Реферат: Модернизация лабораторного стенда для исследования характеристик АМ-ЧМ приемника

--PAGE_BREAK--Рисунок  3.1.3 <img width=«586» height=«450» src=«ref-1_785355705-79890.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1062">Рисунок 3.1.4


частотой f, на которой выходное напряжение частотного детектора достигает максимума Δf=|f— f|. Устанавливают амплитуду входного сигнала от ГС около 500 мВ.

Затем снимают характеристику ЧД, задавая равные приращения частоты в пределах от 0 до ±2 Δfотак, чтобы каждую ветвь характеристики ЧД можно было построить по 6-7 точкам. Полученные результаты заносятся в таблицу 3.1.4
Таблица 3.1.4

fчд, кГц









Uвых.чд, мВ











Экспериментальную и расчетную характеристики исследуемых узлов строят на одном графике.

Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать цель работы, схему лабораторной установки, расчет характеристик амплитудного ограничителя и частотного детектора, таблицы расчетных и экспериментальных данных, графики расчетных и экспериментальных зависимостей, результаты сопоставления расчетных полученных в ходе эксперимента характеристик с указанием возможных причин расхождения эксперимента с расчетными данными.

Контрольные вопросы

1. Объясните принцип работы амплитудного ограничителя с шунтирующими диодами.

2. От чего зависит порог ограничения амплитудного ограничителя  с шунтирующими диодами?

3. Почему рабочая часть характеристики амплитудного ограничителя с шунтирующими диодами не может быть горизонтальной и от чего зависит ее наклон?

4. Объясните принцип действия транзисторного амплитудного ограничителя.

5.  От чего зависит порог ограничения транзисторного амплитудного ограничителя?

6. Объясните принцип действия балансного частотного детектора со связанными контурами.

        7. Как и почему изменяется форма характеристики частотного детектора при изменении коэффициента связи между контурами?   

        8. От чего зависит крутизна характеристики частотного детектора?

        9. От чего зависит протяженность рабочего участка характеристики частотного детектора?

        10. Чем определяется эквивалентное затухание каждого из контуров?

        11. Нарисовать форму напряжений на входе ЧД, на входе первого АМ детектора, на входе второго АМ детектора при изменении частоты подводимого колебания.

Исходные данные для расчетов:

-         резонансная частота контуров ограничителя и детектора 465 кГц;

-         эквивалентная емкость контуров Сэ=220 пФ;

-         эквивалентные затухания контуров dэ=0,05;

-         крутизна характеристики транзистора VT1 в рабочей точке на рабочей частоте S=15 мА/В;

-         коэффициент передачи по напряжению каждого из диодных детекторов Кд=0,8.

Остальные данные, необходимые для расчетов, приведены в литературе.

Фактор связи β в интервале 1,0…2,5 задается преподавателем.


3.2 Разработка методики  исследования системы автоматической подстройки частоты

        Для исследования системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) с помощью модернизированного лабораторного стенда рекомендуется следующая методика. Она представлена в виде методических указаний к проведению лабораторных работ.

        Целью данной работы является определение основных характеристик системы автоподстройки частоты следящего типа; коэффициента автоподстройки, полосы схватывания, статической характеристики управления частотой гетеродина и остаточной расстройки,  полосы удержания.

        Структурная схема системы АПЧ приведена на рисунке 3.2.1.

<img width=«466» height=«204» src=«ref-1_785435595-10973.coolpic» v:shapes="_x0000_s1063">


       
Рисунок 3.2.1 – Структурная схема системы АПЧ
        Рабочее задание на лабораторную работу:

1.   Снять статические характеристики управителя-частотного детектора;

2.   Снять резонансную характеристику преобразователя без АПЧ и с АПЧ, определить полосу удержания и полосу схватывания.

К п.1. Соединить гнезда   КТ5 с Х1, Х2 с Х3, тумблер «АПЧ» поставить в положение «вкл».

        К гнезду КТ4 присоединить генератор сигналов и частотометр, установить частоту немодулированного входного сигнала около 400 кГц  амплитудой  10-15 мВ.

        К гнезду Х4 подключить милливольтметр постоянного напряжения.

        Включить питание всех приборов.

        Плавно меняя частоту генератора, снять характеристики Uвыхчд=ξ(fпч) и fгет=φ(Uвыхчд). Результаты занести в таблицу 3.2.1. При измерении частоты гетеродина частотометр подключается к гнезду КТ4. Значения fпчо=fпч=465 кГц при Uвыхчд=Uо; fгето=fгетпри Uд=Uoгде Uo– постоянное напряжение на варикапе, измеряемое на гнезде Х4 при положении «выкл» тумблера «АПЧ».

