124996 (593050), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Необхідно визнати, що працюючі на ЕОМ належать до групи, на яку впливають стресогенні фактори. Тому нерідко нейроциркуляторна дистонія, що розвивається у них, може розглядатися як виробниче зумовлене захворювання. Такі користувачі ВДТ повинні бути на диспансерному обліку.

З метою попередження виражених гіпертензивних станів необхідні раціоналізація трудового процесу (поліпшення умов і режимів праці та відпочинку), проведення виробничої гімнастики та інші оздоровчі заходи. Особливу увагу слід приділити ергономічності робочого місця. Про ефективність таких заходів свідчать результати вітчизняних та закордонних досліджень.

10. Оцінка стійкості роботи комп’ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом в умовах дії іонізуючих та електромагнітних випромінювань

10.1 Дія іонізуючих випромінювань та електромагнітного імпульсу на радіоелектронні системи

Дія радіації на матеріали і деталі апаратури залежить від виду випромінювання, дози радіації, природи випромінюваної речовини та умов навколишнього середовища.

В радіоелектронній апаратурі (РЕА) використовуються елементи, до складу яких входять матеріали: метали, неорганічні матеріали, напівпровідники та різні органічні сполуки (діелектрики, смоли та ін.). Серед цих матеріалів метали найбільш чутливі до радіації, оскільки їм властива висока концентрація вільних носіїв [24].

В радіоелектронній апаратурі радіація викликає оборотні і необоротні процеси, внаслідок яких можуть бути порушення роботи елементів схеми, що приведе до пошкодження апаратури.

Якщо потік гамма-опромінення проходить через елементи РЕА, то в них виникають вільні носії електричних зарядів, внаслідок переміщення яких виникає хибний імпульс, який може призвести до включення пристрою.

Найбільш чутливі до дії радіації напівпровідники, оптичні прилади і фотоматеріали.

В елементній базі РЕА внаслідок дії іонізуючого випромінювання можлива зміна майже всіх електричних та експлуатаційних характеристик, залежних від проходження процесів іонізації і порушення структури матеріалів.

Практика експлуатації РЕА в умовах дії радіоактивних випромінювань дає можливість зробити висновки:

а) РЕА може раптово втратити працездатність при критичних рівнях радіації;

б) в елементах схем РЕА можуть початись оборотні і необоротні процеси через деякий час після випадання радіоактивних опадів при рівнях радіації значно

нижчих критичних, тобто [23]

. (10.1)

Для інженерної практики найбільший інтерес має перший випадок, тобто оцінка стійкості роботи РЕА при знаходженні її на зараженій радіоактивними речовинами місцевості тривалістю однієї години після випадання радіоактивних речовин на даній місцевості.

Одним із вражаючих факторів також є електромагнітний імпульс (ЕМІ) – потужний короткий імпульс, що вражає головним чином електронну апаратуру. Виникає ЕМІ в основному в результаті взаємодії гамма-випромінення, що утворюються під час вибуху, з атомами навколишнього середовища.

Основні параметри ЕМІ, що визначають вражаючу дію, є характер зміни напруженості електричного та магнітного полів в часі – форма імпульсу і максимальна напруженість поля – амплітуда імпульсу.

Діапазон частот електромагнітних імпульсів (ЕМІ) до 100 МГц, але в основному його енергія розподілена біля середньої частоти (10 – 15 кГц).

10.2 Оцінка стійкості роботи комп’ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом в умовах дії іонізуючих випромінювань

Приведемо перелік основних елементів, від яких залежить робота комп’ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом та визначимо з довідника експозиційні дози Д_і, при яких в елементах можуть виникнути зворотні зміни. Дані занесемо до таблиці 10.1.

Таблиця 10.1 – Максимально допустимі експозиційні дози РЕА

Елементи радіоапаратури і матеріали	Ді, Р
Транзистори, діоди загального призначення	104 … 106
Мікросхеми	105
Інтегральні схеми	5 · 105
Конденсатори	107…109
Резистори	107…109
Кварц	1010

Проаналізувавши дані, визначається межа стійкості Д_гр, яка дорівнює мінімальному значенню експозиційної дози Д_і роботи РЕА:

Д_гр=10⁴ (Р).

Визначаємо можливу дозу опромінення Д_м за формулою:

, (10.2)

де: р_1max – максимальне значення рівня радіації;

К_посл – коефіцієнт послаблення радіації;

t_n – час початку опромінення;

t_k – час кінця опромінення.

Відомо, що максимальне значення рівня радіації р_1max, яке очікується на об’єкті дорівнює 4 (Р / год), коефіцієнт послаблення радіації К_посл = 7, час початку опромінення t_n = 1 (год), а кінцевий час спрацювання мікросхеми на відмову приймаємо рівним 10 років, або 87600 годинам. Отже, при таких умовах можлива доза опромінення буде дорівнювати:

.

