Перечень элементов принципиальной схемы приводится в ПРИЛОЖЕНИИ 4, характеристики - в ПРИЛОЖЕНИЯХ 5,6 и 7.

5.3 Блок-схема программного алгоритма

Микроконтроллер в схеме модуля накопления выполняет следующие основные функции:

- обеспечивает накопление и хранение в системном ОЗУ мессбауэровских спектров в виде 24-разрядных массивов данных;

- контролирует режим доступа к буферному ОЗУ;

- задаёт рабочие параметры модуля накопления;

- обеспечивает режим амплитудного анализа во взаимосвязи с управляющей системой.

Перед началом выполнения основной программы накопления микроконтроллер должен выполнить процедуру инициализации - произвести подготовку системы. Во-первых, необходимо обнулить ячейки памяти данных, и буферного ОЗУ, состояние которых является неопределенным после включения питания. Во-вторых, задать пороговый адрес (число каналов накопления). В-третьих, выдать команду разрешения счёта входных импульсов для счётных блоков в системе накопления первого байта.

Накопление спектрометрических данных должно осуществляться путём реализации алгоритма сложения массивов накопленных в системе накопления первого байта, и переданных в буферное ОЗУ, с данными, хранящимися и накапливаемыми в системном ОЗУ микроконтроллера. Трансляцию (передачу) данных накопленных в системе накопления первого (младшего) байта в буферное ОЗУ инициирует микроконтроллер путём установки флага hold. Выбор накопительного ОЗУ (1 или 2) для передачи осуществляется установкой сигнала Selram (см. таблицу 2). При высоких параметрах загрузки порядка 10⁶ имп./с передачу данных первого байта в буферное ОЗУ необходимо производить в конце каждого десятого цикла регистрации.

Согласно установленной периодичности, либо по запросу данных со стороны задатчика шины ISA (при выставлении соответствующего флага или сигнала прерывания), микроконтроллер должен предоставить накопленные данные используя буферное ОЗУ, доступное задатчику ISA в режиме разделяемой памяти.

Блок-схема алгоритма программы микроконтроллера приводится в ПРИЛОЖЕНИИ 3.

6. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

6.1 Характеристика рабочего места

В процессе дипломного проектирования была осуществлена разработка принципиальной схемы автономной системы накопления мессбауэровскго спектрометра. Работы, проводимые в помещении лаборатории мессбауэровской спектрометрии связаны с измерением гамма-резонансных спектров пропускания исследуемых веществ в твердом состоянии, содержащих стабильные нуклиды железо-57 и олово-119 в диапазоне температур 4,2K-1200K с использованием стационарно установленной Мессбауэровской лаборатории типа NE-255. Применяются источники гамма-излучения закрытого типа на радионуклидах кобальт-57 и олово-119М. При проектировании системы накопления использовался персональный компьютер.

В процессе проведения работ присутствуют следующие вредные и опасные факторы:

- ионизирующее излучение;

- повышенное напряжение электрического тока;

- воздействие электромагнитного излучения;

- воздействие шума;

- электростатические поля.

6.2 Безопасность труда

6.2.1 Радиационная безопасность

Работы, проводимые в помещении лаборатории мессбауэровской спектрометрии, классифицируются как: "Дозиметрические и радиометрические измерения радиоактивных веществ и ионизирующих излучений, а также градуировка дозиметрической и радиометрической аппаратуры".

В помещении лаборатории мессбауэровской спектрометрии проводятся работы только с радиоактивными источниками ионизирующих излучений закрытого типа. В комнате имеется два рабочих места со стационарным расположением ИИИ. Помещение отвечает всем еобходимым требованиям [23]. Рабочие места оборудованы радиационной защитой. Выход пучков излучений направлен в землю или в помещения без постороннего присутствия людей.

Радиоактивные изотопы являются источниками ионизирующих излучений с энергиями достигающими единиц МэВ, поэтому работа с ними представляет серьезную биологическую опасность. При использовании радиоактивных источников рентгеновского и гамма-излучения исключается возможность радиоактивного загрязнения помещений и попадания радиоактивных веществ в организм человека. Опасность представляет только внешние облучение.

Максимальная мощность дозы при измерениях и испытаниях не превышает 5 мЗв/год, что удовлетворяет дозовым пределам для персонала группы А (НРБ 99 [23]).

Радионуклидные источники хранятся в сейфах типа СН12 в защитных переносных контейнерах типа КТ. Сейфы опечатываются ответственным за хранение изотопов. На дверях комнат, сейфах, переносных и защитных контейнерах, узлах установок, куда загружаются источники, должны быть установлены знаки радиационной опасности. В лаборатории мессбауэровской спектрометрии используются только закрытые источники.