        По результатам экспериментов построить графики зависимостей Δfгет=ξ(Uвыхчд), Uвыхчд=φ(Δ fпч).

По графикам определить статическую крутизну управителя

Sу= Δfгет/ ΔUвыхчд, и различителя Sд= ΔUвыхчд/ Δfпч

для линейных участков снятых характеристик.

         Коэффициент автоподстройки Капч вычисляется по формуле

        Капч=1+SуSд
        Таблица 3.2.1

fпч, кГц









Uвыхчд, В









fгет, кГц









Δfпч, кГц









ΔUвыхчд, В











К п.2. Тумблер «АПЧ» выключить. Установить на генераторе сигналов частоту в районе 4,5 Мгц, амплитуду сигнала на выходе 1-1,5 мВ, подать ее на гнездо КТ2, подключить вольтметр переменного тока к гнезду КТ5. Установить регулятор «Частота гетеродина» в среднее положение.

        Плавно меняя частоту генератора или вращением ручки «Частота гетеродина» настроиться в резонанс по максимуму показаний вольтметра. Снять значение напряжения на вольтметре U1.

        Плавно перестраивая генератор, снять резонансную характеристику преобразователя  Uвых=F(fc), начиная с уровня U1/10 и заканчивая таким же уровнем. Результаты занести в таблицу 3.2.2.

        Тумблер «АПЧ» поставить в положение «ВКЛ». Снять резонансную характеристику с включенной системой автоподстройки частоты. Результаты занести в таблицу 3.2.3. С АПЧ характеристика снимается дважды:

а – при увеличении частоты;

б – при уменьшении частоты.

Таблица 3.2.2  — Характеристики без АПЧ

fc, кГц









Uвых, В











Таблица 3.2.3 – Характеристики с АПЧ

fc, кГц









Uвых, В

а









Uвых, В

б











        Построить все отснятые резонансные кривые на одном графике, откладывая по оси ординат отношение напряжения при расстройках к максимальному (резонансному) значению напряжения на выходе, а по оси абсцисс абсолютные значения частоты входного сигнала. Пользуясь этими кривыми, построить характеристику АПЧ: зависимость отклонения промежуточной частоты относительно номинального значения остаточной расстройки от отклонения частоты входного сигнала относительно частоты точной настройки. Для этого из точки произвольного значения частоты восстановить перпендикуляр до пересечения с резонансной характеристикой, снятой с АПЧ, и определить относительную величину входного сигнала, соответствующую данной частоте или данной начальной расстройке: Δfн=fс1-fс0

где   fс1 – произвольное значение частоты;

        fс0 – частота сигнала, соответствующая точной настройке.

        Абсцисса точки пересечения прямой, проведенной через эту точку параллельно оси абсцисс и резонансной характеристикой, снятой без АПЧ, будет определять остаточную расстройку по формуле:

Δfс=fс2-fс1

где   fс2– частота сигнала, определенная в результате последнего построения. Пользуясь построенной характеристикой АПЧ, определить коэффициент автоподстройки, полосу схватывания и полосу удержания.

Содержание отчета

        Отчет должен содержать цель работы, схему исследуемого макета, результаты экспериментов, краткие выводы по проделанной работе.

Контрольные вопросы

1.       Какова методика снятия статической характеристики управления варикап-гетеродин?

2.       Какой вид имеет вольт-фарадная характеристика варикапа?

3.       Какова методика снятия статической характеристики различителя – частотного детектора?

4.       Какова методика снятия резонансной характеристики усилителя при работающей АПЧ?

5.       Как изменится резонансная характеристика усилителя при работающей АПЧ по сравнению с резонансной характеристикой усилителя без АПЧ?

6.       Какова методика экспериментального определения полосы схватывания и полосы удержания?

7.       Как объяснить кажущееся ухудшение избирательности усилителя промежуточной частоты при действии АПЧ?

8.       Как изменится характеристика АПЧ, если изменить полярность напряжения, подаваемого от частотного детектора на варикап?

9.       Что понимается под полосой схватывания и полосой удержания АПЧ?

10.   Как влияет форма характеристики частотного детектора на величину полосы схватывания и удержания?

11.   Чему равен коэффициент автоподстройки частоты?

12.   От чего зависит остаточная расстройка и как определить ее величину по характеристикам частотного детектора и управления при заданной начальной расстройке?

