Разработка имитатора сигналов для электрокардиографов

В качестве выпрямителя выбрана мостовая схема включения. Её достоинства:

- низкое выходное сопротивление;

- низкое обратное напряжение на вентилях;

- отсутствует подмагничивание сердечника трансформатора.

На выходе выпрямителя поставлен сглаживающий фильтр.

Емкостной фильтр - самый простой и дешёвый, но применение его существенно увеличивает амплитуду тока через диоды и увеличивает помехи, вносимые ИВЭП в сеть. Индуктивно-емкостной фильтр уменьшает эти недостатки, кроме того, он используется при больших токах нагрузки, благодаря незначительному падению напряжения на дросселе. Основным недостатком является высокие массогабаритные показатели дросселя. Исходя из приведённых соображений, выбран С-фильтр для ИВЭП [15].

2.4.2 Расчет трансформатора

Исходными данными для расчета силового трансформатора являются:

- электрическая схема (количество обмоток) трансформатора;

- схема подключаемой нагрузки (напряжение, сопротивление и т.п.);

- напряжение и частота питающей сети;

- масса, габариты, стоимость.

Определим значение тока, текущего через вторичную обмотку трансформа-тора:

, (2.1)

где - максимальный ток через вторичную обмотку трансформатора, А;

- максимальный ток нагрузки, А.

Определим мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора:

, (2.2)

где - напряжение на вторичной обмотке, В.

Подсчитаем мощность трансформатора:

, (2.3)

где - максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт.

Определим значение тока, текущего в первичной обмотке:

, (2.4)

где - напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение).

(2.5)

. (2.6)

Подсчитывают число витков вторичной обмотки:

. (2.7)

Определим диаметры проводов обмоток трансформатора из таблицы 2.4.

Таблица 2.4 - Данные для определения диаметра проводов обмоток

	<25	25-60	60-100	100-160	160-250	250-400	400-700	700-1000
	0.1	0.15	0.2	0.25	0.3	0.4	0.5	0.6

Так как , то выбираем диаметр .

Исходя из расчетов выбираем трансформатор ТПП 282-127/220-50.

2.4.3 Стабилизатор напряжения источника питания

В качестве стабилизатора напряжения источника питания использована микросхема КР142ЕН12А (LM317T). Она выполнена по планарной диффузионной технологии с изоляцией p-n переходом. Стабилизатор работает с внешним делителем напряжения в измерительном элементе, что позволяет регулировать выходное напряжение в очень широких пределах - от 1,3 до 37 В. Регулирующий элемент стабилизатора включен в плюсовой провод питания. Выходной ток (ток нагрузки) - до 1 А.

Этот микросхемный стабилизатор относится к самым высоковольтным в серии К142. Она устойчива к импульсным перегрузкам по мощности, оснащена системой защиты от перегрузок по выходному току.

Прибор оформлен в пластмассовом корпусе КТ-28-2. Со стороны одной из широких граней в корпус вмонтирован удлиненный теплоотводящий фланец с крепежным отверстием. Масса прибора - не более 2,5 г [16].

Электрические характеристики микросхемы КР142ЕН12А:

- минимальное выходное напряжение (при входном напряжении 5 В и токе 5 мА) - 1,3 В;

- предельно допустимый выходной ток - 1 А;

- минимальное падение напряжения (при входном напряжении 18,5 В) - 3,5 В;

- нестабильность выходного напряжения по входному напряжению (при увеличении входного напряжении от исходного значения 20 В, выходном напряжении 15В и выходном токе 5 мА) - 0,01 %/В;

- температурный коэффициент выходного напряжения - 0,02 %/оС;

изменение выходного напряжения за 500 ч работы (при входном напряжении 45 В, выходном 15В и выходном токе 23 мА) - 1%;

- температурный рабочий интервал -10 … + 70 оС.

Типовая схема включения микросхемы КР142ЕН12А показана на рисунке 2.13.



Рисунок 2.13 - Схема включения микросхемы КР142ЕН12А

Микросхема рассчитана на работу с теплоотводом. Мощность, рассеиваемая микросхема с теплоотводом, не должна превышать 10 Вт [17].

Резисторы R1 и R2 образуют внешний регулируемый делитель напряжения, входящий в измерительный элемент стабилизатора. Значения сопротивления резисторов связаны формулой

, (2.8)

где - ток через резисторы R1 и R2 измерительного элемента; минимально допустимое значение этого тока - 55 мкА.

Для определения сопротивления резистора R1 воспользуемся формулой (2.8)

При R2=4,7 кОм получим:

Ом.

Таким образом, примем Ом.

Для снижения уровня фона при выходном напряжении, близком к минимальному, в измерительный элемент включен сглаживающий конденсатор С2. Емкость этого конденсатора должна быть достаточной для эффективного сглаживания (обычно около 10 мкФ) [16].

Для максимальной реализации стабилизирующих качеств микросхемы необходимо подключать резистивный делитель напряжения R1R2 и выходной конденсатор С3 как можно ближе к ее выходу, а саму микросхему монтировать в непосредственной близости к нагрузке.

2.4.4 Электрический расчет выпрямителя и фильтра

Выпрямительные устройства (выпрямители) относятся к вторичным источникам электропитания, для которых первичными источниками являются сети переменного тока. Выпрямители используются для преобразования переменного напряжения питающей сети в постоянное. Вентиль представляет собой нелинейный элемент, сопротивление которого в прямом направлении в сотни - тысячи раз меньше, чем в обратном.

Основными параметрами выпрямителей являются:

- напряжение и частота питающей сети и их отклонения от номинальных;

- полная мощность, потребляемая от питающей сети при номинальной нагрузке;

- номинальный ток нагрузки и его возможные отклонения от номинального;

- номинальное выходное напряжение;

- коэффициент пульсаций выходного напряжения Кп0, %, который представляет собой отношение двойной амплитуды пульсаций 2Um к номинальному выходному напряжению U0:

. (2.9)

Двойная амплитуда пульсаций измеряется как сумма положительной и отрицательной полуволн переменной составляющей выходного напряжения [15].

