Проект широкополосной логарифмической периодической антенны для работы в составе мобильных радиотехнических комплексов связи на стоянке

Применение описанного механизма развертывания - свертывания излучателей антенны, в сочетании с гибкой конструкцией самих излучателей, позволяет организовать процесс снятия (установки) и свертывания (развертывания) антенны на мобильной телескопической мачте без разборки (сборки) антенны на составные части за время от 3-х до 10 минут, в зависимости от размеров антенны, конструируемой в пределах вышеуказанного диапазона частот 14-500 МГц, что существенно меньше значений времени развертывания прототипа антенны достигающих 20-30 минут. Типичной ситуацией является установка антенны на верхней секции мачты с крыши аппаратной машины, при этом антенна развертывается в горизонтальном положении, а при подъеме мачты в штатное положение она может быть переведена, при необходимости, в вертикальное положение специальным диэлектрическим тросом и механизмом поворота.

Таким образом, технические преимущества предлагаемого решения, достаточно очевидны и не требуют дополнительных пояснений.

Предлагаемый механизм и сама антенна в целом достаточно просты и могут быть реализованы в производстве на любом радиотехническом предприятии с использованием недефицитных материалов

6.5 Анализ технической прогрессивности новой конструкции

Техническая прогрессивность изделия определяет его конкурентоспособность. Она является предпосылкой размера издержек производства и потребления и может быть установлена только при сравнении товаров между собой по группам технических параметров. Техническая прогрессивность разработанной конструкции характеризуется коэффициентом эквивалентности (К_ЭК). Его расчет осуществляем путем сравнения технического уровня товара-конкурента и новой конструкции по отношению к мировому эталонному уровню изделия данного направления техники. Коэффициент эквивалентности К_эк рассчитаем по формуле:

(6.2)

где К_тн - коэффициент технического уровня нового изделия;

К_тб - коэффициент технического уровня базового изделия.

В свою очередь, К_тн и К_тб определяются из (6.3) и (6.4), соответственно:

, (6.3)

, (6.4)

при условии ,

Результаты расчета приведены в таблице 6.7.

Таблица 6.7

Расчет коэффициента эквивалентности новой конструкции

Наименование параметра	«Вес» параметра	Значение параметра
		ПБ	ПН	ПЭ
Легкость эксплуатации	0,3	1	3	2	0,5	2	0,15	0,45
Габарит	0,2	2	3	3	0,66	1	0,13	0,2
Мобильность	0,5	14	12	10	0,74	0,83	0,37	0,41
Всего	1,0	-	-	-	-	-	0,65	1,06

(6.5)

Так как коэффициент эквивалентности К_ЭК = 1,63 и больше 1, очевидно, что новое изделие обладает лучшими техническими характеристиками, чем базовый вариант.

6.6 Анализ изменений функциональных возможностей новой конструкции

Отдельные конструктивные параметры, а также эстетические, эргономические, экологические, которые характеризуют функциональные возможности изделия, удовлетворение каких-либо потребностей, являются неизмеримыми. Перечень таких показателей для каждого радиотехнического изделия является индивидуальным и устанавливается экспертами. Изменение функциональных возможностей нового изделия характеризуется коэффициентом изменения функциональных возможностей.

Результаты расчета приведены в таблице 6.8.

Коэффициент изменения функциональных возможностей К_фв определим из формулы:

(6.6)

Таблица 6.8

Расчет коэффициента изменения функциональных возможностей

Перечень неизмеримых параметров	Характеристика параметра	Балльная оценка
	конкурент	новый	конкурент	новый
1. Технологичность	высокая	высокая	2	2
2. Дизайн	средний	средний	2	2
3. Быстро разборная конструкция	нет	есть	1	2
4. Ветроустойчивость	средняя	высокая	3	3
5. Мобильность	низкая	высокая	2	3
Итого			10	12

. (6.7)

Так как К_ФВ > 1, то новый товар превосходит по функциональным возможностям товар-конкурент.

