К основному источнику опасности при проведении конструкторских разработок следует отнести опасность поражения электрическим током от неисправного электрооборудования.
Электробезопасность должна обеспечиваться: конструкцией электроустановок, техническими способами и средствами защиты, организационными и техническими мероприятиями.
Электроустановки и их части должны быть выполнены таким образом, чтобы работающие не подвергались опасным и вредным воздействиям электрического тока и электромагнитных полей, и соответствовать требованиям электробезопасности.
Для обеспечения защиты от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции, применяют следующие способы: защитное заземление, зануление, выравнивание потенциала, система защитных проводов, защитное отключение, изоляция нетоковедущих частей, электрическое разделение сети, малое напряжение, контроль изоляции, компенсация токов замыкания на землю, средства индивидуальной защиты [21].
При разработке устройства инженер-конструктор обязан выполнять следующие требования безопасности при работе с ПК. Перед началом работы с ПК работник обязан: проветрить рабочее помещение; проверить устойчивость положения оборудования на рабочем столе, отсутствие видимых повреждений оборудования, дискет в дисководе системного блока, исправность и целостность питающих и соединительных кабелей, разъемов и штепсельных соединений, защитного заземления (зануления), исправность мебели; отрегулировать положение стола, стула (кресла), подставки для ног, клавиатуры, экрана монитора, освещенность на рабочем месте. При необходимости включить местное освещение; протереть поверхность экрана монитора, защитного фильтра (при его наличии) сухой мягкой тканевой салфеткой; убедиться в отсутствии отражений на экране монитора, встречного светового потока; включить оборудование ПК в электрическую сеть, соблюдая следующую последовательность: стабилизатор напряжения (если он используется), блок бесперебойного питания, периферийные устройства (принтер, монитор, сканер и другие устройства), системный блок.
Во время работы с ПК работник обязан: соблюдать требования охраны труда, установленные настоящей инструкцией; содержать в порядке и чистоте свое рабочее место; держать открытыми вентиляционные отверстия оборудования; соблюдать оптимальное расстояние от экрана монитора до глаз.
Работу за экраном монитора следует периодически прерывать на регламентированные перерывы, которые устанавливаются для обеспечения работоспособности и сохранения здоровья, или заменять другой работой с целью сокращения рабочей нагрузки у экрана.
С целью уменьшения отрицательного влияния монотонности необходимо применять чередование операций.
При работе с текстовой информацией следует отдавать предпочтение физиологически наиболее оптимальному режиму представления черных символов на белом фоне.
Не следует оставлять оборудование включенным без наблюдения. При необходимости прекращения на некоторое время работы корректно закрываются все активные задачи и оборудование выключается.
При работе с ПК не разрешается: при включенном питании прикасаться к панелям с разъемами оборудования, разъемам питающих и соединительных кабелей, экрану монитора, загромождать верхние панели оборудования, рабочее место бумагами, посторонними предметами, производить переключения, отключение питания во время выполнения активной задачи, допускать попадание влаги на поверхность оборудования, включать сильно охлажденное (принесенное с улицы в зимнее время) оборудование, производить самостоятельно вскрытие и ремонт оборудования; вытирать пыль на включенном оборудовании; допускать нахождение вблизи оборудования посторонних лиц.
По окончании работы работник обязан: корректно закрыть все активные задачи, при наличии дискеты в дисководе извлечь ее, выключить питание системного блока, выключить питание всех периферийных устройств, отключить блок бесперебойного питания, отключить стабилизатор напряжения (если он используется), отключить питающий кабель от сети, осмотреть и привести в порядок рабочее место, о неисправностях оборудования и других замечаниях по работе с ПК сообщить непосредственному руководителю или лицам, осуществляющим техническое обслуживание оборудования, при необходимости вымыть с мылом руки [22].
На участке сборки и монтажа частотного преобразователя производится пайка ИК-нагревом, волной припоя и пайка электропаяльником. Рассмотрим технику безопасности при выполнении паяльных работ этими устройствами.
При проведении паяльных работ паяльником необходимо:
– контролировать температуру стержня электропаяльника не менее двух раз в смену перед началом работы и после перерыва, а также после его замены или заточки с отметкой в журнале или графике;
– рабочую часть жала паяльника необходимо периодически очищать от нагара, она должна быть облужена и иметь ровную поверхность без заусенцев и раковин;
– очищать паяльное жало необходимо с помощью канифоли и бязи. снимать заусенцы и раковины с жала с помощью напильника на специальном рабочем месте.