Однофазная мостовая схема, которая изображена на рисунке 2.14, характеризуется хорошим использованием мощности трансформатора, поэтому рекомендуется при выходных мощностях до 1000 Вт и более.

Рисунок 2.14 - Однофазная мостовая схема

Обратное напряжение на вентилях при этой схеме в два раза меньше, чем при одно- и двухполупериодной схемах выпрямителя. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора при мостовой схеме примерно в два раза меньше, чем при двухполупериодной со средним выводом обмотки, частота пульсаций такая же.

Теперь произведем расчет выпрямителя.

Исходными данными для расчета выпрямителя являются выпрямленные напряжение U0 и ток I0, коэффициент пульсаций напряжения на входе фильтра Кп0, напряжение питающей сети f. Частота питающей сети 50 Гц. Коэффициент пульсаций, принимаемый для расчета, не должен превышать 0,15, а допустимое относительное значение переменной составляющей напряжения для выбранных конденсаторов фильтра должно быть не меньше 0,05.

Для оптимального питания генератора сигналов для электрокардиографа необходимы:

1);

2) ;

3) .

Определим значения обратного напряжения на вентилях , среднего тока и амплитуды тока через вентили.

. (2.10)

. (2.11)

. (2.12)

Выбираем диоды типа КД226А с параметрами:

- максимальное обратное напряжение - 100 В;

- максимальный прямой ток - 2 А;

- максимальный обратный ток - 50 мкА;

- максимальное прямое напряжение - 1.4 В.

Далее определим сопротивление нагрузки выпрямителя:

. (2.13)

Принимаем сопротивление обмоток трансформатора:

. (2.14)

Найдем прямое сопротивление выпрямительного диода по приближенной формуле:

, (2.15)

где - постоянное прямое напряжение на диоде.

. (2.16)

Определим активное сопротивление фазы выпрямителя по формуле:

. (2.17)

Далее необходимо найти расчетный коэффициент А по формуле:

. (2.18)

В зависимости от найденного значения А найдем вспомогательные коэффициенты B, D, F H по графикам, показанных на рисунке 2.15.

Рисунок 2.15 - Графики для определения вспомогательных коэффициентов

Таким образом, B=1.1; D=2.1; F=1.1; H=580Ом*мкФ.

Вычислим значения обратного напряжения на диодах и амплитуду прямого тока через диоды:

, (2.19)

, (2.20)

где - напряжение на вторичной обмотке трансформатора (в режиме холостого хода), а значение тока вторичной обмотки

. (2.21)

Таким образом, полученные выше значения не превышают допустимых значений для выбранных диодов.

Определим выходную емкость выпрямителя (входную емкость фильтра) по формуле:

. (2.22)

Выбираем конденсатор К50-37-1000мкФ25В [15].

На рисунке 2.16 показана электрическая принципиальная схема блока питания.

Рисунок 2.16 - Электрическая принципиальная схема блока питания

3. ПОВЕРКА ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФА

3.1 Условия поверки

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия

- температура окружающего воздуха (20 ± 5)° С;

- атмосферное давление от 97,3 до 105,3 кПа (от 730 до 790 мм. рт. ст.);

- относительная влажность воздуха (65+ 15)%;

- напряжение питающей сети (220 ± 4,4) В;

- частота питающей сети (50 ± 0,5) Гц;

- на рабочем месте для уменьшения электромагнитных помех удаляются сетевые кабели и шнуры приборов от схемы проверки и входных цепей ЭК на расстояние не менее 1 м;

- нужно удалить от рабочего места источники электромагнитных помех, влияющих на работу ЭК и средств поверки. [5]

3.2 Подготовка к поверке

Перед поверкой электрокардиографа выполняются следующие действия:

- проверка наличия свидетельств о поверке или оттисков поверительных клейм на средствах поверки;

- ознакомление с формуляром и руководством по эксплуатации ЭК;

- подготовка к работе поверяемый ЭК и средства поверки согласно эксплуатационной документации;

- заземление электрокардиографа.

При определении метрологических характеристик установляются следующие режимы работы ЭК (если иные не оговорены особо):

- питание от сети переменного тока;

- отведение I;

- чувствительность 10 мм/мВ;

- скорость движения носителя записи 25 мм/с;

- успокоение выключено.

3.3 Проведение поверки

Данная методика поверки и рекомендации по устранению неполадок написана для электрокардиографа ЭК1Т-03М.

Вначале необходимо соединить розетку кабеля отведений с вилкой электрокардиографа и завернуть накидную гайку. Затем нужно соединить электроды с щупами имитатора сигналов так, как показано на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Схема соединения кабеля отведений с имитатором сигналов

Провода кабеля отведений подсоединяются к щупам: 1 - F (зеленый, левая нога), 2 - L (желтый, левая рука), 3 - R (красный, правая рука), 4 - С (белый, грудной), 5 - N (черный, правая нога).

Расположение щупов показано на принципиальной электрической схеме имитатора (приложение А).

Далее необходимо включить генератор сигналов, выбрать нужную частоту следования сигнала и форму сигнала с помощью переключателя.

Сигнал по кабелю отведений попадает на усилитель биопотенциалов, который предназначенный для усиления биоэлектрических сигналов до величины, обеспечивающей работу поляризованного электромагнитного преобразователя. Электрические сигналы от имитатора через входные цепи, которые состоят из входной вилки, резисторов, образующих электрокардиографические отведения и переключателя отведений, поступают на вход усилителя напряжения (УН). УН состоит из входного усилителя и каскадов предварительного усиления. С переключателя отведений на вход усилителя напряжения сигнал поступает через ограничитель, собранный на диодах и резисторах. Ограничитель предназначен для защиты входа УН от перенапряжений. К выходу УН подключен силовой каскад усилителя мощности (УМ) на полупроводниковых элементах, представляющий собой мостовой эмиттерный повторитель. На конечном этапе сигнал попадает на преобразователь, который является регистрирующим элементом и служит для преобразования электрического сигнала, поступающего с усилителя биопотенциалов, в перемещение теплового пера [5].

