Передающее устройство для оптической сети

Гигиеническое нормирование лазерного излучения

Для каждого режима работы лазера и его спектрального диапазона регламентируют предельно допустимый уровень излучения. Нормируемыми параметрами с точки зрения опасности лазерного излучения являются энергия W и мощность P излучения, прошедшего ограничивающую апертуру диаметрами dа=1.1 мм (в спектральных диапазонах I и II) и dа=7 мм (в диапазоне II); энергетическая экспозиция H и облученность E, усредненные по ограничивающей апертуре:

H=W/Sa; E=P/Sa , (3.1)

где Sa -- площадь ограничивающей апертуры.

Таблица 8.2 - Предельные дозы при однократном воздействии на глаза коллимированного лазерного излучения

Б) допустимые - уровень лазерного излучения, воздействующего на персонал, меньше предельно допустимого уровня.

В) вредные и опасные - уровень лазерного излучения, воздействующего на персонал, превышает предельно допустимый уровень.

Требования безопасности при эксплуатации и обслуживании лазерных изделий

Выполнение следующих требований безопасности должно обеспечивать исключение или максимальное уменьшение возможности облучения персонала лазерным излучением, а также воздействия на него других опасных факторов:

- К ремонту, наладке и испытаниям лазерных изделий допускаются лица,

имеющие соответствующую квалификацию и прошедшие инструктаж по

технике безопасности в установленном порядке.

К работе с лазерными изделиями допускаются лица, достигшие восем-надцати лет, не имеющие медицинских противопоказаний,

прошедшие курс специального обучения в установленном порядке работе

с конкретными лазерными изделиями и аттестацию на группу по охране

труда при работе на электроустановках с соответствующим напряжением.

При эксплуатации изделий выше класса 2 должно назначаться лицо, ответственное за охрану труда при их эксплуатации.

Лазерные изделия, находящиеся в эксплуатации, должны подвергаться регулярной профилактической проверке. При проведении профилактической проверки следует обращать особое внимание на безотказность работы всех защитных устройств, надёжность заземления.

8.3 Мероприятия по производственной санитарии

Обоснование вида пайки

В связи с незначительным объемом производства (предполагаемый объем производства составляет 100 штук за год), а также учитывая форму и размеры печатного узла, количество радио элементов на печатной плате устройства, при изготовлении данного блока целесообразно применять ручную пайку. А для обеспечения электробезопасности необходимо применить электропаяльник мощностью 20-40Вт при напряжении питания 36В.

В соответствии со сборочным чертежом волоконнооптического передающего устройства, пайку печатных плат нужно производить припоем ПОС-61 ГОСТ 21931-76. Химический состав этого припоя приведён в таблице8.3

Таблица 8.3. Химический состав низкотемпературных припоев

Пайка в атмосфере обычными припоями производится, обычно, с применением флюсов. В качестве флюсов применяются канифоль, стеарин, их спиртовые растворы, а также флюсы содержащие солянокислый гидразин.

Для пайки выше вышеперечисленными низкотемпературными припоями применим наиболее распространённый и дешёвый смолосодержащий флюс марки ФКСП по ОСТ4.ГО.033.000. Состав флюса:

70-60% сосновой канифоли.

30-40% спирта этилового.

В качестве моющего средства для удаления остатков флюса применим

смесь бензина и этилового спирта в соотношении 1:1.

Опасные и вредные воздействия, вызванные

процессами пайки

Потенциально опасные и вредные производственные факторы при пайке:

Запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

Наличие инфракрасных излучений;

Неудовлетворительная освещенность рабочих мест или повышенная яркость;

Неудовлетворительные метеорологические условия в рабочей зоне;

Воздействия брызг и капель расплавленного припоя;

Возможное поражение электрическим током;

Психофизиологические перегрузки.

Описание биологического действия опасных и вредных веществ находящихся в воздухе рабочей зоны

Процессы пайки сопровождаются загрязнением воздушной среды аэрозолями припоя, флюса, парами различных жидкостей, применяемых для флюса, смывки и растворения лаков.

Находясь в запыленной атмосфере, рабочие подвергаются воздействию пыли и паров. Вредные вещества оседают на кожном покрове, попадают на слизистые оболочки полости рта, глаз, верхних дыхательных путей, заглаты-ваются в пищеварительный тракт, вдыхаются в лёгкие.