При пайке электрическим паяльником запрещается:
– в производственных условиях использовать для питания электропаяльника сеть напряжением выше 30В.
– вытаскивать из штепсельной розетки электропаяльник за шнур, чтобы избежать обрыва шнура, возникновения короткого замыкания и попадания под опасное напряжение.
– встряхивать паяльник для очистки его от припоя.
Ручка электрического паяльника должна быть сухой и изготовлена из изоляционного материала. Стационарные места пайки должны быть оборудованы местными вытяжными устройствами, обеспечивающими скорость воздуха непосредственно на месте пайки не менее 0,6 м/с
При индукционной пайке (токами высокой частоты):
- высокочастотные установки, предназначенные для пайки, должны быть размещены в отдельном помещении и обеспечены ограждениями, механической или электрической блокировкой для предупреждения прикосновения к частям установки, находящимся под напряжением;
- все металлические части в установках с машинными или ламповыми генераторами и вторичный виток нагревательного контура должны быть заземлены;
- помещение с высокочастотными установками должно иметь вентиляцию, обеспечивающую нормальные условия работы обслуживающего персонала и охлаждение агрегатов;
- при индукционной пайке для защиты от действия током высокой частоты необходимо устанавливать специальные экраны.
При работе на электрических печах:
- паяльщик должен хорошо знать правила их эксплуатации и следить за исправностью токоведущих частей;
- при загрузке, очистке, ремонте и осмотре электрических печей ток должен быть отключен;
- электрические печи должны иметь электроблокировку загрузочной дверцы печи, автоматически выключающую ток при открывании дверцы;
- категорически запрещается включать рубильник и нажимать пусковую кнопку при помощи металлических предметов, а также нельзя пользоваться неисправным рубильником, пусковой кнопкой и штепселем;
- о замеченных неисправностях в электрооборудовании и осветительной сети паяльщик обязан немедленно сообщить мастеру или старшему по смене [23].
6.3 Пожарная безопасность
Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защитой. Пожарная профилактика – комплекс мероприятий, необходимых для предупреждения возникновения пожара или уменьшения его последствий. Активная пожарная защита – мероприятия, обеспечивающие успешную борьбу с возникновением пожара или взрывоопасной ситуации.
Помещение, в котором будет осуществляться проведение конструкторских работ над разрабатываемым изделием, относится к категории “Д” по пожарной опасности (помещения, в которых обращаются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии). Помещение, в котором будет осуществляться проведение производственных работ над разрабатываемым изделием, относится к категории “В1” по пожарной опасности (помещения, в которых обращаются горючие и трудно горючие жидкости, твердые горючие и трудно горючие вещества и материалы).
К наиболее потенциально опасным источникам и причинам возгорания в помещении для конструкторских работ можно отнести:
- неисправности электрооборудования;
- неосторожное обращение с огнем, т.е. невыполнение правил пожарной безопасности.
А для сборочно-монтажных работ, помимо вышеперечисленных:
- возгорание применяемых ЛВЖ;
- возгорание при несоблюдении правил работы с установками, выделяющими большое количество тепла.
Потенциально опасны с точки зрения возникновения очагов пожаров различные электроустановки (в условиях помещений для конструкторских работ – компьютерная и оргтехника). Для предупреждения перегрузок и коротких замыканий в электрических проводках следует применять плавкие предохранители и автоматические выключатели, осуществлять правильный монтаж электрических цепей. Для предупреждения перегрева проводов необходимо использовать соединительные провода с сечениями токоведущих жил, рассчитанными на рабочий ток оборудования. Для снижения контактных сопротивлений в электрических цепях (что может привести к нагреву и возгоранию изоляции) необходимо увеличивать площадь соприкосновения контактов и произвести их тщательную обработку [24].
При выборе помещений для проведения конструкторских работ или производственных помещений необходимо предусмотреть безопасную эвакуацию людей. Количество эвакуационных выходов должно быть, как правило, не менее двух. Максимальное расстояние от наиболее удаленного рабочего места до эвакуационного выхода, расположение самих эвакуационных выходов, их количество регламентируется. Технологическое оборудование не должно препятствовать эвакуации, не допускается перекрытие или загораживание эвакуационных выходов.