При поверке электрокардиографа кабель отведений подключается к имитатору только так, как показано на рисунке 3.1.

Определение относительной погрешности ЭК при измерении напряжения проводится с одновременной подачей на входы ЭК постоянного напряжения ± (300 ± 30) мВ при соответствующих положениях переключателя S8 с частотой 10 Гц, размахом 10 мВ при чувствительности 10 мм/мВ. Скорость движения носителя записи - 50 мм/с.

Вычисляется относительная погрешность ЭК при измерении напряжения (), в процентах, по формуле (3.1).

, (3.1)

где - размах измеренного ЭК напряжения, мВ, вычисляют по формуле (3.2);

- размах напряжения, подаваемого на вход ЭК, мВ.

, (3.2)

где - линейный размер размаха регистрируемого сигнала, мм;

- номинальное значение установленной на ЭК чувствительности, мм/мВ.

Относительная погрешность ЭК при измерении напряжения должна быть:

- в диапазоне от 0,1 до 0,5 мВ - в пределах ±15%;

- в диапазоне от 0,5 до 4,0 мВ - в пределах ±7%.

При получении результатов неудовлетворяющих требованиям необходимо проверить подачу напряжения на тепловое перо, проверить блок усилителя напряжения.

Определение относительной погрешности установки чувствительности ЭК проводится путем подачи на входы ЭК постоянного напряжения ± (300 ± 30) мВ при соответствующем положении переключателя S8 и гармонического сигнала частотой 10 Гц размахом 2 мВ.

Необходимо зарегистрировать не менее пяти периодов входного сигнала при скорости движения носителя записи 50 мм/с. Измерения повторяются для чувствительностей 20 и 5 мм/мВ при входных сигналах 1 мВ и 4 мВ, соответственно.

Далее нужно вычислить относительную погрешность установки чувствительности (), в процентах, по формуле (3.3).

, (3.3)

где - измеренное значение чувствительности, которое вычисляют по формуле (2.4), мм/мВ;

- номинальное значение установленной на ЭК чувствительности, мм/мВ.

, (3.4)

где - линейный размер размаха регистрируемого сигнала, мм;

- размах входного напряжения, мВ.

Относительная погрешность установки чувствительности ЭК должна быть в пределах ±5%. При несоблюдении данного требования в первую очередь необходимо проверить подстроечный резистор, который находится возле пера и отвечает за уровень чувствительности прибора [5].

В силу физической особенности тепловой записи по сравнению с чернильной, видимость фронтов регистрируемых импульсов менее четкая, чем изолинии, что не является дефектом прибора.

Если при регистрации сигналов одной и той же частоты меняется расстояние между пиками переднего фронта прямоугольного импульса, то необходимо провести осмотр и смазку редуктора в лентопротяжном механизме и промыть спиртом резиновые части валика. При этом если передний фронт калибровочного сигнала имеет искажение (сглажен), то это свидетельствует о том, что завышено давление пера на бумагу и необходимо уменьшить его. Для этого нужно ослабить винты, крепящие хвостовик пера, винт крепления вывода пера, винт регулировки давления пера на бумагу.

Если после подачи сигнала перо не возвращается в исходное состояние, то необходимо завернуть винты крепления пера. При плохо различимой записи на теплочувствительной бумаге, нужно установить толщину линии записи, вращая регулятор накала пера. Возможно также, что вышло из строя тепловое перо.

Также при записи может возникать размытость с периодическим повторением зубцов, вызванная влиянием сети переменного тока. Для устранения помехи необходимо выполнить:

- проверить качество заземления электрокардиографа;

- проверить состояние электродов и штырей кабеля отведений;

- проверить качество контакта каждого электрода с щупами имитатора сигналов;

- поменять местами штифты вилки сетевого кабеля в гнездах розетки сети;

- отключить от розеток сети электрические приборы.

4. ОХРАНА ТРУДА

4.1 Анализ потенциально опасных и вредных факторов в помещении по ремонту медицинской техники

Данное помещение находится на 1 этаже одноэтажного здания. Размеры комнаты составляют 8х5м., высота - 3,75м. В помещении работают 3 человека. Окна выходят на южную сторону света и имеют размеры 2х2м.

Рабочее место в помещении показано на рис 4.1.

Рисунок 4.1 - Положение рабочего места в помещении

Рабочий стул имеет функцию регулирования по высоте, съемные подлокотники, регулируемую спинку. Рабочая поверхность сидения имеет ровную форму, материал отбивки нестатичный, нескользкий. Высота стола 800 мм, глубина 800 мм. Рабочий стол имеет подставку для ног.

В помещении возможны следующие опасные и вредные факторы:

- микроклимат;

- шум;

- электромагнитное излучение;

- вибрация;

- пожаро- и взрывоопасность.

Метеорологические условия (микроклимат) на производстве определяются следующими параметрами: температура воздуха, относительная влажность, скорость движения воздуха, давление. Исходя из [18] в комнате должны обеспечиваться комфортные условия для пациентов и персонала, относительная влажность воздуха при этом во всех помещениях должна быть в пределах 40 - 60%, температура 20С.

Движение воздуха оказывает большое влияние на самочувствие человека. В жарком помещении оно способствует увеличению теплоотдачи организма человека и улучшает состояние при низкой температуре. В зимнее время года скорость движения воздуха не превышает 0,2-0,5 м/с, а летом - 0,2 - 1 м/с. Скорость движения воздуха может оказывать неблагоприятное воздействие на распространение вредных веществ. Требуемый состав воздуха может быть обеспечен за счет выполнения следующих мероприятий:

- применение технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ. Большое значение имеет герметизация оборудования, в котором находятся вредные вещества;

- защита от источников тепловых излучений;

- устройства вентиляции и отопления;

- применение индивидуальных средств защиты.

Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха в заданных метеорологических условиях. В помещении естественная вентиляция, т.е. воздухообмен происходит вследствие разности температур воздуха внутри и снаружи помещения, что вызывает поступление холодного воздуха в помещение. С заветренной стороны здания создается пониженное давление, вследствие чего происходит вытяжка теплого загрязненного воздуха из помещения. С наветренной стороны здания создают избыточное давление, в результате чего свежий воздух поступает в помещение. Вентиляция осуществляется через неплотности окон, форточек и специальные проемы. Система вентиляции не вызывает перегрев или переохлаждение рабочих, не создает шум на рабочих местах. Кондиционирование воздуха - автоматическое поддержание в помещении независимо от внешних условий температуры, влажности, чистоты и скорости движения воздуха. Кондиционирование применяется для создания необходимых санитарно-гигиенических условий.

Освещенность помещения согласно [19] составляет 300Лк. Освещение общее локализированное с учетом расположения рабочих мест, соответствует зрительной работе. Основная задача освещения сводится к созданию наилучших условий для обзора объекта. Эту задачу можно решить осветительной системой, отвечающей следующим требованиям:

- освещенность должна соответствовать зрительной работе, которая определяется следующими параметрами:

- объект различия - наименьший рассматриваемый объект, отдельные его части и дефекты;

- фон - поверхность, прилегающая к объекту

- контраст объекта с фоном характеризуется соотношением яркости рассматриваемого объекта и фона;

- необходимость обеспечения равномерного распределения яркости рабочей поверхности, а также в пределах окружающего пространства;

- на рабочей поверхности должны отсутствовать резнители;

- в поле зрения должна отсутствовать прямая или отраженная блесткость. Блесткость - повышенная яркость светящихся поверхностей;

- величина освещенности должна быть постоянной во времени. Это достигается использованием стабилизирующих устройств;

- следует выбрать оптимальную направленность светового потока;

- необходимо правильно выбрать спектральный состав света;

- все элементы осветительных установок, понижающих трансформаторы, должны быть долговечными, электро-, взрыво- и пожаробезопасными.

В качестве источника света для освещения используют лампы накаливания и газоразрядные лампы. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения (являются наиболее распространенными). Несмотря на преимущества (простота, удобство в эксплуатации), они имеют и недостатки: низкая световая отдача порядка 7 люмен/Вт, малый срок службы (до 2000 часов).

Согласно [20] уровень шума от технического оснащения процедурной не должен превышать при неработающей аппаратуре 50 дБ, при работающей - 60 дБ.

Область слышимых звуков ограничивается не только 20Гц - 20 кГц, но и определяется значениями звуковых давлений. Звуки, превышающие уровень болевого ощущения могут вызвать боли или повреждения слухового аппарата. Область частот между уровнем болевого ощущения и порогом слышимости называется областью слухового восприятия. В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, от индивидуальных особенностей человека шум может оказывать различное воздействие. Даже небольшой шум 60 дб создает нагрузку на человека. Причина - возраст, состояние здоровья, вид труда. Уровень шума до 70 дб может оказывать серьезные физиологические изменения, 90 дб - снижает слуховую чувствительность в области высоких частот.

Шум воздействуя на кору головного мозга оказывает раздражающее действие, ускоряет процесс утомления, замедляет реакцию. Звуковые колебания могут восприниматься не только ухом но и непосредственно через кости черепа (костная проводимость). При действии шума более 140 дб возможен разрыв барабанной перепонки.

Методы снижения шума:

- уменьшение шума в источнике возникновения;

- изменение направленности излучения;

- рациональная планировка предприятий;

- акустическая обработка помещений;

- уменьшение шума на пути его распространения.

Электромагнитные шумы возникают в электрических машинах и оборудовании за счет взаимодействия ферромагнитных масс под влиянием переменных в пространстве и времени магнитных полей. К способам защиты от шума относится акустическая обработка помещений. Интенсивность можно уменьшить не только за счет прямого звука, но и за счет отраженного, путем размещения на его поверхностях звукопоглощающих облицовок. У кирпича и бетона коэффициент поглощения на средних частотах 0,05. Звукопоглощающий материал должен быть открыт со стороны падения звука и обладать пористой структурой. В качестве звукопоглощающих материалов используют ультратонкое волокно, капроновое волокно, минеральная вата, пористый полихлорвинил.

ЛЭП до 1000 В, устройства защиты, автоматические приборы, соединительные шины - являются источниками промышленной частоты. Источники постоянных магнитных полей: магниты, соленоиды, импульсные установки полупериодического типа, литые металлокерамические магниты. Электромагнитное поле - совокупность переменного электрического и магнитного полей и характеризуется векторами напряженности Е и Н. Действующие нормы уровней допустимого излучения определены ГОСТом «ЭМП радиочастоты». Общим требованием безопасности в диапазоне частот 60кГц - 300МГц являются напряженность электрического и магнитного полей, а в диапазоне 300 МГц - 300ГГц нормируется плотность потока энергии. Напряженность на рабочем месте постоянных магнитных полей не должна превышать 8кА/м.

Воздействие электромагнитного поля на человека зависит от величины напряженности поля, потока энергии, частоты колебания, периметра поверхности тела. Электромагнитное поле воздействует на человека следующим образом: в электрическом поле атомы и молекулы из которых состоит тело человека, поляризуются, при этом полярные молекулы ориентируются по направлению распространения электромагнитного поля в электролитах, которыми являются жидкие составляющие тканей и кровь. Переменное электрическое поле вызывает нагрев тканей человека за счет поляризации диэлектрика. Чем больше напряженность поля и время воздействия, тем сильнее проявляются эти эффекты. Избыточная теплота отводится до нормального предела путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции. Однако начиная с плотности энергии 10 мВт/см2, называемой тепловым порогом, температура тела повышается, что наносит ему вред. Электромагнитное поле оказывает биологическое действие на ткани человека при интенсивности поля меньше теплового порогового. При этом изменяется ориентация клеток и молекул, в результате чего ослабляется биохимическая активность и нарушаются функции сердечно-сосудистой системы и обмена веществ, но эти изменения носят обратимый характер. Воздействие постоянных магнитных полей зависит от напряженности и времени воздействия. При напряженности выше предельно-допустимой происходит нарушение нервной сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, пищеварения и биохимического показателя крови.