При работах с закрытыми радионуклидными источниками в соответствие с НРБ-99 [23] должны соблюдаться следующие общие требования:

- исключен доступ посторонних лиц;

- обеспечена сохранность источника;

- направлять излучение предпочтительно в сторону земли или в сторону, где отсутствуют люди;

- ограничивать длительность пребывания людей вблизи источника;

- применять подвижные заграждения и защитные экраны;

- вывешивать плакаты, предупреждающие о радиационной опасности, видимые с расстояния не менее 3м.

Радиационный контроль в лаборатории осуществляется за следующими параметрами:

- мощность дозы гамма-излучения;

- содержание аэрозолей;

- величина загрязненности помещения.

Таблица 3 Контрольные значения для используемых изотопов.

Радионуклид	КО	ДСА, мкКи	ПДП, мкКи/год	ДКА, Ки/л	МЗА мкКи	Группа токсичности
Кобальт-57	Легкие	16	4*102	1,6*10-10	10	В
Олово-119М	Легкие	80	3,9*103	1,6*10-9	10	В

КО- критический орган;

ДСА- допустимое содержание радионуклида в КО;

ПДП- допустимое годовое поступление через органы дыхания;

ДКА- допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны;

МЗА- минимально значимая активность на рабочем месте.

На рабочем месте оператора ПК источником ионизирующего излучения является электронно-лучевая трубка монитора.

Электронно-лучевая трубка дисплея создает поле низкоэнергетического излучения. При эксплуатации монитор компьютера излучает мягкое рентгеновское излучение. Опасность этого вида излучения связана с его способностью проникать в тело человека на глубину 1-2 см и поражать поверхностный кожный покров. Измерения показывают, что на расстоянии 2 см от экрана его интенсивность составляет не более 30 мкР/ч и убывает с расстоянием. Это означает, что при длительной работе дистанция между оператором и дисплеем должна быть не менее 30 см. В этом случае уровень излучения на рабочем месте не превышает фоновых значений (НРБ 99 [23]). При таких полях средств защиты не требуется.. Кроме того, для защиты от излучения необходимо следовать следующим рекомендациям:

- применять наиболее современные видеоадаптеры с высоким разрешением и частотой обновления экрана не ниже 70-72 Гц;

- применять мониторы соответствующие международному стандарту безопасности MPR II, а также ТСО-92, TCO-95 и TCO-99.

Спектр излучения компьютерного монитора включает в себя рентгеновскую, ультрафиолетовую и инфракрасную области, а также широкий диапазон электромагнитных волн других частот. Опасность этих видов излучения считается в настоящее время пренебрежимо малой, так как эти излучения практически полностью поглощаются веществом экрана монитора.

6.2.2 Электробезопасность

С точки зрения опасности поражения человека электрическим током лаборатория мессбауэровской спектрометрии относится к помещениям с повышенной опасностью [14], так как характеризуется возможностью одновременного прикосновения к корпусу оборудования и заземленной металлической конструкции.

В соответствии с правилами электробезопасности в рабочем помещении должен осуществляться постоянный контроль состояния электропроводки, предохранительных щитов, шнуров, с помощью которых включаются в электросеть компьютеры, осветительные приборы, другие электроприборы.

Электрические установки, к которым относится практически все экспериментальное оборудование лаборатории, представляют для человека большую потенциальную опасность. Поражение электрическим током может произойти при неправильной эксплуатации оборудования, при проведении ремонтных или профилактических работ. Специфическая опасность электроустановок - токоведущие проводники, корпуса стоек KAMAK, персональных компьютеров и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результате повреждения (пробоя) изоляции, не подают каких-либо сигналов, поэтому возможность поражения током носит характер скрытой угрозы.

Электропитание большей части аппаратуры обеспечивается от сети переменного тока напряжением 220 В, питание детекторов осуществляется напряжением до 2000 В.

Причины поражения электрическим током: случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям, находящимися под напряжением; появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования; появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения; возникновение «шагового» напряжения на поверхности земли в результате замыкания провода на землю.

При прохождении через тело человека ток оказывает термическое, биологическое и электролитическое действия.

Все виды воздействия электрического тока относят к двум типам:

- Электрические травмы - это чётко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока. Различают следующие электрические травмы, электрические знаки, металлизация кожи и механические повреждения.

- Электрический удар - возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц.

Различают три степени электрических ударов: судорожное сокращение мышц с потерей сознания, потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или (и) дыхания, клиническая смерть.

При эксплуатации ПК, необходимо соблюдать такие требования:

- все узлы одного персонального компьютера и подключенное к нему периферийное оборудование должны питаться от одной фазы электросети;

- корпуса системного блока и внешних устройств должны быть заземлены радиально с одной общей точкой;

- для отключения компьютерного оборудования должны использоваться отдельный щит с автоматами защиты и общим рубильником;

- все соединения ПК и внешнего оборудования должны производится при отключенном электропитании.

Использование этих средств в различных сочетаниях обеспечивает защиту людей от прикосновения к токоведущим частям и от опасности перехода напряжения на металлические нетоковедущие части.