Допустимий час роботи РЕА в заданих умовах можна визначити за допомогою виразу [23]:

. (10.3)

Оскільки всі значення відомі, то допустимий час роботи РЕА буде таким:

Провівши розрахунки можна зробити висновок, що в умовах дії іонізуючих випромінювань комп’ютеризована вимірювальна система параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом буде стійкою до радіації, тому що граничне значення експозиційної дози 10⁴ (Р) більше за можливе значення 0,34 · 10³ (Р):

Д_гр > Д_м. (10.4)

Отже, проводити заходи щодо підвищення стійкості роботи комп’ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з

газомагнітним підвісом непотрібно, тому що система стійка до іонізуючих випромінювань.

10.3 Оцінка стійкості роботи комп’ютеризованої вимірювальної системи параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом в умовах дії електромагнітного імпульсу

За критерій стійкості роботи радіоелектронних систем або окремих їх блоків в умовах дії електромагнітного імпульсу можна прийняти коефіцієнт безпеки [23]:

,

де: U_д – допустиме відхилення напруги живлення;

U_в(г) – напруга наведена за рахунок дії електромагнітного імпульсу у вертикальних (горизонтальних) струмопровідних частинах.

Визначимо горизонтальну складову напруженості електромагнітного поля при дії вертикальної складової напруженості електромагнітного поля, яка дорівнює 12 (кВ / м) за формулою:

.

Комп’ютеризовану вимірювальну систему параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом можна розділити на такі дільниці: блок перетворення, блок передачі.

Визначимо максимальну довжину вертикальної l_в та горизонтальної l_г струмопровідної частини для кожного блоку. Отже:

• для блоку перетворення l_г = 0,008 (м), а l_в = 0,015 (м);

• для блоку передачі l_г = 0,0265 (м), а l_в = 0,022 (м);

Визначимо необхідні параметри у струмопровідних частинах для 2-х блоків комп’ютеризованої системи та отримані дані занесемо до таблиці 6.

Для блоку перетворення:

U_в = Е_г · l_в =12 · 0,015 = 0,18 (В),

U_г = Е_в · l_г = 12000 · 0,008 = 96 (В).

Для блоку передачі:

U_в = Е_г · l_в = 12 · 0,022 = 0,264 (В),

U_г = Е_в · l_г = 12000 · 0,0265 = 318 (В).

Визначимо допустиме коливання напруги живлення за формулою [24]:

, (10.5)

де: U_ж – напруга живлення;

N – допустимі відхилення.

Оскільки вся система живиться від напруги 220(В) з допустимим відхиленням N = 10 %, то допустиме коливання напруги живлення буде таким:

(В).

Визначимо коефіцієнти безпеки для кожного блоку окремо за формулами:

, (10.6)

. (10.7)

Визначимо коефіцієнти безпеки для кожної дільниці.

Для блоку перетворення:

,

.

Для блоку передачі:

,

.

Якщо 40 (дБ) і 40 (дБ), то система стійка в роботі. А якщо < 40 (дБ) і < 40 (дБ), або < 40 (дБ), а 40 (дБ), то система не стійка в роботі при цих умовах. А в стовпчику "Примітка" запишемо – стійкий, чи нестійкий відповідний блок.

Таблиця 10.2 – Результати розрахунків коефіцієнтів безпеки

Дільниця	Ев, В/м	Ег, В/м	Uд, В	Uві, В	Uгі, кВ	КБві, дБ	КБгі, дБ	Примітка
Блок перетворення	12000	12	222,2	0,18	96	7,29	61,83	Не стійкий
Блок передачі	12000	12	222,2	0,264	318	- 3,11	58,5	Не стійкий

Провівши розрахунки відмітимо, що комп’ютеризована вимірювальна система параметрів електричних машин з газомагнітним підвісом в умовах дії електромагнітного імпульсу буде не стійкою, тому що значення коефіцієнта безпеки менше за допустимий рівень 40 (дБ). Отже необхідно розробляти заходи щодо підвищення стійкості системи. Найбільш ефективним заходом є екранування системи або її елементів.

Проведемо розрахунок екранування. Визначимо перехідне гасіння енергії електричного поля стальним екраном (А, дБ) за допомогою формули [23]:

, (10.8)

де А_ст – перехідне гасіння для стального екрану, дБ;

t – товщина стінки екрана, м;

f – 15000 Гц.

Товщину екрану визначаємо за формулою:

, (10.9)

де k – коефіцієнт, що залежить від виду екрану (мідний, алюмінієвий, стальний);

А_екр – затухання в екрані і визначається як:

. (10.10)

Проводимо розрахунки, при цьому К_б приймемо 45 дБ для того, щоб виконувалась умова (10.8), і отримані дані заносимо до таблиці 10.3.

При наступному розрахунку вертикальна (горизонтальна) складова напруженості електричного поля на виході екрана Е_ві визначається за допомогою виразу:

, (10.11)

, (10.12)

Таблиця 10.3 Розрахунок екранування дільниць

Дільниця	Аекр.г, дБ	Аекр.в, дБ	tг, см	tв , см	КБві дБ	КБгі, дБ	Примітка
Блок перетворення	62,2	7,7	0,098	0,012	97,3	45	Стійкий
Блок передачі	72,6	11,1	0,11	0,017	106,8	45	Стійкий

Як видно з результатів розрахунку які приведені в таблиці 10.3, після проведення екранування всі блоки стійкі до дії ЕМІ.

Характеристики

Список файлов ВКР