Основной параметр, характеризующий биологическое действие электромагнитного поля промышленной частоты, является напряженность электрического поля. Магнитная составляющая поля заметного воздействия на организм человека не оказывает, т.к. в действующих установках напряженность магнитного поля не превышает 25 А/м, а вредное биологическое воздействие проявляется при 200 А/м.

Вибрация - это механическое колебательное движение системы с упругими связями. Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственно его контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций. Снижение неблагоприятного действия вибрации ручных механизированных инструментов на оператора достигается путем технических решений: уменьшением интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований); средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками человека-оператора.

В помещении должна применяться общая шина заземления (контур повторного заземления), выполненная из стальной полосы сечением не менее 4x25 мм, соединенная с заземляющим устройством здания. Сопротивление растеканию заземляющего устройства должно быть не более 10 Ом, если в описании на аппаратуру не оговорены меньшие значения. Все металлические части аппаратуры и оборудования, которые могут оказаться под напряжением (металлические корпуса высоковольтного генератора, низковольтного шкафа и штативов, устройств для фотообработки и т.п.), должны быть присоединены к шине заземления медным проводом сечением не менее 4 кв. мм. Сама шина (контур повторного заземления) должна быть объединена с нейтральным проводом сетевого питания у коммутационного аппарата. Остальные электроприборы и аппараты допускается присоединять к заземлению через штепсельные розетки с дополнительным заземляющим контактом (евростандарт). Арматура водопроводной и отопительной сети не должна использоваться в качестве заземлителя [21].

При монтаже устройств с КМОП микросхемами необходимо принимать меры по защите их от пробоя статическим электричеством. Опасное значение электрического потенциала составляет 100 В. Поэтому пайку микросхем лучше начинать с выводов питания и заземленным паяльником.

Помещения радиоэлектронной техники отличаются повышенной пожароопасностью, т.к. их характеризуют сложность производственных процессов, значительное количество легковоспламеняемых и горючих веществ. Мероприятия по пожарной профилактике подразделяются на организационные, технические и эксплуатационные. Организационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию машин, правильное содержание зданий и противопожарный инструктаж рабочих и служащих. К техническим мероприятиям относятся соблюдение противопожарных норм, правил при проектировании зданий, при устройстве электропроводки, отопления, вентиляции и освещения. Мероприятия режимного характера - запрещение курения в неустановленных местах, производство сварных и огнеопасных работ в пожароопасных помещениях. Эксплуатационные мероприятия - профилактические осмотры, ремонт и испытания технологического оборудования.

Повысить огнестойкость здания можно облицовкой и отштукатуриванием металлических частей конструкции. При облицовке стальной колонны гипсовыми плитами толщиной 6-7 см предел огнестойкости повышается с 0,3 до 3 часов. Одним из эффективных средств защиты древесины является пропитка ее антипиринами.

В практике тушения пожаров наибольшее распространение получили следующие принципы прекращения горения:

- изоляция очага горения путем разбавления негорючими газами до концентрации, при которой горение затухает;

- охлаждение очага горения;

- интенсивное торможение скорости химической реакции в пламени;

- механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи газа или воды;

- создание условий огнепреграждения, при которых пламя не распространяется через узкие каналы.

Для тушения пожаров применяют огнетушители, переносные установки. К ручным огнетушителям относятся пенные, углекислотные, углекислотно-бромэтиловые и порошковые [22].

Рисунок 4.2 - План эвакуации при пожаре

4.2 Расчет количества пожарных извещателей

Пожарная сигнализация - это комплекс технических средств для обнаружения загорания и оповещения о месте его возникновения. Она включает в себя пожарные извещатели (датчики), приемные устройства, линии связи и источники питания.

Пожарные извещатели представляют собой устройства для подачи электрического сигнала о пожаре на пункт охраны. Различают датчики с ручным включением и датчики, реагирующие на факторы, сопутствующие пожару (дым, тепловое или световое излучение). В зависимости от того, на какой фактор пожара они реагируют, различают тепловые, дымовые извещатели, извещатели пламени, а также пожарные извещатели специального назначения. Воспринимая информацию об изменении каких-либо параметров (к примеру, температуры в охраняемом помещении), извещатели преобразуют ее в электрические сигналы.

Работа всех видов автоматических пожарных извещателей основана на обнаружении тех или иных признаков пожара: дыма, тепла или теплового излучения. Ручные пожарные извещатели срабатывают в результате замыкания электрической цепи при ручном воздействии на кнопку или тумблер.

Дымовые пожарные извещатели работают по принципу обнаружения в воздухе дыма, т.е. мельчайших твердых частиц, образующихся при неполном сгорании веществ и материалов. Различают два вида дымовых датчиков: ионизационные и оптические.

Оптические дымовые извещатели могут действовать по принципу контроля рассеяния света либо по принципу контроля проходящего света. Первый вид пожарных извещателей включает соединяющуюся с внешней средой камеру, в которой устанавливается инфракрасный источник излучения (светодиод) и защищенный от него экраном фотодиод. Стенки камеры выполняются из материалов с высокой степенью черноты, и в нормальном состоянии практически все испускаемое светодиодом излучение поглощается ими. В случае попадания в камеру частиц дыма свет начинает рассеиваться на них, в результате чего поток, улавливаемый измерительной оптикой, усиливается, и при условии превышения им определенной величины формируется сигнал «Пожар». Считается, что такие извещатели способны обнаружить признаки горения на ранних стадиях, к примеру, уже при возникновении тления. Их ложное срабатывание возможно при конденсации в камере водяного пара, а также в случае попадания в нее пыли.