    продолжение
--PAGE_BREAK--4 Экспериментальные результаты

4.1 Экспериментальные данные, полученные при исследовании амплитудного ограничителя и частотного детектора
При проведении исследований амплитудного ограничителя использовалась методика, разработанная в пункте 3.1 данного дипломного проекта. Полученные данные приведены в таблице 4.1.1. График зависимости Uвых=f(Uвх) приведен на рисунке 4.1.1.

Таблица 4.1.1

Uвх, мВ

8

30

80

275

350

600

750

900

Uвых, мВ

2.5

8

30

1900

6500

7000

7200

6900


Uвых, В

 
8



















 
7



















 
6



















 
5



















 
4



















 
3



















 
2



















 
1



















 


















Uвх, В

 
0     0,1        0,2     0,3       0,4      0,5        0,6      0,7       0,8       0,9      1

Рисунок 4.2.1 – График зависимости
U
вых
=
f
(
U
вх
)

При исследовании частотного детектора полученные результаты заносились в таблицу 4.1.2. График зависимости Uвых.чд = F(fвх) приведен на рисунке 4.1.2.

Таблица 4.1.2

fчд, кГц

410

420

430

440

450

460

470

480

490

Uвых.чд, В

0,92

2,0

3,3

4,0

4,5

4,4

4,0

3,4

2,5



Uвых,

В

 
5,5



















 
5,0



















 
4,5



















 
4,0



















 
3,5



















 
3,0



















 
2,5



















 
2,0



















 
1,5



















 
1,0



















 
0,5



















 




















fвх, кГц

400    410     420     430      440      450      460      470      480      490     

Рисунок 4.2.2 – График зависимости
U
вых
=
F
(
f
вх
)


4.2 Экспериментальные данные, полученные при исследовании системы АПЧ

Исследования системы автоматической подстройки частоты проводились по методике, приведенной в разделе 3.2 данного проекта. Полученные данные представлены в таблицах 4.2.1, 4.2.2, 4.2.3. Графики зависимостей Δfгет=ξ(Uвыхчд), Uвыхчд=φ(Δ fпч) приведены на рисунках 4.2.1 и 4.2.2 соответственно. Определенная по графикам статическая крутизна управителя

Sу= Δfгет/ ΔUвыхчд= 60/2=30 кГц/В

и различителя

Sд= ΔUвыхчд/ Δfпч= 2/10=0,2 В/кГц

Коэффициент автоподстройки Капч

Капч=1+ SуSд= 1+30*0,2=7
        Таблица 4.2.1

fпч, кГц

445

455

465

475

480







Uвыхчд, В

6,5

5

3

1

0,6







fгет, кГц

4300

4360

4410

4470

4480







Δfпч, кГц

-20

-10



10

15







Δfгет, кГц

110

60



-60

-70







Таблица 4.2.2  — Характеристики без АПЧ

fc, кГц

4711

4820

4884

4950

5003

5066

5266

Uвых, В

0,15

0,5

1,1

1,5

1

0,5

0,15

Таблица 4.2.3 – Характеристики с АПЧ

fc, кГц

4720

4860

4900

4950

5000

5080

5450

Uвых, В

а

0,15

0,5

1

1,5

1

0,5

0,15

Uвых, В

б

















5 Безопасность  жизнедеятельности

5.1 Создание оптимальных условий труда на участке травления печатных плат

        При внедрении модернизированного лабораторного макета в серийное производство, одним из этапов изготовления макета будет травление печатных плат для последующей сборки электронной части лабораторного макета. Рассмотрим условия труда и возможные вредные факторы, которые могут возникнуть при работе на участке по травлению печатных плат.

1.   Освещение – недостаточное освещение вызывает уменьшение производительности труда, усиливает утомляемость, увеличивает количество ошибочных действий, могущих привести к браку или  несчастному случаю, также может развиться близорукость. Для недопущения возникновения этих факторов на участке по травлению печатных плат применяется комбинированная система – естественное и искусственное освещение .