В соответствие с ГОСТ 12.1.030-81 в помещении лаборатории приняты следующие меры защиты от поражения электрическим током. Трехфазная электрическая сеть имеет глухозаземленную нейтраль. В помещении лаборатории проложены шины зануляющего контура и имеются автоматы для защиты от токов короткого замыкания. Силовая электрическая сеть проложена в металлических трубах, которые сварным соединением связаны с контуром зануления.

Для экстренного отключения предусмотрено автоматическое устройство, которое обеспечивает отключение потребителя при возникновении короткого замыкания и при значительном превышении уровня потребляемого тока.

6.2.3.Защита от шума

Шумом принято называть всякий нежелательный для человека звук, мешающий восприятию полезных сигналов. Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков различной интенсивности и частоты.

Действие шума приводит к снижению работоспособности человека, снижается качество восприятия им информации, также шум может вызвать перестройку функционирования определенных физиологических систем организма человека. Его воздействие может привести к заметным сдвигам не только физиологических функций, но и психических. Воздействие шумов приводит к снижению скорости и точности сенсомоторных процессов, особенно заметно страдают сложно - координируемые действия. Под влиянием шума уменьшается скорость решения умственных задач, ухудшается концентрация внимания, возрастает число ошибок.

Основным источником шума в лаборатории является экспериментальное оборудование. Акустический шум производит система вентиляции крейтов КАМАК, механические узлы мессбауэровского спектрометра.

Персональный компьютер также является источником шумов акустического происхождения (шумы дисководов, вентиляторов, винчестеров и др.) и электромагнитных колебаний. рациональное размещение рабочих мест и оборудования (с учетом шумовой карты помещения);

Для защиты от шума необходимо использовать следующие меры:

- рациональное размещение рабочих мест и оборудования, учёт шумовой карты помещения;

- создание шумозащищённых зон;

- применение средств шумоизоляции и шумопоглощения.

Уровень шума на рабочем месте составляет 14 дБ, что удовлетворяет требованиям ГОСТа [11].

6.2.4 Защита от электростатического поля

Вследствие воздействия электронного пучка на слой люминофора поверхность экрана приобретает электростатический заряд. Сильное электростатическое поле вредно для человеческого организма. На расстоянии 50 см влияние электростатического поля уменьшается до безопасного для человека уровня /6/. Применение специальных защитных фильтров позволяет свести его к нулю. Но при работе монитора электризуется не только его экран, но и воздух в помещении. Причем он приобретает положительный заряд, а положительно наэлектризованные молекулы кислорода не воспринимаются организмом как кислород, и заставляют легкие работать впустую, а также приносят в них микроскопические частицы пыли.

Для защиты применяется:

- внешний экран, с металлическим напылением, заземленный на общую шину;

- экран монитора, имеющий антистатическую поверхность, что исключает притягивание пыли;

- частое проветривание помещения.

Покрытие пола следует выполнять из гладких, прочных, обладающих антистатическими свойствами материалов, что обеспечивает сток и отвод статического электричества.

6.3 Условия труда в лаборатории

6.3.1 Микроклимат помещения

Общее состояние и производительность труда в значительной степени зависят от микроклимата помещения. Нормы производственного микроклимата устанавливаются в ГОСТ 12.1.005-88 [10].на основании гигиенических и технико-экономических принципов.

Средняя температура воздуха в кабинете составляет +20 ^оС; колебания температуры воздуха ±3 ^оС; относительная влажность - 45 %; атмосферное давление - 745 мм. pт. ст.; содержание пыли - не более 10 мг/м³воздуха рабочего места; максимальные размеры частиц - 3 мкм.

Метрологические условия - оптимальные и допустимые температуры, относительная влажность и скорость движения воздуха - устанавливаются для рабочей зоны помещений в соответствии с требованиями ГОСТ [24]. Сравнение требуемых параметров и полученных значений приведено в таблице 4.

Таблица 4. Микроклимат кабинета.

Нормируемый параметр.		Значение
	оптимально	допустимое	фактически
Температура, оС	20 - 22	16 - 24	20
Влажность, %	40 - 60	не более 80	50
Скорость ветра, м/с	не более 0,2	не более 0,3	0,01

Микроклимат соответствует оптимальным условиям для рабочего помещения ГОСТ 12.1.005-88 [18]. Установлена местная вытяжная вентиляция с 21,5-кратным обменом в час, а также центральная (факультетская) приточная вентиляция с 2,1-кратным обменом в час.

Для поддержания микроклимата в кабинете предусмотрены вентиляция и отопление кабинета в теплое и холодное время года.

6.3.2 Освещенность рабочего места

Одним из важных элементов, влияющих на условия труда работающих, является производственное освещение. Освещение необходимо не только для выполнения производственного задания, оно также влияет на психическое и физическое состояние человека.

Освещенность характеризуется количественными и качественными показателями.

Количественные показатели: освещенность. яркость. световой поток, сила света.