Наименее лестны отзывы об ионизационных дымовых пожарных извещателях, точнее, об их универсальности: такие извещатели хорошо обнаруживают мелкие частицы дыма, образующиеся при пламенном горении, но малопригодны для обнаружения процессов тления, в результате которых образуются крупные частицы, а также обнаружения процессов горения пластмасс, сопровождающихся образованием электрически заряженных частиц дыма. Измерительные камеры пожарных извещателей этого типа располагаются между двумя металлическими пластинами, на которые перманентно подается напряжение. Между пластинами устанавливается источник (б-излучения, который ионизирует воздух в камере. В результате этого в ней протекает ионный ток. К частицам дыма, попадающим в камеру, «прилипают» ионы, в результате чего скорость движения последних уменьшается, т. е. снижается ионный ток. При его падении ниже установленного уровня выдается сигнал тревоги [23].

Оптические дымовые извещатели непригодны для обнаружения признаков горения веществ, если при этом не образуется дыма (к примеру, газов, полярных органических жидкостей, ряда смесевых растворителей). Ввиду того, эмиссия (б-частиц, которые при внешнем воздействии не причиняют вреда человеку, сопровождается «всепроникающим» г-излучением. Ионизационные дымовые извещатели не рекомендуется применять в помещениях с постоянным пребыванием людей, а во многих случаях их использование запрещено (об этом сказано ниже).

Тепловые пожарные извещатели. Тепловые пожарные извещатели в зависимости от примененного принципа работы содержат в своем составе один или два полупроводниковых термочувствительных элемента и срабатывают при превышении температурой определенного значения либо при скорости ее нарастания, превышающей определенную величину. Такие тепловые пожарные извещатели называются максимальными и дифференциальными соответственно. Дифференциальные тепловые извещатели более чувствительны и могут выдать ложный сигнал тревоги при значительных колебаниях температуры, обусловленных технологическими причинами, максимальные же тепловые пожарные извещатели в условиях значительных колебаний температур за короткие промежутки времени работают более стабильно. Максимальные тепловые пожарные извещатели подбирают таким образом, чтобы температура их срабатывания превышала предельно допустимое значение температуры в охраняемом помещении (точнее, в месте установки самого датчика) на 10...30С и более, чем значительнее эта разница, тем меньше вероятность ложных срабатываний. В то же время, с ее увеличением снижается вероятность обнаружения загорания на самых ранних стадиях.

Как правило, применение тепловых пожарных извещателей, которые в общем случае дешевле пожарных извещателей других типов, наиболее целесообразно в тех случаях, когда по тем или иным соображениям невозможно применение дымовых извещателей или извещателей пламени. В то же время, в соответствии с ныне действующими нормативными документами, во многих случаях при наличии нескольких вариантов предпочтение полагается отдавать именно тепловым пожарным извещателям.

При установке в помещениях с высокими потолками тепловые пожарные извещатели в большинстве случаев выдают сигнал тревоги, когда пожар уже достаточно развит и его сложно потушить при помощи первичных средств пожаротушения. Само собой разумеется, что и применение максимальных тепловых извещателей в помещениях с достаточно высокими температурами - не лучшее решение.

Пожарные извещатели пламени. Извещатели пламени могут реагировать на инфракрасную или ультрафиолетовую часть спектра его излучения, датчики, реагирующие на появление лучиков видимой части спектра излучения пламени, применяются достаточно редко. Извещатели пламени реагируют на открытое пламя гораздо быстрее других видов пожарных извещателей, поэтому их применение наиболее целесообразно в тех случаях, когда пламенное горение возникает на начальных стадиях пожара (например, при горении жидкостей). В то же время, от пожарных извещателей пламени мало толка, если пожар начинается с тления. Датчики, реагирующее на ультрафиолетовую часть спектра излучения, малоэффективны, если горение сопровождается интенсивным дымообразованием, поскольку ультрафиолетовое излучение активно поглощается твердыми частицами дыма.

Инфракрасные извещатели пламени реагируют на часть светового спектра, наиболее характерную для пламени. Одновременно с улавливанием излучения, современные датчики пламени могут производить анализ частоты его мерцания, дабы исключить срабатывание в результате воздействия инфракрасного излучения, испускаемого иными источника [23].

Для появления дыма в подавляющем числе случаев достаточно некоторого тепла в горючей среде и не обязательно наличие огня - открытого пламени. Более того, во всех случаях с появлением открытого пламени выделяемое количество дыма уменьшается. В любом случае в начальной стадии появления и развития очага горения возникает соответствующей величины тепловой поток, а затем по мере увеличения теплоты очага горения, в зависимости от дымообразующей способности горючего материала, выделяется дым. Распространение дыма в закрытом помещении полностью подчиняется закономерностям движения в нем теплового потока. Следовательно, в целом ряде случаев тепловые дифференциальные извещатели способны обнаружить маломощный очаг загорания даже раньше, чем дымовые, т.е. могут быть более эффективными, чем дымовые.

Рассчитаем количество пожарных извещателей для данного помещения.

Нормами по размещению извещателей, изложенных в [24], являются:

- при высоте помещения 3,5 м контролируемая площадь одним извещателем составляет 25 м2;

- при высоте помещения 6 м контролируемая площадь одним извещателем составляет 20 м2;

- при высоте помещения 9 м контролируемая площадь одним извещателем составляет 15 м2.

Так как данное помещение имеет высоту 3,75 м, а площадь 40 м2, то примем значение количества пожарных извещателей равным двум.