Оповещение людей о пожаре должно осуществляться во все помещения здания с постоянным или временным пребыванием людей путем подачи звуковых либо световых сигналов, трансляцией речевой информации о необходимости эвакуации, путях эвакуации и других действиях, направленных на обеспечение безопасности. Управление эвакуацией должно осуществляться включением эвакуационного освещения и световых указателей направления эвакуации; обеспечением открывания всех дверей эвакуационных выходов; передачей по системе оповещения специально разработанных текстов, направленных на предотвращение паники; трансляцией текстов, содержащих информацию о необходимом направлении движения.
Количество оповещателей, их расстановка и мощность должны обеспечивать необходимую слышимость во всех местах постоянного или временного пребывания людей. Оповещатели не должны иметь регуляторы громкости. Подключение к сети следует осуществлять без разъемных устройств. Сигналы оповещения должны отличаться от сигналов другого назначения.
Для правильной и слаженной эвакуации людей в случае пожара заранее должен быть утвержден руководителем организации план эвакуации. План эвакуации должен содержать графическую и текстовую части. В графической части должны быть отражены: наиболее значимые элементы здания; основной и запасной пути эвакуации; места размещения кнопок ручных пожарных извещателей, телефона, пожарных кранов, огнетушителей; номера телефонов пожарных и аварийно-спасательных подразделений. Текстовая часть плана эвакуации должна содержать инструкцию, содержащую порядок и перечень действий при пожаре, их последовательность, должности и фамилии исполнителей. План эвакуации должен быть размещен на видном месте [25].
Для обеспечения быстрого и своевременного тушения очага пожара, внутри здания должны иметься огнетушители. Выбор типа огнетушителей, их размещение, порядок технического обслуживания и ведение учета, а так же требования безопасности при эксплуатации огнетушителей регламентируются. В данном случае ввиду присутствия в зоне возможного возникновения пожара электроустановок (например, персональных компьютеров, оргтехники, измерительной аппаратуры), наиболее оправдано использование углекислотных огнетушителей марок ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8, ОУ-25 и др. Данные огнетушители могут применяться для тушения возгораний и небольших очагов пожаров, в том числе и электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В [26].
7 Защита населения и хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях
Расположение на территории Республики Беларусь объектов и производств повышенной опасности обусловливает возможность возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного характера, а наличие обширных площадей лесов, болот, наблюдающихся природных аномалий – чрезвычайных ситуаций природного характера.
Рельеф местности, преимущественное изотермическое вертикальное состояния воздуха, незначительные средние скорости ветра весьма благоприятны для распространения заражения (химического, радиоактивного, бактериологического) на большие расстояния. Высокий уровень развития промышленности, механизации сельского хозяйства, дорожного строительства, наличие разнообразной техники специального назначения, развитая дорожная сеть позволяет предполагать, что возникшие ЧС могут быть локализованы и ликвидированы в короткие сроки.
Наибольшую опасность представляют аварии на химически опасных объектах с выбросом в окружающую среду сильнодействующих ядерных веществ. Аварии в научно – исследовательских учреждениях (на производственных предприятиях), осуществляющих разработку, изготовление, переработку, хранение и транспортировку бактериальных средств и препаратов или иных биологических веществ, с выбросом в окружающую среду. Авиационные катастрофы, повлекшие за собой значительное количество человеческих жертв и требующие проведения поисково–спасательных работ. Аварии на трубопроводах, вызывающие массовый выброс транспортируемых веществ и загрязнение окружающей среды в непосредственной близости от населенных пунктов. Аварии на очистных сооружениях, гидродинамические аварии (прорыв плотин, дамб и др.), пожары, возникшие в результате взрывов на пожароопасных объектах [27].
Основными задачами ГО являются:
- защита населения от последствий стихийных и экологических бедствий, крупных аварий и катастроф, применения противником в военное время современных средств поражения;
- координация деятельности органов управления республики по прогнозированию, предупреждению и ликвидации последствий экологических и стихийных бедствий, аварий и катастроф;
- проведение аварийно – спасательных и других неотложных работ (АСиДНР) в ходи ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций в очагах поражения;
- создание и поддержание в готовности систем управления, оповещения, связи, организация наблюдения контроля за радиационной, химической и биологической обстановкой;
- специальная подготовка руководящих кадров и сил ГО, всеобщее обучение населения способам защиты и действиям в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени;
- участие в осуществлении мер, направленных на повышение устойчивости функционирования объектов и отраслей экономики в экстремальных условиях мирного и военного времени.