Качественные показатели: фон, контраст объекта с фоном, видимость, показатель ослепленности, коэффициент пульсации освещённости.

Освещение может быть искусственным, естественным и совмещенным. В помещении, где находится рабочее место оператора, используется смешанное освещение, т.е. сочетание естественного и искусственного освещения. В качестве естественного - боковое освещение через окна.

Для расчета естественной и искусственной освещенности в лаборатории в светлое время суток имеются следующие данные:

Коэффициент естественной освещенности ( КЕО )	4%;
Коэффициент затенения помещения	1. ;
Размеры помещения : ширина	6 м;
длина	4 м;
высота	4 м;
Коэффициент отражения стен	4. - 30%;
Коэффициент отражения от потолка	5. - 50%;
Площадь окон кабинета	3,6 м2.

Расчет необходимой площади окон производим по формуле:

So=Sп*КЕО*Кз*No*Кзд/(To*R1),	(1)

где Sп - площадь пола в кабинете, Sп=24,6 м²;

Кз - коэффициент запаса. Его принимаем равным 1,2;

Кзд - коэффициент затенения помещения, Кзд=1,2;

No - световая характеристика окон. Здесь понимается коэффициент световой активности проема, No=0,57;

To - коэффициент светопpопускания, To=0,29;

R1 - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря отражению света от стен и потолка, R1=0,15.

Подставив данные в формулу (1) получим, что необходима площадь окон 18,75 м², а имеется всего 3,6 м². Возникает необходимость в искусственном освещении.

Для искусственного освещения используются люминесцентные лампы ЛБ-80, мощностью 80 Вт.

Рассчитаем требуемое количество ламп по формуле (2).



N=En*Sп*Z*Кз/(КПД*Фсв*Кт),	(2)

где En - нормированная освещенность, En=500 лк;

Sп - площадь пола помещения, Sп=24,6 м²;

Z - коэффициент, учитывающий освещение помещения люминесцентными лампами, Z=1,15;

Кз - коэффициент запаса, Кз=1,2;

КПД - коэффициент полезного действия люминесцентной лампы, КПД=35%;

Фсв - световой поток одного светильника. В светильнике находятся 2 лампы ЛБ - 80. Световой поток лампы ЛБ - 80 Фл=12480 лм, поэтому Фсв=2*Фл и получается Фсв=24960 лм;

Кт - коэффициент затенения, Кт=0,9.

Подставив данные в формулу (2) получим, что для освещения помещения достаточно 2 светильника, а в кабинете установлено 4 светильника. Значит, требуемая освещенность достигается и соответствует нормам СНиП [18]. Для проверки правильности расчета используем неравенство (3):

N*Lсв < A,	(3)

где N - число светильников, N=4;

Lсв - длина светильника, Lсв=1,2 м;

A - длина помещения, A=6 м.

Подставив значения в формулу (3) убеждаемся, что неравенство истинно.

6.3.3 Эргономика рабочего места

Эргономика изучает функциональные возможности человека в процессе деятельности с целью создания таких условий, которые делают деятельность эффективной и обеспечивают комфорт для человека. Т.е. речь идет о совместимостях характеристик человека и характеристик среды.

Под рабочим местом условно понимают зону, оснащенную необходимыми техническими средствами, где работник или группа работников постоянно или временно выполняют одну работу или операцию.

Производительность труда оператора ПК главным образом зависит от правильной организации рабочего места.

Организация рабочего места на каждой машине имеет свои специфические особенности, зависящие от модели машины, метода работы на ней, характера выполняемой работы, квалификации оператора.

Специфика труда оператора ПЭВМ заключается в больших зрительных нагрузках в сочетании с малой двигательной нагрузкой, монотонностью выполняемых операций, вынужденной рабочей позой.

Информационная совместимость обеспечивается интерактивным видом диалога оператора с ЭВМ, так как ЭВМ выполняет действия только после инициирования его оператором, а также требует подтверждения решения оператора в особо ответственных случаях. На рабочем месте оператора имеется специальный стул, позволяющий оператору выбрать наиболее удобное для него положение, а также конструкция стола обеспечивает необходимое расстояние между экраном дисплея и глазами оператора [20]. Для защиты глаз оператора применяются поляризационные экраны. ЭВМ выполнена в строгих формах обеспечивающих техническую эстетику [20].

Оценка эргономики рабочего места по размерам рабочего места включена в таблице 5.

Таблица 5. Размеры рабочего места

Нормируемая величина	Значение, мм
	Необходимое	Фактическое
Высота рабочей поверхности	680 - 750	680
Высота сидения	430	400
Расстояние от сидения до нижнего края рабочей поверхности	150	200
Размеры пространства для ног : - высота - ширина - глубина	600 500 650	630 1090 710

На рабочем месте оператора достигается выполнение всех эргономических требований которые к нему предъявляет ГОСТ и СНиП [20].