6.7 Анализ соответствия новой РЭА нормативам

Новая конструкция мобильной логопериодической антенны отвечает всем техническим условиям, нормам и правилам. Следовательно, коэффициент соответствия нормативным параметрам (К_Н = 1).

Таким образом, новый товар отвечает всем требованиям, предъявляемым на государственном уровне, и может быть выставлен на рынок сбыта.

6.8 Образование цены товара-конкурента

Цена товара-конкурента установлена, исходя из полной себестоимости и прибыли. Полная себестоимость рассчитана в соответствии с методом удельных весов: находится суммарная стоимость покупных изделий и полуфабрикатов и определяется доля этих расходов в общих затратах. Так как цена на новый товар тоже неизвестна, то воспользуемся данными таблицы 6.3. Расчет стоимости покупных изделий и полуфабрикатов конструкции-конкурента приведен в таблице 6.9. Расчет нижнего предела цены новой и базовой конструкций приведен в таблице 6.10.

Таблица 6.9

Расчет стоимости покупных изделий товара-конкурента

Наименование материалов, покупных изделий, полуфабрикатов	Количество	Цена за единицу, р.	Сумма, р.
Розетка СР-75-211 ФВ	4	412,92	1651,68
Вилка СР-75-211 ФВ	4	351,54	1406,16
Кабель РК-75-7-22	10,7м	670	7169
Итого	-	-	10226,84
Транспортно-заготовительные расходы	-	-	1022,684
Всего	-	-	11249,524

В таблице 6.10 приведен расчет себестоимости нового товара и товара-конкурента методом удельных весов.



Таблица 6.10

Расчёт себестоимости нового товара и товара-конкурента методом удельных весов

Наименование затрат	Сумма, р.	Удельный вес, %
	базовый	новый
1	2	3	4
1. Основные материалы	1842	1539,2	5,0
2. Покупные изделия и полуфабрикаты	17683,17	14776,6	48,0
3. Зарплата производственных рабочих	5157,6	43092	14,0
4. Общепроизводственные расходы	6999,6	5848,2	19,0
5. Общехозяйственные расходы	3315,6	2770,2	9,0
6. Прочие производственные расходы	736,8	615,6	2,0
7. Производственная себестоимость	35734,8	29856,6	97,0
8. Внепроизводственные расходы	1105,2	923,4	3,0
9. Полная себестоимость	36840	30780	100,0
10. Прибыль	7368	6156	20,0
11. Нижний предел цены	44208	36936	-

Из таблицы 6.10 видно, что стоимость товара-конкурента выше стоимости нового изделия.

6.9 Расчет годовых издержек потребителя РЭА в условиях эксплуатации

В нашем случае расходы на эксплуатацию логопериодической антенны равны расходам на электрическую энергию, потребляемую ей. Зная цену 1 кВт-ч

С_Э = 2,41р. рассчитаем стоимость потребляемой электроэнергии.

Число часов работы антенного устройства в год примем Ф_ИЗ = 2000 ч., а значение потребляемой мощности известно ранее.

Результаты расчета годовых эксплуатационных издержек представим в таблице 6.11.



Таблица 6.11

Расчет годовых эксплуатационных издержек

Наименование расходов	Товар-конкурент	Новый товар
1. Потребляемая мощность, Вт	14	12
2. Расходы на электроэнергию, р.	16,87	14,46

6.10 Расчет полезного эффекта новой конструкции в эксплуатации

Полезный эффект новых соединителей в эксплуатации представляет стоимостную оценку изменения ее потребительских свойств, оказывающих влияние на показатели технической прогрессивности.

