Los conmutadores S659 y S660 controlan la posición del sello de muestra. Están situados en el borde
frontal del sello de muestra. Garantizan que la generación de alto voltaje solo puede activarse si el
sello de muestra está correctamente cerrado.
Estos dos conmutadores están controlados constantemente por una unidad de hardware especial
situada en la tarjeta de circuito impreso 'Tarjeta IO MIDI Universal' (C79298-A3220-B221). Esta
unidad está completamente controlada por el hardware y compara el estado de S659 y S660. Si el
2-16
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
estado de S659 y S660 difiere, la unidad de control interrumpirá inmediatamente las dos líneas de
seguridad apagando los relés K1 y K2. De este modo, la generación de alto voltaje se parará
inmediatamente.
S661/S662:
Los interruptores S661 y S662 están situados en la parte posterior del sello de muestra y comprueban
la posición del sello de muestra. Aseguran que la generación de alto voltaje solo puede activarse si el
sello de muestra ha sido adecuadamente cerrado.
Estos dos conmutadores están permanentemente controlados por una unidad de hardware situada
en la tarjeta de circuito impresa “Tarjeta IO 'MIDI Universal” (C79298-A3220-B221). Esta unidad está
completamente controlada por el hardware y compara el estado de S661 y S662. Si el estado de
S661 y S662 difiere, la unidad de control interrumpirá inmediatamente las dos líneas de seguridad
apagando los relés K1 y K2. De este modo se parará inmediatamente la generación de alto voltaje.
S664-S665:
Los conmutadores S664 y S665 están situados en la parte frontal del sello de muestra y comprueban
la posición del sello de muestra. Aseguran que la unidad de alto voltaje solo se encenderá si el sello
de muestra está correctamente cerrado.
Conmutador Cable de corte:
El llamado conmutador de cable de corte es un cable que está conectado a la tarjeta de circuito
impresa 'Tarjeta de distribución MIDI” (C79298-A3220-B218), la cubierta de posición de entrada de
muestra y también a la pantalla del cable de alto voltaje, (tubo de rayos X). Este cable conecta la
línea de seguridad 1 con el potencial de tierra vía la pantalla del cable de alto voltaje. Además
devuelve el voltaje de suministro (24V) por la línea de seguridad 2.
El conmutador de cable de corte tiene las siguientes funciones de control:
•
•
•
La cubierta de la posición de entrada de muestra está montada correctamente.
El cable de alto voltaje está correctamente conectado al tubo de rayos X.
El tubo de rayos X está insertado en el soporte del tubo.
R1, R2, R3, R4:
Los resistores de parada R1 a R4 están situados en la tarjeta de circuito impreso “Tarjeta de
distribución Midi” (C79298-A3220-B218) y están insertados en ambas líneas de seguridad. La
corriente que pasa a través de las líneas de seguridad provoca la caída de voltaje en estos resistores.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-17
Introducción
Estos voltajes se comprobarán por el hardware en la tarjeta llamada “Tarjeta IO Midi Universal'
(C79298-A3220-B221). De esta forma cortocircuitos ilegales de parte de las líneas de seguridad
serían detectados.
En caso de un error el control lógico desactivaría inmediatamente la generación de alto voltaje.
K1, K2:
Los relés K1 y K2 se activan por el control lógico que está situado en la tarjeta 'IO Midi-Universal' y
supervisa el sistema de seguridad (C79298-A3220-B221).
Los conmutadores de contacto de los relés K1 y K2 están insertados en la línea de seguridad 1 y
línea de seguridad 2. Si todo está CORRECTO, K1 y K2 se activarán y sus conmutadores de
contacto cerrarán (esto es, activarán) ambas líneas de seguridad.
En caso de un error K1 y K2 se apagarán y sus contactos interrumpirán ambas líneas de seguridad.
El generador de rayos X conectado interrumpirá la generación de alto voltaje.
K1 y K2 abrirán las líneas de seguridad si se produce al menos uno de los siguientes errores:
•
•
•
•
•
•
•
Uno o ambos pilotos de advertencia de rayos X (“Rayos X ENCENDIDO”) no funcionan
correctamente.
Un piloto de advertencias externo opcional conectado no funciona correctamente.
El estado de los dos contactores K52 y K53, que están situados en el interior del generador de
rayos X, no muestran el mismo estado de conmutación.
El estado de los dos interruptores de control S659 y S660, que controlan el sello de muestra
(panel frontal), no muestran el mismo estado de conmutación.
El estado de los dos interruptores de control S661 y S662, que controlan el sello de muestra
(panel posterior), no muestran el mismo estado de conmutación.
Al menos uno de los interruptores de contacto K52-1/K52-2 y K53-1/K53-2 permanece en
contacto y no se abre cuando el generador de alto voltaje está activado.
El contacto de retroalimentación de los relés K1 y K2 detectan distinto estado
2-18
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
Pilotos de advertencia de rayos X
El espectrómetro de rayos X S4 EXPLORER tiene dos pilotos de advertencia de rayos X naranjas
que indican el estado de “Activada radiación de rayos X” (“Rayos X ENCENDIDO”) Los pilotos están
etiquetados con el símbolo internacional de radiación.
Los pilotos de advertencia de rayos X se conmutan por los contactos K52 y K53 (contactores en el
interior del generador de rayos X). Se iluminan cuando se enciende la generación de alto voltaje.
El flujo de corriente eléctrica que pasa a través de los pilotos de advertencia se monitoriza
constantemente por el control lógico situado en la tarjeta “IO Midi universal” (C79298-A322-B221).En
caso de un piloto defectuoso se interrumpirán ambas líneas de seguridad y de este modo el
generador de Rayos X se apagará de inmediato.
Piloto de advertencia de rayos X externa
El piloto externo de advertencia de rayos X está disponible como opción y puede colocarse en
cualquier sitio en el exterior del espectrómetro. El piloto naranja iluminado indica el estado de “Rayos
X ENCENDIDO”
El piloto de advertencia de rayos X externo se conmuta por los contactos de K52 y K53 (contactores
en el interior del generador de rayos X). Se ilumina cuando se enciende el generador de alto voltaje.
El flujo de corriente a través del piloto de advertencia externo se monitoriza continuamente por el
control lógico instalado en la tarjeta 'IO Midi Universal' (C79298-A322-B221). En caso de que el piloto
falle, se interrumpirán ambas líneas de seguridad y de este modo se apagará inmediatamente el
generador de rayos X.
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2-19
Introducción
Especificaciones técnicas
Sistema espectrométrico general
Tab. 2-1:
Especificaciones técnicas: Sistema espectrométrico general
Especificaciones mecánicas
Peso
390 kg
2
Carga por m de suelo
530 kg/m2
Altura
131 cm
Ancho
84 cm
Fondo
88 cm
Especificaciones ambientales
Temperatura optima de la sala
24 °C
Rango de temperatura de funcionamiento
17 - 29 °C
Gradiente máximo de temperatura
2 °C por hora
Humedad relativa
20%-80%, sin condensación
Presión atmosférica
Sistema espectrométrico válido para todos los
lugares del mundo bajo condiciones de presión
de aire atmosféricas
2-20
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
Especificaciones de seguridad
Seguridad eléctrica
DIN EN 61010-1 and DIN EN 61010-2
IEC 61010-1 and IEC 61010-2
Compatibilidad electromagnética
EN 61000-6-1 and EN 61000-6-2
EN 61000-6-3 and 61000-6-4
Seguridad frente a la radiación
Recomendaciones de la ICRP (International Commission on Radiological Protection)
Recomendaciones de IAEA (International Atomic
Energy Association)
Instrucciones de EURATOM (Europaische Atomgemeinschaft)
Ley Alemana “Atomgesetz”
Ley Alemana “Roentgenverordnung”
“Bauartzulassung”: PTB (Physikalisch Technische
Bundesanstalt) certificado como “Vollschutzgeraet
nach Roentgenverordnung”
Cada sistema S4 pasa por de un ensayo de
seguridad de radiación individual.
Clasificación de la protección según IEC 536
Clase I
Grado de protección según IEC 529
IP 2 0
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-21
Introducción
Especificaciones eléctricas
Tab. 2-2:
Especificaciones técnicas: Especificaciones eléctricas
Generador de rayos X y controles electrónicos
Voltaje del suministro de corriente
Suministro de una fase: (solo bajo petición)
(El voltaje nominal real está preajustado de
fabrica e impreso en la etiqueta del sistema,
situada en el panel posterior del sistema
espectrométrico).
208 VAC (min.200 V / +10 %), 60 Hz
230 VAC (+/- 10 %)
240 VAC (+ 6 % / - 10 %)
Suministro de tres fases:
3 x 120 VAC (+/- 10 %)
3 x 230 VAC (+/- 10 %)
3 x 240 VAC (+6 % / - 10 %)
Rango de frecuencia
47Hz - 63Hz
Consumo máximo de potencia
max. 4 kVA (suministro de corriente de 3 fases)
max. 3.6 kVA (Suministro de corriente de 1 fase)
Categoría de sobrevoltaje según IEC 664
II
Componentes espectrométricos
Tab. 2-3:
Especificaciones técnicas: Componentes espectrométricos
Tubo de rayos X
Tubo de rayos X
Alto voltaje nominal
Max. 50 kVDC
Corriente nominal
Max. 50 mADC
Potencia nominal
Max. 1000 W
Material del ánodo
Rodio
2-22
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
Generador de alto voltaje
Generador de alto voltaje
Salida
Max. 1000 W
Voltaje de salida
20-50 kVDC ( en pasos de 1 kV)
Corriente de salida
5 mA - 50 mA ( en pasos de 1 mA)
Componentes físicos
Cambiador de filtro
Número de posiciones
10
Material
Al 200 µm, Al 100 µm, Al 12.5 µm, abierto, abierto
Rendijas de apertura del portamuestras (máscaras)
Rendijas de apertura de la copa accesoria(cubiertas)
34 mm, 28 mm, 8 mm
Colimadores
4
Ángulos de apertura disponibles
0.23°, 0.46°, 1°; 2°
Cambiador de cristal
8
Cristales disponibles
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-23
Introducción
Compartimentos de muestra
Compartimentos de muestra para copas
Posiciones
60
Tamaño de muestra (max.)
Diámetro 51.5 mm
Altura de muestra (max.)
46 mm
Diámetro de la rendija del portamuestras
34 mm, 28 mm, 8 mm
Material de las rendijas del portamuestras
Acero
Compartimentos de muestras para succión de muestras
Posiciones
108
Diámetro 40 mm
1 mm – 30 mm
Compartimentos de muestras para copa y succión de muestras
Posiciones para copas
22
Posiciones para succión de muestras
60
Diámetro 40 mm
1 mm - 30 mm
Detectores
Detector proporcional Pro4
Gas de inflado
Argón
Rango de energía
2-24
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introducción
Detector de centelleo
Cristal de centelleo
NaJ(TI)
Rango de energía
> 4 keV (Sc - U)
Goniómetro
Goniómetro
Rango de ángulo 2-Theta para el detector de centelleo
0° - 114°
Rango de ángulo 2-Theta para el detector proporcional
14° - 149°
Anchura de paso (Theta y 2-Theta)
0.0005°
Reproducibilidad del ángulo ajustado (Theta y 2-Theta)
<= +/- 0.0001°
Controlador Theta y 2-Theta
Controlado por dos motores de paso
independientes con codificador.
Velocidad
Max. 1000°/min
Velocidad de barrido
Max. 120°/min
Sistema de vacío
Sistema de vacío
Potencia nominal
450 W (50 Hz)
550 W (60 Hz)
Potencia de succión
Max. 17 m3/h (50 Hz)
Max. 14 m3/h (60 Hz)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-25
Introducción
Suministro de Helio / Nitrógeno
Suministro de Helio/Nitrógeno (présion reducida)
Gas
Helio o Nitrógeno
Consumo durante la medida
ca. 0.5 l/min
Consumo durante el cambio de muestra
ca. 5 - 10 l
Presión en el interior de la cámara de muestra
250 mbar (Default)
Suministro de Helio/Nitrógeno (présion atmosférica)
Gas
Helio o Nitrógeno
Consumo durante la medida
ca. 1 - 4 l/min
Consumo durante el cambio de muestra
ca. 10 - 30 l
Presión en el interior de la cámara de muestra
atmosférica
2-26
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Spectromètre à rayons X S4 EXPLORER
1
Préparation du local et prémontage
Table des matières
1
Préparation du local et Prémontage ...............................................................1-1
Préparation du local.................................................................................................................... 1-1
Lieu d'installation.................................................................................................................... 1-1
Dimensions et masses........................................................................................................... 1-2
Température et humidité du local .......................................................................................... 1-3
Dissipation de chaleur............................................................................................................ 1-3
Prémontage.................................................................................................................................. 1-4
Raccordement électrique et mise à la terre........................................................................... 1-4
Modem pour téléservice......................................................................................................... 1-5
PC et périphériques ............................................................................................................... 1-5
Matériel de vide...................................................................................................................... 1-5
Compteur proportionnel ......................................................................................................... 1-6
Alimentation en Hélium ou Azote........................................................................................... 1-6
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i
1
Préparation du local et Prémontage
Préparation du local
Une préparation du local soigneuse et un prémontage achevé constituent les conditions préalables à
l'assemblage final et à la mise en service rapides du spectromètre à rayons X de Bruker AXS. La préparation du local et le prémontage doivent être effectués avec l'assistance de votre partenaire de service Bruker AXS compétent après consultation.
Lieu d'installation
L'installation des dispositifs doit être planifiée, de sorte que le spectromètre soit accessible depuis
l'avant et que l'air de refroidissement puisse circuler sans restriction (c'est-à-dire qu'une distance d'environ 35 cm du mur est recommandée).
Si vous prévoyez une automation avec bande de manutention, le spectromètre doit être placé de
sorte que le magasin d'échantillons soit accessible depuis la face arrière.
Le sol doit être plan et doit avoir une capacité de charge au sol adaptée.
Éviter l'exposition directe aux rayons du soleil.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-1
Dimensions et masses
Fig. 1-1 :
Schéma des dimensions
(dimensions en cm et en pouces)
Dimensions
Hauteur
131 cm / 51.6"
Profondeur
88 cm / 34.6"
Largeur
84 cm / 33.1"
Masse
Masse
1-2
Env. 390 kg
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Température et humidité du local
Spécifications
Données
Température optimale du loca
24 °C
Écart de température max.
17 - 29 °C
Gradient de température max.
2 °C/h
Humidité relative
20 à 80 %,
(sans condensation)
Dissipation de chaleur
La chaleur dissipée doit être évacuée par un système de ventilation ou de climatisation.
Configuration
Dissipation de la chaleur à l'air
Spectromètre (avec stabilisateur de température, mesure de 2.0 kW (maximum)
l'électronique, générateur à rayons X et pompe à vide)
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1-3
Prémontage
Raccordement électrique et mise à la terre
Tab. 1-1 :
Exigences électriques (y compris générateur à rayons X et électronique de commande
mais sans accessoires)
Dispositif
Spectromètre avec électronique de mesure et générateur de
rayons X
Consommation d'énergie maximale
max. 4 kVA (alimentation secteur triphasée)
max. 3.6 kVA (alimentation secteur triphasée)
Tension et fréquence secteur
Standard :
230 / 400 VCA triphasé, 16 A
240 VCA / 415 VCA triphasé, 16 A
120 / 208 VCA triphasé, 20 A
208 VCA monophasé, 20 A (USA)
A la demande :
230 VCA monophasé, 16 A
(50/60 Hz chacun)
Le spectromètre est livré avec un câble électrique de 7 m de long (5 x 2.5 mm2), muni d'une fiche de
prise de courant de sécurité ou une prise de forme CEE, prête à être connectée à l'alimentation du
laboratoire.
La connexion électrique de l'instrument au réseau interne doit être fournie par le biais de fusibles ou
de disjoncteurs automatiques pour toutes les phases. Il doit être possible de totalement déconnecter
le spectromètre de l'alimentation électrique, à l'aide soit d'un commutateur étiqueté, soit d'un disjoncteur automatique étiqueté, situé près du spectromètre.
De plus, une terre de protection supplémentaire (résistance de terre ≤ 0.5 Ω) peut être fournie,
conformément à la législation locale en vigueur.
1-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Si un commutateur de courant de défaut est utilisé, il doit être conçu pour un courant d'amorçage d'au
moins 30 mA.
Pour l'installation, une sortie murale doit être située au maximum à 5 m du S4.
Modem pour téléservice
L'ordinateur du spectromètre est équipé d'un modem pour le diagnostic matériel et logiciel, par les
Centres de téléservice AXS. Pour ce faire, une fiche téléphonique de type jack (de préférence un raccord "occidental") est requise près du spectromètre, ainsi que deux prises supplémentaires (de préférence protégées contre les pointes de tension) pour le PC et l'imprimante.
Une sortie téléphonique pour les raccords "occidentaux" doit être installée à proximité (env. 5 m). Un
câble (d'une longueur d'env. 5 m) équipé de deux prises "occidentales" pour le modem de connexion
et une sortie téléphonique sont requis. Tous ces composants sont nécessaires pour que le Service
Bruker AXS utilise les outils de téléservice.
Conception ergonomique des salles de travail
Pour des recommandations détaillées sur la conception ergonomique des postes de travail PC et
vidéo, veuillez vous référer à la directive EU 90/270/EWG relative à la sécurité et à la protection de la
santé au travail sur VDU.
PC et périphériques
Pour la connexion de ces dispositifs, 4 fiches de prise de courant de sécurité ou une bande connecteur quadruple sont nécessaires.
La fin des installations mentionnées ci-dessus doit être confirmée par le client par fax ou courrier à
Bruker AXS. Ce n'est qu'à la réception de cette confirmation que le Service Bruker AXS terminera
l'installation du S4.
Matériel de vide
Dans le cas où le filtre à air de la pompe à vide ne serait pas utilisé, un ventilateur s'ouvrant sur l'extérieur peut être fourni pour les gaz d'échappement de la pompe à vide.
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1-5
Compteur proportionnel
Comme compteur proportionnel standard pour détecter le rayonnement X de 0,1 keV < E< 8 keV, on
utilise un compteur proportionnel de flux avec gaz P10 et une fenêtre à haute transmission de respectivement 0,6 mm ou 0,3 mm d’épaisseur. Il est aussi possible d’utiliser un compteur proportionnel
scellé Pro4 qui détecte aussi le rayonnement de 0,1 keV < E< 8 keV à l’aide d’une fenêtre à haute
transmission.
Le collimateur intégré réduit l’intensité du rayonnement de fond. Le compteur se trouve dans la chambre du spectromètre, il est monté au bras 2 Theta du goniomètre. Pour plus d’informations, voir la
section « Données techniques ».
Alimentation en Hélium ou Azote
Un cylindre à hélium ou azote, avec un double réducteur de pression (200 bars / 2 bars) doit être prévu pour les dispositifs dotés d'une unité d'évacuation des gaz. Nous recommandons un double réducteur de pression avec une soupape réductrice à deux niveaux (no. de réf. C298-A3228-C11).
Il est recommandé d'utiliser un cylindre à gaz comprimé avec un contenu de 50 l et une pression de
remplissage de 200 bars. Le cylindre doit être placé sur un support, afin de prévenir tout basculement.
Moyen
Matériau
Hélium ou azote
SL 4x1, PU
1-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Introduction
Table des matières
2
Introduction ......................................................................................................2-1
Lignes directrices de sécurité ................................................................................................... 2-1
A propos du présent manuel.................................................................................................. 2-1
Précautions générales de sécurité ........................................................................................ 2-3
Avertissements et Symboles.................................................................................................. 2-7
Commande du système.............................................................................................................. 2-9
Afficheurs d'état lumineux.................................................................................................... 2-11
Précautions d'entretien ........................................................................................................ 2-13
Nettoyage du système de Spectrométrie............................................................................. 2-13
Protection contre le rayonnement et Système de sécurité contre les rayons X ................ 2-14
Protection contre le rayonnement........................................................................................ 2-14
Système de sécurité ............................................................................................................ 2-15
Afficheurs d'avertissement contre les rayons X................................................................... 2-19
Afficheur externe d'avertissement contre les rayons X ....................................................... 2-19
Spécifications Techniques....................................................................................................... 2-20
Système de Spectrométrie général ..................................................................................... 2-20
Spécifications électriques .................................................................................................... 2-22
Composants de Spectrométrie ............................................................................................ 2-23
Tube à rayons X ........................................................................................................... 2-23
Générateur de haute tension........................................................................................ 2-23
Composants physiques ................................................................................................ 2-23
Magasins d'échantillons................................................................................................ 2-24
Détecteurs..................................................................................................................... 2-25
Goniomètre ................................................................................................................... 2-26
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
i
Introduction
Installation de vide ........................................................................................................ 2-26
Fonctionnement Hélium/Azote...................................................................................... 2-26
ii
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Introduction
Lignes directrices de sécurité
A propos du présent manuel
Le présent manuel contient des avis qu'il convient d'observer afin d'assurer votre sécurité personnelle,
ainsi que de protéger le produit et les équipements connectés. Ces avis sont mis en relief dans le
manuel par un triangle d'avertissement et sont marqués comme suit, selon le niveau de danger:
DANGER
Le mot ‘Danger’ indique qu'il y a risque de mort, blessure personnelle grave ou dommages matériels
substantiels, si les précautions adéquates ne sont pas prises.