Особенно вредны при пайке оловяно-свинцовыми припоями пары свинца. Свинец и его соединения ядовиты. Часть поступившего в организм свинца выводится из него через кишечник и почки, а часть задерживается в костном веществе, мышцах, печени. При неблагоприятных условиях свинец начинает циркулировать в крови, вызывая явления свинцового отравления. Для предотвращения острых заболеваний и профессиональных заболеваний содержание свинца не должно превышать предельно допустимых концентраций. Биологическое действие и предельно допустимые концентрации компонентов входящих в состав используемых припоев приведены в табл.8.4.

Применение флюсов при пайке также оказывает вредное влияние на организм человека. Компоненты входящие в состав флюса, обладают раздражающим, наркотическим действием.

Таблица 8.4. Биологическое действие, класс опасности и ПКД в воздухе рабочей зоны исходных компонентов входящих в состав припоев.

Достаточно высокую токсичность имеют компоненты, входящие в состав флюса и моющих средств.

Токсические действия и предельно допустимые концентрации для компонентов входящих в состав флюсов и моющего средства приведены в таблицах 8.4 и 8.6 соответственно.

Таблица 8.5. Токсичное действие компонентов, входящих в состав флюса марки ФКСП.

Таблица 8.6. Токсические свойства моющих средств, класс опасности и ПДК в воздухе рабочей зоны.

Биологическое действие инфракрасного излучения на организм человека.

По физической основе инфракрасное излучение представляет собой поток энергии, обладающий волновыми и корпускулярными свойствами. На человека инфракрасное излучение оказывает в основном тепловое воздействие. Эффект действия инфракрасных излучений зависит от длинны волны ИК излучения и подразделяется на три области: А,В,С, (таблица 8.7)

Таблица 8.7 Области инфракрасного излучения.

Эффект действия зависит от принадлежности излучения к одной из областей инфракрасного излучения. Наиболее опасным является излучение области А, т.к. обладает большой проницаемостью через кожу. Действие инфракрасных лучей при поглощении их в различных слоях кожи приводит к её перегреванию, что обуславливает переполнение кровеносных сосудов кровью и усиление обмена веществ. Увеличивается содержание фосфора и натрия в крови человека, происходит повышение максимального давлений, повышение температуры тела, заболеваемость середчно-сосудистой системы и органов пищеварения.

Определение интенсивности ИК излучения

Интенсивность облучения Е от нагретой поверхности определяем по формуле:

,(7.1)

где l - расстояние до источника теплового излучения (принимаем l=100мм);

F - площадь излучающей поверхности (F=300);

А=85 для кожи человека и хлопчатобумажной ткани;

Т - температура излучающей поверхности, складывающейся из температуры плавления припоя Тпп=483 К, избыточной температуры жала паяльника Тж=70 К, тогда Т=Тпп + Тж=483 + 70=553 К.

По закону Вина находим длину волны ИК излучения тела с температурой 553 К.

Данное излучение относится к области С. Допустимая плотность потока энергии для нашего случая в соответствии с требованиями составляет 85. Приходим к выводу, что инфракрасное излучение не будет оказывать вредного действия на организм человека.

Определение концентрации аэрозолей свинца

в воздухе рабочей зоны

Количество аэрозоля свинца, выделяемое при пайке в атмосферу составляет 0.02-0.04мг на 100 паек.

Исходными данными для расчета концентрации свинца при пайке является:

N - количество рабочих мест, на которых ведётся пайка; N=4;

Размеры помещения, 5х5х3м,

n - количество паек в минуту, n=10;

Концентрация аэрозоля свинца в атмосфере при ручной пайке определяется по формуле:

y - удельное образование аэрозоля свинца; y=0.03мг/100паек.

t - длительность смены; t=8ч;

V - объём помещения,

Тогда:

Концентрация свинца в воздухе рабочей зоны в 7 раз превышает предельно допустимую концентрацию, поэтому необходимо предусмотреть местную вентиляцию, расчёт которой приведен далее.

8.4 Требование к освещению и расчёт освещённости

При монтаже печатных плат уровень освещённости должен быть оптимальным. При излишне ярком освещении возникает быстрое утомление рабочего, что может привести к потере работоспособности и травмы.