К основам принципам защиты населения относятся:
- защита населения на всей территории страны;
- дифференцированная защита населения с учетом размещения производительных сил и объектов государственного значения;
- заблаговременное планирование и проведение защитных мероприятий;
- увязка плана защитных мероприятий с планом экономического и социального развития Республики Беларусь.
Применяются три основных способа защиты:
1. эвакуация населения;
2. укрытие населения в защитных сооружениях;
3. использование населением индивидуальных средств защиты.
Организация и проведение эвакуации возлагается на начальников ГО соответствующих объектов. Эвакуация проводится после получения распоряжения.
Для проведения эвакуации используется железнодорожный, автомобильный, водный транспорт, а также транспорт незанятых граждан. Часть населения может выводится пешим порядком [28].
7.1 Чрезвычайные ситуации, характерные для проектируемого объекта
В данном дипломном проекте разрабатывается изделие “Частотный преобразователь”. По своему назначению данный прибор может использоваться на производствах самого различного характера, в том числе, и на потенциально опасных для человека, представляющих угрозу окружающей среде. Рассмотрим для примера вопросы защиты населения при использовании данного устройства в химическом производстве в городе Новополоцке. Изделие предназначается для регулировки частоты вращения вала электродвигателя и применительно к химическому производству может служить для управления скорости подачи различных химических сред. Возникновение различных чрезвычайных ситуаций на управляемом объекте может представлять реальную угрозу здоровью работников предприятия и городских жителей.
7.2 Меры по ликвидации ЧС
Эксплуатация разрабатываемого частотного преобразователя будет осуществляться на предприятии, где могут использоваться либо храниться различные горючие и взрывчатые вещества. Неисправности в управляющем электрооборудовании могут привести к возникновению пожара. В случае обнаружения пожара или источника загорания в производственных помещениях, обнаруживший обязан:
– немедленно, если это возможно, сообщить об этом в пожарную охрану (МЧС);
– приступить к тушению очага пожара имеющимися средствами пожаротушения (огнетушитель);
– при необходимости вызвать медицинскую и другие службы;
При спасении пострадавших из горящих зданий (гаражей, ангаров) и тушении пожара необходимо:
– прежде, чем войти в горящее помещение, накрыться с головой мокрым покрывалом, пальто, плащом;
– дверь в задымленное помещение открывать осторожно, чтобы избежать вспышки пламени от быстрого притока свежего воздуха;
– для защиты от угарного газа дышать через увлажнённую ткань;
– если загорелась одежда, лечь на землю и, перекатываясь, сбить пламя; не бежать;
– если горит электропроводка, сначала вывернуть пробки или выключить рубильник, а потом приступить к тушению [29].
В тушении пожаров, возникающих на предприятии, где ведется эксплуатация разрабатываемого изделия, должны принимать участие силы МЧС. При тушении пожаров необходимо действовать огнегасящими средствами, но не на пламя, а на горящую поверхность, стараясь остановить его распространение. Через сильно задымленное помещение, в случае возникновения пожара, лучше двигаться ползком или пригнувшись.
7.3 Защита населения
Вероятность возникновения аварийных ситуаций в городе Новополоцке исходит от таких предприятий как “Полимир”, “Нафтан”, завод “БВК”. Потенциальную угрозу здоровью людей могут представлять и аварии на производстве, где будет использоваться разрабатываемое изделие.
В случае аварии, сопровождающейся выбросом отравляющих веществ, штабом гражданской обороны города Новополоцка производится оповещение населения об опасности заражения.
В случае выброса в атмосферу аммиака при аварии на вышеперечисленных предприятиях в качестве средств индивидуальной защиты необходимо применять изолирующий противогаз или респиратор РПГ-67 КД, а также защитный костюм, резиновые сапоги и перчатки. Использование промышленного фильтрующего противогаза марки В или М, гражданского фильтрующего противогаза необходимо в случае выброса хлора, применяемого в химической промышленности на предприятии “Нафтан”, а также на водозаборе города Новополоцка. При выбросе кислоты (синильной, акрилонитриловой) требуется применение защитных костюмов, резиновых сапог, перчаток, а также изолирующих противогазов ИП-4, ИП-5 или респиратора РП-67В [27].