AVERTISSEMENT
Le mot ‘Avertissement’ indique qu'il y a risque de mort, blessure personnelle grave ou dommages
matériels substantiels, si les précautions adéquates ne sont pas prises.
ATTENTION
Le mot ‘Attention’ indique qu'il y a risque de blessure personnelle mineure ou dommages matériels, si
les précautions adéquates ne sont pas prises.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-1
Introduction
REMARQUE
Le mot ‘Remarque’ attire votre attention sur des informations particulièrement importantes sur le produit, la manipulation du produit ou sur une partie spéciale de la documentation.
Personnel qualifié
Le système de spectrométrie S4 ou ses pièces peuvent uniquement être installés et fonctionner
conjointement au présent manuel. Seul du personnel qualifié doit être autorisé à travailler sur ce matériel.
L'installation primaire, la maintenance et la réparation du système de spectrométrie peuvent être effectuées uniquement par du personnel autorisé par Bruker AXS.
Toutes les réparations, tous les réglages et les ajustements effectués sur tout composant du système
de spectrométrie (y compris l'ordinateur hôte) doivent être strictement effectués conformément aux
pratiques établies et aux normes du pays dans lequel le matériel est installé.
Utilisation correcte
Ce dispositif et ses composants peuvent uniquement être utilisés pour les applications décrites dans
le catalogue ou la description technique et uniquement en connexion avec les dispositifs ou composants provenant d'autres fabricants ayant été homologués ou recommandés par Bruker AXS.
AVERTISSEMENT
Ce produit peut uniquement fonctionner correctement et en toute sécurité s'il est transporté, stocké,
posé et installé correctement et s'il fonctionne et est entretenu conformément aux recommandations
de Bruker AXS.
Démenti et responsabilité
Nous avons vérifié le contenu du présent manuel quant à sa conformité avec le matériel, les microprogrammes et le logiciel décrits. Dans la mesure où des écarts ne peuvent pas être entièrement exclus, nous ne pouvons pas garantir une conformité totale. Néanmoins, les données contenues dans
2-2
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
ce manuel sont régulièrement révisées et toutes les corrections seront inclues dans les éditions ultérieures. Toutes les suggestions visant à son amélioration sont les bienvenues.
Précautions générales de sécurité
Attention: Danger de rayonnement!
Le système de spectrométrie S4 est un instrument analytique doté d'une forte source de rayons X. Le
matériel de blindage et de sécurité garantit que les rayonnements émis n'excèdent pas 7.5 μSv/h en
fonctionnement.
Lire le chapitre ‘Protection contre les rayonnements’ avant de mettre le système de spectrométrie
sous tension. Veuillez respecter la législation locale concernant le fonctionnement des systèmes à
rayons X.
S'il vous semble que le système de sécurité ne fonctionne pas correctement ou que la protection
contre le rayonnement est déficiente, quelle qu'en soit la raison, vous devez mettre immédiatement le
système hors tension et contacter votre Organisation de Service Bruker AXS locale.
Toutes manipulations et modifications des systèmes de sécurité sont strictement interdites!
Attention: Danger de tension!
A l'intérieur du système de spectrométrie S4, des tensions allant jusqu'à 50 kVCC surviennent, mais
elles ne sont pas accessibles de l'extérieur. Les hautes tensions existent dans le générateur de haute
tension, dans le tube à rayons X, ainsi que dans le câble à haute tension connecté. En outre, les détecteurs de rayonnement fonctionnent avec des hautes tensions allant jusqu'à 2.3 kVCC.
Dans le cas où l'un de ces composants, menant à une haute tension, serait endommagé, veuillez
placer immédiatement le système hors tension et contacter votre service Bruker AXS local.
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2-3
Introduction
Attention: Danger de haute tension!
Le spectromètre doit uniquement fonctionner avec les tensions d'alimentation secteur énumérées sur
la plaque type montée sur la face arrière du spectromètre.
Tant que le système est connecté à l'alimentation secteur externe, les composants internes sont chargés d'une tension secteur dangereuse.
Attention: Déplacement des composants mécaniques
Les échantillons à mesurer sont positionnés par le biais d'un système de changeur d'échantillons XYZ
rapide. Afin de prévenir tout dommage sur les personnes, tous les déplacements sont arrêtés à la fois,
au cas où le capot du magasin d'échantillons serait ouvert.
S'il vous semble que le système de sécurité ne fonctionne pas correctement, vous devez immédiatement placer le système hors tension et contacter votre Organisation de Service Bruker AXS locale.
Toutes manipulations et modifications de la commande du capot sont strictement interdites!
ATTENTION: l'Huile!
La pompe à vide utilise de l'huile comme lubrifiant. La mise au rebut de l'huile doit être conforme à la
législation nationale applicable.
ATTENTION: Batteries!
Certaines cartes électroniques sont équipées de batteries. La mise au rebut de ces batteries doit être
conforme à la législation nationale applicable.
2-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Avertissement: Béryllium!
Ne touchez pas la fenêtre de sortie du rayonnement des tubes à rayon X ou la fenêtre avant des détecteurs de scintillations car les deux fenêtres contiennent du Béryllium.
Les fumées ou la poussière du Béryllium et de ses composés peuvent être dangereuses si elles sont
inhalées! Lors de l'utilisation, il peut y avoir corrosion du Béryllium. Le Béryllium ne doit pas être coupé, usiné ni manipulé de quelque façon.
La mise au rebut du Béryllium doit être conforme à la législation nationale applicable.
Avertissement: Modification de l'emplacement d'un élément!
Le spectomètre S4 EXPLORER est conçu comme un instrument d'analyse transportable. Lors du
transport, veuillez éviter les chocs mécaniques de façon à ne pas endommager les composants physiques sensibles.
Après chaque modification d'emplacement, le spectromètre doit être vérifié par du personnel qualifié
et autorisé par Bruker AXS!
Veuillez contacter votre Organisation de Service Bruker AXS.
Avertissement: Analyse de substances toxiques!
L'analyse de substances toxiques obéit à la législation de sécurité nationale applicable.
Utilisez uniquement les porte-échantillons recommandés par Bruker AXS pour la mesure d'analyse
respective.
Avertissement: Analyse de substances biologiquement actives!
L'analyse de substances biologiquement actives obéit à la législation de sécurité nationale applicable
et IEC 61010-2-081.
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2-5
Introduction
DANGER: Thallium!
Le cristal analyseur TLAP contient ce métal lourd extrêmement dangereux. Ce cristal est soluble dans
l'eau et peut causer un empoisonnement par contact avec la peau.
Veuillez manipuler ce cristal avec un maximum de précautions et éviter tout contact avec la peau!
Respecter strictement la législation de sécurité nationale applicable.
La mise au rebut des pièces contenant du Thallium doit être conforme à la législation nationale applicable.
Avertissement: Fonctionnement à l'Hélium ou à l'azote!
Les systèmes dotés d'un dispositif de flux de gaz nécessitent un cylindre de gaz externe à l'hélium ou
à l'azote qui doit être sécurisé contre toute chute lors d'un montage.
Veuillez respecter la législation nationale applicable pour toute installation et tout fonctionnement de
cylindres de gaz Hélium/Azote.
Avertissement: Disposition d'instrument!
Veuillez respecter la législation nationale applicable pour la disposition et contactez Bruker AXS.
L'instrument contient le béryllium (tube de rayons X et détecteur) et les batteries (quelques cartes
électroniques).
2-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Avertissements et Symboles
Les voyants et symboles suivants s'affichent sur le système S4 EXPLORER. Respectez scrupuleusement toutes les instructions et les textes d'avertissement imprimés sur les étiquettes fixées aux
différentes pièces du matériel.
Symboles:
Danger d'irradiation!
Ce symbole est apposé sur le panneau avant du générateur de haute tension et également sur chacun des deux afficheurs d'avertissement oranges.
Pièce sous tension! Risque de choc électrique!
Attention! Lire les instructions d'utilisation!
Terre de protection/Terminal terre
Arrêt d'urgence!
Placer immédiatement le générateur de haute tension et l'électronique de commande hors tension!
Respecter la législation nationale applicable pour la mise au rebut.
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2-7
Introduction
Afficheurs d'avertissement lumineux
RAYONS X
EN MARCHE
Fig. 2-1:
Afficheurs d'avertissement en haut du système
X-RAYS ON
‘X-rays On’
Les deux afficheurs d'avertissement orange sur la partie supérieure du système du
spectromètre indiquent que le tube à rayons X rayonne. Danger d'irradiation!
Pour toute information détaillée, veuillez vous référer au chapitre 'Protection contre les rayonnements'
dans ce manuel.
2-8
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Commande du système
Le tableau de commande se trouve sur la face avant du spectromètre.
Fig. 2-2:
Panneau de commande incluant tous les commutateurs
Bouton d'arrêt
Si vous appuyez sur le bouton d'arrêt, il éteint l'électronique de commande, le générateur de haute tension et tous les composants du système de spectrométrie. La
source de rayons X est donc instantanément mise hors tension et tous les entraînements arrêteront leur mouvement.
Vous devez uniquement appuyer sur l'arrêt dans des cas d'urgence et non pour
une mise hors tension normale.
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2-9
Introduction
Mise sous tension du système de Spectrométrie
Ce bouton met sous tension le système de spectrométrie complet, y compris le
générateur de haute tension.
Après avoir allumé le système, les quatre afficheurs d'état lumineux clignotent
d'abord, jusqu'à ce que la commande du système ait terminé l'initialisation du
système de spectrométrie. L'afficheur vert lumineux reste actif, même après la fin
de l'initialisation. Le système peut alors être activé pour le 'Mode d'attente de
mesure', au moyen du commutateur à clé.
Mise hors tension du système de Spectrométrie
Ce bouton met hors tension le système de spectrométrie complet, y compris le
générateur de haute tension.
REMARQUE
Ne mettez pas le système de spectrométrie S4 hors tension lorsque le générateur de haute tension
est actif, car ceci peut réduire la durée de vie du tube à rayons X et du générateur de haute tension,
respectivement.
La génération de haute tension est automatiquement éteinte lorsque l'échantillon est retiré. De la
même façon, elle peut être mise hors tension à l'aide du logiciel de commande.
Tourner le commutateur à clé vers la droite: 'Measurement Stand-by Mode ON'
Maintenez la clé appuyée en position de commutateur droite (PRET), jusqu'à ce que l'afficheur d'état
orange commence à clignoter. Le système de spectrométrie se trouve maintenant en mode d'attente
de mesure, c'est-à-dire que des échantillons peuvent maintenant être transférés à l'intérieur et être
analysés.
Le mode d'attente de mesure est refusé si une alarme du système est active (voir section ‘Afficheurs
d'état lumineux’).
2-10
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
REMARQUE
Des échantillons peuvent uniquement être introduits ou retirés lorsque le système est en mode d'attente de mesure.
Tourner le commutateur à clé vers la gauche: Measurement stand-by mode OFF
Lors de plus longs arrêts de mesure ou avant d'éteindre le système, le mode d'attente de mesure doit
se trouver en position gauche. Pour ce faire, maintenez la clé dans la position de commutateur gauche, jusqu'à ce que l'afficheur lumineux orange soit éteint.
Protection contre tout fonctionnement non autorisé
Afin d'éviter que des personnes non autorisées utilise le système du spectromètre, en particulier la
génération de rayons X, la clé du commutateur doit être retirée.
Afficheurs d'état lumineux
READY
Fig. 2-3:
ON
ALARM
BUSY
Afficheurs d'état sur la partie supérieure du système
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2-11
Introduction
ON
ALARM
BUSY
READY
Système de spectrométrie ON
La LED verte indique que l'électronique de commande et le générateur de haute tension sont allumés.
Alarme et afficheur d'avertissement
La LED rouge indique qu'une alarme du système (lumière rouge) ou qu'un avertissement du système (LED clignotante) est en cours (voir section ‘Alarmes et avertissements’ dans la section ‘Logiciel de commande du système).
Mesure en cours/Mesure en pause:
La LED jaune indique qu'une mesure est en cours d'exécution (signal jaune permanent) ou que la mesure en cours a été annulée parce qu'un composant physique du
système n'est pas prêt (LED clignotante).
Mode d'attente de mesure
Une LED orange clignotante indique que le système de spectrométrie est en mode
d'attente. Ceci signifie que la mesure d'un échantillon peut être exécutée immédiatement.
Tube à rayons X ALLUME
Dès qu'un échantillon est placé en position de mesure, le générateur de haute tension est activé. Dès
que le tube à rayons X génère la puissance de rayons X définie, la LED orange s'allume de façon
permanente.
REMARQUE
Une fois que le système est sous tension, les quatre afficheurs d'état lumineux s'éclairent d'abord,
jusqu'à ce que la commande du système ait terminé l'initialisation du système de spectrométrie. Après
l'initialisation, l'afficheur vert demeure actif.
2-12
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Précautions d'entretien
Pour s'assurer que le système de spectrométrie fonctionnera de façon fiable et précise, les intervalles
de maintenance recommandés par Bruker AXS doivent être respectés.
Toutes les réparations, tous les réglages et les ajustements effectués sur tout composant du système
de spectrométrie, doivent l'être uniquement par du personnel autorisé par Bruker AXS.
AVERTISSEMENT
Lorsque le matériel est connecté au secteur, certains terminaux de l'unité de distribution réseau peuvent être sous tension. Il est donc absolument nécessaire d'éteindre l'alimentation secteur externe,
avant d'ouvrir les panneaux latéraux. Il ne suffit pas d'appuyer sur le bouton S4’s ‘Power OFF’. L'alimentation secteur doit être éteinte en externe, du côté du client (prise murale ou commutateur externe) (voir chapitre ‘Electronique de commande-Tableau de Distribution réseau’ dans ce manuel).
Nettoyage du système de Spectrométrie
Pour le nettoyage des panneaux latéraux et également de l'intérieur du magasin d'échantillons, utiliser
uniquement des ustensiles de nettoyage secs. N'utilisez pas d'eau ou d'agents nettoyants agressifs.
Le capot ouvrant transparent du magasin d'échantillons peut être nettoyé avec tout détergent pour
fenêtre domestique standard.
ATTENTION
Avant de commencer à nettoyer, vous devez mettre le système de spectrométrie complet hors tension.
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2-13
Introduction
Protection contre le rayonnement et Système de sécurité contre les
rayons X
Protection contre le rayonnement
Le spectromètre S4 Explorer est un instrument analytique, doté d'une forte source de rayons X. Le
matériel de blindage et de sécurité garantit le fait que le rayonnement émis n'excède pas 7.5 μSv/h,
lors du fonctionnement.
DANGER
La législation locale doit être strictement respectée en ce qui concerne l'utilisation des systèmes de
rayons X!
S'il vous semble que le système de sécurité ne fonctionne pas correctement ou que la protection antirayonnement est altérée, pour toute raison, vous devez immédiatement mettre le système hors tension et contacter votre Organisation de Service locale Bruker AXS.
Toutes manipulations et modifications du système de sécurité sont strictement interdites!
DANGER
Le faisceau direct de la source interne de rayons X est très intensif. L'exposition au rayonnement,
même pendant une fraction de seconde, peut provoquer des brûlures graves. Une exposition plus
longue peut causer des blessures graves ou même mortelles. C'est pourquoi la législation concernant
le rayonnement doit être strictement respectée!
2-14
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Système de sécurité
Le spectromètre S4 Explorer est doté de deux circuits de sécurité qui sont totalement indépendants et
mis en œuvre de façon totalement symétrique (voir schématique C79298-A3248-A3-*-11). En cas
d'erreur affectant la sécurité contre les rayons X, les deux circuits de sécurité sont interrompus et le
rayonnement est donc instantanément arrêté.
Les deux circuits de sécurité commandent les deux contacteurs (K52 et K53), qui se trouvent à l'intérieur du générateur de rayons X et permettent la génération de haute tension. La haute tension peut
uniquement être générée si les deux lignes de sécurité sont fermées, c'est-à-dire que tous les composants du système de sécurité vous signalent que tout est OK.
De plus, il existe une unité de commande effectuant des contrôles de vraisemblance permanents de
tous les composants de sécurité concernés. S'il détecte des erreurs, l'unité de génération de rayons X
est immédiatement mise hors tension.
Ligne de sécurité contre les rayons X 1:
Le Circuit de sécurité #1 se compose d'un contacteur K52 (activation de la génération de haute tension) et d'un relais K6 (fonction auxiliaire), de relais de sécurité K1,K2 (logique de commande), d'interrupteurs de sécurité S651, S653, S655, S657 (commande des panneaux latéraux), d'interrupteurs
S659 et S665 (commande du sas d'échantillon), de l'interrupteur S661 (commande du moteur du sas
d'échantillon), des résistances R1 et R2 (détection de courts-circuits), ainsi que dudit fil de rupture
(commande du capot de la position d'introduction de l'échantillon, commande du câble de haute tension). Si tous ces interrupteurs sont fermés, le potentiel de terre est transféré de l'extrémité du fil de
rupture, à travers tous les interrupteurs, au générateur de rayons X. Le potentiel de terre active le
contacteur K52, à l'intérieur du générateur de rayons X et met donc sous tension la génération de
haute tension.
Ligne de sécurité contre les rayons X 2:
Le Circuit de sécurité #2 se compose d'un contacteur K53 (activation de la génération de haute tension) et d'un relais K7 (fonction auxiliaire), de relais de sécurité K1,K2 (logique de commande), d'interrupteurs de sécurité S652, S654, S656, S658 (commande des panneaux latéraux), d'interrupteurs
S660 et S664 (commande du sas d'échantillon), de l'interrupteur S662 (commande du moteur du sas
d'échantillon), des résistances R3 et R4 (détection de courts-circuits), ainsi que dudit fil de rupture
(commande du capot de la position d'introduction de l'échantillon, commande du câble de haute tension). Si tous ces interrupteurs sont fermés, un potentiel de 24V est transféré de l'extrémité du fil de
rupture, à travers tous les interrupteurs, au générateur de rayons X. Le potentiel de terre active le
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2-15
Introduction
contacteur K53, à l'intérieur du générateur de rayons X et met donc sous tension la génération de
haute tension.
Composants de la Ligne de sécurité:
Les divers composants des lignes de sécurité, fonctionnent comme suit:
K6/K7:
Lorsque le commutateur à clé S600 est enclenché (position droite), les deux relais K6 et K7 se ferment et demeurent activés. Les deux lignes de sécurité sont maintenant activées. Si l'une des lignes
de sécurité est interrompue, les deux relais sont immédiatement mis hors tension.
K52/K53:
Les contacts de commutation de commande des deux contacteurs K52 et K53 enclenchent l'unité de
génération de haute tension située à l'intérieur du générateur de rayons X. Dès que cette unité est
activée, le tube à rayons X connecté est approvisionné en énergie électrique donnée. Les valeurs de
haute tension du courant du tube sont établies individuellement, par microprogrammation.
Si les deux lignes de sécurité sont fermées, les contacteurs K52 et K53 peuvent être mis sous et hors
tension par commande de microprogrammation. Si l'une des lignes de sécurité est interrompue, les
deux contacteurs sont immédiatement mis hors tension et arrêtent la génération des rayons X.