Для расчета полезного эффекта (Э_П) и изменения текущих издержек эксплуатации у потребителя при использовании им новой РЭА взамен базовой, воспользуемся следующими данными:

- коэффициент учета изменения срока службы (К_Д) равен 1, так как срок службы изделия по сравнению с базовым не изменяется и равен 10 годам;

- изменение текущих издержек эксплуатации у потребителя (ДИ) при использовании им нового изделия взамен базового равен:

, (6.8)

где , - годовые издержки базового и нового изделия;

- срок службы нового изделия;

- нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0,15.

(6.9)

Таким образом, экономический эффект равен:

, (6.10)

где - цена базового изделия;

- коэффициент эквивалентности;

- коэффициент учета изменения срока службы нового изделия по сравнению с базовым.

27860,68 р. (6.11)

6.11 Образование цены нового товара

Цена на товар - должна отражать его качество и имидж. Существует множество используемых в рыночных условиях стратегических подходов ценообразования, нам необходимо выбрать тот единственный, который обеспечит достижение цели исходя из присущих новому товару технико-экономических показателей. Производителю же выгоднее всего будет продать товар по предельно высокой цене.

Лимитная цена (Ц_ВП) выражает предельно допустимый (верхний) уровень цены, определяемый на основе стоимостной оценки улучшения ее потребительских свойств, при которой обеспечивается относительное удешевление продукции в эксплуатации.

, (6.12)

где - цена базового изделия, которая корректируется коэффициентом удешевления (0,9), характеризующим моральное старение товара-конкурента, - полезный эффект от применения нового товара, который корректируется коэффициентом учета полезного эффекта в цене новой конструкции (0,7).

р. (6.13)

Определим разницу (Ц) верхнего и нижнего пределов цены:

, (6.14)

(6.15)

Полученная разница между ценами верхнего и нижнего пределов выше 20%, следовательно, новое изделие может поступать на рынок.

Основные соображения при назначении цены на новую конструкцию представлены в таблице 6.12.

Таблица 6.12

Расчет цены на новую конструкцию

Показатель	Значение
1. Полная себестоимость новой конструкции, р.	30780
2. Нижний предел цены новой конструкции, р.	36936
3. Верхний предел цены новой конструкции, р.	59289
4. Уровень качества товара на рынке	Высокий
5. Цена товара-конкурента, р.	44208
6. Прогнозируемый спрос новой конструкции, шт.	5000
7. Продажная цена на новую конструкцию, р.	39900

Стратегия выхода на рынок - «политика прорыва». Производитель выходит на рынок и устанавливает цены ниже, чем у конкурентов. По мере завоевания определённой доли рынка цены на товар постепенно повышаются до уровня других продавцов.

6.12 Образование цены потребления и установление коммерческой конкурентоспособности

Цена потребления (Ц_П) является составляющей абсолютной характеристикой коммерческой конкурентоспособности товара.

Результат расчета цены потребления приведены в таблице 6.13.

Таблица 6.13

Результат расчета цены потребления

Затраты	Товар-конкурент, р.	Новый товар, р.
1. Продажная цена	44208	39900
2. Эксплуатационные издержки за весь срок службы	168,7	144,6
3. Цена потребления	44376,7	40044,6

Определим коэффициент цены потребления (К_Ц):

. (6.16)

6.13 Обоснование конкурентоспособности нового товара

Определим, к какой группе, определяющий уровень качества, относится новая конструкция. Для оценки конкурентоспособности нового изделия по отношению к конкуренту используют интегральный показатель (К_ИН):

, (6.17)

где - коэффициент изменения функциональных возможностей;

- коэффициент эквивалентности;

- нормативный коэффициент;

- коэффициент цены потребления.

(6.18)

Интегральный показатель больше единицы, следовательно, новая конструкция обладает более высокой конкурентоспособностью, чем базовая.

6.14 Выводы по результатам технико-экономического анализа

Исходя из проведенных выше расчетов, можно сделать вывод, что новая мобильная логопериодическая антенна обладает высокой конкурентоспособностью среди подобных товаров на рынке. Этот факт подтверждается результатами, приведенными в таблице 6.14.