Эргономические характеристики персональных компьютеров основаны на создании максимальных удобств оператору. Монитор лабораторного компьютера имеет размер диагонали видимой части экрана - 15 дюймов, что достаточно для комфортной работы. Подставка монитора позволяет менять угол ориентации экрана на необходимую величину. Клавиатура ПК имеет стандартную раскладку из 104 клавиш. Также имеется манипулятор типа «мышь», с его помощью можно эффективно работать в системах с графическим интерфейсом. Расположение системного блока на столе позволяет беспрепятственно производить смену дискет и компакт-дисков в дисководах.

Таким образом, рабочее место можно охарактеризовать, как удовлетворяющее всем эргономическим требованиям.

6.4 Экологичность рабочего места

Рабочее место находилось в лаборатории “Мессбауэровской спектрометрии”, которая находится в здании Физико-технического факультета УГТУ-УПИ, расположенного в восточной части г. Екатеринбурга. Город лежит на восточных склонах Уральского горного хребта, в верховьях реки Исети.

6.4.1 Состояние воздушного бассейна

Состояние атмосферного воздуха в г.Екатеринбурге имеет большое значение в формировании комплекса факторов , оказывающих влияние на здоровье населения. В настоящее время ситуация с загрязнением атмосферного воздуха складывается следующим образом. Всего в атмосферу поступает более 80% тыс.тонн/год вредных веществ. На долю автотранспорта приходится - 65% , промпредприятий - 35%. Наблюдение за состоянием атмосферного воздуха осуществляется на 8 стационарных постах Уральского территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС), 1 ведомственном (РТИ).

По данным УГМС общий уровень загрязнения атмосферного воздуха за последние годы по ряду вредных веществ стабилизировался, оставаясь при этом повышенным. Однако отмечается рост загрязнения атмосферного воздуха по веществам , содержащимся в выбросах автотранспорта - диоксиду азота, аммиаку, акролеину, что связано с ростом автомобильного парка.

С учетом токсичности выбрасываемых веществ от стационарных источников наибольшую экологическую опасность представляют процессы сжигания топлива для производственных целей и , особенно, для отопления и горячего водоснабжения на крупнейших теплоэлектростанциях города: Свердловская ТЭЦ, Ново-Свердловская ТЭЦ, АО «Уралмаш», АО «ВИЗ», АО «Турбомоторный завод», АО «Уралэлектротяжмаш», «Шинный завод», АООТ «Резино-технических изделий», «Шабровский тальковый комбинат», «Шарташский каменно-щебеночный карьер».

6.4.2 Радиационная обстановка

Основными факторами, определяющими радиационную обстановку на территории г. Екатеринбурга являются:

Наличие радиационно-опасных объектов (РОО): Белоярская АЭС и Свердловское ПЗРО «Радон».

Вторичная ветровая миграция радиоактивной пыли, образующейся на территориях, загрязненных в результате аварий на ПО «Маяк» в 1957 и 1967 гг.

Глобальные выпадения искусственных радионуклидов - результат медленного процесса выведения из стратосферы продуктов испытания ядерного оружия, проводившихся ранее в атмосфере на полигонах планеты.

Природный (естественный) радиационный фон, обусловленный естественными радионуклидами (U, Th, и продукты их распада; ⁴⁰К, ¹⁴С, ³Н и другие радионуклиды; космическое излучение, г-излучение почвы.)

Радиационная обстановка в городе в последние годы остается стабильной. Среднее значение радиационного фона местности составляет 10 мкР/час с колебанием в отдельные дни от 8 до 13 мкР/ч, что не превышает норм радиационной безопасности. Исследование содержания естественных радионуклидов (ЕРН) в строительных материалах и продукции, выпускаемой предприятиями стройиндустрии города, не выявили содержания ЕРН выше установленных норм.

Основными источниками шума на территории жилой застройки города являются автомобильный, железнодорожный и авиационный транспорт. Вклад промышленных предприятий в суммарную шумовую нагрузку на население незначителен.

6.4.3 Поверхностные воды

Поверхностные воды на территории г. Екатеринбурга представлены стоком реки Исеть и озерами Шарташ, Шувакиш, Чусовское и др.

Река Исеть на протяжении ряда лет является одной из наиболее загрязненных рек на территории России. Качество воды в р.Исети остается крайне неудовлетворительным и принимает хронически опасный характер. Отмечается систематическое загрязнение соединениями азота, органическими веществами, нефтепродуктами, тяжелыми металлами. Характерным является последовательное увеличение содержания этих ингредиентов от фонового створа, расположенного выше города, к замыкающему, ниже города. Среднегодовые концентрации тяжелых металлов (меди, цинка, железа), нефтепродуктов превышают допустимую норму в десятки раз.

Качество воды ниже города ухудшается в результате поступления сточных вод предприятий, в том числе с загрязненными водами р.Патрушиха и стока с загрязненных почв поймы. В р.Патрушиха среднегодовое содержание меди превышает норму в 18 раз, цинка , железа, нефтепродуктов от 3 до 6 раз.