Les contacts de commande de commutation appelés K52-1/K52-2 et K53-1/K53-2 ont une fonction
particulière. Tant que l'unité de génération des rayons X est désactivée, ces contacts coupent les
interrupteurs S659, S660, S661 et S662, qui commandent la position d'introduction de l'échantillon.
De cette façon, des échantillons peuvent être introduits dans ou retirés de la position de mesure, sans
interrompre les lignes de sécurité. Si l'unité de génération de haute tension est activée, K52-1/K52-2
et K53-1/K53-2 s'ouvrent et donc activent S656, S660, S661 et S662.
S651-S658:
Les interrupteurs de S651 à S658, vérifient si les quatre panneaux latéraux du spectromètre S4 sont
correctement montés. Si l'un de ces interrupteurs est interrompu, parce que les panneaux ne sont pas
fixés, la génération de haute tension est immédiatement arrêtée.
S659/S660:
Les interrupteurs S659 et S660 contrôlent la position du sas d'échantillon. Ils se trouvent sur le bord
avant du sas d'échantillon. Ils garantissent le fait que la génération de haute tension peut uniquement
être activée si le sas d'échantillon est correctement fermé.
2-16
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Introduction
Ces deux interrupteurs sont contrôlés en permanence par une unité matérielle spéciale, située sur la
carte de circuit imprimé 'MIDI Universal IO-Board' (C79298-A3220-B221). Cette unité est entièrement
mise en œuvre par hardware et compare les états de S659 et S660. Si l'état de S659 et S660 diffère,
l'unité de commande interrompt instantanément les deux lignes de sécurité en mettant les relais K1 et
K2 hors tension. La génération de haute tension est alors immédiatement stoppée.
S661/S662:
Les interrupteurs S661 et S662 se trouvent sur le côté arrière du sas d’échantillon et vérifient la position du sas d’échantillon. Ils s'assurent que la génération de haute tension peut uniquement être activée si le sas d’échantillon est correctement fermé.
Ces deux interrupteurs sont commandés en permanence par une unité matérielle spéciale, située sur
la carte de circuit imprimé 'MIDI Universal IO-Board' (C79298-A3220-B221). Cette unité est entièrement mise en œuvre par hardware et compare les états de S661 et S662. Si l'état de S661 et S662
diffère, l'unité de commande interrompt instantanément les deux lignes de sécurité en mettant les
relais K1 et K2 hors tension. La génération de haute tension est alors immédiatement stoppée.
S664-S665:
Les interrupteurs S664 et S665 se trouvent sur le côté avant du sas d’échantillon et vérifient la position du sas d’échantillon. Ils s'assurent que la génération de haute tension peut uniquement être activée si le sas d’échantillon est correctement fermé.
Interrupteur de fil de rupture:
Ledit interrupteur de fil de rupture est un câble qui est connecté à la carte de circuit imprimé de carte
de distribution MIDI (C79298-A3220-B218), au capot de la position d'introduction de l'échantillon et
également à l'écran du câble de haute tension (tube à rayons X). Ce câble connecte la ligne de sécurité 1 au niveau de terre, via l'écran du câble de haute tension. En outre, il renvoie la tension d'alimentation (24V) pour la ligne de sécurité 2.
L'interrupteur de fil de rupture possède les fonctions de commande suivantes:
•
Le capot de la position d'introduction de l'échantillon est correctement monté.
•
Le câble de haute tension est correctement connecté au tube à rayons X.
•
Le tube à rayons X est introduit dans le support de tube.
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2-17
Introduction
R1, R2, R3, R4:
Les résistances de dérivation R1 à R4 se trouvent sur la carte de circuit imprimé 'Midi Distribution
Board' (C79298-A3220-B218) et sont insérées dans les deux lignes de sécurité. Les courants circulant à travers les lignes de sécurité, provoquent des chutes de tension dans ces résistances. Ces
tensions sont vérifiées par commande matérielle sur le module plat appelé 'Midi Universal IO Board'
(C79298-A3220-B221). De cette façon, tout court-circuit illégal de portions de la ligne de sécurité est
détecté.
En cas d'erreur, la logique de commande désactive immédiatement la génération de haute tension.
K1, K2:
Les relais K1 et K2 sont activés par la logique de commande située sur le module plat 'Midi-Universal
IO' et supervise le système de sécurité (C79298-A3220-B221).
Les contacts de commande de commutation des relais K1 et K2 sont introduits dans les deux lignes
de sécurité 1 et 2. Si toutes est OK, K1 et K2 sont activés et leurs contacts de commande de commutation ferment (c'est-à-dire activent) les deux lignes de sécurité.
En cas d'erreur, K1 et K2 sont mis hors tension et leurs contacts interrompent les deux lignes de sécurité. Le générateur de rayons X branché arrête la génération de haute tension.
K1 et K2 ouvrent les lignes de sécurité si au moins l'une des erreurs suivantes se produit:
•
•
•
•
•
•
•
Un ou les deux afficheurs d'avertissement de rayons X ('X-rays ON') ne sont pas OK.
Un afficheur d'avertissement externe connecté et facultatif n'est pas OK.
Les deux contacteurs K52 et K53, qui se trouvent à l'intérieur du générateur de rayons X, n'indiquent pas le même état de commutation.
Les deux interrupteurs de commande S659 et S660, contrôlant le sas d’échantillon (côté avant)
n'indiquent pas le même état de commutation.
Les deux interrupteurs de commande S661 et S662 contrôlant le sas d’échantillon (côté arrière)
n'indiquent pas le même état de commutation.
Au moins l'un des contacts de commande de commutation K52-1/K52-2 et K53-1/K53-2 est collé
et ne s'ouvre pas lorsque le générateur de haute tension est activé.
Les contacts de répétition des relais K1 et K2 indiquent différents états de commutation.
2-18
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Afficheurs d'avertissement contre les rayons X
Le spectromètre S4 Explorer est équipé de deux afficheurs d'avertissement contre les rayons X
orange, qui signalent l'état 'Rayons X activés' ('X-rays ON'). Les afficheurs sont étiquetés du symbole
de rayonnement international.
Les afficheurs d'avertissement contre les rayons X sont commutés par les contacts de K52 et K53
(contacteurs dans le générateur de rayons X). Ils s'éclairent lorsque la génération de haute tension
est mise sous tension.
Le courant électrique circulant à travers les afficheurs d'avertissement, est contrôlé en permanence
par une logique de commande mise en œuvre sur le module plat 'Midi Universal IO-Board' (C79298A322-B221). En cas d'afficheur défectueux, les deux lignes de sécurité sont interrompues et de cette
façon, le rayonnement X est immédiatement mis hors tension.
Afficheur externe d'avertissement contre les rayons X
Ledit afficheur externe d'avertissement contre les rayons X est disponible, en option et peut être
connecté à tout endroit à l'extérieur du spectromètre. L'afficheur éclairé orange signale l'état 'X-ray
ON'.
L'afficheur externe d'avertissement contre les rayons X est commuté par les contacts de K52 et K53
(contacteurs dans le générateur de rayons X). Il s'éclaire lorsque la génération de haute tension est
mise sous tension.
Le courant électrique circulant à travers l'afficheur d'avertissement externe, est contrôlé en permanence par une logique de commande mise en œuvre sur le module plat 'Midi Universal IO-Board'
(C79298-A322-B221). En cas d'afficheur défectueux, les deux lignes de sécurité sont interrompues et
de cette façon, le rayonnement X est immédiatement mis hors tension.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-19
Introduction
Spécifications Techniques
Système de Spectrométrie général
Tab. 2-1:
Spécifications techniques: Système de spectrométrie général
Spécifications mécaniques
Poids
390 kg
2
Charge par m de sol
530 kg/m2
Hauteur
131 cm
Largeur
84 cm
Profondeur
88 cm
Spécifications environnementales
Température optimale du local
24 °C
Ecart de température de fonctionnement
17 - 29 °C
Gradient maximal de température
2 °C par heure
Humidité relative
20%-80%, condensation non permise
Pression atmosphérique
Système de spectrométrie applicable à tous les
emplacements terrestres dans des conditions de
pression atmosphérique
2-20
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Spécifications de sécurité
Sécurité électrique
DIN EN 61010-1 and DIN EN 61010-2
IEC 61010-1 and IEC 61010-2
Compatibilité électromagnétique
EN 61000-6-1 and EN 61000-6-2
EN 61000-6-3 and 61000-6-4
Sécurité de rayonnement
• Recommandations de la CIPR (Commission
Internationale sur la Protection radiologique)
• Recommandations de l'IAEA (Association
Internationale de l'énergie atomique)
• Instructions d'EURATOM (Communauté européenne de l'Energie atomique, CEEA)
• Loi allemande ‘Atomgesetz’
• Loi allemande ‘Roentgenverordnung’
• ‘Bauartzulassung’: PTB (Physikalisch Technische Bundesanstalt) certifié comme ‘Vollschutzgeraet nach Roentgenverordnung’
• Chaque système S4 passe par un test individuel de sécurité contre les rayonnements.
Classification de Protection selon IEC 536
Classe I
Degré de Protection selon IEC 529
IP 2 0
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-21
Introduction
Spécifications électriques
Tab. 2-2:
Spécifications techniques: Spécifications électriques
Générateur de rayons X et Electronique de commande
Tension d'alimentation secteur
(La tension nominale réelle est préréglée en
usine et imprimée sur l'étiquette du système,
située sur la face arrière du spectromètre.)
Alimentation monophasée: (à la demande uniquement)
208 VAC (min.200 V / +10 %), 60 Hz
230 VCA (+/- 10 %)
240 VCA (+ 6 % / - 10 %)
Alimentation triphasée:
3 x 120 VCA (+/- 10 %)
3 x 230 VCA (+/- 10 %)
3 x 240 VCA (+6 % / - 10 %)
Ecart de fréquences
47Hz - 63Hz
Consommation d'énergie maximale
max. 4 kVA (alimentation secteur triphasée)
max. 3.6 kVA (alimentation secteur monophasée)
Catégorie de surtension selon IEC 664
II
2-22
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Composants de Spectrométrie
Tab. 2-3:
Spécifications techniques: Composants de Spectrométrie
Tube à rayons X
Tube à rayons X
Haute tension nominale
Max. 50 kVCC
Courant nominal
Max. 50 mACC
Puissance nominale
Max. 1000 W
Matériel d'anode
Rhodium
Générateur de haute tension
Générateur de haute tension
Sortie
Max. 1000 W
Tension sortie
20-50 kVCC ( en pas de 1 kV)
Courant sortie
5 mA - 50 mA ( en pas de 1 mA)
Composants physiques
Changeur de filtre
Nombre de positions
10
Matériel
Al 200 µm, Al 100 µm, Al 12.5 µm, ouvert, ouvert
Diaphragmes d'ouverture
Adaptation des diaphragmes d'ouverture de passeur (masques)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
34 mm, 28 mm, 8 mm
2-23
Introduction
Collimateurs
Nombre de positions
4
Angles d'ouverture disponibles
0.23°, 0.46°, 1°; 2°
Changeur de cristal
Nombre de Positions
8
Cristaux disponibles
LiF 200, LiF 220, LiF 420, ADP, Ge, PET, TLAP,
InSb, OVO-55, OVO-B, OVO-C, OVO-160,
OVO-N
Magasins d'échantillons
Magasins d'échantillons pour porte-échantillons
Positions
60
Taille d'échantillons (max.)
Diamètre 51.5 mm
Hauteurs d'échantillons (max.)
46 mm
Diamètre des diaphragmes d'ouverture de passeur d'échantillon
34 mm, 28 mm, 8 mm
Matériau des diaphragmes d'ouverture de passeur d'échantillon
Acier
Magasin d'échantillons pour échantillons par aspiration
Positions
108
Taille d'échantillon (max.)
Diamètre 40 mm
Hauteur d'échantillon (max.)
1 mm – 30 mm
2-24
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Magasin d'échantillons pour porte-échantillons et échantillons
par aspiration
Positions pour les porte-échantillons
22
Positions pour les échantillons par aspiration
60
Taille d'échantillon (max.)
Diamètre 40 mm
Hauteur d'échantillon (max.)
1 mm - 30 mm
Détecteurs
Détecteur proportionnel Pro4
Gaz
Argon
Domaine en énergie
Détecteur à scintillations
Cristal scintillateur
NaI (TI)
Domaine en énergie
> 4 keV (Sc - U)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-25
Introduction
Goniomètre
Goniomètre
Domaine angulaire 2 Thêta pour le détecteur à scintillations
0° - 114°
Domaine angulaire 2 Thêta pour le détecteur proportionnel
14° - 149°
Largeur de pas (Thêta et 2-Theta)
0.0005°
Reproductibilité des paramètres angulaires (Thêta et 2 Thêta)
<= +/- 0.0001°
Entraînement Thêta et 2 Thêta
Commandé par deux moteurs pas
à pas indépendants avec codage
Vitesse
Max. 1000°/min
Vitesse d'analyse
Max. 120°/min
Installation de vide
Installation de vide
Puissance nominale
450 W (50 Hz)
550 W (60 Hz)
Puissance d'aspiration
Max. 17 m3/h (50 Hz)
Max. 14 m3/h (60 Hz)
Fonctionnement Hélium/Azote
Fonctionnement à l'Hélium/Azote (à pression réduite)
Gaz
Hélium ou Azote
Consommation lors de la mesure
ca. 0.5 l/min
Consommation au cours du changement d'échantillon
ca. 5 - 10 l
Pression à l'intérieur de la chambre d'échantillon
250 mbars (Default)
2-26
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Fonctionnement à l'Hélium/Azote (à pression atmospérique)
Gaz
Hélium ou Azote
Consommation lors de la mesure
ca. 1 - 4 l/min
Consommation au cours du changement d'échantillon
ca. 10 - 30 l
Pression à l'intérieur de la chambre d'échantillon
atmospérique
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-27
Introduction
2-28
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Pентгеновский спектрометр S4 EXPLORER
1
Планировка помещения и предварительная
установка
Содержание
1
Планировка помещения и предварительная установкаПланировка
помещения .......................................................................................................1-1
Рабочее помещение ............................................................................................................ 1-1
Размеры и вес ...................................................................................................................... 1-2
Температура и влажность в помещении............................................................................ 1-3
Выделяемая тепловая мощность ....................................................................................... 1-3
Предварительная установка................................................................................................... 1-4
Подключение к электросети и заземление........................................................................ 1-4
Телесервисный модем ........................................................................................................ 1-5
Персональный компьютер и периферийные устройства ................................................. 1-5
Вакуумное оборудование .................................................................................................... 1-6
Пропорциональный счетчик ................................................................................................ 1-6
Снабжение гелием или азотом ........................................................................................... 1-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
i
1
Планировка помещения и предварительная
установкаПланировка помещения
Тщательная планировка помещения и завершенная предварительная установка являются
необходимыми условиями для быстрого окончательного монтажа и ввода в эксплуатацию
рентгеновского спектрометра специалистом из Bruker AXS. Планировка помещения и
предварительный монтаж должны быть проведены при содействии соответствующего отдела
Bruker AXS после необходимых консультаций.
Рабочее помещение
Размещение оборудования должно быть спланировано таким образом, чтобы шкаф
спектрометра был доступен с передней стороны, и чтобы не было препятствий для притока
охлаждающего воздуха. (т.е. рекомендуемое расстояние от стены составляет приблизительно
10 дюймов).
При автоматической подаче с ленты транспортера спектрометр должен быть расположен таким
образом, чтобы накопитель образцов был доступен с тыльной стороны.
Пол должен обладать горизонтальной поверхностью и выдерживать соответствующие нагрузки.
Избегайте прямого солнечного света.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-1
Планировка помещения и предварительная установка
S4 EXPLORER
Размеры и вес
Рис. 1-1:
Чертеж с размерами (размеры указаны в мм и дюймах)
Габариты
Высота
131 см / 51.6"
Глубина
88 см / 34.6"
Ширина
84 см / 33.1"
Вес
Вес
1-2
приблизительно 390 кг
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
S4 EXPLORER
Температура и влажность в помещении
Техническая характеристика
Значение
Оптимальная температура в помещении
24 °C
Макс. диапазон изменения температуры
17 - 29 °C
Макс. градиент температуры
2 °C/ч
Относительная влажность
20 - 80 %,
(без конденсации)
Выделяемая тепловая мощность
Выделяемое тепло должно
кондиционирования воздуха.
быть
удалено
с
помощью
вентиляции
или
системы
Конфигурация
Тепловыделение в воздух
Спектрометр (со стабилизатором
2.0 кВт (максимум)
температуры, отделением измерительной электроники,
рентгеновским генератором и вакуумным насосом)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-3
S4 EXPLORER
Предварительная установка
Подключение к электросети и заземление
Таб. 1-1:
Требование к электроснабжению (включая рентгеновский генератор и
управляющую электронику, но без вспомогательных устройств)
Прибор
Спектрометр с измерительной электроникой и рентгеновским
генератором
Максимальное потребление
макс. 4 кВт (3-фазы питания от сети)
макс. 3.6 кВт (1-фаза питания от сети)
Напряжение и частота сети
Стандартные:
230 / 400 В с 3-фазами, 16 A (постоянный ток)
240 В / 415 В с 3-фазами, 16 A (постоянный ток)
120 / 208 В с 3-фазами, 20 A (постоянный ток)
208 В с 1-фазой, 20 A (USA) (постоянный ток)
По требованию:
230 В с 1-фазой, 16 A (постоянный ток)
(50/60 Гц каждый)
Спектрометр имеет силовой кабель (5 x 2.5 мм2) длиной 7 м с разъемом для заземления или
разъемом CEE и может быть подключен к лабораторному источнику электроснабжения.
Электрическое подключение прибора к внутренней электросети здания для всех фаз нужно
выполнить через плавкие предохранители или автоматические выключатели (предохранители).
Электросеть здания должна быть подведена к распределительному щиту, расположенному
вблизи спектрометра. В распределительном электрощите должна быть предусмотрена
возможность полного отключения спектрометра от электросети, используя либо
промаркированный выключатель, либо промаркированное автоматическое разъединяющее
устройство (автоматический выключатель).
1-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
S4 EXPLORER
Кроме того, должно быть предусмотрено дополнительное защитное заземление с земляной
шиной (сопротивление заземления 0.5 Ом) в соответствии с местными электротехническими
нормами.
Если используется выключатель тока короткого замыкания, то он должен быть сконструирован
на ток срабатывания, по меньшей мере, 30 мА.
При установке настенная розетка должна быть расположенная не далее 5 м от спектрометра
S4.
Телесервисный модем
Компьютер спектрометра оборудован модемом для диагностики аппаратных средств и
программного обеспечения через телесервисные центры Bruker AXS. Для этой цели вблизи
спектрометра
необходимо
установить
телефонную
розетку
(предпочтительно,
западноевропейского типа), а также две дополнительных электророзетки (предпочтительно,
заземленные) для подключения персонального компьютера и принтера.
Телефонная розетка западноевропейского типа должна быть установлена на расстоянии не
далее приблизительно 5 м. Также требуется кабель (длина приблизительно 5 м)
оборудованный 2 разъемами западноевропейского типа для подключения модема через
телефонную розетку. Данные компоненты необходимы для связи с использованием
телесервисных средств с центром обслуживания Bruker AXS.
Эрогономичное проектирование рабочих помещений
За подробными рекомендациями по эргономичному размещению в помещении персональных
компьютеров и видео терминалов обращайтесь к директиве ЕС 90/270/EWG о безопасности и
здравоохранении при работе с VDU.
Персональный компьютер и периферийные устройства
Для подключения этих устройств необходимо иметь 4 заземленных разъема либо один
совмещенный разъем на четыре дорожки.
Завершение установки вышеупомянутых устройств должно быть подтверждено заказчиком
через факс или письменно в Bruker AXS. Только после получения этого подтверждения
наладчик из Bruker AXS будет заканчивать установку спектрометра S4.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-5
S4 EXPLORER
Вакуумное оборудование
В случае, если воздушный фильтр не используется, то необходим установить клапан для
выхода выхлопных газов вакуумного насоса на открытый воздух.
Пропорциональный счетчик
В качестве стандартного счетчика для детектирования мягкого рентгеновского излучения между
0,1 keV < E < 8 keV используется пропорциональный проточный счетчик с газом P10 (аргонметановая смесь) и сверхпрозрачным окном толщиной 0,6 мм, а также 0,3 мм. Также можно
использовать отпаянный пропорциональный счетчик Pro4 со сверхпрозрачным окном,
распознающим излучение в диапазоне между 0,1 keV < E < 8 keV.