Рисунок 4.3 - Схема расположения пожарных извещателей

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1 Антикризисное управление предприятия

До сих пор в экономической литературе нет единого подхода к определению сущности, цели и задач антикризисного управления - этого важнейшего рычага предпринимательской активности. Часть специалистов сводит антикризисное управление в основном к чисто финансовому процессу, связанному с ликвидацией задолженностей предприятия. Другие фактически сводят антикризисное управление к деятельности менеджеров предприятия в условиях банкротства. Многие специалисты по антикризисному управлению ориентируют этот вид деятельности предприятий на быстрые финансовые мероприятия, обеспечивающие краткосрочную экономическую эффективность предприятия. Действительно, в одних случаях этот термин трактуют как управление фирмой в условиях общего кризиса экономики, в других - управление фирмой, попавшей в кризисную ситуацию в результате неудовлетворительного менеджмента, в третьих - управление, осуществляемое попавшей в тяжелое положение фирмой, оказавшейся на пороге банкротства.

Как считает Н. Алексеев, в качестве кризисной следует признать «любую ситуацию, в которой предприятие не успевает подготовиться к внешним изменениям и потеря рентабельности остается неизбежной».

Группа специалистов рассматривает «антикризисное управление как комплексный, многоплановый процесс, включающий специальные финансовые процедуры, особый маркетинговый план, чрезвычайные меры по мобилизации персонала. При этом согласно некоторым сложившимся подходам, антикризисное управление - это функция, или точнее, обязательная составляющая банкротства».

Э.А. Уткин под антикризисным управлением понимает такое управление, «которое нацелено на предотвращение возможных серьезных осложнений в рыночной деятельности российского предприятия, на обеспечение его стабильного, успешного хозяйствования с ориентацией расширенного воспроизводства на самой современной основе на собственные накопления».

Из приведенных определений антикризисного управления можно сделать вывод о том, что оно представляет собой комплекс инструментов внешних и внутренних воздействий на предприятие, проявляющее слабые признаки кризисного состояния или уже находящееся в кризисном состоянии [25].

Характеризуя антикризисное управление, следует выделить черты, отличающие его от управления в обычных, стабильных условиях деятельности хозяйствующего субъекта. Как вытекает из анализа зарубежного опыта, эти отличия касаются специфики управленческой деятельности в условиях существенных изменений среды деятельности предприятий, непредсказуемости ситуации и возникновения новых управленческих проблем. В условиях кризиса приходится нередко на ходу менять организационную структуру управления в соответствии с изменениями внешней среды. В отличие от традиционного управления, применяемого в нормальных условиях окружающей среды, отличия касаются прежде всего цели управления.

Целью антикризисного управления является разработка и реализация мер, направленных на предотвращение возникновения негативных явлений, приводящих к кризисному состоянию предприятия, обеспечение его финансовой устойчивости и прочного положения на рынке при любых метаморфозах в стране. При этом следует подчеркнуть, что на различных этапах развития кризиса, кризисных тенденций и с учетом их последствий для деятельности предприятия цели антикризисного управления могут корректироваться.

Инструменты антикризисного управления приводятся в действие в условиях серьезных изменений во внешней среде (в налоговой системе, развитие инфляции, снижение спроса и др.), приводящих предприятие к финансовому банкротству, к кризису. По мнению И. Ансоффа, «когда изменение во внешней среде угрожает существованию фирмы, и она находится в жестком цейтноте, это значит, фирма попала в кризисные условия».

В качестве показателей, характеризующих кризисное положение предприятий, можно назвать:

- снижение размеров прибыли и рентабельности, в результате чего ухудшается финансовое положение предприятия. В данном случае речь идет уже о кризисе в широком смысле;

- убыточность предприятия, в результате которой уменьшаются либо полностью истощаются резервные фонды предприятия;

- неплатежеспособность, которая может привести к остановке предприятия. При таких условиях можно говорить о наступлении банкротства предприятия. Ведь банкротство фактически начинается тогда, когда фирма из-за отсутствия финансовых ресурсов оказывается неспособной выполнять свои финансовые обязательства перед партнерами или она вскоре не будет в состоянии производить платежи. Исходя из принципа неплатежеспособности должник может быть признан банкротом, если он не расплачивается с кредитором в течение трех месяцев.

Причем банкротство встречается довольно часто и затрагивает как само обанкротившееся предприятие, так и его партнеров - поставщиков и кредиторов. Под банкротством предприятия или любого другого хозяйствующего субъекта понимается неспособность его удовлетворить требования кредиторов по оплате товаров (работ, услуг), включая невозможность обеспечить обязательные платежи в бюджет и внебюджетные фонды, в связи с превышением обязательств должника над его имуществом. Банкротство предприятий встречается наиболее часто именно в условиях нестабильной экономики, замедления платежного оборота, обострения конкуренции, недостаточной квалификации менеджеров и затрагивает как само обанкротившееся предприятие, так и его партнеров - поставщиков и кредиторов. На самом деле внешним признаком банкротства предприятия или организации является приостановление его текущих платежей, если хозяйствующий субъект не в состоянии обеспечить выполнение требование кредиторов в течение трех месяцев со дня наступления сроков их исполнения.

В антикризисном управлении на первый план нередко выходят непредсказуемость в действиях, отсутствуют четкое распределение функций между участниками на длительный период, поступает недостоверная или недостаточная информация [26].

Эффективность антикризисного управления обусловливается способностью фирмы конструктивно реагировать на изменения, угрожающие ее нормальному функционированию. Эта способность не зависит от того, осуществляется процедура банкротства или возникает лишь ее угроза. И в том, и в другом случае необходимо применение антикризисных решений, совокупность которых и представляет собой антикризисное управление.

Отличительной особенностью антикризисного управления является сочетание стратегического и тактического направлений, оперативная реакция на происходящие изменения во внешней среде, разработка и использование альтернативных вариантов, учитывающих возможные трансформации в экономической, политической, социальной и других сферах. Такой подход позволяет на всех стадиях развития кризисного состояния предприятия, фирмы, корпорации выявлять и регулировать взаимосвязь между риском и прибылью предприятия.