2. Микроклимат – отклонения отдельных параметров микроклимата от рекомендованных значений снижают работоспособность, ухудшают самочувствие, и могут привести к  профессиональным заболеваниям. Так, при низкой температуре воздуха происходит  охлаждение организма, что способствует возникновению простудных заболеваний. При высокой температуре возникает перегрев организма, что ведет к повышенному потоотделению и снижению работоспособности. Работник теряет внимание, что может стать причиной несчастного случая. Повышенная влажность воздуха затрудняет испарение влаги с поверхности кожи и легких, что ведет к нарушению терморегуляции организма, и к ухудшению состояния человека и снижению работоспособности. При пониженной относительной влажности у человека появляется ощущение сухости слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Скорость движения воздуха также имеет немаловажное значение, при температуре до 35-36о С оказывает на человека освежающее действие, а при температуре более 40о С – неблагоприятное. По характеру выполняемая на участке работа относится к легкой физической категории 1б (производится сидя, стоя или связана с ходьбой  и сопровождается некоторым физическим напряжением). В помещении где производятся работы такой категории, установлены следующие нормированные значения микроклиматических условий:[1]

-         температура воздуха в холодный период года  23-25оС;

-         относительная влажность 40-60%;

-         температура воздуха в теплый период года  22-24оС;

-         скорость движения воздуха не более 0,2 м/с.

3.   Выделения вредных веществ – при работе на участке травления печатных плат выделяется большое количество вредных веществ. Травление происходит в растворе соляной кислоты,. температура раствора составляет 60-70оС. При этом выделяются хлорид меди CuCl2, водород H2, возможно выделение хлора Cl2. Водород при смешивании с атмосферным кислородом образует взрывоопасную смесь. Хлор относится ко второму классу опасности (высокоопасные вещества), его нормированная предельно допустимая концентрация  в воздухе рабочей зоны составляет 1 мг/м3 [1]. Он может вызвать тяжелые отравления со смертельным исходом. Для защиты от воздействия на человека вредных веществ необходимо применение не только общей, но и местной вентиляции.

Для эффективного отвода загрязненного воздуха от участка по травлению печатных плат применим двубортовые отсосы, расположенные около каждой из четырех ванн для травления печатных плат. Ванны имеют одинаковые размеры 500Х200 мм. Схема двубортового отсоса приведена на рисунке 5.1.1. Количество воздуха L (м3/час), удаляемого одним двубортовым отсосом, определяется по формуле:[8]

L=1400(0,53Bl2/(B+l2)+H)1/3Bl2k1k2kΔT,

где  B– расчетная ширина ванны, м;

   l2– длина ванны, м;

   H– расстояние от зеркала электролита до оси щели, м (по конструктивным соображениям принимаем 100 мм);

   k1  — коэффициент учета конструкции отсоса, принимаемый равным 1 для двубортового отсоса;

k2– коэффициент учета токсичности выделяющихся вредных веществ, принимается равным 1,25;
<img width=«528» height=«505» src=«ref-1_785446568-48687.coolpic» v:shapes="_x0000_s1064">

    продолжение
--PAGE_BREAK--

Рисунок 5.1.1 -  Схема двустороннего бортового отсоса:
1 – корпус ванны; 2 – кожух бортового отсоса: 3 – вытяжной воздуховод; 4 – сборник для улавливания раствора; 5 – конус в сборнике; 6 – удале-ние конденсата: 7 – заслонка.
kΔT— коэффициент учета температуры электролита, при разности  температур электролита и окружающего воздуха в 50о С принимается равным 1.79.

Окончательно, имеем:

L=1400*(0,53*0,5*0,2/(0,5+0,2)+0,1)1/3*0,5*0,2*1,79*1,25*1= 175 м3/ч

Общее количество удаляемого воздуха, м3/ч, равно

Lобщ=L*n

где   n– количество двубортовых отсосов.

Lобщ=175*8=1400 м3/ч

В качестве вентилятора, удаляющего такой объем воздуха, можно применить вентилятор марки К315Lфирмы «VENTRADE» (адрес в глобальной сети ИНТЕРНЕТ: www.aha.ru/~ventrade), имеющий следующие техничес-кие характеристики:

Потребляемая мощность, Вт                                      319

Поток, м3/ч                                                                1660

Частота вращения, об/мин                                         2645

Звуковое давление, dB(А)                                          46

Вес, кг                                                                      5

        Меры безопасности при работе с ваннами для травления печатных плат и травильными растворами:

-      вентиляция в цехе включается до начала работ, а выключается только после их окончания;

-      категорически запрещается работа с неисправной вентиляцией, так как в этом случае выделяемый хлор может вызвать отравление людей, а водород создает с атмосферным кислородом взрывоопасную смесь;

-      все работы производятся в резиновых перчатках и стеклянных очках во избежание попадания травильного раствора на кожу и в глаза;

-      в случае попадания раствора в глаза или на кожу, поврежденные участки тела необходимо промыть водой в течение 15-20 минут и обратиться к врачу;

-      емкости с травильным раствором хранятся в плотно закупоренных емкостях в местах, исключающих их возможное повреждение;