Встроенный коллиматор уменьшает интенсивность фонового излучения. Счетчик находится в
камере спектрометра и закреплен на треке угла 2Theta гониометра. Более подробная
информация приведена в разделе «Технические данные».
Снабжение гелием или азотом
Для приборов с блоком газовой продувки необходимо иметь газовый баллон, наполненный
гелием или азотом, с двойным редуктором (200 бар/1.6 бар). Рекомендуется использовать
баллоны сжатого газа емкостью 50 л и с давлением при наполнении 200 бар. Баллон должен
быть закреплен для предотвращения его падения.
Среда
Материал
Гелий или азот
SL 4x1, PU
1-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Введение
Содержание
2
Введение ..........................................................................................................2-1
Указания по безопасности....................................................................................................... 2-1
О данном Руководстве ........................................................................................................ 2-1
Общая безопасность ........................................................................................................... 2-3
Предупреждения и обозначения ........................................................................................ 2-7
Управление системой............................................................................................................... 2-9
Загорающиеся сообщения состояния .............................................................................. 2-12
Предостережения, касающиеся обслуживания прибора ............................................... 2-14
Очистка спектрометрической системы ............................................................................ 2-14
Технические характеристики ................................................................................................ 2-15
Общие для спектрометрической системы ....................................................................... 2-15
Электрические характеристики......................................................................................... 2-17
Спектрометрические компоненты .................................................................................... 2-17
Рентгеновская трубка ................................................................................................. 2-17
Генератор высокого напряжения............................................................................... 2-18
Физические компоненты ............................................................................................. 2-18
Накопитель проб ......................................................................................................... 2-19
Детекторы .................................................................................................................... 2-20
Гониометр .................................................................................................................... 2-20
Вакуумная система ..................................................................................................... 2-21
Работа с гелием/азотом ............................................................................................. 2-21
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
i
Введение
ii
Рентгеновский спектрометр S4 EXPLORER
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Введение
Указания по безопасности
О данном Руководстве
Данное руководство содержит примечания, с которыми Вы должны ознакомиться, чтобы
гарантировать собственную безопасность, а также, чтобы защищать изделие и подключенное
оборудование. Эти примечания выделяются в руководстве треугольником предупреждения и
маркируются следующим образом согласно уровню опасности:
Опасность
Слово ‘Опасность’ говорит о том, что если соответствующие предосторожности не принимаются
во внимание, то это приведет к серьезным и даже смертельным травмам персонала или
нанесению значительного ущерба оборудованию.
Предупреждение
Слово ‘Предупреждение’ говорит о том, что если соответствующие предосторожности не
принимаются во внимание, то это может привести к серьезным и даже смертельным травмам
персонала или нанесению значительного ущерба оборудованию.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-1
Введение
Предостережение
Слово ‘Предостережение’ говорит о том, что если соответствующие предосторожности не
принимаются во внимание, то это может привести к небольшим травмам персонала или
нанесению незначительного ущерба оборудованию.
Примечание
Слово ‘Примечание’ обращает ваше внимание на особенно важную информацию, касающуюся
изделия, работы с изделием, или специфической части документации.
Квалифицированный персонал
Спектрометрическая система S4 или ее часть может быть установлена только в соответствии с
данным Руководством. Только квалифицированный персонал должен быть допущен к работе с
этим оборудованием.
Первичная установка, техническая поддержка и ремонт спектрометрической системы может
проводиться только персоналом, допущенным Bruker AXS.
Все ремонтные работы, корректировки и регулировки, выполняемые в любых компонентах
спектрометрической системы (включая главный компьютер) должны быть проведены строго в
соответствии с правилами техники безопасности и стандартами страны, где установлено
данное оборудование.
Правильное использование
Данное устройство и его компоненты могут быть использованы только для решения прикладных
задач, описанных в каталоге или техническом описании, и при подключении только тех
устройств или компонентов от других изготовителей, которые были одобрены или
рекомендованы Bruker AXS.
2-2
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Введение
Данное изделие будет правильно и безопасно функционировать только, если транспортировка,
хранение, установка и подключение, эксплуатация и техническая поддержка осуществляются
согласно рекомендациям Bruker AXS.
Оговорки и ответственность
Мы проверили согласование содержания данного Руководства с аппаратными средствами,
программируемым оборудованием и описанным программным обеспечением. Так как
некоторое несовпадение содержания невозможно исключить полностью, то мы не можем
гарантировать полное согласование текста. Однако информация в данном руководстве
регулярно пересматривается, и любые необходимые исправления вносятся в последующие
издания. Приветствуются любые предложения направленные на улучшение данного
Руководства.
Общая безопасность
Предостережение: Радиационная опасность
Спектрометрическая система S4 – это аналитический прибор с источником сильного
рентгеновского излучения. Экранирование и аппаратура, обеспечивающая безопасность
работы, гарантирует, что испускаемое во время работы прибора излучение не превышает
7.5 μSv/ч.
Перед включением спектрометрической системы прочтите главу ‘Защита от радиации’.
Пожалуйста, соблюдайте правила техники безопасности при работе с рентгеновскими
системами.
В случае, если система защиты работает неправильно или радиационная защита снижается по
какой-либо причине, Вы должны немедленно выключить систему и связаться с местным
сервисным центром Bruker AXS.
Манипулирования и изменения системы защиты строго запрещены!
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-3
Введение
Предостережение: Опасное напряжение
Внутри спектрометрической системы S4 может протекать постоянный ток с напряжением до 50
кВ, доступ к которому снаружи невозможен. Высокие напряжения существуют внутри
генератора высокого напряжения, в рентгеновской трубке, а также в соединительном
высоковольтном кабеле. Кроме того, детекторы излучения также эксплуатируются при высоких
напряжениях до 2.3 кВ (постоянный ток).
В случае, если один из этих компонентов, находящихся под высоким напряжением, будет
поврежден, пожалуйста, немедленно выключите систему, и обратитесь в местный сервисный
центр Bruker AXS.
Предостережение: Опасность высокого напряжения
Спектрометр должен эксплуатироваться только при тех напряжениях питания от сети, которые
указаны на бирке, прикрепленной на тыльной стороне спектрометра.
Пока система питается от внешней электросети, внутренние компоненты находятся под
опасным для жизни напряжением.
Предостережение: Движущиеся механические части
Образцы, которые нужно измерить, подаются в прибор с помощью быстродействующей XYZ
системы для смены проб. Чтобы предотвратить повреждения обслуживающего прибор
персонала, все движения прекращаются сразу, как только открывается крышка накопителя
образцов.
В случае, если система защиты работает неправильно, Вы должны немедленно выключить
систему и обратиться в местный сервисный центр Bruker AXS.
Манипулирования и изменения системы управления крышкой накопителя проб строго
запрещены!
2-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Введение
Предостережение: Масло
В качестве смазочного материала в вакуумном насосе используется масло. Замена масла
должна проводиться в соответствии с национальными правилами техники безопасности.
Предостережение: Батареи
Некоторые из электронных сетевых плат оборудованы батареями. Замена батарей должна
проводиться в соответствии с национальными правилами техники безопасности.
Предупреждение: Бериллий
Не прикасайтесь к торцевому окну рентгеновской трубки
сцинтилляционных счетчиков, так как оба окна содержат бериллий.
или
к
лицевому
окну
Пары или пыль из бериллия или его соединений могут быть опасны при дыхании! Во время
эксплуатации бериллий может коррозировать. Коррозированное бериллиевое окно нельзя
вынимать и обрабатывать на станке или каким-либо другим способом.
Замена бериллиевого окна должна проводиться в соответствии с национальными правилами
техники безопасности.
Предупреждение: Изменение местоположения прибора
Спектрометр S4 EXPLORER разработан как мобильный аналитический прибор. Во время
перевозки избегайте, пожалуйста, механических ударов, для того чтобы не повредить
чувствительные физические компоненты.
После каждого изменения местоположения необходимо проверить правильность установки
рентгеновской трубки!
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-5
Введение
Пожалуйста, обращайтесь в сервисный центр Bruker AXS.
Предупреждение: Анализ ядовитых веществ
Анализ ядовитых
безопасности.
веществ
должен
удовлетворять
национальным
правилам
техники
Используйте только те держатели образцов, которые рекомендованы Bruker AXS для
соответствующего аналитического измерения.
Опасность: Таллий
Кристалл-анализатор TLAP содержит чрезвычайно ядовитый тяжелый металл. Этот кристалл
растворим в воде, и может вызывать отравление при контакте с кожей.
Пожалуйста, при работе с этим кристаллом проявляйте максимальную осторожность и избегите
любого контакта кристалла с кожей! Строго соблюдайте соответствующие национальные
правила техники безопасности.
Замена таллий содержащих частей должна проводиться в соответствии с национальными
правилами техники безопасности.
Предупреждение: Работа с гелием или азотом
Системам с блоком газовой продувки требуется внешний баллон с гелием или азотом, который
должен быть закреплен для предотвращения его падения.
Пожалуйста, придерживайтесь соответствующих национальных правил техники безопасности
при установке и работе с содержащими гелий/азот газовыми баллонами.
2-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Введение
Предупреждения и обозначения
На спектрометре S4 EXPLORER могут быть изображены следующие указатели и значки. Строго
придерживайтесь всех инструкций и предупреждений, напечатанных на ярлыках, которые
прикреплены к различным частям оборудования.
Обозначения:
Radiation Danger! (Радиационная опасность!)
Этот значок прикреплен на передней панели генератора высокого напряжения, а также на
каждом из двух оранжевых загорающихся предупреждений.
(Опасно для жизни! Риск поражения электрическим током!)
(Предостережение! Читайте Руководство по эксплуатации!)
Protective Ground/Earth Terminal (Заземленный терминал)
Emergency Stop! (Аварийная остановка!)
Немедленно выключите генератор высокого напряжения и управляющую электронную
аппаратуру!
Obey all applicable national regulations for disposal.
(При замене соблюдайте все соответствующие национальные правила техники
безопасности.)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-7
Введение
Загорающиеся предупреждения
X-RAYS ON
(Рентг. изл.
вкл)
Рис. 2-1:
Предупреждение, загорающееся на верхней крышке системы
X-RAYS ON
‘X-rays On’ (Рентген. излучение вкл.)
Два оранжевых загорающихся светодиода предупреждения расположены на
верхней стороне спектрометрической системы и сообщают о работе
рентгеновской трубки. Радиационная опасность!
За подробной информацией обращайтесь, пожалуйста, к главе ' Защита от излучения' данного
Руководства.
2-8
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Введение
Управление системой
Панель управления расположена с передней стороны спектрометрической системы.
Рис. 2-2:
Панель управления, включая все переключатели
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-9
Введение
Аварийная остановка
Нажатие кнопки аварийного останова приводит к выключению управляющей
электроники, генератора высокого напряжения и всех компонентов
спектрометрической системы. Таким образом, источник рентгеновского
излучения будет немедленно выключен, и остановятся все электроприводы.
Кнопку аварийной остановки следует нажимать только в случае аварии, а не
для нормального выключения системы.
Включение электропитания спектрометра
Эта кнопка включает всю спектрометрическую систему, включая генератор
высокого напряжения.
Выключение электропитания спектрометра
Эта кнопка выключает всю спектрометрическую систему, включая генератор
высокого напряжения.
После включения системы, все четыре сообщения состояния загорятся и будут активны до тех
пор, пока система управления не закончит инициализацию спектрометра. Зеленый светящийся
дисплей останется активным, даже после окончания инициализации. Система может быть
переведена в режим ожидания измерения 'Measurement Stand-by Mode' с помощью клавишного
переключателя.
Не выключайте спектрометрическую систему S4, при включенном генераторе высокого
напряжения, потому что это может привести к уменьшению срока службы рентгеновской трубки
и генератора высокого напряжения.
Генератор высокого напряжения выключается автоматически при удалении образца. Он также
2-10
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Введение
может быть выключен с помощью управляющего программного обеспечения.
Перевод клавишного переключателя вправо: "Режим ожидания измерения включен"
Удерживайте клавишу переключателя нажатой в правом положении (READY) до тех пор, пока
не загорится оранжевое сообщение состояния. Теперь спектрометрическая система находится
в режиме ожидания измерения, т.е. образцы могут теперь быть перемещены внутри и
проанализированы.
Режим ожидания измерения не работает, если включено сообщение о тревоге системы
(смотрите раздел ‘Загорающиеся сообщения состояния’).
Образцы можно вставлять или удалять только, если система находится в режиме ожидания
измерения.
Перевод клавишного переключателя влево: "Режим ожидания измерения выключен"
Во время большого перерыва между измерениями или перед выключением системы Режим
ожидания измерения должен быть выключен. Для этого клавишу переключателя переводят
влево и удерживают нажатой до тех пор, пока горящее оранжевое сообщение не погаснет.
Защита против несанкционированной операции
Для предотвращения несанкционированного доступа к спектрометрической системе, особенно к
рентгеновскому генератору, эта клавиша клавишного переключателя может быть удаленна.
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2-11
Введение
Загорающиеся сообщения состояния
⊗
⊗
READY
(Готово)
ON
(Вкл.)
Рис. 2-3:
ON
ALARM
2-12
⊗
⊗
ALARM
BUSY
(Тревога) (Занято)
Состояние системы отражается на верхней крышке прибора
'Спектрометрическая система включена'
Зеленый светодиод указывает, что управляющая электроника и генератор
высокого напряжения включены.
'Индикатор тревоги и предупреждения'
Красный светодиод указывает на тревогу системы (постоянное свечение) или на
предупреждение системы (мигание), которая ждет обработки (смотрите раздел
‘Тревоги и предупреждения’ в разделе ‘Программное обеспечение для
управления системой').
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BUSY
READY
Введение
Измерение выполняется / Измерение приостановлено:
Желтый светодиод указывает на то, что измерение выполняется (непрерывное
свечение) или на то, что текущее измерение было отменено, потому что
физическая часть системы не готова (мигание).
Режим ожидания измерения
Мигающий оранжевый светодиод указывает на то, что спектрометрическая
система находится в режиме ожидания. Это означает, что измерение образца
может быть выполнено немедленно.
"Рентгеновская трубка включена"
После того, как образец был перемещен в положение измерения, включается генератор
высокого напряжения. Как только излучение рентгеновской трубка достигает определенной
мощности, начинает гореть оранжевый светодиод.
После включения системы, все четыре сообщения состояния загорятся и будет активны до тех
пор, пока система управления не закончит инициализацию спектрометра. Зеленый светящийся
дисплей останется активным, даже после окончания инициализации.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-13
Введение
Предостережения, касающиеся обслуживания прибора
Чтобы гарантировать надежное и правильное функционирование спектрометрической системы,
эксплуатация прибора должна осуществляться согласно рекомендациям Bruker AXS.
Все ремонтные работы, корректировки и регулировки, выполняемые в любых компонентах
спектрометрической системы должны проводиться только персоналом, допущенным Bruker
AXS.
Когда оборудование подключено к внешней электросети, некоторые клеммы на
распределительном электрощите могут находиться под напряжением. Следовательно,
необходимо отключить внешнюю электросеть перед вскрытием боковых панелей. Не
достаточно только нажать кнопку ‘Power Off’ на спектрометре S4. Питание от сети должно быть
выключено внешним образом на стороне заказчика (штепсельная розетка или внешний
выключатель) (см. главу ‘Управляющая электронная аппаратура - Распределительный
электрощит’ в данном руководстве).
Очистка спектрометрической системы
Для очистки боковых панелей, а также внутри накопителя образцов используйте только сухие
чистящие принадлежности. Не используйте воду или активные моющие средства.
Открывающаяся прозрачная крышка накопителя образцов может быть очищена с помощью
любого моющего средства для домашнего использования.
Предостережение
Перед началом очистки Вы должны отключить напряжение для всей спектрометрической
системы.
2-14
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Введение
Технические характеристики
Общие для спектрометрической системы
Таб. 2-1:
Технические характеристики: Общие для спектрометрической системы
Механические параметры
Вес
390 кг
2
Нагрузка на единицу площади пола (на м )
530 кг/м2
Высота
131 см
Ширина
84 см
Глубина
88 см
Технические параметры окружающей среды
Оптимальная температура в помещении
24 °C
Рабочий диапазон температур
17 - 29 °C
Максимальный градиент температуры
2 °C в час
Относительная влажность
20%-80%, без конденсации
Атмосферное давление
Спектрометрическая система может
использоваться в любой местности при
атмосферном давлении воздуха
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2-15
Введение
Технические условия для обеспечения безопасности
Электрическая безопасность
DIN EN 61010-1 and DIN EN 61010-2
IEC 61010-1 and IEC 61010-2
Электромагнитная совместимость
EN 61000-6-1 and EN 61000-6-2
EN 61000-6-3 and 61000-6-4
Радиационная безопасность
• Рекомендации ICRP (International Commission
on Radiological Protection)
• Рекомендации IAEA (International Atomic Energy
Association)
• Инструкции EURATOM (Europäische
Atomgemeinschaft)
• Немецкий закон ‘Atomgesetz’
• Немецкий закон ‘Roentgenverordnung’
• ‘Bauartzulassung’: PTB (Physikalisch Technische
Bundesanstalt) удостоверенным как
‘Vollschutzgeraet nach Roentgenverordnung’
• Каждая спектрометрическая система S4
проходит индивидуальный тест на
радиационную безопасность.
Классификация защиты согласно IEC 536
Класс I
Степень защиты согласно IEC 529
IP 2 0
2-16
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Введение
Электрические характеристики
Таб. 2-2:
Технические характеристики: Электрические характеристики
Рентгеновский генератор и управляющая электронная аппаратура
Напряжение питания от сети
Однофазная электросеть: (по требованию)
(Фактическое номинальное напряжение
соответствует заводской установке и
напечатано на бирке, размещенной с тыльной
стороны спектрометрической системы.)
208 B (мин.200 B / +10 %), 60 Гц
230 В (+/- 10 %)
240 В (+ 6 % / - 10 %)
Трехфазная электросеть:
3 x 120 В (+/- 10 %)
3 x 230 В (+/- 10 %)
3 x 240 В (+6 % / - 10 %)
Частотный диапазон
47 Гц – 63 Гц
Максимальная потребляемая мощность
макс. 4 кВт (3-фазы питания от сети)
макс. 3.6 кВт (1-фаза питания от сети)
Класс перенапряжения согласно IEC 664
II
Спектрометрические компоненты
Таб. 2-3:
Технические характеристики: Спектрометрические компоненты
Рентгеновская трубка
Рентгеновская трубка
Номинальное высокое напряжение
Макс. 50 кВ (постоянный ток)
Номинальный ток
Макс. 50 мА (постоянный ток)
Номинальная мощность
Макс. 1000 Вт
Материал анода
Родий
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-17
Введение
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Выход
Макс. 1000 Вт
Выходное напряжение
20-50 кВ ( с шагом в 1 кВ) (постоянный ток)
Ток на выходе
5 мА - 50 мA ( с шагом в 1 мA)
Физические компоненты
Устройство смены фильтра
Число позиций
10
Оснащение
Pb 1мм, Cu 300 µм, Cu 200 µм, Al 800 µм, Al 500 µм,
Al 200 µм, Al 100 µм, Al 12.5 µм, свободно, свободно
Апертурные щели
Набор апертурных щелей чашек (маски) 34 мм, 28 мм, 8 мм
Коллиматоры
4
Возможные апертурные углы
0.23°, 0.46°, 1°; 2°
Устройство смены кристалла
8
Имеющиеся в наличии кристаллы
2-18
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Введение
Накопитель проб
Накопитель проб для прободержателей
Позиции
60
Размер пробы (макс.)
Диаметр 51.5 мм
Высота пробы (макс.)