Общий сброс сточных вод в водные объекты города в 1999 г составил 257,3 млн.м3, в т.ч. недостаточно очищенных 239,4 млн.м3.

На формирование химического состава значительное влияние оказывает зарегулированность реки прудами и водохранилищами. Очевидно, что находящиеся на р. Исеть водоемы выполняют роль отстойников.

6.4.4 Промышленные и бытовые отходы

В городе отмечаются значительные объемы накопления (более 6 млн.т) отходов 4 класса опасности и нетоксичных промышленных отходов. Наибольшую опасность представляют из себя отходы 1, 2 классов опасности, которых ежегодно образуется более десяти тонн, а также отработанные ртутьсодержащие лампы (около 600 тыс.штук в год).

Отходы гальванических производств в течение многих десятков лет загрязняют тяжелыми металлами территорию города. В настоящее время ртутьсодержащие отходы обезвреживаются в муниципальном центре демеркуризации. Для большинства промышленных отходов разрабатываются технологии по утилизации их в цементном производстве (до 95%).

Согласно прогнозам к 2015 г ожидается увеличение количества образованных отходов на 10%.

Около 90% ТБО поступает на 2 полигона города; остальные, в основном, попадают на несанкционированные свалки.

К особому виду отходов относятся медицинские отходы. По предварительным данным, в лечебно-профилактических учреждениях г.Екатеринбурга образуется 7750 тонн отходов в год, в т.ч. :

- неопасные отходы - 76,69%;

- опасные и чрезвычайно опасные отходы - 13,1%;

- отходы, по своему составу близкие к промышленным - 10%;

- радиоактивные отходы - 0,01%.

На сегодняшний день в Екатеринбурге отсутствует план долгосрочной стратегии дальнейшего развития обращения с бытовыми отходами города, который может дать четкое представление на будущее: цели, задачи по улучшению услуг, согласованные меры по их достижению и выполнению, а также определение источников финансирования.

6.4.5 Анализ возможных чрезвычайных ситуаций

Выброс радиоактивных веществ может произойти из-за аварии на Белоярской АЭС, вследствие чего произойдет радиационное загрязнение окружающей среды. В этом случае необходимо оповещение и эвакуация населения. Руководит ликвидацией последствий комиссия ЧС.

Опасность выброса отравляющих веществобусловлена наличием в районе УГТУ опасных в химическом отношении предприятий. При возникновении ЧС необходимо оповестить население. Способ защиты: эвакуация. Руководит ликвидацией последствий комиссия по ЧС.

Территория Среднего Урала является сейсмоопасной. Вследствие землятресения может произойти полное или частичное разрушение здания. При толчках и других признаках деформаций и разрушений необходимо немедленно покинуть здание, а при полной невозможности выхода - укрыться в дверных проемах или встать к капитальной стене.

На территории Свердловской области могут возникнуть ураганы, смерчи и наводнения. При приближении смерчей и ураганов люди могут укрыться в любых заглубленных помещениях (подполах, погребах, овощехранилищах и т.п.). При угрозе наводнения и затопления население эвакуируют в безопасные районы, а при непосредственной угрозе необходимо укрыться на верхних этажах зданий, крышах, деревьях и др. возвышениях.

6.5 Пожарная безопасность

Пожар - это неконтролируемое горение вне специального очага, которое наносит материальный ущерб и создает угрозу жизни, здоровью людей.

Горение - быстропротекающая химическая реакция соединения горючего вещества с окислителем.

Опасными факторами пожара являются:

- открытый огонь и искры;

- повышенная температура воздуха и окружающих предметов;

- токсичные продукты горения;

- пониженная концентрация кислорода в воздухе;

- обрушение и повреждение зданий, сооружений, установок.

Для тушения пожаров на ранней стадии необходимо использовать огнетушители.

В современной экспериментальной технике и в ПК очень высока плотность размещения элементов электронных схем. В непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода, коммуникационные соединения. При протекании по ним электрического тока, выделяется значительное количество теплоты, что может привести к повышению температуры отдельных узлов до 80-100°С. При этом возможно оглавление изоляции соединительных проводов, их оголение, и, как следствие, короткое замыкание, сопровождающееся искрением, которое ведет к недопустимым перегрузкам элементов электронных схем. Они, перегреваясь, сгорают, разбрызгивая искры, которые, в свою очередь, могут привести к возгоранию горючих материалов.

Помещение, в котором находится лаборатория мессбауэровской спектрометрии, по категории взрывопожарной опасности к категории Д и характеризуется наличием в помещении только несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии [11]. Стены и перекрытия помещения выполнены из бетона и относятся к несгораемым. Противопожарная защита помещения обеспечивается применением автоматической установки пожарной сигнализации, наличием средств первичного пожаротушения (два порошковых огнетушителя ОП-2 модели 01).