Естественное освещение помещения осуществляется боковым светом через световые проёмы в наружных стенах или через прозрачные части стен.

Основная величина для расчёта освещения (КЕО). Он зависит от широты местности, времени года и погоды. По нему производится нормирование естественного освещения.

При одностороннем боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО в точке, расположенной на расстоянии 1 метр от наиболее удаленной от световых проёмов стены, на пересечении характерного размера помещения и условной рабочей поверхности.

Методика расчёта изложена в [8]. Согласно СНиП ІІ-4-79/85 нормированное значение КЕО для работ высокой точности(объект различения от 0.3 до 0.5мм) со средним контрастом объекта различения с фоном и средним фоном для ІІІ-го пояса .Для г.Киев (ІV пояс светового климата) КЕО:

(7.2) ,где

-КЕО для ІІІ-го пояса;

m - коэффициент светового климата; по таблице 1.2 из [8] находим m=0.9

c- коэффициент солнечности климата по табл. 1.3. [8], для световых проёмов ориентированных по азимуту 70град. коэффициент с=0.8

(7.3)

Фактичесоке значение КЕО для бокового овещения расчитываем по формуле: (7.4), где

- геометрические КЕО в расчётной точке при боковом освещении, учитывающие прямой свет неба и свет отражённый от противостоящего здания соответсвенно;

n1,n1`,n2,n2` -количество лучей по графикам І и ІІ [8] проходящим от неба и противостоящего здания в расчётную точку на поперечном разрезе и плане помещения;

(7.5)

(7.6)

q -коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба из таблицы 2.4. [8] для угловой высоты середины светового проёма над рабочей поверхностью (рис.8.1);

R - коэффициент учитывающий относительную яркость противосто-ящего здания, для здания из кирпича с учётом индексов противостоящего здания в плане Z1 и в разрезе Z2.

; ; (7.7)

- соответственно длинна и высота противостоящего здания ;

-расстояние от расчётной точки в помещении до внешней поверхности наружной стены здания;

р -расстояние между рассматриваемыми зданиями;

а -ширина окна в плане;

r1- коэффициент учитывающий увеличение КЕО при боковом освещении из-за отражения от поверхностей помещения и подстилающего слоя. Зависит от отношения глубины В к высоте верха окна до уровня рабочей поверхности h1, отношения l к В, и отношения длинны помещения длинны помещения к его глубине В, средневзвешенного коэфициента отражения поверхностей помещения :

(7.8)

- коэффициенты отражения соответственно потолка, стен, пола из таблицы 1.7 [8]

- площади соответсвенно потолка, пола и стен;

- общий коэффициент светопропускания;

(7.9)

- коэффициент светопропускания материала остекления, берётся из таблицы 1.8 [8] для двойного оконного листового стекла;

- коэффициент учитываующий потери в переплётах светопроёма из таблицы 1.9. [8]

- коэффициент запаса, определяемый по таблице 1.12 [8].

Значения параметров определяемые по таблицам [8], а также по плану и разрезу помещения, результаты промежуточных вычислений сведены в таб. 8.7 подставляя численные значения находим:

Таюлица 8.7 Исходные данные и значения коэффициентов необходиых для расчёта КЕО.

,

В результате получаем:

Расчитанный КЕО в 2 раза меньше нормированного. Следовательно рабочие места следует располагать ближе к окнам помещения, так чтобы они находились в зоне, в пределах которой фактичесоке значение КЕО больше или равно нормированному, либо нужно применить совмещённое освещение при соответсвующей ему норме КЕО при этом по формуле (7.2) определяем:

При этом нормы СНиП ІІ-4-79/85 будут выполнятся в пределах всего помещения.

Произведём проверочный расчёт искусственного освещения по методике изложенной в [9]. На рисунке 8.2 Представлена схема для определения условий применения методов расчёта . При рядах небольшой протяжённости (ln/n <3), фактическую освещенность рабочей поверхности определяем по формуле:

(7.10)

N - количество светильников в помещении;

n - количество ламп в светильнике;

- Световой поток лампы, лм;

- коэффициент учитывающий увеличение освещённости;

- относительная освещённость в расчётной точке, создаваемая i-м полурядом светильников.