46 мм
Набор диаметров масок прободержателей
34 мм, 28 мм, 8 мм
Материал масок прободержателей
Сталь
Накопитель проб для присасываемых образцов
Позиции
108
Диаметр 40 мм
1 мм – 30 мм
Комбинированный накопитель проб для
прободержателей и присасываемых образцов
Число позиций для прободержателей
22
Число позиций для присасываемых образцов
60
Диаметр 40 мм
1 мм - 30 мм
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2-19
Введение
Детекторы
Пропорциональный счетчик Pro4
Газ-наполнитель
Аргон
Диапазон энергий
0.1 кэВ - 8 кэВ (Be - Cu)
Сцинтилляционный счетчик
Сцинтилляционный кристалл
NaJ(TI)
Диапазон энергий
> 4 кэВ (Sc - U)
Гониометр
Гониометр
Диапазон углов 2-Theta для сцинтилляционного
счетчика
0° - 114°
Диапазон углов 2- Theta для пропорционального
счетчика
14° - 149°
Ширина шага (Theta и 2- Theta)
0.0005°
Воспроизводимость установки углов (Theta и 2- Theta) <= +/- 0.0001°
Theta и 2- Theta привод
Управляющийся двумя независимыми
шаговыми электродвигателями с
кодированием
Скорость
Макс. 1000°/мин
Скорость развертки
Макс. 120°/мин
2-20
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Введение
Вакуумная система
Вакуумная система
Номинальная мощность
450 Вт (50 Гц)
550 Вт (60 Гц)
Мощность всасывания
Макс. 17 м3/ч (50 Гц)
Макс. 14 м3/ч (60 Гц)
Работа с гелием/азотом
Работа с гелием/азотом с пониженным давлением
Среда
Потребление во время измерения
0.5 л/мин
Потребление во время смены проб
Приблизительно 5 - 10 л
Давление внутри камеры проб
250 мбар
Работа с гелием/азотом с атмосферным давлением
Среда
Потребление во время измерения
1 - 4 л/мин
Потребление во время смены проб
Приблизительно 10 - 30 л
Давление внутри камеры проб
Атмосферное
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-21
Введение
2-22
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1
Table of Contents
1
Room Planning ............................................................................................................................ 1-1
Heat Dissipation..................................................................................................................... 1-3
Changing the Location of the Spectrometer .......................................................................... 1-5
Ergonomic Design of Workrooms .......................................................................................... 1-6
Counter Tube Gas Supply ..................................................................................................... 1-7
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i
Cooling-water Supply ............................................................................................................. 1-8
ii
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1
Room Planning
Careful room planning and the completed pre-installation are prerequisites for the rapid final assembly
and setup of the X-ray spectrometer by Bruker AXS. Room planning and pre-installation should be
carried out with the assistance of your Bruker AXS service partner.
Area of Installation
The installation of the devices must be planned so that the spectrometer is accessible from the front
and that the cooling air can flow without restrictions (i.e. approx. 15 inch distance from the wall is recommended).
If an automation with conveyor belt is planned, the spectrometer must be placed so that the sample
magazine is accessible from the rear side.
The floor should be levelled and have a suitable load capacity.
Avoid direct sunlight.
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1-1
Dimensions and Weight
Fig. 1-1:
Dimension drawing (dimensions in cm and inches)
Dimensions
Height
131 cm / 51.6''
Depth
99 cm / 38.9"
Width
84 cm / 33.1"
Weight
Weight
1-2
approx. 430 kg
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Room Temperature and Humidity
Specifications
Data
24 °C
17 - 29 °C, ΔT ≤ ±2 °C for very high stability of the measuring
values
2 °C per hour
Relative humidity
Spectrometry system applicable at all terrestic locations under
atmospheric air pressure conditions
Heat Dissipation
The heat dissipated must be removed by a ventilation or air conditioning system.
Configuration
Heat dissipation to the air
Spectrometer (with temperature stabilizer, electronics
measuring, X-ray generator and vacuum pump)
1.5 kW (maximum)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-3
Pre-Installation
Mains Connection and Grounding
Tab. 1-1:
Electrical requirements (including X-ray generator and control electronics but without
accessories)
Device
Spectrometer with measuring electronics and X-ray generator
Maximum power consumption
max. 8 kVA
Mains voltage and frequency
Standard:
230 / 400 VAC 3-phase, 32 A, 50 Hz
240 VAC / 415 VAC 3-phase, 32 A, 50 Hz
On request:
120 / 208 VAC 3-phase, 40 A, 60 Hz
230 VAC 1-phase, 32 A, 50/60 Hz
208 VAC 1-phase, 40 A, 50/60 Hz
240 VAC 1-phase, 32 A, 50/60 Hz
The spectrometer is shipped with a 7 m long power cord (5 x 6 mm2) with a CEE form plug or without
plug, ready to be connected to the laboratory power supply.
The electrical connection of the instrument to the in-house network must be provided via fuses or
automatic circuit breakers for all phases. It must be possible to disconnect the spectrometer completely from the power supply using either a labelled switch or a labelled automatic circuit-breaker
located near the spectrometer. The fuses or circuit breakers should be easily accessible.
Moreover, an additional protective grounding (grounding resistance ≤ 0.5 Ω) in accordance with the
local regulations can be provided.
If a fault current switch is used, it must be designed for a triggering current of at least 30 mA.
For the installation, a wall outlet should be located no further than 5 m from the S4.
1-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Changing the Location of the Spectrometer
One version of the S4-Spectrometer was conceived as a mobile analytical device. With each permanent change of the location of the diffractometer the following points must be considered:
• The X-ray tube must be removed for the duration of the transport from the tube housing. After each
change of the location of the spectrometer the correct tightness of the X-ray tube must be checked!
• Mechanical vibrations are to be avoided absolutely during movement of the S4 system, since otherwise sensitive physical components may be damaged.
• Please make sure that the S4 diffractometer is securely blocked to avoid unintentional movement
at the new location. Please use the provided blocking wedges.
• At the new place of assembly the mains connection must be arranged according to the description
given in section "mains connection and earthing".
• Make sure that the locally valid radiation protection regulations and operation permits are strictly
observed.
• Please, consult your local Bruker AXS representative or service in advance to a planned permanent change of the location of the S4 system.
The spectrometer can be moved on its mounted wheels or lifted and transported with the help of a
transportation machine.
Teleservice Modem
The spectrometer computer is equipped with a modem for hardware and software diagnosis through
the AXS Teleservice Centers. For this purpose a telephone jack (preferably Western connector) near
the spectrometer is required as well as two additional plugs (preferably spike protected) for PC and
printer.
A telephone outlet for western connectors must be installed nearby (approx. 5 m). A cable (length
approx. 5 m) equipped with 2 western plugs for the connection modem and a telephone outlet are
required. All of these components are needed for Bruker AXS Service to use the teleservice tools.
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1-5
Ergonomic Design of Workrooms
For detailed recommendations for ergonomic design of PC and video workstations please refer to the
EU directive 90/270/EWG on safety and health protection when working on VDUs.
PC and Peripheral Devices
For the connection of these devices 4 (shock-proof sockets or one quadruple connector strip are necessary.
The completion of the above mentioned installations has to be confirmed by the customer via fax or
letter to Bruker AXS. Only after the receipt of this confirmation will the Bruker AXS Service finish the
installation of the S4.
Vacuum Equipment
In case the supplied air filter of the vacuum pump is not used, a vent opening outdoors should be provided for the exhaust gases of the vacuum pump.
Proportional Counter
As a standard counter for detecting soft radiation with 0.1 keV < E < 8 keV a flow proportional counter
with P10 gas and a high transmission window with a thickness of 0.6µm or 0.3µm respectively is used.
As an option the sealed proportional counter Pro4 may be used, which detects also with a high transmission window radiation with 0.1 keV < E < 8 keV.
An integrated collimator reduces the intensity of the background radiation. The counter is located in
the spectrometer chamber and is mounted on the 2Theta arm of the goniometer. More information can
be found in part 2 Technical Specification.
Helium or Nitrogen Supply
A helium or a nitrogen cylinder with a double pressure reducer (200 bar / 2 bar) must be provided for
the S4 with gas flushing system for analysis of liquids and loose powders. We recommend a double
pressure reducer with a two-stage reduction valve such as the product with the part no. C79298-
1-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
A3228-C11. It is recommendable to use a compressed-gas cylinder with 50 l contents and 200 bar
filling pressure. The cylinder must be supported to prevent it from falling over.
Medium
Hose
Helium or nitrogen
SL 4x1, PU
Counter Tube Gas Supply
A counter tube gas cylinder with pressure reducer must be provided for the supply of the flow counter
tubes. It is expedient to provide an additional location for a spare cylinder.
The line from the counter tube gas cylinder to the spectrometer should be as short as possible. Only
Viton hoses may be used.
In the case of longer gas lines, copper or stainless steel piping can be laid up to the vicinity of the
spectrometer. The piping must be clean and free from water and solvents and must not contain any
solids such as scale or sand.
The counter tube gas lines must not be laid in the vicinity of radiators to ensure that the counter tube
gas is not heated.
In order to stabilize the gas flow, a fine regulator for test gases should be provided after the pressure
reducer, e.g. the double pressure reducer with the order number C79298-A3228-B1.
The flow counter tube is usually operated with a commercial counter tube gas mixture of 90 % argon
and 10 % methane.
The counter tube gas must be technically clean (max. impurity 0.5 % v/v). It is recommendable to use
compressed-gas cylinders with 50 l contents and 200 bar filling pressure. The cylinders must be suitable supported to prevent them from falling over. The safety regulations for flammable gases must be
observed.
A separate outlet to open air must be provided for the used counter tube gas.
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1-7
Cooling-water Supply
In order to supply the S4 PIONEER with cooling water, a connection must be made to the mains water
supply with a discharge.
Cooling water supply
Technical Data
Flow rate
min. 3.6 l/min
Difference pressure
(= difference between input and pressure-free output pressure)
4 to 7.5 bar
Water temperature
10 to 20 °C
WARNING
The pressure of the main water supply must not be higher than 7.5 bar. If the local water pressure
exceeds this value, then a water pressure reducer must be provided!
The cooling water should be low in suspended matter. A suitable filter must be installed in the inlet
line. It is recommendable to connect two water filters in parallel if the water is highly contaminated.
The devices then need not to be switched off in order to clean one of the filters.
The water valves are only opened if necessary. As a result the water consumption is reduced to a
minimum.
If a sufficient tap-water supply is not available an external cooling-water unit with a closed water circulation can be used. In this case it must be considered that the water flow is not continuous. It can be
necessary to install a bypass.
Two hoses of NW 1/2" must be used for connecting the cooling-water unit to the X-ray generator. The
maximum permissible length of the hoses is 10 m each. They must be fixed using hose clamps.
3/4-inch piping of copper or galvanized steel must be used in the case of larger distances. The maximum length is 15 m per pipe. The ends must be provided with hose unions. Short hoses NW 1/2" are
used to connect the X-ray generator and the cooling-water unit. The maximum permissible difference
in height between the cooling-water unit and the X-ray generator is 6 m.
1-8
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2
Introduction
Table of Contents
2
Introduction ......................................................................................................2-1
System Control............................................................................................................................ 2-9
Servicing Precautions .......................................................................................................... 2-13
Cleaning the Spectrometry System ..................................................................................... 2-13
Protection Against Radiation and X-Ray Safety System ...................................................... 2-14
Protection Against Radiation ............................................................................................... 2-14
Safety System ...................................................................................................................... 2-15
X-ray Warning Displays ....................................................................................................... 2-19
External X-ray Warning Display........................................................................................... 2-19
General Spectrometry System............................................................................................. 2-20
Electrical Specifications ....................................................................................................... 2-22
X-ray Tube .................................................................................................................... 2-22
High-Voltage Generator................................................................................................ 2-23
Sample Magazines ....................................................................................................... 2-24
Detectors....................................................................................................................... 2-24
Goniometer ................................................................................................................... 2-25
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i
Introduction
Vacuum System ............................................................................................................ 2-26
ii
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2
Introduction
Safety Guidelines
About This Manual
This manual contains notices which you should observe to ensure your own personal safety, as well
as to protect the product and connected equipment. These notices are highlighted in the manual by a
warning triangle and are marked as follows according to the level of danger:
DANGER
The word ‘Danger’ indicates that death, severe personal injury or substantial property damage will
WARNING
The word ‘Warning’ indicates that death, severe personal injury or substantial property damage can
CAUTION
The word ‘Caution’ indicates that minor personal injury or property damage can result if proper precautions are not taken.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-1
Introduction
NOTE
The word ‘Note’ draws your attention to particularly important information on the product, handling the
product, or to a particular part of the documentation.
Qualified Personnel
The S4 spectrometry system or its parts shall only be set up and operated in conjunction with this
manual. Only qualified personnel should be allowed to work on this equipment.
The installation, maintenance and repair of the spectrometry system shall be carried out only by personnel who are authorized by Bruker AXS.
(including host computer) must be carried out strictly in accordance with the established safety practices and standards of the country where the equipment is installed.
Correct Usage
This device and its components shall only be used for the applications described in the catalog or the
technical description, and only in connection with devices or components from other manufacturers
which have been approved or recommended by Bruker AXS.
WARNING
This product can only function correctly and safely if it is transported, stored, set up, and installed correctly, and operated and maintained as recommended by Bruker AXS.
Disclaimer and Liability
We have checked the contents of this manual for agreement with the hardware, firmware and software
described. Since deviations cannot be precluded entirely, we cannot guarantee full agreement. However, the data in this manual are reviewed regularly and any necessary corrections included in subsequent editions. Suggestions for improvements are welcome.
2-2
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Introduction
General Safety Precautions
DANGER: X-ray Radiation
The S4 spectrometry system is an analytical instrument with a strong X-ray source. Shielding and
Read chapter ‘Protection Against Radiation’ before turning on the spectrometry system. Please observe local regulations for the operation of X-ray systems.
If it seems that the safety system does not work correctly or the radiation protection is impaired for any
reason you must switch off the system immediately and contact your local Bruker AXS Service Organisation.
Manipulations and modifications of the safety systems are strictly forbidden!
WARNING: High-Voltage
Inside the S4 spectrometry system voltages up to 50 kVDC occur which are however not accessible
from the outside. High-voltages exist in the high-voltage generator, in the X-ray tube as well as in the
connecting high-voltage cable. In addition, the radiation detectors are operated with high-voltages up
to 2.3 kVDC.
In case one of these high-voltage components is damaged, please switch off the system immediately
and contact your local Bruker AXS service.
WARNING: Danger of Voltage
The spectrometer must be operated with such mains supply voltages only that are listed on the type
plate mounted on the rear side of the spectrometer.
As long as the system is connected to the external mains supply, some terminals of the internal components may be live and contain high-voltage.
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2-3
Introduction
CAUTION: Moving mechanical components!
The samples to be measured are positioned by means of a fast XYZ sample changer system. In order
to prevent personal damage, all motions are stopped at once in case the sample magazine cover is
opened.
If it seems that the safety system does not work correctly you must switch off the system immediately
and contact your local Bruker AXS Service Organisation.
Manipulations and modifications of the cover control are strictly forbidden!
CAUTION: Oil!
The vacuum pump uses oil as a lubricant. Disposal of oil must comply with all applicable national
regulations.
CAUTION: Batteries!
Some of the electronic boards are equipped with batteries. Disposal of batteries must comply with all
applicable national regulations.
WARNING: Beryllium!
Do not touch the radiation outlet window of X-ray tubes or the front window of scintillation detectors as
both windows contain Beryllium.
Fumes or the dust from Beryllium and its compounds can be hazardous if inhaled! During use, corrosion of Beryllium may occur. Beryllium must not be cut, machined or handled in any way.
Disposal of Beryllium must comply with all applicable national regulations.
2-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
WARNING: Change of the Instrument’s Location!
The S4 PIONEER spectrometer is designed as a transportable analyzing instrument. During transportation please avoid mechanical shocks so the sensitive physical components are not damaged.
After each change of location the S4 PIONEER must be checked by stuff authorized and trained by
Bruker AXS!
Please contact your Bruker AXS Service Organization.
WARNING: Analyzing Toxic Substances!
When analyzing toxical substances obey the applicable national safety regulations.
Only use sample holders which are recommended by Bruker AXS for the respective analyzing measurement.
WARNING: Analyzing Biological Active Substances!
When analyzing biological active substances follow applicable national safety regulations and IEC
61010-2-081.
WARNING: Thallium!
The analyzation crystal TLAP contains extremely poisonous heavy metal. This crystal is water-soluble
and can cause a poisoning by skin contact.
Please handle this crystal with maximum care and avoid any skin contact! Strictly obey the applicable
national safety regulations.
Disposal of Thallium-containing parts must comply with all applicable national regulations.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-5
Introduction
WARNING: Helium or Nitrogen Operation!
Systems with gas flow device need an external Helium or Nitrogen gas cylinder which must be secured with a mounting to prevent the cylinder from falling down.
Please obey the applicable national regulations for installing and operating Helium-/Nitrogen gas cylinders.
WARNING: Disposal of Instrument!
Follow all valid national regulations for disposal and contact Bruker AXS.
Instrument contains Beryllium (X-ray tube and detector) and batteries (some electronic boards).
2-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Warnings and Symbols
The following indicators and symbols (exclude Biohazard Warning) are displayed on the S4 PIONEER
system. Strictly obey all instructions and warning text printed on the labels attached to the various
parts of the equipment.
Symbols:
Radiation Danger!
Danger of Injury! Danger of Crushing!
Danger of Toxic Substances!
General Biohazard Warning!
Follow all valid national regulations for disposal.
Protective Ground/Earth Terminal
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-7
Introduction
Illuminated Warning Displays
X-RAYS ON
Fig. 2-1:
Warning displays at the top of the system
X-RAYS ON
‘X-rays On’
The two iIlluminated orange warning displays on the top of the spectrometer system, that indicate the X-ray tube is radiating. Radiation Danger!
For detailed information please refer to chapter 'Radiation protection' in this manual.
2-8
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
System Control
The control panel is located at the front side of the spectrometer system.
Fig. 2-2:
Control panel including all switches
Stop Button
If the stop button is hit, it switches off the control electronics, high voltage generator
and all components of the spectrometry system. Thus the X-ray source will be
turned off instantly, and all drives will stop their movements.
The stop button should be hit only in emergency cases and not for normal switchoff.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-9
Introduction
Turn On Power of the Spectrometry System
This button switches on the complete spectrometry system including the highvoltage generator.
After switching on the system, all four illuminated status displays will flash at first
until the system control has finished the initialization of the spectrometry system.
The green illuminated display will remain active even after the initialization has
been finished. The system can then be activated for 'Measurement Stand-by
Mode' by the key switch.
Turn Off Power of the Spectrometry System
This button switches off the complete spectrometry system including the highvoltage generator.
NOTE
Do not switch off the S4 spectrometry system when the high-voltage generator is active because this
may reduce the life of the X-ray tube and the high-voltage generator respectively.
The high-voltage generation is switched off automatically when the sample is removed. Also it can be
switched off using the control software.
Turning the key switch to the right:
'Measurement Stand-by Mode ON'
Keep turning the key in the right switch position (READY), until the orange status display begins to
flash. The spectrometry system is now in measurement stand-by mode, i.e. samples may now be
transferred inside and be analyzed.
The measurement stand-by mode is not started, if a system alarm is active (see section ‘Illuminated
status displays’).
2-10
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
NOTE
Samples can only be inserted or removed when the system is in measurement stand-by mode.
Turning the key switch to the left:
Measurment stand-by mode OFF
During larger measuring breaks or before switching off the system, leave the measument standby
mode. To exit the measurement standby mode, turn and hold the key in the left switch position, until
the orange illuminated display is off.
Protection against unauthorized operation
In order to prevent unauthorized persons using the spectrometer system, especially the X-ray generation, remove the key from the key switch.
Illuminated Status Displays
READY
Fig. 2-3:
ON
ALARM
BUSY
Status displays at the top of the system
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-11
Introduction
ON
ALARM
Spectrometry system ON
The green LED indicates that the control electronics and the high-voltage generator
are turned on.
Alarm and Warning Display
The red LED indicates that a system alarm (red light) or a system warning (flashing
LED) is pending (see section ‘Alarms and Warnings’ in section ‘System Control software).
BUSY
Measurement is running/Measurement is pausing:
The yellow LED indicates that a measurement is being executed (yellow LED stays
on) or that the current measurement has been cancelled because a physical system
component is not ready (LED is flashing).
READY
Measurement stand-by mode
A flashing orange LED indicates that the spectrometry system is in stand-by mode.
That means that the measurement of a sample can be started immediately.
X-ray tube ON
After a sample has been moved into measurement position, the high-voltage generator is activated.
As soon as the X-ray tube generates the defined X-ray power, the orange LED stays on.