7.4 Оказание первой медицинской помощи пострадавшим в ЧС
При отравлении сильнодействующими ядовитыми веществами, что может возникнуть при утечке ограниченного количества ядовитых веществ, например, в производственном помещении, необходимо вывести пострадавших на свежий воздух, обеспечить им тепло и покой, снять загрязненную одежду и обувь. После проведения первой помощи пораженного необходимо госпитализировать.
Для оказания помощи при ранениях и ожогах, а также для предупреждения и ослабления воздействия сильнодействующих ядовитых веществ предназначена медицинская аптечка. Количество медицинских аптечек, находящихся на предприятии, должно быть достаточным для обеспечения всех рабочих мест, где существует угроза отравления химическими веществами. При обнаружении признаков утечки отравляющих веществ (или по сигналу “Химическая тревога”) необходимо как можно скорее надеть противогаз, а в случае необходимости и средства защиты кожи; если поблизости есть убежище – укрыться в нем. Перед тем как войти в убежище следует снять использованные средства защиты кожи и верхнюю одежду и оставить их в тамбуре убежища; эта мера предосторожности исключает занос отравляющих веществ в убежище. Противогаз снимается после входа в убежище. При пользовании укрытием (подвалом, перекрытой щелью) не следует забывать, что оно может служить защитой от попадания на кожные покровы и одежду капельножидких отравляющих веществ, но не защищает от паров или аэрозолей отравляющих веществ, находящихся в воздухе. При нахождении в таких укрытиях в условиях наружного заражения обязательно использование противогаза. Находиться в убежище (укрытии) следует до получения от сил гражданской обороны распоряжения на выход из него. Выходить из очага химического поражения нужно по направлениям, обозначенным специальными указателями или указанным постами гражданской обороны (милиции) [30].
7.5 Повышение устойчивости радиоэлектронной и оптической аппаратуры
Оценка устойчивости аппаратуры к воздействию ударной волны.
Для оценки устойчивости прибора к ударной нагрузке целесообразно считать, что на него в первые доли секунды будут одновременно действовать сила от избыточного давления ударной волны и сила давления скоростного напора.
Суммарная сила будет равна:
(7.1)
где Рф – избыточное давление во фронте ударной волны; Рск – давление скоростного типа; S – площадь стенки прибора, на которую действует сила FΣ. Известно, что сила инерции (Fи) равна сумме действующих сил и реакций связи (для незакрепленного прибора – это сила трения):
(7.2)
где m – масса прибора; а – ударное ускорение; Fтр – сила трения. Учитывая, что Fтр << FΣ, можно записать:
(7.3)
Обычно для всех приборов допустимая величина ускорения задается (рассчитывается) и отмечается в техническом паспорте на прибор. В некоторых случаях может задаваться допустимая величина перегрузки, равная 
, где g - ускорение свободного падения тела; адоп - допустимое ускорение. Зная допустимое значение перегрузки, массу прибора и его размеры, можно определить допустимую суммарную силу.
(7.4)
Масса прибора составляет m = 1,5 кг. Допустимая величина ускорения прибора равна aдоп = 98 м/c2. Следовательно, допустимая суммарная сила будет равна:
Н.
Далее находим допустимое давление, при котором прибор не разрушится и не получит существенных повреждений:
(7.5)
Площадь самой широкой стенки прибора равна S = 0,04 м2.
Тогда
.
По величине ΔPдоп, используя график (рисунок 7.1), находим ΔPф, которое соответствует допустимому давлению. Прибор будет работать устойчиво, если ΔPдоп ≥ ΔPф, где ΔPф – избыточное давление, действующее на прибор.
Рис. 7.1 - Нахождение допустимого давления
По теореме синусов ΔPф доп = (ΔPдоп/sin 57°)·sin33° = 2695 Па. Отсюда следует, что прибор будет работать устойчиво.
Оценка устойчивости аппаратуры к воздействию теплового (светового) излучения.
Основным параметром, характеризующим поражающее действии теплового излучения, является тепловой импульс Uт (Дж/м2). Величину теплового импульса можно рассчитать.
Критерием устойчивости радиоэлектронных и оптических приборов и систем к воздействию теплового излучения является максимальная величина теплового импульса, при которой не происходит нарушения функционирования прибора или системы.