-      все работники обязаны знать  технику безопасности и  меры оказания первой помощи пострадавшим при отравлениях хлором и другими химическими веществами, а также при поражении электрическим током.
5.2 Защита окружающей среды от выбросов вредных веществ

       

        Как уже сказано выше, при работе участка выделяются вредные вещества: водород, хлорид меди, пары соляной кислоты. Также возможно выделение хлора. Соляная кислота и хлор относятся к классу высокоопасных химических веществ. Они оказывают раздражающее воздействие на слизистые оболочки, поверхность кожи и органы дыхания. В  сточных водах присутствуют хлорид меди, соляная кислота. Попадание этих веществ в водоемы изменяет уровень кислотности рН, что влечет за собой изменение биологического равновесия и может привести к гибели живых организмов. Поэтому прямой сброс сточных вод в канализацию недопустим.

        Для очистки сточных вод участка по травлению печатных плат от солей меди и соляной кислоты применим ионообменный метод очистки. Этот метод позволяет обеспечить высокую эффективность очистки, а также получать выделенные из сточной воды металлы в виде относительно чистых концентрированных солей.

        Для ионообменной очистки сточных вод используют синтетические ионообменные смолы. На рисунке 5.2.1    представлена схема ионообменной очистки сточных вод ванн травления от соединений меди. Сточные воды поступают в приемный резервуар 1, откуда насосом 2 подаются в фильтр 3 для очистки от механических примесей. Очищенная от механических примесей сточная вода поступает в последовательно расположенные анионитовые фильтры 4 и 5, заполненные ионообменной смолой в ОН-форме. Очищенная таким образом сточная вода вновь подается в ванну омеднения 12. Вспомогательный катионитовый фильтр 6 предназначен для дополнительной обработки сточной воды в пусковой период. В бак 7 поступают выделенные соединения меди. Бак 8 предназначен для сбора отработанного раствора. Емкости 13 – со щелочью и 14 – с кислотой предназначены для промывки фильтров. Промывной раствор нейтрализуется в баке 11, куда через дозатор 9 одновременно подается необходимое для нейтрализации количество извести из бака 10. Данная схема позволяет задерживать до 95% солей  металлов, образующихся при работе участка по производству печатных плат.

<img width=«629» height=«410» src=«ref-1_785495255-48923.coolpic» v:shapes="_x0000_s1065">
 
Рисунок 5.2.1   Схема ионообменной очистки сточных вод ванн травления

 

5.3 Меры электробезопасности
        Помещение  производственного участка по травлению печатных плат химическим методом – относится к особо опасному помещению, так как в нем:

1.   Присутствует активная химическая среда (хлорное железо, соляная кислота), которая способна вызвать разрушение изоляции и уменьшение ее сопротивления.

2.   Возможно прикосновение человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям здания ( батареям центрального отопления и др.), технологическим аппаратам, механизмам с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования, находящегося под напряжением;

3.   Имеется бетонный пол, который при определенных условиях может стать электропроводящим (повышенная влажность и др.);

По характеру окружающей среды помещение относится к классу помещений с активной химической средой.

        По степени доступности участок относится к производственным помещениям (оборудование доступно для обслуживающего персонала неэлектротехнических специальностей, не имеющих достаточного представления о безопасности при работе с электрооборудованием).

        В помещении данного класса используется четырехпроводная электросеть с глухо-заземленной нейтралью и с нулевым защитным проводником, т.к. невозможно обеспечить хорошую изоляцию проводов вследствие наличия агрессивной химической среды. Сеть электропитания – трехфазная, 380/220 В.

        Поражение электрическим током может произойти при коротком замыкании проводки на металлический корпус аппаратуры, при неумелом обращении с электрообо-рудованием, при случайном касании токоведущих частей. Для защиты персонала от поражения электрическим током применяются зануление, обеспечивающее быстрое отключение аппарата при замыкании токоведущих частей на металлический корпус, устройства защитного отключения, автоматически отключающие электроустановку при потенциальной возможности соприкосновения человека с токоведущими частями, а также защитное заземление.

        Рассчитаем сопротивление защитного заземления.

Расчет ведется по формулам, приведенным в [1]. Заземляющее устройство  использует естественные заземлители (части металлических конструкций, находящиеся в земле), измеренное сопротивление растеканию которых Re=25 Ом.