NOTE
After turning on the system, all four illuminated status displays will light until the system control has
finished the initialization of the spectrometry system. After the initialization the green display remains
active
2-12
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Servicing Precautions
To ensure that the spectrometry system will operate in a reliable and precise way, the maintenance
intervals must be obeyed as recommended by Bruker AXS.
must be carried out only by authorized personnel.
WARNING
When the equipment is connected to the mains supply, some terminals of the mains distribution unit
may be live. Therefore it is absolutely necessary to switch off the external mains supply before opening the side panels. It is not sufficient to just press the S4’s ‘Power OFF’ button. The mains supply
must be switched off externally on the customer’s side (wall socket or external switch) (see chapter
‘Control Electronics-Mains Distribution Board’ in this manual).
Cleaning the Spectrometry System
For cleaning the side panels and the interior of the sample magazine use dry cleaning utensils only.
Do not use water or aggressive cleansing agents. The openable transparent sample magazine cover
can be cleaned with any standard household-type window detergent.
CAUTION
Before starting cleaning you must turn off all spectrometry system power.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-13
Introduction
Protection Against Radiation and X-Ray Safety System
Protection Against Radiation
The Spectrometer S4 PIONEER is an analytical instrument with a strong X-ray source. Shielding and
DANGER
Local regulations for the operation of X-ray systems must be observed strictly!
If it seems that the safety system does not work correctly or the radiation protection is impaired by any
reason you must switch off the system immediately and contact your local Bruker AXS Service Organization.
Manipulations and modifications of the safety system are strictly forbidden!
DANGER
The direct beam of the internal X-ray source is very intense. Exposure to radiation for even a fraction
of a second can cause severe burns. Longer exposure can cause severe or even lethal injury. Strictly
adhere to the radiation regulations!
2-14
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Safety System
The spectrometer S4 PIONEER has two safety circuits which are totally independent and fully implemented in a symmetric way (see schematic C79298-A3248-A3-*-11). In case of an error, which affects
the X-ray radiation safety the two safety circuits will be interrupted and thus the X-ray radiation will be
switched-off instantly.
The two safety circuits control the two contactors (K52 and K53) which are located inside the X-Ray
Generator and enable the generation of high voltage. High voltage can only be generated if both
safety lines are closed, i.e. all components of the safety system signal that everything is OK.
Furthermore there is a control unit continually checking all safety relevant components. If it detects
any errors the X-ray generation unit will be turned off immediately.
(control of the cover of the sample entry position,control of the high voltage cable). If all these
switches are closed, ground potential will be transferred from the end of the pull-wire through all switches to the X-ray generator. The ground potential will activate contactor K52 inside the X-ray Generator and then turn on the generation of high voltage.
(control of the cover of the sample entry position,control of the high voltage cable). If all these
switches are closed, a potential of +24V will be transferred from the end of the pull-wire through all
switches to the X-ray generator. This potential will activate contactor K53 inside the X-ray Generator
and thus turn on the generation of high voltage.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-15
Introduction
Components of the Safety Lines:
The various components of the safety lines work as follows:
K6/K7:
When turning on key switch S600 (right position) the two relays K6 and K7 will close and stay activated.
The two safety lines are enabled now. If any of the safety lines is interrupted both relays will be switched
off immediately.
K52/K53:
The switching contacts of the two contactors K52 and K53 turn on the high voltage generation unit
located inside the X-ray generator. As soon as this unit is activated, the connected X-ray tube will be
supplied with the given electrical power. The values for high voltage and tube current will be set individually by firmware.
If the two safety lines are closed the contactors K52 and K53 can be turned on and off by firmware
control. If any of the two safety lines is interrupted, both contactors will be switched off immediately
and stop the generation of X-rays.
The switching contacts called K52-1/K52-2 and K53-1/K53-2 have a special function. As long as the
high voltage generation unit is disabled these contacts will shorten the switches S659, S660, S661
and S662 which control the sample entry position. That way samples can be inserted into or removed
from the measuring position without interrupting the safety lines. If the high voltage generation unit
gets enabled K52-1/K52-2 and K53-1/K53-2 will open and thus activate S656, S660, S661 and S662.
S651-S658:
Switches S651 through S658 check if the four side panels of the S4 spectrometer are mounted correctly. If any of these switches is interrupted because panels are not attached the generation of high
voltage will be stopped immediately.
S659/S660:
Switches S659 and S660 control the position of the sample seal. They are located at the front edge of
the sample seal. They guarantee that the generation of high voltage can only be enabled if the sample
hardware and compares the states of S659 and S660. If the state of S659 and S660 differs, the con-
2-16
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
trol unit will instantly interrupt the two safety lines by switching off the relays K1 and K2. Thus the generation of high voltage will be stopped immediately.
S661/S662:
Switches S661 and S662 are located at the rear side of the sample seal and check the position of the
sample seal. They make sure that the generation of high voltage can only be enabled if the sample
seal has been closed properly.
hardware and compares the states of S661 and S662. If the state of S661 and S662 differs, the control unit will instantly interrupt the two safety lines by switching off the relays K1 and K2. Thus the generation of high voltage will be stopped immediately.
S664-S665:
Switches S664 and S665 are located at the front side of the sample seal and check the position of the
sample seal. They make sure that the high voltage generation unit can only be turned on if the sample
Pull-Wire Switch:
The pull-wire switch is a cable which is connected to the printed circuit board 'MIDI Distribution board
(C79298-A3220-B218), the cover of the sample entry position and also to the screen of the high voltage cable (X-ray tube). This cable connects safety line 1 with ground level via the screen of the high
voltage cable. Furthermore it returns the supply voltage (24V) for safety line 2.
The pull wire switch has the following control functions:
•
The cover of the sample entry position is mounted correctly.
•
The high voltage cable is properly attached to the X-ray tube.
•
The X-ray tube is inserted into the tube mount.
R1, R2, R3, R4:
The shunt resistors R1 through R4 are located on the printed circuit board 'Midi Disitribution Board'
(C79298-A3220-B218) and are inserted into both safety lines. The currents flowing through the safety
lines cause voltage drops across these resistors. These voltages will be checked by hardware on the
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-17
Introduction
PCB called 'Midi Universal IO Board' (C79298-A3220-B221). This way illegal short circuits of portions
of the safety lines would be detected.
In case of an error the control logic would disable the generation of high voltage immediately.
K1, K2:
The relays K1 and K2 are activated by the control logic which is located on the PCB 'Midi-Universal
IO' and supervises the safety system (C79298-A3220-B221).
The switching contacts of relays K1 and K2 are inserted in both safety line 1 and safety line 2. If everything is OK, K1 and K2 will be activated and their switching contacts will close (i.e. enable) both safety
lines.
In case of an error K1 and K2 will be turned off and their contacts will interrupt both safety lines. The
attached X-ray generator will stop generating high voltage.
K1 and K2 will open the safety lines if at least one of the following errors occur:
•
One or both X-ray warning displays ('X-rays ON') are not OK.
•
An optionally attached external warning display is not OK.
•
The two contactors K52 and K53 which are located inside the X-ray generator do not show the
same switching state.
•
The two control switches S659 and S660 which control the sample seal (front side) do not show
•
The two control switches S661 and S662 which control the sample seal (rear side) do not show
•
At least one of the switching contacts K52-1/K52-2 and K53-1/K53-2 sticks and does not open
when the high voltage generator is enabled.
•
The read-back contacts of relays K1 and K2 show different switching states.
2-18
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
X-ray Warning Displays
The spectometer S4 PIONEER has two orange X-ray warning displays which signal the status 'X-ray
radiation activated' ('X-rays ON'). The displays are labelled with the international radiation symbol.
The X-ray warning displays are switched by contacts of K52 and K53 (contactors inside the X-ray
generator). They illuminate when the high voltage generation is turned on.
The electrical current flowing through the warning displays is monitored permanently by a control logic
implemented on the PCB 'Midi Universal IO-Board' (C79298-A322-B221). In case of an faulty display
both safety lines will be interrupted and this way the X-ray radiator will be turned off immediately.
External X-ray Warning Display
The External X-ray Warning Display is available as an option and can be attached at any location
outside the spectrometer. The illuminated orange display signals the status 'X-ray ON'.
The external X-ray warning display is switched by contacts of K52 and K53 (contactors inside the Xray generator). It illuminates when the high voltage generation is turned on.
The electrical current flowing through the external warning display is monitored continuously by a control logic implemented on the PCB 'Midi Universal IO-Board' (C79298-A322-B221). In case of a faulty
display, both safety lines will be interrupted and the X-ray radiator will be turned off immediately.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-19
Introduction
Technical Specifications
General Spectrometry System
Tab. 2-1:
Technical Specifications: General Spectrometry System
Mechanical Specifications
Weight
430 kg
2
Area load per m of the floor
530 kg/m2
Height
131 cm
Width
84 cm
Depth
99 cm
Environmental Specifications
24 °C
17 - 29 °C, ΔT ≤ ±2 °C for very high stability of the measuring
values
2 °C per hour
Relative humidity
Spectrometry system applicable at all terrestic locations under
atmospheric air pressure conditions
2-20
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Safety Specifications
Electrical Safety
DIN EN 61010-1 and DIN EN 61010-2
IEC 61010-1 and IEC 61010-2
Electromagnetic Compatibility
EN 61000-6-1 and EN 61000-6-2
EN 61000-6-3 and 61000-6-4
Radiation Safety
• Recommendations of ICRP (International
Commission on Radiological Protection)
• Recommendations of IAEA (International
Atomic Energy Association)
• Instructions of EURATOM (Europäische
Atomgemeinschaft)
• German Law ‘Atomgesetz’
• German Law ‘Roentgenverordnung’
• ‘Bauartzulassung’: PTB (Physikalisch Technische Bundesanstalt) certificated as ‘Vollschutzgeraet nach Roentgenverordnung’
• Each S4 System runs through an individual
radiation safety test.
Protection Classification according IEC 536
Class I
Protection Degree according IEC 529
IP 2 0
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-21
Introduction
Electrical Specifications
Tab. 2-2:
Technical Specifications: Electrical Specifications
X-ray Generator and Control Electronics
Mains Supply Voltage
On request only:
(Actual nominal voltage is factory-preset and
printed on the system label located at the rear
side of the spectrometer system.)
230 / 400 VAC (+/- 10%) 1-phase, 50 Hz
240 / 415 VAC (+ 6% /-10%) 1-phase, 50 Hz
208 VAC (min. 200 V/+ 10 %), 60 Hz
Three Phases Supply:
3 x 230 VAC (+/- 10%)
3 x 240 VAC (+6%/-10%)
Frequency Range
47 Hz - 53 Hz (60 Hz on request)
Maximum Power Consumption
max. 8 kVA
Overvoltage Category according IEC 664
II
Spectrometry Components
Tab. 2-3:
Technical Specifications: Spectrometry Components
X-ray Tube
X-ray tube
Nominal high voltage
Max. 60 kV DC
Nominal current
Max. 150 mA DC
Nominal power
Max. 4.0 kW
Anode material
Rhodium
2-22
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
High-Voltage Generator
High-voltage generator
Output
Max. 4.0 kW
Output voltage
20-60 kV (in steps of 1 kV)
Output current
5 - 150 mA (in steps of 1 mA)
Physical Components
Filter changer
Number of positions
10
Equipment
Al 200 µm, Al 100 µm, Al 12.5 µm, open, open
Aperture slits
Fitting cup aperture slits (masks)
34 mm, 28 mm, 18 mm, 8 mm
Collimators
Number of positions
4
Available aperture angles
0.12°, 0.23°, 0.46°, 1°; 2°
Crystal changer
Number of Positions
8
Available Crystals
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-23
Introduction
Sample Magazines
Sample Magazine for Cups
Positions
60
Sample size (max.)
Diameter 51.5 mm
46 mm
Diameter of the sample cup aperture slits
34 mm, 28 mm, 8 mm
Material of the sample cup aperture slits
Steel
Sample magazine for suction samples
Positions
108
Sample size (max.)
Diameter 40 mm
1 mm – 30 mm
Sample magazine for cups and suction samples
Positions for cups
22
Positions for suction samples
60
Sample size (max.)
Diameter 40 mm
1 mm - 30 mm
Detectors
Proportional detector Pro4
Gas inflation
Argon
Energy range
2-24
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Introduction
Flow proportional counter
Counter tube gas consumption
0.5 - 2 l/h
Energy range
Scintillation detector
Scrintillation crystal
NaJ(TI)
Energy range
> 4 keV (Sc - U)
Goniometer
Goniometer
2-Theta angle range for the scintillation detector
0° - 114°
2-Theta angle range for the proportional detector
14° - 149°
Step width (Theta and 2-Theta)
0.0005°
Reproducibilty of the angle settings (Theta und 2-Theta)
<= +/- 0.0001°
Theta and 2-Theta drive
Controlled by two independent stepper
motors with optical encoder
Velocity
Max. 1000°/min
Scanning velocity
Max. 120°/min
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-25
Introduction
Vacuum System
Vacuum system
Nominal power
450 W (50 Hz)
550 W (60 Hz)
Suction power
Max. 17 m3/h (50 Hz)
Max. 14 m3/h (60 Hz)
Helium/Nitrogen Operation
Helium/Nitrogen operation at reduced pressure
Media
Helium or Nitrogen
ca. 0.5 l/min
ca. 5 - 10 l
250 mbar by default
Helium/Nitrogen operation at atmosperic pressure
Media
Helium or Nitrogen
ca. 1 - 4 l/min
ca. 10 - 30 l
atmosperic
2-26
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
S4 PIONEER Röntgen-Spektrometer
1
Inhalt
1
Raumplanung .............................................................................................................................. 1-1
Maße und Gewicht................................................................................................................. 1-2
Wärmeabgabe ....................................................................................................................... 1-3
Vorinstallation ............................................................................................................................. 1-4
Netzanschluss und Erdung.................................................................................................... 1-4
Standortwechsel des Spektrometers ..................................................................................... 1-5
Ergonomische Planung des Arbeitsraums ............................................................................ 1-5
PC und Peripheriegeräte ....................................................................................................... 1-6
Zählrohrgasversorgung.......................................................................................................... 1-7
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i
Kühlwasserversorgung........................................................................................................... 1-7
ii
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1
Raumplanung
Eine sorgfältige Raumplanung und die abgeschlossene Vormontage sind Voraussetzung für eine
zügige Endmontage und Inbetriebnahme des Röntgenspektrometers durch Bruker AXS. Die Raumplanung und die Vormontage sollten in Absprache und Zusammenarbeit mit Ihrem Bruker AXSService-Partner durchgeführt werden.
Aufstellungsraum
Die Aufstellung der Geräte ist so zu planen, dass das Spektrometer von vorn frei zugänglich ist und
die Kühlluft ungehindert ein- (von unten) und austreten (nach hinten) kann (ca. 35 cm Abstand zur
Wand werden empfohlen).
Falls eine Automatisierung mit Transportband geplant ist, muss das Spektrometer so aufgestellt werden, dass das Probenmagazin von hinten zugänglich ist.
Der Boden muss eben und ausreichend tragfähig sein.
Direkte Sonneneinstrahlung ist zu vermeiden.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-1
Maße und Gewicht
Höhe: 131 cm
Tiefe: 99 cm
Breite: 84 cm
Abb. 1-1:
Maßbild (Angaben in cm)
Maße
Höhe
131 cm / 51.6"
Tiefe
99 cm / 38.9"
Breite
84 cm / 33.1"
Gewicht
Gewicht
1-2
ca. 430 kg
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Raumtemperatur / Luftfeuchtigkeit
Technische Daten
Wert
24 °C
17 - 29 °C
∆T ≤±2°C für sehr hohe Stabilität der Messwerte
Max. zulässiger Temperaturgradient
2 °C/h
20 bis 80 %
(keine Kondenswasserbildung)
Atmosphärischer Druck
Das S4 ist an allen terrestrischen Standorten bis ca.
4000m über NN unter atmosphärischem Luftdruck einsetzbar.
Wärmeabgabe
Die an die Raumluft abgegebene Wärme muss mit einer Entlüftungs- oder Klimaanlage abgeführt
werden.
Konfiguration
Wärmeabgabe
Spektrometer (mit Messelektronik, Temperaturregler,
Vakuumpumpe und Röntgengenerator)
1,5 kW (max.)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-3
Vorinstallation
Netzanschluss und Erdung
Tab. 1-1:
Elektrische Daten (einschließlich Röntgengenerator und Steuerelektronik, aber ohne
Zusatzkomponenten)
Gerät
Spektrometer mit Messelektronik und Röntgengenerator
MaximaleLeistungsaufnahme
max. 8 kVA
Netzspannung
Standard: 230 / 400 VAC 3-phasig, 32 A, 50 Hz
240 VAC / 415 VAC 3-phasig, 32 A, 50 Hz
Auf Anfrage: 120 / 208 VAC 3-phasig, 40 A, 60 Hz
230 VAC 1-phasig, 32 A, 50/60 Hz
208 VAC 1-phasig, 40 A, 50/60 Hz
240 VAC 1-phasig, 32 A, 50/60 Hz
Das Spektrometer wird mit einem 7 m langen Netzkabel (5 x 6 mm² -wahlweise mit einem CEEFormstecker) fertig zum Anschluss an die Stromversorgung des Labors geliefert.
Für die elektrische Verbindung des Geräts mit dem Hausnetz sind Schmelzsicherungen oder Automatensicherungen bei allen Phasen vorzusehen. Es muss möglich sein, das Gerät über einen Trennschalter oder eine Automatensicherung vom Netz zu trennen. Die Trennvorrichtung muss beschriftet
sein, sich in der Nähe des Geräts befinden und leicht zugänglich sein.
Eine zusätzliche Erdung (Erdwiderstand ≤ 0,5 Ω) kann entsprechend den örtlichen Vorschriften vorgesehen werden.
Wenn ein Fehlerstromschalter eingebaut werden soll, muss er für einen Fehlerstrom von mindestens
30 mA ausgelegt sein.
Der Netzanschluss sollte sich für die Installation nicht weiter als 5 m vom S4 entfernt befinden.
1-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Standortwechsel des Spektrometers
Mit jedem dauerhaften Standortwechsel des Spektrometers müssen folgende Punkte beachtet werden:
• Die Röntgenröhre muss während der Dauer des Transports ausgebaut werden. Nach jedem
Standortwechsel des Analysegeräts muss der korrekte Sitz der Röntgenröhre kontrolliert werden!
• Bei einem Transport sind mechanische Erschütterungen des S4-Systems absolut zu vermeiden,
da sonst empfindliche physikalische Komponenten beschädigt werden können.
• Versichern Sie sich, dass das Spektrometer sicher aufgestellt ist. Um unbeabsichtigtes Verrutschen zu vermeiden, verwenden Sie dazu bitte die mitgelieferten Befestigungskeile.
• Am neuen Aufstellungsort muss der Netzanschluss gemäß der Beschreibung in Kapitel "Netzanschluss und Erdung" neu eingerichtet werden.
• Versichern Sie sich, dass die örtlichen Strahlenschutzvorschriften und die Betriebszulassung beachtet werden.
• Im Vorfeld der Planung eines Standortwechsels des S4 ziehen Sie bitte Ihren Bruker AXS Service
Partner hinzu.
Teleservice-Modem
Der Computer des Spektrometers wird serienmäßig mit einem Modem geliefert. Damit wird eine Software- und Hardwareferndiagnose durch das Bruker AXS-Servicecenter ermöglicht. Zu diesem Zweck
ist in der Nähe des Gerätes ein Telefonanschluß (vorzugsweise mit Westernstecker-Buchse) zu installieren, ebenso sollten zwei Steckdosen mit Überspannungsschutz für den Anschluss von PC und
Drucker vorhanden sein.
Ergonomische Planung des Arbeitsraums
Für eine detaillierte Empfehlung der Planung von PC- und Video- Arbeitsplätzen halten Sie sich bitte
an die EU Richtlinie 90/270/EWG" Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Arbeit an Bildschirmgeräten".
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-5
PC und Peripheriegeräte
Für den Anschluss dieser Geräte werden 4 Schuko-Steckdosen oder ein Vierfachverteiler benötigt.
Der Kunde muss die Abnahme der o. g. Installationen mittels Fax oder Brief an Bruker AXS bestätigen. Erst nach Erhalt dieser Bestätigung wird der Bruker AXS-Service die Installation des S4 abschließen.