При возникновении пожарной ситуации все сотрудники, находящиеся в лаборатории организованно согласно имеющемуся плану эвакуации должны покинуть помещение.

Организационно-технические мероприятия включают организацию обучения сотрудников лаборатории правилам пожарной безопасности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения данного дипломного проекта проведён анализ основных требований предъявляемых к системам накопления с позиции многомерной параметрической мессбауэровской спектрометрии, в результате чего была предложена функциональная и принципиальная схема модуля накопления.

Разработанный модуль позволяет накапливать и хранить мессбауэровские спектры от двух синхронизованных трактов регистрации. Данные накапливаются в виде 24-разрядных массивов, при этом может быть задано необходимое число каналов накопления.

Использование ПЛИС даёт возможность минимизировать количество корпусов микросхем необходимых для реализации готового устройства. Разработка дизайн-проекта ПЛИС осуществлена с помощью специализированной САПР. Проведено тестирование проекта.

Интерфейс модуля выполнен в стандарте ISA, что при соответствующем конструктивном исполнении позволит встраивать его в электронно-модульные системы с магистралью ISA.

Применение модуля накопления позволит значительно расширить экспериментальные возможности.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Назначение контактов разъема 8-разрядной шины ISA

Контакт	Цепь	I/O		Контакт	Цепь	I/O
A1	-I/O CH CK	I		B1	GND	-
A2	CD7	I/O		B2	RESET DRV	O
A3	CD6	I/O		B3	+5B	-
A4	CD5	I/O		B4	IRQ9 (IRQ2)	I
A5	CD4	I/O		B5	-5B	-
A6	CD3	I/O		B6	DRQ2	I
A7	CD2	I/O		B7	-12B	-
A8	CD1	I/O		B8	OWS	I
A9	CD0	I/O		B9	+12B	-
A10	I/O CH RDY	I		B10	GND	-
A11	AEN	O		B11	-SMEMW	O
A12	SA19	I/O		B12	-SMEMR	O
A13	SA18	I/O		B13	-IOW	I/O
A14	SA17	I/O		B14	-IOR	I/O
A15	SA16	I/O		B15	-DACK3	O
A16	SA15	I/O		B16	DRQ3	I
A17	SA14	I/O		B17	DACK1	O
A18	SA13	I/O		B18	DRQ1	I
A19	SA12	I/O		B19	-REFRESH	I/O
A20	SA11	I/O		B20	SYSCLK	O
A21	SA10	I/O		B21	IRQ7	I
A22	SA9	I/O		B22	IRQ6	I
A23	SA8	I/O		B23	IRQ5	I
A24	SA7	I/O		B24	IRQ4	I
A25	SA6	I/O		B25	IRQ3	I
A26	SA5	I/O		B26	-DACK2	O
A27	SA4	I/O		B27	T/C	O
A28	SA3	I/O		B28	BALE	O
A29	SA2	I/O		B29	+5B	-
A30	SA1	I/O		B30	OSC	O
A31	SA0	I/O		B31	GND	-

Приложение 2

БЛОК-СХЕМА ПРОГРАММНОГО АЛГОРИТМА МИКРОКОНТРОЛЛЕРА

Приложение 3

Позиция	Наименование	Кол	Примечание
	Конденсаторы
С1	К50-35-1А-М47-10мкФ±10%	1
С2,С3	К10-17-1А-М47-30pФ±5%	2
С4,С5,С6,С7	К10-17-1А-М47-0.1мкФ±5%	4
	Микросхемы
DA1	ADM232A	1
DD1	EPM7256SRC208-7	1
DD2 - DD4	UM6264-100	3
DD5	UM62256-100	1
DD6	AT89C51	1
DD7	КР1533ИР23	1
DD8,DD9	КР1533АП6
	Резисторы
R1	МЛТ - 0.125 - 8,2 кОм 5	1
R1	МЛТ - 0.125 - 1 кОм 5	1
	Прочее
ZQ1	Кварц. генератор Z544-47-20МHz	1
ZQ2	Кварц 24 МHz	1
					200.600 620000 006 СП
Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата
Студент	Ивановских К.В.			Модуль накопления для задач многомерной мессбауэровской спектрометрии	Лит.	Лист	Листов
Руковод.	Мильдер О.Б.					1	1
Консул.	Новиков Е.Г.				УГТУ кафедра экспериментальной физики
Н. контр	Асеев Н.И.
Зав.каф.	КружаловА.В

Приложение 4

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ НА МИКРОСХЕМЫ СЕРИИ КР1533

Справочные данные на КР1533ИР23

Синхронный 8-разрядный регистр хранения информации.

Номинальное напряжение питания 5В

Выходное напряжение низкого уровня <0.5 В

Выходное напряжение высокого уровня >2.5 В

Ток потребления <0.85 мА

Время задержки <12 нс

Справочные данные на КР1533АП6

8-разрядный двунаправленный шинный формирователь с тремя состояниями на выходе.