        Требуемое сопротивление защитного заземляющего устройства для этого случая (согласно ГОСТ121.038-81 ) должно быть не более 4 Ом. Следовательно, дополнительно к естественному   заземлителю монтируется искусственный из вертикальных стальных стержней длиной L=2.5 м, диаметром 15 мм, верхние концы которых соединяются стальной полосой сечением 20х4 мм2, уложенной в грунт (суглинок) с удельным сопротивлением ρ=120 Ом*м и на глубине t=0,5 м.

        Контурный заземлитель размещается по периметру здания предприятия связи, длина которого Lг=70 м.

        При расстоянии между заземлителями а=5м необходимое количество вертикальных электродов составит

n= Lг/a=70/5=14 штук

        Требуемое сопротивление искусственного зазаемляющего устройства:

Rи.тр= ReRз/(Re-Rз)=25*4/(25-4)=4,76 Ом

        Сопротивление растеканию вертикальных (Rв) и горизонтальных (Rг) электродов определяется по формулам:

Rв=(ρ/2пL)*(ln(2L/d)+1/2ln((4t+L)/(4t-L)))=

=120/2/2.5/3.1415*(ln (2*2.5/0,015)+0.5*ln((4*1.75+2.5)/

/(4*1.75-2.5)))=42 Ом;

Rг=ρ/(2пLг)ln2Lг2/bto=120/(2*3,1415*70)ln2*70*70/(0,004*0,5)=

=4.2 Ом.

где   ρ – расчетное удельное сопротивление грунта, Ом*м:

        Lг– длина горизонтального заземлителя;

        b– ширина полосы, м;

        to– глубина заложения полосы горизонтального заземлителя, м;

        t— глубина заложения вертикального заземлителя;

        d– диаметр вертикального заземлителя, м.

Коэффициенты использования электродов ηз = 0.66 и  ηс = 0.36 [1, рисунок 12.7б и 12.8б].

        Сопротивление растеканию группового искусственного заземлителя определяется по формуле [1]:

Rи= RгRв/( Rгηс+ Rвηзn)=42*4.2/(0.36*42+4.2*0.66*14)=3.27 Ом. Это сопротивление меньше заданного (4.76 Ом), что значительно повышает безопасность.

        Общее сопротивление заземляющего устройства:

Rз.д=ReRи/(Re+Rи)=25*3.27/(25+3.27)=2.9 Ом, что меньше требуемого по ГОСТ 121.030-81.
5.4 Меры противопожарной безопасности
        Помещение, где производится травление печатных плат, относится к взрывоопасному, так как выделяемый при травлении водород с атмосферным кислородом образует взрывоопасную смесь. Однако это может произойти лишь при отключении вентиляции, т.е. при авариях. Следовательно, помещение относится к классу В-Iа. По степени пожарной опасности данное производство согласно СНиП 11-90-81 может быть отнесено  к  категории  Д,  так  как характеризуется наличием только несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии.

        Причинами пожара в цехе могут стать короткое замыкание в цепях питания электрооборудования; значительные перегрузки проводки; плохие контакты в местах соединения проводников, приводящие к увеличению переходного сопротивления, на котором выделяется большое количество тепла; небрежное обращение с огнем;  удары молнии и др.

Так как на производственном участке имеется большое количество электрооборудования, а также кислота, использование воды для тушения пожара опасно. Поэтому предполагается использовать установку газового объемного пожаротушения, В качестве огнегасительного вещества используется комбинированный углекислотно-хладоновый состав (85% двуокиси углерода, 15%  хладона 111В2).

Рассчитаем необходимую массу огнегасительного вещества. Производственный участок – помещение размером 5х10 метров, высота потолков – 3 м.

1. Требуемая масса комбинированного углекислотно-хладонового состава md, кг, для объемного пожаротушения определяется по формуле [15]

md=k6qnV,

где   k6 – коэффициент компенсации неучитываемых потерь углекислотно-хладонового состава, принимается равным 1.2;

qn – нормативная массовая огнетушащая концентрация углекислотно-хладонового состава, принимается 0.27 кг/м3 при времени заполнения помещения, равным 30 сек;

        V – объем защищаемого помещения, м3.

md=1.2*0.27*10*5*3=48.6 кг

2. Количество ξ1 баллонов определяется из расчета вместимости в 40-литровый баллон 25 кг углекислотно-хладонового состава

ξ1= md/25=48.6/25=2 полных баллона

3. Внутренний диаметр магистрального трубопровода di, мм, определяется по формуле

<img width=«22» height=«2» src=«ref-1_785544178-155.coolpic» v:shapes="_x0000_s1066">di=d1 √ξ2

где   d1 – диаметр сифонной трубки баллона, мм (30 мм)

ξ2 – число одновременно разряжаемых баллонов.