Vakuumeinrichtung
Für die Abgase der Vakuumpumpe sollte eine Durchführung vorgesehen werden, die ins Freie führt,
falls nicht ein Luftfilter für die Vakuumpumpe verwendet wird.
Proportionalzähler
Als Standardzähler für die Erkennung von Röntgenstrahlung zwischen 0,1 keV < E < 8 keV wird ein
Durchflußproportionalzähler mit P10 Gas und einem hochdurchlässigen Fenster mit einer Dicke von
0,6 μm bzw. 0,3 μm genutzt. Alternativ kann der geschlossene Proportionalzähler Pro4 verwendet
werden, der ebenfalls mit einem hochdurchlässigen Fenster Strahlung zwischen 0,1 keV < E < 8 keV
erkennt.
Der eingebaute Kollimator verringert die Intensität der Hintergrundstrahlung. Der Zähler befindet sich
in der Spektrometerkammer und ist am 2Theta-Arm des Goniometers befestigt. Weitere Informationen
finden Sie im Abschnitt "Technische Daten".
Helium- oder Stickstoffversorgung
Für Geräte mit Gasspüleinrichtung für die Analyse von Flüssigproben und losen Pulvern ist eine Helium- oder Stickstoffflasche mit Doppeldruckminderer (200 bar / 2 bar) aufzustellen. Der Doppeldruckminderer sollte ein zweistufiges Reduzierventil haben, wie z. B. der Doppeldruckminderer mit der Bestell-Nr. C79298-A3228-C11. Es wird empfohlen eine Druckgasflasche mit 50 l Inhalt und 200 bar
Fülldruck zu verwenden. Die Flasche muss mit einer Halterung gegen Umfallen gesichert werden.
Medium
Material
SL 4x1, PU
1-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Zählrohrgasversorgung
Für die Versorgung des Durchflusszählrohrs muss eine Druckgasflasche mit Druckminderer vorgesehen sein. Es ist zweckmäßig eine Ersatzdruckgasflasche bereit zu halten.
Die Strecke zwischen der Druckgasflasche und dem Spektrometer sollte so kurz wie möglich sein. Es
dürfen nur Viton Schläuche benutzt werden.
Sind die Gasleitungen länger, kann eine Kupfer- oder eine rostfreie Stahlleitung bis an das S4Spektrometer gelegt werden. Die Leitung muss sauber sein und darf keine Lösungen, kein Wasser
und keine festen Bestandteile enthalten.
Die Zählrohrgasleitung darf nicht in die Nähe von Heizungen gelegt werden, um sicherzustellen, daß
das Zählrohrgas nicht erwärmt wird.
Als Druckminderer sollte ein spezieller Regler für Testgase verwendet werden, z.B. der Doppeldruckminderer mit der Bestellnummer C79298-A3228-B1.
Als Zählrohrgas ist eine kommerzielle Gasmischung von 90% Argon und 10% Methan zu verwenden.
Das Zählrohrgas muss technisch sauber sein, d.h. max. Unreinheit von 0,5% v/v. Es wird empfohlen
eine Druckgasflasche mit 50 l Inhalt und 200 bar Fülldruck zu verwenden. Die Flasche muss mit einer
Halterung gegen Umfallen gesichert werden. Die Sicherheitsbestimmungen für brennbare Gase müssen eingehalten werden.
Das benutzte Zählrohrgas muss über eine separate Leitung abgeführt werden.
Kühlwasserversorgung
Das S4 PIONEER muss mit Kühlwasser versorgt werden. Die am S4 installierten Wasserschläuche
sind unter Beachtung der Durchflussrichtung mit dem Hauptwasseranschluss (Zulauf und Ablauf) zu
verbinden.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
1-7
Kühlwasserversorgung
Technische Daten
Durchflussrate
min. 3,6 l/min
Differenz-Wasserdruck
(= Differenz zwischen Zulaufs- und druckfreiem
-Ablaufsdruck)
4 bis 7,5 bar
Wassertemperatur
10 bis 20°C
WARNING
Der Druck der Hauptkühlwasserversorgung darf nicht mehr als 7,5 bar betragen. Falls der lokale Wasserdruck diesen Wert überschreitet, muß ein Wasserdruckbegrenzer installiert sein!
Das Kühlwasser sollte schwebstoffarm sein. Ein geeigneter Filter muss am Wassereingang installiert
werden. Ist das Wasser stark verschmutzt, wird empfohlen, 2 Filter parallel anzubringen. Dann muss,
um einen der Filter zu säubern, das Gerät nicht abgeschaltet werden.
Das Wasserventil im S4 wird nur dann geöffnet, wenn Kühlwasser benötigt wird. Dadurch kann der
Wasserverbrauch auf ein Minimum reduziert werden.
Ist eine ausreichende Leitungswasserversorgung nicht gewährleistet, kann eine externe Kühlwassereinheit mit einem geschlossenen Wasserkreislauf benutzt werden. In diesen Fall muss man beachten,
dass der Wasserfluss nicht kontinuierlich ist. Das externe Kühlaggregat muss mit einem Bypass ausgerüstet sein.
Bei der Dimensionierung des externen Kühlaggregats sind Abstand und Höhenunterschied zwischen
S4 und dem Kühlaggregat zu beachten.
1-8
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Einführung
Inhalt
2
Einführung ........................................................................................................2-1
Sicherheitshinweise ................................................................................................................... 2-1
Warnanzeigen........................................................................................................................ 2-8
Gerätesteuerung ......................................................................................................................... 2-9
Gerätewartung ..................................................................................................................... 2-13
Reinigung des S4-Spektrometers........................................................................................ 2-13
Strahlenschutz ..................................................................................................................... 2-14
Sicherheitssystem................................................................................................................ 2-15
Externe Röntgenwarnanzeige ............................................................................................. 2-19
Elektrische Daten................................................................................................................. 2-22
Spektrometerkomponenten ................................................................................................. 2-23
Röntgenröhre................................................................................................................ 2-23
Hochspannungsgenerator ............................................................................................ 2-23
Physikalische Komponenten................................................................................................ 2-23
Probenspeicher.................................................................................................................... 2-24
Strahlungsdetektoren........................................................................................................... 2-25
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
i
Einführung
Goniometer........................................................................................................................... 2-26
Vakuumsystem..................................................................................................................... 2-26
ii
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2
Einführung
Sicherheitshinweise
Zu diesem Handbuch
Dieses Handbuch enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung
von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise sind durch ein Warndreieck hervorgehoben und je
nach Gefährdungsgrad folgendermaßen dargestellt:
GEFAHR
Das Wort „Gefahr“ bedeutet, dass Tod, schwerwiegende Körperverletzung oder erheblicher Sachschaden eintreten werden, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
WARNUNG
Das Wort „Warnung“ weist darauf hin, dass Tod, schwerwiegende Körperverletzung oder bedeutender
Sachschaden eintreten können, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
VORSICHT
Das Wort „Vorsicht“ weist darauf hin, dass eine leichtere Körperverletzung oder ein Sachschaden
eintreten können, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-1
Einführung
Hinweis
Das Wort „Hinweis“ weist Sie auf eine wichtige Information über das Gerät, die Bedienung des Geräts
oder einen bestimmten Teil der Dokumentation hin, auf den besonders aufmerksam gemacht werden
soll.
Qualifiziertes Personal
Das S4-Spektrometer und seine Komponenten dürfen nur entsprechend den Vorgaben in dieser Bedienungsanleitung installiert und bedient werden. Nur qualifiziertes Personal darf mit diesem Gerät
arbeiten.
Installation, Wartung und Reparatur des S4-Spektrometers dürfen nur durch Personal, das von Bruker
AXS autorisiert ist, vorgenommen werden.
Alle Reparaturen sowie Montage- und Justierarbeiten an Komponenten des S4-Spektrometers (einschließlich Host-Rechner) müssen unbedingt entsprechend den üblichen Sicherheitsvorschriften des
Landes, in dem das System installiert wird, vorgenommen werden.
Bestimmungsgemäßer Gebrauch
Dieses Gerät und seine Komponenten dürfen nur für die Anwendungen verwendet werden, die in der
Vertriebsliste oder der technischen Beschreibung aufgeführt sind, und nur in Verbindung mit Geräten
oder Komponenten von solchen Herstellern, die von Bruker AXS autorisiert oder empfohlen wurden.
ACHTUNG
Dieses Gerät kann nur dann einwandfrei und sicher arbeiten, wenn es sachgemäß transportiert, aufgebaut und justiert sowie bedient und gewartet wird, wie durch Bruker AXS empfohlen.
Haftungsausschluss
Wir haben den Inhalt dieses Benutzerhandbuchs sorgfältig auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hardware, Firmware und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ganz ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die
2-2
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Angaben in diesem Handbuch werden regelmäßig überprüft, und notwendige Korrekturen in spätere
Ausgaben eingefügt. Für Verbesserungsvorschläge sind wir Ihnen dankbar.
Technische Änderungen bleiben vorbehalten.
Allgemeine Vorsichtsmaßnahmen
Warnung: Strahlengefahr
Das Spektrometer „S4-PIONEER“ ist ein Analysengerät mit einer starken Röntgenstrahlen-Quelle.
Abschirmungs- und Sicherheitseinrichtungen stellen sicher, daß die abgegebene Strahlung während
des Betriebs 7,5 μSv/h nicht überschreitet.
Bitte lesen Sie vor dem Einschalten des S4-Spektrometers unbedingt das Kapitel „Strahlenschutz“.
Lokale Sicherheitsvorschriften für den Betrieb von Röntgenanlagen müssen unbedingt beachtet werden.
Falls offensichtlich das Sicherheitssystem nicht einwandfrei arbeitet oder der Strahlenschutz in irgendeiner Form beeinträchtigt ist, schalten Sie bitte das Gerät unverzüglich ab und setzen Sie sich
mit Ihrem Bruker AXS Service in Verbindung.
Innerhalb des S4-Spektrometriegerätes treten Spannungen bis zu 60 kVDC auf, die jedoch von außen
nicht zugänglich sind. Hochspannungen sind vorhanden im Hochspannungsgenerator, der Röntgenröhre sowie in dem verbindenden Hochspannungskabel. Darüber hinaus werden die Strahlungsdetektoren mit Hochspannungen mit bis zu 2,3 kVDC betrieben.
Falls eine Komponente, welche Hochspannung führt, beschädigt sein sollte, schalten Sie bitte das
Gerät unverzüglich ab und setzen Sie sich mit Ihrem Bruker AXS Service in Verbindung.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-3
Einführung
Das Spektrometer darf nur mit Netzversorgungsspannungen betrieben werden, welche auf dem Typenschild an der Geräterückseite eingetragen sind.
Solange das Gerät an die externe Hauptstromversorgung angeschlossen ist, führen die internen Komponenten berührungsgefährliche Netzspannung.
Vorsicht: Bewegte mechanische Komponenten
Die zu messenden Proben werden mit einem sich schnell bewegenden XYZ-Probengreifersystem
(optional auch Probenwendersystem) in Messposition gebracht. Um Personenschäden auszuschließen, werden sämtliche Bewegungsvorgänge sofort gestoppt, falls die Abdeckhaube des Probenspeichermagazins geöffnet wird.
Falls offensichtlich das Überwachungssystem nicht einwandfrei arbeitet, schalten Sie bitte das Gerät
unverzüglich ab und setzen Sie sich mit Ihrem Bruker AXS Service in Verbindung.
Veränderungen oder Manipulationen der Überwachung der Abdeckhaube sind verboten!
VORSICHT: Öl!
Die Vakuumpumpe verwendet Öl als Schmiermittel. Verbrauchtes Öl muß entsprechend den landesüblichen Vorschriften entsorgt werden.
VORSICHT: Batterien!
Einige der elektronischen Baugruppen sind mit Batterien bestückt. Die Batterien sind entsprechend
den landesüblichen Vorschriften zu entsorgen.
2-4
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
WARNUNG: Beryllium!
Bitte berühren Sie nicht das Strahlenaustrittsfenster von Röntgenröhren sowie das Strahleneintrittsfenster von Szintillationsdetektoren, da diese Beryllium enthalten
Dämpfe oder Staub von Beryllium und dessen Verbindungen können beim Einatmen Ihre Gesundheit
gefährden. Während des Betriebs kann das Beryllium korrodieren. Beryllium darf nicht geschnitten,
maschinell oder anderweitig bearbeitet werden.
Beryllium-haltige Teile sind entsprechend den landesüblichen Vorschriften zu entsorgen.
WARNUNG: Standortwechsel des Analysengeräts
Das Spektrometer wurde als transportables Analysengerät konzipiert. Bei einem möglichen Transport
sind mechanische Erschütterungen unbedingt zu vermeiden, da sonst die empfindlichen physikalischen Komponenten beschädigt werden können.
Nach jedem Ortswechsel des Spektrometers muß der korrekte Sitz des Röntgenstrahlers überprüft
werden!
Bitte wenden Sie sich an Ihren Bruker AXS-Service.
WARNUNG: Analyse von toxischen Stoffen
Bei der Analyse von toxischen Stoffen müssen die landesüblichen Sicherheitsvorschriften beachten
werden.
Verwenden sie nur Probenbecher, die von Bruker AXS für Ihre jeweilige Analysenaufgabe empfohlen
werden.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-5
Einführung
GEFAHR: Thallium!
Der Analysatorkristall TLAP enthält das hochgiftige Schwermetall Thallium. Dieser Kristall ist in wasserlöslich und kann durch Hautkontakt eine Vergiftung hervorrufen.
Handhaben Sie diesen Kristall mit größter Sorgfalt und vermeiden Sie jeglichen Hautkontakt! Beachten Sie unbedingt die landesüblichen Sicherheitsvorschriften!
Thalliumhaltige Teile sind entsprechend den landesüblichen Vorschriften zu entsorgen.
WARNUNG: Helium- oder Stickstoffbetrieb!
Für die Geräte mit Gasspüleinrichtung wird eine externe Helium- oder Stickstoffflasche benötigt. Diese
Gasflasche muß mit einer Halterung gegen Umfallen gesichert werden.
Beachten Sie die lokalen Vorschriften für die Installation und den Gebrauch von Helium-/ StickstoffDruckgasflaschen.
2-6
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Warnungen und Warnschilder
Auf den verschiedenen Komponenten des Spektrometriesystems sind folgende Hinweis- und Warnschilder aufgebracht. Bitte folgen Sie unbedingt den Anweisungen und Warnhinweisen!
Strahlengefahr
Dieses Zeichen befindet sich auf der Vorderseite des Hochspannungsgenerators und auf den beiden
orangefarbenen Warnanzeigen.
Gefährliche Spannung! Stromschlaggefahr!
Vorsicht! Bitte lesen Sie die Bedienungsanleitung!
Schutzerde
Not-Aus-Schalter!
Schaltet den Hochspannungsgenerator und die Steuerelektronik sofort aus!
Beachten Sie die landesüblichen Entsorgungsvorschriften
Verletzungsgefahr!
Gefahr! Giftige Substanzen!
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-7
Einführung
Warnanzeigen
X-RAYS ON
Abb. 2-1:
Warnanzeigen an der Oberseite des Geräts
X-RAYS ON
„X-Rays On“ /Strahlengefahr!
Die beiden beleuchteten orangefarbenen Anzeigefelder zeigen an, dass die Röntgenröhre Röntgenstrahlung erzeugt! Strahlengefahr!
Weitere Informationen finden Sie im Kapitel “Strahlenschutz” in diesem Handbuch.
2-8
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Gerätesteuerung
Das Bedienfeld des S4-Spektrometers befindet sich an der Vorderseite des Systems.
Abb. 2-2:
Bedienfeld mit sämtlichen Schaltern
Not Aus Schalter
Wird der Not-Aus-Schalter gedrückt, schaltet er unverzüglich die Steuerelektronik,
den Hochspannungsgenerator und alle Komponenten des Spektrometriesystems
aus. Dadurch wird der Röntgenstrahler unmittelbar abgeschaltet, alle bewegten
Antriebe bleiben sofort stehen.
Der Not-Aus-Schalter darf nur in Not-Situationen und nicht zum normalen Ausschalten des Systems benutzt werden.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-9
Einführung
Netzversorgung EIN
Dieser Taster schaltet das komplette Spektrometriesystem (inkl. Hochspannungsgenerator) ein.
Nach dem Einschalten des Gerätes leuchten zunächst alle vier StatusLeuchtanzeigen auf, bis die Gerätesteuerung die Initialisierung des Spektrometriesystems abgeschlossen hat. Die grüne Anzeige bleibt auch nach der Initialisierung eingeschaltet. Das Gerät kann nun mit dem Schlüsseltaster in Messbereitschaft versetzt werden.
Netzversorgung AUS
Dieser Taster schaltet unverzüglich die komplette Gerätesteuerung inklusive
Hochspannungsgenerator aus.
Hinweis
Schalten Sie das S4-Spektrometer nicht bei eingeschaltetem Hochspannungserzeuger aus, da dies
zu einer Reduzierung der Lebensdauer von Röntgenröhre und Hochspannungsgenerator führen kann.
Die Hochspannungserzeugung wird automatisch beim Ausschleusen einer Probe abgeschaltet. Zudem lässt sie sich per Steuersoftware ausschalten.
Drehen des Schlüsseltasters nach rechts: Messbereitschaft EIN:
Halten Sie den Schlüssel in der rechten Tasterstellung (READY) solange gedrückt, bis die orange
Statusanzeige zu blinken beginnt. Das Spektrometriesystem ist nun in Messbereitschaft, d. h. es können unverzüglich Proben eingeschleust und analysiert werden.
Die Messbereitschaft wird nicht angenommen, falls ein Geräte-Alarm (siehe Abschnitt “StatusLeuchtanzeigen”) ansteht.
2-10
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Hinweis
Proben können nur ein - bzw. ausgeschleust werden, wenn sich das System im Zustand Messbereitschaft EIN befindet.
Drehen des Schlüsseltasters nach links: Meßbereitschaft AUS:
Bei längeren Meßpausen oder vor Abschalten des Gerätes sollte die Meßbereitschaft des Spektrometriesystems ausgeschaltet werden. Halten Sie hierzu den Schlüssel in der linken Tasterstellung, bis
die orangefarbene Leuchtanzeige erlischt.
Schutz vor unbefugtem Betrieb:
Um einen Betrieb des Spektrometriesystems, insbesondere die Erzeugung von Röntgenstrahlen,
durch Unbefugte zu verhindern, kann der Schlüssel des Schlüsseltasters abgezogen werden.
Status – Leuchtanzeigen
READY
Abb. 2-3:
ON
ALARM
BUSY
Statusanzeigen an der Oberseite des Geräts
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-11
Einführung
ON
Spektrometriesystem eingeschaltet:
Die grüne LED zeigt an, dass die Steuerelektronik und der Hochspannungsgenerator
des Spektrometers eingeschaltet sind.
ALARM
Alarm und Warnanzeige:
Die rote LED zeigt an, dass ein Gerätealarm (rotes Dauerlicht) oder eine Gerätewarnung (blinkende LED) ansteht.
BUSY
READY
Messung läuft/Messung unterbrochen:
Die gelbe LED zeigt an, dass gerade eine Messung durchgeführt wird (gelbes Dauerlicht) oder dass die laufende Messung unterbrochen wurde, weil eine physikalische
Gerätekomponente nicht messbereit ist (LED blinkt).
Messbereitschaft:
Die blinkende orange LED zeigt an, dass sich das Spektrometriesystem in Messbereitschaft befindet. Messbereitschaft bedeutet, dass die Messung einer Probe unverzüglich durchgeführt werden kann.
Röntgenstrahler eingeschaltet:
Nach dem Einschleusen einer Probe in die Messposition wird der Hochspannungserzeuger aktiviert.
Sobald der Röntgenstrahler die vorgegebene Strahlungsleistung erzeugt, beginnt die orange LED als
Dauerlicht leuchten.
Hinweis
Nach dem Einschalten des Spektrometers leuchten zunächst alle vier Leuchtanzeigen auf, bis die
Gerätesteuerung die Initialisierung des Spektrometriesystems abgeschlossen hat. Nach der Initialisierung bleibt die grüne Anzeige eingeschaltet.
2-12
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Gerätewartung
Damit das Spektrometriesystem langfristig zuverlässig und präzise arbeitet, müssen die Wartungsintervalle, wie von Bruker AXS empfohlen, eingehalten werden.