Радиоэлектронные и оптические приборы размещены в корпусах (кожухах) эксплуатируются преимущественно в помещениях. Поэтому аппаратура от непосредственного воздействия теплового излучения защищена.
Однако помещения, в которых она расположена, могут быть выполнены из сгораемых материалов и под действием теплового излучения могут загореться. В результате произойдет нагрев аппаратуры, возможна засветка оптических приборов. Оценка вероятности загорания помещений и элементов аппаратуры производится с помощью таблиц, приведенных в [28].
Прибор будет эксплуатироваться в кирпичном здании, имеющем крышу, покрытую рубероидом. Максимальная энергия светового импульса необходимая для его воспламенения будет равна Uс = 840 кДж/м2.
До ближайшего здания, в котором будет находится разрабатываемое устройство около 30 м. По таблице из [28] определим вероятность распространения пожара между зданиями. Она будет равна 23%.
Оценим значение теплового импульса, необходимого для воспламенения прибора.
, кДж/м2, (7.6)
где Uc – световой импульс; Kп – коэффициент поглощения; α – угол между перпендикуляром и направлением света.
Крыша здания изготовлена из рубероида черного цвета, следовательно коэффициент поглощения Kп=0,99. Угол между перпендикуляром и распространением свет примем равным α = 30є.
кДж/м2.
Определим прирост температуры за счет теплового излучения:
, К, (7.7)
где ρ – плотность материала кожуха, кг/м3; с – теплоемкость материала прибора, Дж/кг, К; δ – толщина листа корпуса прибора.
Корпус прибора – сталь, толщиной 1 мм, ρ = 7700 кг/м3, с = 0,5 Дж/кг, δ = 0,001 м. Следовательно, прирост температуры будет равен:
Зная ΔT, можно определить температуру нагрева:
, (7.8)
где Tр – рабочая температура прибора. Она равна Tр = 20єС = 293 K. Таким образом температура нагрева будет равна:
.
Прибор будет работать устойчиво, если допустимая температура меньше температуры нагрева. Допустимая температура работы прибора Тдоп = 45єС = 320K. Следовательно, при такой величине светового импульса прибор выйдет из строя.
Оценка устойчивости аппаратуры к воздействию ионизирующих излучений.
Известно, что в первые секунды после ядерного взрыва на аппаратуру действует проникающая радиация (в основном γ-излучение и поток нейтронов), а в последующем – радиоактивное излучение зараженной местности (главным образом β- и γ-излучения). Все эти излучения являются ионизирующими. Воздействуя на неорганические и органические материалы, они могут вызывать обратимые и необратимые изменения в различных элементах радиоэлектронной и оптической аппаратуры, что будет вести к сбоям или отказам в работе. Поэтому там, где имеется такая аппаратура, необходимо производить оценку устойчивости работы ее в условиях воздействия радиоактивного излучения. Особенно подвержены воздействию ионизирующих излучений полупроводниковые, газоразрядные вакуумные приборы, некоторые типы конденсаторов и резисторов, оптическое стекло (эти излучения могут существенно увеличить оптическую плотность).
Критерием оценки устойчивости работы электронных систем при воздействии ионизирующих излучений являются максимальные значения интегрального потока нейтронов Фп, дозы Dγ и мощности дозы Рγ, при которых работа этих систем нарушается.
При радиоактивном заражении местности мощность дозы γ-излучения невелика и ее воздействие на аппаратуру и материалы можно не учитывать.
Оценка устойчивости аппаратуры производится по каждому параметру отдельно. Сравнивая рассчитанные величины параметров Фп, Dγ и Рγ с Пкр (табличными), определяем наиболее подверженные воздействию радиоактивного излучения (слабые) элементы.
Оценку устойчивости аппаратуры к ионизирующим излучениям можно произвести и таким образом: составляем перечень элементов прибора, чувствительных к радиоактивному излучению, и вносим их в сводную таблицу 7.1; определяем по таблицам Пкр для каждого элемента по всем параметрам проникающей радиации (Фп, Dγ и Рγ). Полученные результаты с помощью условных обозначений вносим в сводную таблицу; определяем наиболее уязвимые элементы прибора; определяем целесообразные пределы повышения устойчивости слабых элементов. На стадии проектирования можно рекомендовать замену одних элементов другими.