<img width=«21» height=«2» src=«ref-1_785544333-153.coolpic» v:shapes="_x0000_s1067">di=30*√2=42.4=43 мм

4. Эквивалентная длина магистрального трубопровода l2, м, определяется по формуле:

l2=k7l

где   k7 – коэффициент увеличения длины трубопровода для компенсации неучитываемых местных потерь (принимается равным 1.1):

        l – длина трубопровода по проекту, м (принимается равной 30 м).

l2=1.1*30=33 м

        5. Площадь сечения выходного отверстия оросителя Аз, мм2, определяется по формуле

Аз=S/ξ1

где   S – площадь сечения магистрального трубопровода, мм2;

        ξ1 – число оросителей (8).

        Аз=3.1415*2*33/8=26 мм2

        6. Расход углекислотно-хладонового состава Q, кг/с, в зависимости от эквивалентной длины и диаметра трубопровода определяется по черт.3 [15]

Q=5,6 кг/с

7. Расчетное время подачи углекислотно-хладонового состава t, мин, определяется по формуле:

t=md/60Q

где   md – расчетная масса углекислотно-хладонового состава, кг;

        Q – расход углекислотно-хладонового состава, кг/с.

t=48,6/5,6=8,7 мин

        8. Масса основного запаса углекислотно-хладонового состава, m, кг, определяется по формуле:

m = 1,1md(1+k8/k6)

где   k8 – коэффициент, учитывающий остаток углекислотно-хладонового состава  в баллонах и трубопроводах, равен 0.2;

m = 1,1*48,6*(1+0.2/1.2)=62,4 кг

Насадки расположены на потолке в два ряда по четыре штуки в ряду на расстоянии 1.5 м от стен и 2м друг от друга. Они соединены последовательно магистральной трубой диаметром 33 мм, баллоны с газом расположены в соседнем помещении.

Определим технические и организационные мероприятия на участке по травлению печатных плат. К техническим мероприятиям относятся противопожарные меры,  применяемые при строительстве цеха. В частности, при строительстве цеха необходимо соблюсти следующее:

— территорию цеха  необходимо постоянно содержать в чистоте, горючий мусор должен систематически удаляться на специально отведенные участки и по мере накопления вывозиться;

-      все токоведущие части, распределительные  устройства, рубильники и другие пусковые аппараты  монтируются на негорючих основаниях (мрамор, текстолит, гетинакс, асбест, и т.п.);

-      измерение сопротивления изоляции  электросети проводится не реже двух раз в год. Неисправные участки обесточиваются и заменяются новыми;

-      вся электрическая аппаратура, установленная в цехе, выполняется взрывозащищенной;

-      для осветительной проводки в цехе  применяются только провода в кислотноупорной оболочке;

-      для устранения возможности проникновения паров и газов из цеха в соседние помещения выводы проводов сквозь стены  делаются с применением фарфоровых трубок, отверстия которых закрываются кислотноупорной замазкой;

-      отопление аккумуляторного помещения делается централизованным (водяным или паровым) в виде целых сварных труб без фланцев и вентилей;

-      на дверях цеха выполняется крупная надпись «Огнеопасно, с огнем не входить!»;

-      курение в помещении строго воспрещается;

-      на случай возникновения пожара необходимо предусмотреть возможность эвакуации людей. Эвакуационные пути должны обеспечивать эвакуацию всех людей, находящихся в помещении цеха в течение необходимого времени. Число эвакуационных путей не менее двух;

-      двери на путях эвакуации навешиваются так, чтобы открывались по направлению выхода из здания;

-      устройство раздвижных и подъездных дверей на путях эвакуации не допускается;

-      минимальная ширина дверей на путях эвакуации не менее 0,8м;

-      высота перехода на путях эвакуации  не менее 2 м;

-      устройство винтовых лестниц и забежных ступеней на путях эвакуации не допускается;

-      схема эвакуации людей  тщательно разрабатывается и вывешивается на видных местах;

-      весь трудовой коллектив проходит обучение мерам противопожарной безопасности.


6 Технико-экономическое обоснование дипломного проектирования

В данном дипломном проекте разрабатывается оптимальный способ  модернизации лабораторного стенда, имеющегося на кафедре «Радиотехника». Данный проект представляет определенную ценность для Алматинского Института Энергетики и Связи, поэтому имеет смысл рассчитать рыночную стоимость и себестоимость производимой модернизации.
6.1 Трудозатраты

Представим организацию выполнения научно-исследовательской работы в виде таблицы 6.1. В этой таблице представлены наименования этапов разработки, трудоемкость и исполнители разработки.