- коэффициент запаса;

h - высота подвесов светильника;

lp - длинна ряда светильников;

Высота подвеса светильников h=3-0.3-0.8=3м

Длинна ряда светильников lp=3.4м

Для ламп типа ЛБ40, применяемых для освещения данного помещения, световой поток по таблице 1.1.[9] =3120лм

Имеем n=4, N=4, =1.5, =1.2, m=2

Для определения табличного значения функции находим отношение

p` и l` :

p`=p/n , p - расстояние от расчётной точки до проекции ряда светильников на горизонтальную плоскость.

l`=l2/n, l2 - расстояние до расчётной точки от стены.

p`=1/4=0.25 l`=2.5/4=0.62

Для угла =25 под которым падает свет У=162лм. По табл.1.10 [9] по У, для светильников 9-й группы определяем f(p`,l`)=0.55

Тогда = f(p`,l`) У=0.55*162=89

Поставляя численные значения в формулу (7.10), получаем:

По таблице П1 [9] определяем значение нормированной освещённости. Для работ высокой точности (объект различения от 0.3 до 0.5 мм) со средним контрастом объекта различения с фоном при среднем фоне находим Ен=400лк.

Так как рассчитанное фактическое значение освещенности больше нормированного, делаем вывод о пригодности системы освещения в помещении.

8.5 Мероприятия по улучшению условий труда

8.5.1 Расчёт местного отсоса

Поскольку концентрация аэрозоля свинца в воздухе превышает предельно допустимую норму, то необходимо применить местную вентиляцию.

Вентиляционная установка включается до начала работы и выключается после её окончания. Работа вентиляционных установок контролируется с помощью световой сигнализации.

Разводка вентиляционной сети и конструкция местных отсосов обеспечивает возможность регулярной очистки воздуховодов.

Электропаяльник в рабочем состоянии находится в зоне действия вытяжной вентиляции.

Метеорологические условия на рабочих местах должны соответствовать ГОСТ 12.1 005-88.

Местная вентиляция при пайке является наиболее эффективным и экономическим средством обеспечения санитарно-гигиенических параметров воздушной среды в рабочей зоне. Широкое применение при пайке имеет местная вытяжная вентиляция , которая условно разделяется на местные отсосы открытого и закрытого типа.

В данном случае, для улавливания выделяющихся при пайке вредных паров используем местный отсос в виде прямоугольного отверстия (рис.8.3)

Определяем количество отсасываемого воздуха [11]:

(7.12)

S - площадь высасывающего отверстия, ;

Е - большая сторона отверстия, м;

Х - расстояние от плоскости всасывающего отверстия до зоны пайки;

- скорость воздуха в зоне пайки.

Задаёмся =0.6

Величины Е и Х выбираем в соответствии со сборочным чертежом волоконнооптического передатчика как наибольшую и меньшую стороны соответствующего блока. Габариты блока одноволоконного оптического передатчика 304,5 х101мм. Принимаем Е=0.31м, а Х=0.11м. Определим оптимальный размер наименьшей стороны всасывающего отверстия [11]:

(7.13)

Площадь всасывающего отверстия:

По формуле (7.12) определяем количество отсасываемого воздуха:

Определим допустимую концентрацию пыли в удаляемом воздухе. Так как для всех рабочих мест помещения общее количество отсасываемого воздуха:

<15000

то в соответствии с [11]

(7.14), где

К - коэффициент зависящий от ПДК пыли в воздухе рабочей зоны (для аэрозоля свинца К=0.3);

L - объём удаляемого воздуха, тыс. ;

(7.15)

y - удельное образование свинца ; y=0.03;

n - количество паек в минуту, n=10;

N - количество рабочих мест.

Так как >>, то в применении специальных мероприятий по охране окружающей среды нет необходимости.

8.6 Мероприятия по пожарной безопасности

Некоторые вещества и материалы, применяемые на участке монтажа пожаровзрывоопасны. Эти вещества, некоторые их характеристики и средства пожаротушения приведены в таблице 8.8.