Номинальное напряжение питания 5В

Выходное напряжение низкого уровня <0.5 В

Выходное напряжение высокого уровня >2.5 В

Ток потребления < 9 мА

Среднее время задержки - 15 нс

Приложение 5

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕР AT89c51

8-микроконтроллер выполненный по архитектуре MCS-51 фирмы Intel (США).

Основные характеристики:

- 111 базовых команд;

- 8-разрядное арифметико-логическое устройство на основе аккумуляторной архитектуры;

- 4 банка регистров, по 8 в каждом;

- встроенная память программ 4 Кбайт;

- внутреннее ОЗУ объёмом 128 байт;

- булевый процессор;

- два 16-разрядных таймера (счётчика);

- контроллер последовательного канала передачи данных;

- контроллер обработки 5 прерываний с 2 уровнями приоритетов;

- четыре 8-разрядных порта ввода-вывода, два из которых используются в качестве шины адреса/данных для доступа к внешней памяти программ и данных.

Приложение 7

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ НА ПЛИС EPM7256SRC208-7

Микросхема выполнена по архитектуре CPLD и относится к семейству ПЛИС МАХ7000S выпускаемых фирмой Altera. ПЛИС MAX7000S является дальнейшим развитием 5-вольтового MAX7000, с возможностью программирования в системе (ISP, In-system programmability) и периферийного сканирования (boundary scan) в соответствии со стандартом IEEE Std. 1194.1 JTAG.

Основные характеристики:

Параметр	Значение
Логическая ёмкость, экв. вентилей	5000
Число макроячеек	256
Число логических блоков	16
Число программируемых пользователем выводов	164
Задержка распростронения сигнала вход-выход, нс	7,5
Время установки глобального тактового сигнала, нс	3,9
Задержка глобального тактового сигнала, нс	3,0
Максимальная глобальная тактовая частота, МГц	128,2
Комбинационная задержка не более, нс	1
Регистровая задержка не более, нс	1
Внутренняя задержка сигнала разрешения, нс	3,0

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Вертхейм Г.К. Эффект Мессбауэра / М. Мир, 1966, 172 с.

2. Экспрессный мессбауэровский спектрометр МС1101Э: Описание и инструкция по эксплуатации / Ростов-на-Дону: MosTec, 1998. - 52с.

3. Иркаев С.М. Многомерная параметрическая мессбауэровская спектрометрия: Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук / СПб.: ИАП РАН, 1994.-228 с.

4. Новиков Е.Г., Семёнкин В.А., Мильдер О.Б., Пикулев А.И. Трёхуровневая система накопления для мессбауэровской спектрометрии // Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УГТУ, 2001. Вып.6. С. 56-60.

5. Злобин Ю. Микроконтроллеры семейства 8051 / «Chip News» № 6-7 1998, с.57-65.

6. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Под общей редакцией Новикова Ю.В.. Практ. пособие - М.:ЭКОМ., 2000 - 224 с.: ил.

7. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. - СПб.: БХВ-Петербург, 2001. - 528с.: ил.

8. Стешенко В.Б. ПЛИС фирмы ALTERA: проектирование устройств обработки сигналов. - М.: ДОДЭКА, 2000. - 128 с.: ил.

9. Логические ИС КР1533, КР1554. Справочник. В двух частях. / Петровский И.И., Прибыльский А.В. и др. - М.: ТОО "Бином". 1993. - 496 с.

10. Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. - 2-е изд., стер. - М.; ДМК, 2000. - 240 с.; ил.

11. ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. М. Издательство стандартов; 1983.

12. ГОСТ 12.1.004-85. Пожарная безопасность. М. Издательство стандартов; 1988.

13. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. М. Издательство стандартов; 1988.

14. ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты. М. Издательство стандартов; 1986.

15. ГОСТ 12.1.038-82.ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновений и токов. - М., 1983. - 8 с.

16. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования. М. Издательство стандартов; 1983.

17. Минэнерго СССР. Правила устройства электроустановок. М. Энергоатомиздат; 1987.

18. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

19. НПБ 105-95. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной безопасности. М. Издательство стандартов; 1995.

20. СанПиН 2.2.2.542-96. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. М. Госкомэпиднадзор России; 1996.

21. Сибиров Ю.Г., Сколотнев Н.Н., Васин В.К., Начинаев В.Н. Охрана труда в вычислительных центрах. Учебное пособие, М. Машиностроение; 1985.

22. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. М. Стройиздат; 1987.

23. Нормы радиационной безопасности (НРБ) СП 2.6.1.758-99. Гигиенические нормативы. М. Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России;1999.

24. ГОСТ 12.1.005-88. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования. - М., 1988. - 75 с.

25. СНиП 11-4-79. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение. -М. Стройиздат, 1980.

26. СТП УГТУ-УПИ 1-96. Общие требования и правила оформления дипломных и курсовых проектов. - Екатеринбург. 1996. - 33с.