6.2 Трудоемкость

 Определяем оклады руководителю, консультанту и инженеру. Считая, что в месяце 24 рабочих дня, определяем дневной заработок, а также трудоемкость. Месячный оклад руководителя составляет 12000 тенге, консультанта — 6000 тенге, инженера — 6000 тенге.

Результаты расчета приведены в таблице 6.2.
Таблица 6.1

6.3 Смета затрат
Фонд оплаты труда (ФОТ) определяется суммой основной заработной платы (ОЗП) и дополнительной заработной платы
Таблица 6.2.                             



(ДЗП); ДЗП составляет 30% от основной заработной платы (ОЗП) [2]:

ДЗП=0,3*ОЗП

ДЗП=0,3*13750=4125 тенге

ФОТ=ОЗП+ДЗП

ФОТ=13750+4125=17878 тенге

 Отчисления в фонд социального страхования (ФСС) определяется в размере 30% от фонда оплаты труда:

ФСС=0.3*ФОТ

ФСС=0.3*17878=5362.5 тенге

 Отчисления в фонд занятости составляют 2% от ФОТ

ЗФЗ=0.02*ФОТ

ЗФЗ=0.02*17878=357.56 тенге

Затраты на электроэнергию определяются по формуле

СЭ=W*T*S*КИМ,

где   W— мощность всех приборов, Вт;

Т — фонд времени работы прибора, час;

S— стоимость киловатт-часа электроэнергии, S=6.0 тенге/час;

КИМ — коэффициент использования мощности, КИМ=0.9.

Результаты расчета затрат на электроэнергию сведены в таблицу 6.3.

Таблица 6.3                    Затраты на электроэнергию.



Оборудование



Потребляемая мощность, кВт

Фонд времени, час

Расход электроэнергии, кВт/час

Затраты на электроэнергию, тенге

Электропаяльник

0.025

50

1.25

7.5

Осциллограф

0.07

50

3.5

21

Генератор сигналов

0.05

50

2.5

15

Частотометр

0.05

50

2.5

15

Итого







58.5



СЭ=58.5*0.9=52.65 тенге.
6.4 Расчет стоимости специального оборудования и его амортизации

 В процессе модернизации лабораторного макета были использованы:

— электропаяльник типа ЭПСН-25;

— осциллограф ОСЦ-51;

— генератор сигналов высокочастотный ГС-106;.

— частотометр Ч-42.

На проведение экспериментальных работ выделено 20 дней или 0.055 года. Результаты работы сведены в таблицу 6.4. Норма амортизации составляет 8%  [2]
Таблица 6.4.           Амортизационные отчисления               



Время дипломного проектирования 3 месяца, что составляет 0.25 лет. Затраты на специальное оборудование в соответствии с [1] составляют:

Зсп.об.=(Агод*Тисп)/Тгод,

где   Зсп.об. — затраты на специальное оборудование, тенге;

Агод — амортизационные отчисления, тенге;

Тисп — время использования по теме, год;

Тгод — длительность работы над дипломом, лет.

Зсп.об=(87.8*0.055)/0.25=19 тенге.

 Общая сумма всех затрат:

Зобщ=ФОТ+Зсп.об+СЭ+ЗФЗ

Зобщ=17878+19+53+357=18307 тенге.

Накладные расходы составляют 75% от затрат:

Зн=Зобщ*0.75;

Зн=18307*0.75=13730 тенге.

Полная себестоимость:

S=Зобщ+Зн=13730+17878=31608 тенге.

Полученные результаты расчета основных технико-экономических показателей разработки сводим в таблицу 6.5.
6.5 Расчет цены реализации разработки

Определим лимитную цену разработки по формуле:

Цл=S+П

где П — прибыль предприятия:

П=0.4*S.

Цл=S+0.4*S=1.4*31608=44251.2 тенге.

Цена реализации разработки модернизации:

Цр=Цл+НДС,

где   НДС — налог на добавленную стоимость, НДС составляет 20% от лимитной цены разработки.

Цр=Цл+0.2*Цл=1.2*44251.2=53101 тенге.

Из учета рыночных отношений разумно перевести  цену в доллары США и в последующем реализовать продукт по цене в зависимости от рыночного курса государственной валюты.

На момент проведения работ по модернизации курс тенге по отношению к доллару США составлял 116.8 тенге за один американский доллар. Следовательно цена разработки будет составлять $455.
Таблица 6.5.                    Себестоимость затрат

    продолжение
--PAGE_BREAK--