Для антикризисного управления характерны нестандартные, экстремальные условия функционирования предприятия, требующие срочных вынужденных мер, непредсказуемость ситуации, существенные изменения среды деятельности хозяйствующих субъектов, возникновение новых управленческих проблем, требующих принятия срочных решений. Ключевым моментом здесь является наступление или приближение банкротства, то есть неплатежеспособности предприятия, фирмы, компании. Именно эта ситуация и становится объектом антикризисного управления. Таким образом, антикризисная политика является частью общей финансово-хозяйственной политики предприятия и заключается в разработке системы методов диагностики платежеспособности и финансовой устойчивости предприятия, в реализации механизма его оздоровления.

Предлагаемые рекомендации в большей степени касаются выработки мер по предотвращению кризиса, механизма банкротства, а не лечения самого кризиса.

Антикризисному управлению присуща специфическая система контроля и раннего выявления признаков приближающегося кризиса. В этих условиях возникает необходимость в особых методах мотивации к более упорному и самоотверженному труду в целях преодоления временных трудностей, в новых, порой неординарных системах поощрения и стилях руководства.

Антикризисное управление отражает производственные отношения, складывающиеся на уровне предприятия в условиях его финансовой несостоятельности, и представляет собой совокупность форм и методов, применяемых при оздоровлении или ликвидации предприятия-должника. Это - категория микроэкономики, управляемый процесс [26].

Цель антикризисного управления на первом этапе - устранение или минимизация наиболее значимых для предприятия кризисных факторов, таких как:

- снижение платежеспособности;

- низкий уровень или отсутствие самофинансирования;

- спад или стагнация производства;

- рост расходов и снижение выручки по основным видам деятельности.

В рамках первого этапа антикризисного управления следует осуществить следующие меры:

- разделение длительного производственного цикла на менее продолжитель-ные периоды с целью регулирования уровня незавершенного производства;

- заключение договоров по производству продукции, предусматривающих оплату и признание выручки предприятия по этапам изготовления продукции с целью привлечения дополнительных финансовых ресурсов;

- снижение кооперационных рисков при сотрудничестве с постоянным кругом поставщиков основных материалов и готовых изделий;

- проведение тендеров на поставку основных комплектующих изделий и материалов.

Эффектом внедрения экономических мер на втором этапе является преодоление кризисного состояния предприятия в период текущего года: достижение нормативного уровня текущей ликвидности и планируемого уровня рентабельности продукции, улучшение инвестиционной привлекательности предприятия.

Экономический механизм реализации второго этапа состоит в следующем:

- снижение конечной себестоимости продукции за счет отраслевой локализации отдельных специализированных производств общества;

- сокращение расходов на содержание непроизводственной сферы;

- перезаключение договоров с целью устранения влияния на экономику предприятия неблагоприятного изменения валютного курса;

- тесная работа с потенциальными заказчиками самолетов для максимально точного определения уровня технических и эстетических требований к продукции;

- предложение дополнительного гарантийного и послегарантийного сервиса выпускаемой продукции в конкурентной борьбе;

- активная маркетинговая политика и расширение рынков сбыта.

Реализация третьего этапа антикризисного управления производится в течение 3-5 лет и направлена на рост эффективности производства, повышения конкурентоспособности предприятия, повышение капитализации бизнеса. Она включает комплекс мероприятий, направленных на совершенствование финансово-экономической политики, снижение затрат на основе лучшего использования материальных и трудовых ресурсов, внедрение современных информационных технологий.

Среднесрочными методами антикризисного управления для общества могут стать:

- увеличение объема производства основного вида продукции и расширение ассортимента выпускаемой продукции;

- выход на новые международные и внутренние рынки сбыта продукции и услуг.

Антикризисное управление базируется на системном подходе, который рассматривает организацию как систему, то есть как совокупность взаимосвязанных элементов, обладающих интегральными свойствами, образующих устойчивое единство и целостность. Основой системного подхода является определение цели функционирования системы, формулирование задачи ее достижения и обоснование путей и методов решения системной задачи. С помощью системного подхода вырабатываются адекватные представления о специфике управленческой деятельности, функциях подсистем и систем в целом; руководитель получает возможность уяснить для себя сущность сложных проблем, с которыми сталкивается предприятие, принять необходимое решение на основе имеющейся информации об изменениях во внешней среде.

Использование в практике антикризисного управления системного подхода позволяет учесть те факторы внутренней и внешней среды, которые оказывают на хозяйствующий субъект наибольшее воздействие (как негативное, так и позитивное), находить пути и методы эффективного воздействия на эти факторы. Преимущество системного подхода заключается также и в том, что он побуждает менеджеров при анализе ситуации в конкретной подсистеме (подразделении предприятия, фирмы, корпорации) и принятии в отношении ее решения учитывать последствия его реализации для взаимодействующих подсистем [25].

5.2 Пути увеличения прибыли предприятия

Достижение высоких результатов работы предприятия предполагает управление процессом формирования, распределения и использования прибыли. Управление включает анализ прибыли, ее планирование, и постоянный поиск возможностей увеличения прибыли.

На многих предприятиях существует подразделение экономических служб, которые занимаются постоянным анализом себестоимости, изыскивают пути ее снижения, чтобы получить прирост прибыли. Но в значительной мере эта работа обеспечивается инфляцией и ростом цен на исходное сырье и топливно-энергетические ресурсы. В условиях резкого роста цен и недостатка собственных оборотных средств у предприятий возможность прироста прибыли в результате снижения себестоимости исключена.

Увеличение объема реализации продукции в натуральном выражении при прочих равных условиях ведет к росту прибыли. Возрастающие объемы производства, пользующейся спросом, могут достигаться с помощью капитальных вложений, что требует направления прибыли на покупку более производительного оборудования, освоение новых технологий, расширение производства. Этот путь сейчас для многих предприятий затруднен или почти невозможен по причине инфляции, роста цен и недоступности долгосрочного кредита. Предприятие, располагающее средствами и возможностями для проведения капитальных вложений, реально увеличивают свою прибыль, если обеспечивают рентабельность инвестиций выше темпов инфляции [27].