Sämtliche Wartungs- und Reparaturarbeiten an Komponenten des Spektrometers dürfen nur durch
Personal, das von Bruker AXS autorisiert ist, vorgenommen werden!
WARNUNG
Solange das System an die externe Hauptstromversorgung angeschlossen ist, führen die internen
Komponenten des Spektrometers berührungsgefährliche Netzspannung. Daher muß das externe
Stromnetz vor dem Öffnen der Seitenwände unbedingt abgeschaltet werden. Es genügt nicht, nur den
‚Netz-Aus‘ Schalter des S4-Spektrometers zu betätigen. Die Netzspannungsversorgung muß außen,
d. h. auf der Anwenderseite, mit Hilfe eines Sicherungsautomats oder Trennschalter abgeschaltet
werden (vgl. Abschnitt „Steuerelektronik").
Reinigung des S4-Spektrometers
Für die Reinigung der Außenverkleidung des S4-Spektrometers sowie der Innenwände des Probenspeichermagazins verwenden Sie bitte nur trockene Reinigungstücher. Benutzen Sie kein Wasser
und keine aggressiven Reinigungsmittel. Die hochklappbare transparente Abdeckung des Probenspeichers kann mit jedem haushaltsüblichen Fensterputzmittel gereinigt werden.
WARNUNG
Vor der Reinigung muss die Netzversorgung des S4-Spektrometers ausgeschaltet werden.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-13
Einführung
Strahlenschutz und Sicherheitssystem
Strahlenschutz
Das Spektrometer S4-PIONEER ist ein analytisches Gerät mit einer starken Röntgenstrahlungsquelle.
Die mechanische Abschirmung und die eingebauten Sicherheitseinrichtungen stellen sicher, dass die
abgegebene Strahlung während des Betriebs 7,5 μSv/h nicht überschreitet (Vollschutzgerät).
Warnung!
Die lokalen Sicherheitsvorschriften für den Betrieb von Röntgenanlagen müssen unbedingt beachtet
werden.
Falls offensichtlich das Sicherheitssystem nicht einwandfrei arbeitet oder der Strahlenschutz in irgendeiner Form beeinträchtigt ist, schalten Sie bitte das Gerät unverzüglich ab und setzen Sie sich mit
Ihrem Bruker AXS Service in Verbindung.
Gefahr!
Der Direktstrahl des internen Röntgenstrahlers ist sehr intensiv. Bereits eine Bestrahlung von Bruchteilen einer Sekunde kann bei Menschen zu schweren Verbrennungen führen. Längere Bestrahlung
bewirkt schwere Schäden, die tödlich sein können. Es muss sich strengstens an die Strahlenschutzvorschriften gehalten werden!
2-14
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Sicherheitssystem
Das Spektrometer S4 PIONEER besitzt zwei völlig unabhängige und völlig symmetrisch aufgebaute
Sicherheitskreise (Technische Zeichnung C79298-A3248-A3-*-11). Bei allen strahlenschutzrelevanten
Fehlerfällen öffnen die beiden Sicherheitskreise und schalten den Röntgenstrahler aus.
Um die Überwachungsfunktion auch bei Versagen einzelner Komponenten der Sicherheitskreise gewährleisten zu können, werden diese durch eine Überwachungslogik kontrolliert. Wird eine defekte
Sicherheitskreiskomponente erkannt, wird der Röntgenstrahler unmittelbar ausgeschaltet.
Beide Sicherheitskreise wirken direkt auf die beiden Schütze, welche im Röntgengenerator den Hochspannungserzeuger freischalten. Hochspannung kann nur dann erzeugt werden, wenn beide Sicherheitskreise geschlossen sind, d. h. dass beide sicheren Betrieb anzeigen.
Sicherheitskreis #1 besteht aus dem Schütz K52 und dem Relais K6 (Röntgengenerator), den Abschaltrelais K1, K2, den Maschinenschutzschaltern S651, S653, S655, S657 (Seitenwandüberwachung), den Mikroschaltern S659 und S665 (Überwachung Probenabschlussschieber), dem Mikroschalter S661 (Überwachung Probenabschlussmotor), den Widerständen R1 und R2 (Erkennung von
Kurzschlüssen) sowie der so genannten Reißleine (Überwachung Probeneingabe-Abdeckung, Überwachung des Hochspannungskabels). Falls alle Schalter geschlossen sind, wird Massepotential vom
Ende der Reißleine durch sämtliche Schalter zum Röntgengenerator geschleift. Das Massepotential
läßt innerhalb des Röntgengenerators das Schütz K52 durchschalten, welches die Hochspannungserzeugung aktiviert.
Sicherheitskreis #2 besteht aus dem Schütz K53 und dem Relais K7 (Röntgengenerator), den Abschaltrelais K1, K2, den Maschinenschutzschaltern S652, S654, S656, S658 (Seitenwandüberwachung), den Mikroschaltern S660 und S664 (Überwachung Probenabschlussschieber), dem Mikroschalter S662 (Überwachung Probenabschlussmotor), den Widerständen R3 und R4 (Erkennung von
Kurzschlüssen) sowie der Reißleine (Überwachung Probeneingabe-Abdeckung, Überwachung des
Hochspannungskabels). Falls alle Schalter geschlossen sind, wird ein Potential von +24V vom Ende
der Reißleine durch sämtliche Schalter zum Röntgengenerator geschleift. Diese Spannung lässt innerhalb des Röntgengenerators das Schütz K53 durchschalten, welches die Hochspannungserzeugung aktiviert.
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2-15
Einführung
Komponenten der Sicherheitskreise
Die verschiedenen Komponenten der Sicherheitskreise arbeiten folgendermaßen:
K6/K7:
Durch Betätigen des Schlüsseltasters S600 (rechte Schaltposition) ziehen die beiden Relais K6 und
K7 an und bleiben selbsthaltend eingeschaltet. Die beiden Sicherheitskreise sind damit aktiv geschaltet. Sobald einer der beiden Sicherheitskreise unterbrochen wird, fallen beide Relais sofort ab.
K52/K53:
Die Schaltkontakte der Schütze K52 und K53 aktivieren den Hochspannungserzeuger im Röntgengenerator. Sobald der Hochspannungserzeuger eingeschaltet ist, wird der angeschlossene Röntgenstrahler mit der vorgegebenen elektrischen Leistung versorgt. Die Werte für die Hochspannung und
den Röhrenstrom werden individuell von der Firmware eingestellt.
Die Schütze K52 und K53 werden per Firmware ein- und ausgeschaltet, wenn beide Sicherheitskreise
geschlossen sind. Falls einer der beiden Sicherheitskreise unterbrochen wird, fallen beide Schütze
sofort ab und schalten den Hochspannungserzeuger unmittelbar aus.
Eine besondere Bedeutung kommt den Schaltkontakten K52-1/K52-2 sowie K53-1/K53-2 zu. Solange
der Hochspannungserzeuger ausgeschaltet ist, überbrücken diese beiden Kontakte die Überwachungsschalter S659, S660, S661 und S662 (Überwachung der Probeneingabeposition). Damit wird
verhindert, daß der Sicherheitskreis während des Ein- oder Ausschleusens von Proben unterbrochen
wird. Bei eingeschaltetem Hochspannungserzeuger sind die Schaltkontakte K52-1/K52-2 und K53-1/K53-2 geöffnet. Damit ist die Überwachung der Probeneingabeposition S656, S660 S661 und S662
aktiviert.
S651-S658:
Die Schalter S651 bis S658 überwachen die Seitenwände des Spektrometriesystems. Sie stellen sicher, daß der Röntgengenerator nur dann Hochspannung erzeugen kann, falls alle vier Seitenwände
korrekt angebracht sind. Die Schalter sind zwangsöffnende Maschinenschutzschalter.
S659/S660:
Überwachung). Sie stellen sicher, dass der Röntgengenerator nur dann Hochspannung erzeugen
kann, falls der Probenabschlussschieber die Probeneingabeschleuse korrekt abgeschlossen hat.
Die beiden Schalter werden separat durch eine spezielle Steuerlogik auf der Baugruppe ‚Midi Universal IO-Board‘ (C79298-A3220-B221) kontrolliert. Die Steuerlogik ist vollständig in Hardware realisiert
2-16
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
und vergleicht die Zustände von S659 und S660 paarweise. Falls der Zustand des Schalterpaars nicht
S661/S662:
Die Schalter S661 und S662 überwachen die Position des Probenabschlussschiebers (rückseitige
Überwachung am Antriebsmotor des Schiebers). Sie stellen sicher, dass der Röntgengenerator nur
dann Hochspannung erzeugen kann, falls der Probenabschlussschieber die Probeneingabeschleuse
korrekt abgeschlossen hat.
Die beiden Schalter werden separat durch eine spezielle Steuerlogik auf dem MIDI Universal IOBoard (C79298-A3220-B221) kontrolliert. Die Steuerlogik ist vollständig in Hardware realisiert und
vergleicht die Zustände von S659 und S660 paarweise. Falls der Zustand des Schalterpaars nicht
S664-S665:
Überwachung). Sie stellen sicher, dass der Hochspannungserzeuger des Röntgengenerators nur
dann eingeschaltet werden kann, falls der Probenabschlussschieber die Probeneingabeschleuse korrekt abgeschlossen hat.
Reißleine:
Die Reißleine führt von der Baugruppe ‚Midi Distribution Board‘(C79298-A3220-B218) zunächst zur
Abdeckung der Probeneingabeposition und danach zum Hochspannungs-Anschluss der Röntgenröhre. Die Reißleine verbindet Sicherheitskreis 1 über den Schirm des Hochspannungskabels mit Gerätemasse. Zudem speist sie eine Prüfspannung von 24 V, welche der Hochspannungsgenerator bereitstellt, in Sicherheitskreis 2 ein.
Die Reißleine hat die nachfolgenden Überwachungsfunktionen:
•
Die Abdeckung der Probeneingabeposition ist korrekt montiert.
•
Das Hochspannungskabel ist am Röntgenstrahler befestigt.
•
Der Röntgenstrahler ist in die Röhrenhalterung eingesetzt.
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2-17
Einführung
R1,R2,R3,R4:
Die Shuntwiderstände R1 bis R4 befinden sich auf der Baugruppe „Midi Distribution Board“ (C79298A3220-B218) und sind Bestandteil der beiden Sicherheitskreise. Der Strom, der durch die jeweiligen
Sicherheitskreise fließt, erzeugt an diesen Widerständen einen Spannungsabfall. Dieser wird im Röntgengenerator und auf der Baugruppe „Midi-Universal IO-Board“ (C79298-A3220-B221) überwacht.
Damit lassen sich unzulässige Masse- oder Kurzschlüsse innerhalb der Sicherheitskreise detektieren.
K1,K2:
Die so genannten Abschaltrelais K1 und K2 werden von der Sicherheitskreis-Überwachungslogik
angesteuert, welche sich auf dem Midi-Universal IO-Board (C79298-A3220-B221) befindet.
Die Schaltkontakte von Relais K1 und K2 sind sowohl in Sicherheitskreis 1 als auch Sicherheitskreis 2
eingeschleift. Falls keine Fehler vorliegen, ziehen K1 und K2 an, und beide Sicherheitskreise werden
geschlossen.
Hingegen unterbrechen K1 und K2 den Sicherheitskreis und schalten so den Röntgengenerator unmittelbar aus, falls einer oder mehrere der folgenden Fehler auftreten:
•
Eine oder beide Strahlenwarnanzeigen (‚X-rays ON‘) sind nicht in Ordnung.
•
Eine optionale, externe Strahlenwarnanzeige ist nicht in Ordnung.
•
Die beiden Schütze K52 und K53 (Röntgengenerator) weisen nicht denselben Schaltzustand auf.
•
Die beiden Überwachungsschalter S659 und S660 für die Überwachung des Probenabschlussschiebers weisen nicht denselben Schaltzustand auf.
•
Die beiden Überwachungsschalter S661 und S662 für die Überwachung des Probenabschlussmotors weisen nicht denselben Schaltzustand auf.
•
Mindestens einer der Schaltkontakte K52-1/K52-2 und K53-1/K53-2 bleibt kleben und öffnet nicht
bei eingeschaltetem Hochspannungserzeuger.
•
Die Rücklesekontakte der Abschaltrelais K1 und K2 stellen verschiedene Relaiszustände fest.
2-18
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Röntgenwarnanzeige
Das Spektrometer S4 PIONEER besitzt zwei orange Röntgenwarnanzeigen, die den Status „Röntgenstrahlung eingeschaltet“ („‚X-rays ON“‘) anzeigen. Die Leuchtfelder sind mit dem Strahlenwarnsymbol gekennzeichnet.
Die Röntgenwarnanzeigen werden durch Kontakte der Schütze K52 und K53 (Röntgengenerator)
geschaltet. Sie leuchten auf, wenn der Hochspannungserzeuger eingeschaltet ist.
Der Strom durch die Warnanzeigen wird von der Sicherheitskreis-Überwachungslogik (Midi-Universal
IO-Board, C79298-A3220-B221) permanent gemessen. Ist eine der Röntgenwarnanzeigen defekt,
werden beide Sicherheitskreise unterbrochen und damit der Röntgenstrahler sofort ausgeschaltet.
Externe Röntgenwarnanzeige
Die externe Röntgenwarnanzeige ist optional als Zubehör erhältlich und kann an einem beliebigen Ort
außerhalb des Spektrometers angebracht werden. Das beleuchtete orange Leuchtfeld zeigt den Status „Röntgenstrahlung eingeschaltet“ („X-rays ON“) an.
Die externe Röntgenwarnanzeige wird durch Kontakte der Schütze K52 und K53 (Röntgengenerator)
geschaltet. Sie leuchtet auf, wenn der Hochspannungserzeuger eingeschaltet ist.
Der Strom durch die externe Warnanzeige wird von der Sicherheitskreis-Überwachungslogik MidiUniversal IO-Board (C79298-A3220-B221) permanent gemessen. Ist die externe Röntgenwarnanzeige defekt, werden beide Sicherheitskreise unterbrochen und damit der Röntgenstrahler sofort ausgeschaltet.
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-19
Einführung
Technische Daten
Allgemeine Daten
Tab. 2-1:
Technische Daten: Allgemeine Daten
Mechanische Daten
Gewicht
Bodenflächenbelastung pro m
430 kg
2
530 kg/m2
Höhe
131 cm
Breite
84 cm
Tiefe
99 cm
Umgebungsbedingungen
24 °C
17 - 29 °C, ∆T ≤ ±2°C für eine hohe Stabilität der
Messwerte
Maximal zulässiger Temperaturgradient
2 °C pro Stunde
20 % - 80 %, keine Kondensation!
Luftdruck
Das S4-Spektrometriesystem arbeitet an allen
terrestrischen Orten (bis ca. 4000m über NN) bei
atmosphärischen Luftdruckbedingungen.
2-20
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Sicherheitsnormen
Elektrische Sicherheit
DIN EN 61010-1
IEC 61010-1
Elektromagnetische Verträglichkeit EN50081-1 und EN50081-2, EN50082-1 und EN 50082-2
IEC 61000-1/2/3/4
Strahlenschutz
Empfehlungen der ICRP (Internationale Strahlenschutzkommission)
Empfehlungen der IAEA (Internationale Atomenergiegemeinschaft)
Anweisungen der EURATOM (Europäische Atomgemeinschaft)
Deutsches Atomgesetz
Deutsche Röntgenverordnung
‘Bauartzulassung’: PTB (Physikalisch Technische Bundesanstalt) ‘Vollschutzgerät nach Röntgenverordnung’
Jedes S4-Spektrometriesystem wird während des Systemtests
individuell auf Strahlensicherheit überprüft.
Schutzklasse gemäß IEC 536
Klasse I
Schutzart gemäß IEC 529
IP 2 0
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-21
Einführung
Elektrische Daten
Tab. 2-2:
Technische Daten: Elektrische Daten
Röntgengenerator und Steuerelektronik
(ohne Zubehörkomponenten)
Netzspannung
Nur auf Anfrage:
(Die Betriebsspannung wird vom Werk fest vor230 / 400 VAC (+/- 10 %) 1-phase, 50 Hz
eingestellt und auf dem Typenschild an der Gerä- 240 / 415 VAC (+6%/ -10 %) 1-phase, 50 Hz
terückwand vermerkt.)
208 VAC (min. 200 V/+ 10 %), 60 Hz
Dreiphasige Netzspannungen: (Standard)
3 x 230 VAC (+/- 10 %)
3 x 240 VAC (+6 % / - 10 %)
(Einzelheiten können den S4Netzanschlußzeichnungen entnommen werden)
Netzfrequenz
47 Hz - 53 Hz (60 Hz auf Anfrage)
Maximale Leistungsaufnahme
max. 8 kVA
Überspannungskategorie gemäß IEC 664
II
2-22
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Spektrometerkomponenten
Tab.2-3:
Technische Daten: Spektrometerkomponenten
Röntgenröhre
Röntgenröhre
Nennhochspannung
Max. 60 kVDC
Nennstrom
Max. 150 mADC
Nennleistung
Max. 4,0 kW
Anodenmaterial
Rhodium
Ausgangsleistung
Max. 4,0 kW
Ausgangsspannung
20-60 kVDC ( in Schritten von 1kV)
Ausgangsstrom
5 mA - 150 mA ( in Schritten von 1 mA)
Physikalische Komponenten
Filterwechsler
Anzahl der Positionen
10
Bestückung
Al 200 µm, Al 100 µm, Al 12,5 µm, offen, offen
Blenden
Passend zu Becherblenden
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
34 mm, 28 mm, 18 mm, 8 mm
2-23
Einführung
Kollimatoren
4
Lieferbare Öffnungswinkel
0,12°, 0,23°, 0,46°, 1°; 2°
Kristallwechsler
8
Lieferbare Kristalle
LiF 200, LiF 220, LiF 420, ADP, Ge, PET, TLAP,
InSb, OVO-55, OVO-B, OVO-C, OVO-160,
OVO-N
Probenspeicher
Probenspeicher für Becher
Positionen
60
Durchmesser 51,5 mm
Probenhöhe (max.)
46 mm
Durchmesser der Probenbecherblenden
34 mm, 28 mm, 8 mm
Material der Probenbecherblenden
Stahl
Probenspeicher für Saugproben
Positionen
108
Durchmesser 40 mm
Probenhöhe (max.)
1 mm - 30 mm
2-24
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Probenspeicher für Becher und Saugproben
Positionen für Becher
22
Positionen für Saugproben
60
Durchmesser 40 mm
Probenhöhe (max.)
1 mm - 30 mm
Strahlungsdetektoren
Proportionaldetektor Pro4
Gasfüllung
Argon
Energiebereich
Proportionaldurchflußzählrohr
Zählrohrgasverbrauch
0,5 - 2 l/h
Energiebereich
Szintillationsdetektor
Szintillationskristall
NAJ(TI)
Energiebereich
> 4 keV (Sc - U)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-25
Einführung
Goniometer
Goniometer
2-Theta Winkelbereich für den Szintillationsdetektor
0° - 114°
2-Theta Winkelbereich für den Proportionaldetektor
14° - 149°
Schrittweite (Theta und 2-Theta)
0,0005°
Reproduzierbarkeit der Winkeleinstellungen (Theta und <= +/- 0,0001°
2-Theta)
Theta und 2-Theta Antrieb
Gesteuert durch zwei unabhängige
Schrittmotoren mit Encoderüberwachung
Positioniergeschwindigkeit
Max. 1000°/min
Scangeschwindigkeit
Max. 120°/min
Vakuumsystem
Vakuumsystem
Nennleistung
450 W (50 Hz)
550 W (60 Hz)
Saugleistung
2-26
Max. 17 m3/h (50 Hz)
Max. 14 m3/h (60 Hz)
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
Einführung
Helium/Stickstoff-Betriebsart
Helium/Stickstoff-Betriebsart bei reduziertem Druck
Medium
ca. 0,5 l/min
ca. 5 - 10 l
250 mbar (Default)
Helium/Stickstoff-Betriebsart bei Atmosphärendruck
Medium
ca. 1 - 4 l/min
ca. 10 - 30 l
atmosphärisch
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007
2-27
Einführung
2-28
DOC-M80-ZXX004 V6 – 03.2007

s4 pioneer

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