Для того чтобы определить категорию помещения по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с ОНТП 24-86, необходимо рассчитать избыточное давление взрыва в помещении. Избыточное давление взрыва определим по формуле [8]:

Таблица 8.8 Пожаровзрывоопасные вещества применяемые при производстве печатного узла

(7.16), где

- максимальное давление взрыва стехиометрической газо-воздушной или паро-воздушной смеси в замкнутом объёме (=750кПА);

- начальное давление, =101кПа;

m - масса горючего вещества, кг;

Z - площадь испарения, ;

- Свободный объём помещения;

- плотность газа и пара ()

Сст - стехиометрическая концентрация горючего газа или

паров ЛВЖ, %;

Ки - коэффициент учитывающий негерметичность помещения и недиабатность процесса горения, Ки=3;

Свободный объём помещения определяем по формуле:

(7.17)

Стехиометрическая концентрация попределяется по формуле:

- стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения.

- число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

Расчитываем по вышеуказанной методике принимая

Ежедневно на участке монтажа расходуется 0.3л спирта; расчёт произведён для самого неблагоприятного случая; все содержимое поступает в помещение (для 0.3л легко воспламеняющейся жидкости площадь

разлива 0.3);

Массу паров жидкости определим по формуле:

- интенсивность испарения, ;

- площадь испареня, ;

- длительность испарения ()

Интенсивность испарения определим так:

(7.18)

- коэффициент выбираемый из [8] в зависимости от скорости и температуры над поверхностью жидкости ();

- молекулярная масса ();

- давление насыщенности пара ();

Из справочных данных для :

Тогда:

, ,

, ,

В результате расчёта делаем вывод о принадлежности помещения к категории В пожароопасное (табл 10 [11]). Поскольку в помещении взрывчатые смеси горючих газов и паров с воздухом не образуется, а образуются они только в результате аварии или неисправности, то помещение можно отнести к классу В-lб взрывоопасных зон [11].

Основными причинами возникновения пожара являются:

-Нарушение установленных правил пожарной безопасности и неосторожное обращение с огнём;

-неисправность и перегрузка электрических устройств (короткое замыкание);

-неисправность вентиляционной системы, вызывающая самовозгорания или взрыв пыли;

-халатное и неосторожное обращение с огнём;

-самовоспламенение хлопчатобумажной ткани пропитанной маслом, бензином или спиртом;

-статическое электричество, образующееся от трения пыли или газов в вентиляционных установках;

-грозовые разряды при отсутствии или неисправности молниеотводов.

В помещениях, где производится монтаж печатных плат предусматриваем электрическую пожарную сигнализацию (пять извещателей типа ПОСТ-1), которая служит для быстрого извещения службы пожаротушения о возникновении пожара.

Количество размещённых огнетушителей в рабочем помещении соответствует требованиям ISO 3941-77.

В рабочем помещении выполнены все требования по пожарной безопасности в соответствии с требованиями НАПБ А.01.001-95 «Правил пожежної безпеки в Україні».

Вход в помещение, проходы между столами и коридоры не разрешается загромождать различными предметами и оборудованием. Для хранения всех веществ и материалов предусматриваем специальные шкафы и ёмкости.

С рабочими и обслуживающим персоналом предусматриваем проведение противопожарного инструктажа, занятий и бесед.

8.7 Мероприятия по молниезащите здания

Здание по молниезащите можно отнести к категории 2, как здание помещения в которых относятся к классу В-1б.

Ожидаемое число поражений молнией в год зданий и сооружений высотой не более 60м, не оборудованных молниезащитой, определяют по формуле [12]:

(7.19), где

S -ширина защищаемого здания, м;

h -высота здания по его боковым сторонам, м;

L - длинна защищаемого здания, м;

n - среднее число поражений молнией на 1кв.км. земной пов. за год;

В нашем случае имеем S=20м; L=150м; h=20m; n=9; (так как годовая продолжительность гроз для Киева - 60-80часов, что соответствует 9-ти поражениям на 1кв.км. за год)

Согласно таблице 2 [12] тип защиты - зона Б, так как здание относится к категории 2, а ожидаемое число поражений молнией в год N<1.

Здание должно быть защищено от прямых ударов молнии электростатической и электромагнитной индукции и заноса высоких потенциалов через наземные и подземные металлические коммуникации. Используются сетчатые молниеотводы. Защита зданий от электростатической индукции обеспечивается присоединением всего оборудования и аппаратов, находящихся в здании к защитному заземлению оборудования.