Таблица 7.1 - Элементы, чувствительные к радиоизлучению
| Параметры радиации Наименова- ние элементов | Фп, нейтрон/м2 | 1016 | 1017 | 1018 | 1019 | 1020 | 1021 | 1022 |
| Рγ, Гр | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | |
| Dγ, Гр/c | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | |
| Маломощные транзисторы | Фп, нейтрон/м2 |  
| ||||||
| Рγ, Гр | ||||||||
| Dγ, Гр/c | ||||||||
| Выпрямительные диоды | Фп, нейтрон/м2 |  
| ||||||
| Рγ, Гр | ||||||||
| Dγ, Гр/c | ||||||||
| Резисторы | Фп, нейтрон/м2 |   
| ||||||
| Рγ, Гр | ||||||||
| Dγ, Гр/c | ||||||||
| Конденсаторы | Фп, нейтрон/м2 |  
| ||||||
| Рγ, Гр | ||||||||
| Dγ, Гр/c | ||||||||
| Интегральная схема | Фп, нейтрон/м2 |  
| ||||||
| Рγ, Гр | ||||||||
| Dγ, Гр/c |
После того, как оценка дана, вырабатываются мероприятия по повышению устойчивости работы приборов в условиях воздействия ионизирующих излучений.
Как видно, самыми чувствительными элементами к излучению являются транзисторы, диоды и микросхемы.
Оценка устойчивости аппаратуры к воздействию электромагнитного импульса.
Критерием устойчивости работы электронных систем при воздействии электромагнитного импульса (ЭМИ) является максимальная величина энергии, поглощенная функциональными элементами системы, при которой не происходит нарушение функционирования системы. В общем случае для оценки устойчивости работы аппаратуры необходимо оценить энергию ЭМИ поглощенную системой, и сравнить ее с той величиной энергии, при которой аппаратура перестает нормально функционировать. В нашем случае можно рекомендовать следующий порядок оценки:
- проводят анализ электронной системы с целью выявления в ней чувствительных к ЭМИ элементов и определяют длины линейных проводников, связанных с этими элементами. Данные анализа представляют в виде таблицы 7.2;
- определяют поправочные коэффициенты Кп по формуле:
, (7.9)
где lэ – наибольший размер элемента; lл – размер неэкранированного линейного проводника, связанного с элементом.
- определяют пороги устойчивости выявленных элементов Пкр.сх:
, (7.10)
где Пкр - табличное, значение порога устойчивости для данного элемента.
Все эти данные заносятся в таблицу 7.2, затем производится ее анализ, и выявляются наименее устойчивые элементы в системе (аппаратуре).
Затем разрабатывают, предложения по повышению устойчивости при воздействии ЭМИ.
Таблица 7.2 - Элементы, чувствительные к электромагнитному импульсу
| Обозначение на схеме | Элемент | Порог устойчивости, Пкр, Дж | lэ, мм | lл, мм | Кп | Порог устойчивости в системе, Пкр.сх, Дж | Прим-ечание |
| VT | Транзистор | 6·10-5 | 1·10-6 | Наиме-нее стойчив | |||
| VD | Диод | 5·10-4 | 2·10-5 | ||||
| C | Конденсатор | 10-3 | 40 | 2,5·10-4 | |||
| R | Резистор | 10-2 | 9·10-4 | ||||
| DD | Интегральная схема | 10-4 | 2·10-5 | ||||
| K | Реле | 10-1 | 6·10-3 |
Повышение устойчивости (защита) аппаратуры.
Рассмотрим способы повышения устойчивости радиоэлектронных и оптических приборов и систем к воздействию ударной волны, теплового излучения, ионизирующих излучений и ЭМИ. Защита от воздушной ударной волны может быть обеспечена размещением аппаратуры в заглубленных помещениях, надежным креплением к основанию, созданием специальных защитных упругих навесов, кожухов, зонтов, металлических сеток и т. д. Эти мероприятия способствуют защите, как от непосредственного воздействия ударной волны, так и от разрушающего действия обломков и осколков.
Основными способами защиты радиоэлектронных и оптических систем от теплового (светового) излучения являются: размещение аппаратуры в сооружениях, построенных из несгораемых материалов, или обработка сгораемых материалов защитными составами; замена сгораемых элементов на несгораемые; защита сгораемых элементов легкими несгораемыми экранами; снабжение светоприемников аппаратуры закрытыми светопроводами или защита их блендами для уменьшения вероятности прямого в