Так как основным потребителем данного товара будут являться предприятия, производящие радиоаппаратуру, число которых на территории нашего государства относительно невелико, то необходимо обеспечить выход продукции на рынок в масштабе всего государства и как можно быстрее получить признание нового товара на отечественном рынке, попытаться получить признание своего товара на зарубежном рынке.

Таблица 6.14

Показатели рыночного уровня новизны разработанной системы

Показатели	Товар
	конкурент	новый
1. Технические
1.1 Количество приёмников, шт.	1	3
1.2 Интерфейсы сопряжения с оконечным оборудованием, шт	2	3
1.3 Потребляемая мощность, Вт	14	12
2. Нормативные	Соответствует	Соответствует
3. Экономические
3.1Продажная цена, р.	44376,7	39900
3.2Издержки потребителя, р.	168,7	144,6
3.3 Цена потребления, р.	44224,87	40044,6
3.4 Коэффициент эквивалентности	1,0	1,63
3.5 Коэффициент изменения функциональных возможностей	1,0	1,2
3.6 Коэффициент цены потребления	1,0	1,3
3.7 Интегральный коэффициент конкурентоспособности	1,0	1,5



7. Безопасность жизнедеятельности и экологичность

7.1 Безопасность производственной среды

7.1.1 Анализ опасных и вредных факторов

При разработке дипломного проекта «мобильная логопериодическая антенна», основная часть работы более 70 % производится за ЭВМ, организм разработчика подвергается вредным факторам, которые отрицательно сказываются на его здоровье. Рассмотрим эти факторы:

- негативное воздействие на органы зрения человека, так как при распознавании информации, получаемой с монитора, они всё время находятся в напряжении;

- вредное излучение монитора, основная часть которого исходит от электронно-лучевой трубки (ЭЛТ);

- повышенная температура, пониженная влажность воздуха рабочей зоны. При увеличении компьютеров в рабочей зоне вред, наносимый человеку, увеличивается;

- повышенный уровень шума на рабочем месте. Компьютер оснащен кулерами, для того чтобы снизить нагревание его частей. При работе кулеры создают шумовые помехи, вследствие чего работоспособность пользователей снижается, более быстро возникает утомление и усталость;

- поражения электрическим током. В процессе разработки ПС компьютер находится под напряжением, которое опасно для жизни разработчика. Поэтому не следует забывать, что под напряжением могут оказаться вследствие повреждения оборудования те части компьютера, которые при его исправном состоянии изолированы от электросети (например, металлические части корпуса) и к которым разработчик может прикоснуться, не разбирая компьютер;

- повышенный уровень электромагнитных излучений. При превышении допустимых норм может возникнуть опасность от действия электромагнитных излучений;

- недостаточная освещенность рабочего места. При работе за компьютером освещение должно быть достаточным, поскольку при снижении уровня освещения возникает угроза быстрой утомляемости человека и потери остроты зрения;

- отрицательное влияние компьютера на психоэмоциональное состояние разработчика.

7.1.2 Влияние электромагнитного излучения

При работе глаза проектировщика постоянно находятся перед дисплеем. Его влияние отрицательно сказывается на здоровье разработчика. К числу отрицательных последствий относятся глазные (дискомфорт и нарушение), костно-мышечные боли, головная боль, стрессовые расстройства и др. К системам зрительного дискомфорта относятся следующие отклонения:

- зрительные (пелена перед глазами);

- глазные (ощущение усталости глаз, боль);

- сопутствующие (головная боль);

- функциональные, поведенческие.

7.1.3 Опасность поражения электрическим током

Особенно опасно для проектировщика поражение электрическим током, которое может быть вызвано повреждением изоляции кабелей электропитания ЭВМ, а также неисправностью оборудования. Проходя через организм, электрический ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действия.

7.1.4 Влияние неблагоприятных климатических условий

Не менее опасное влияние на организм человека могут оказать неблагоприятные климатические условия. При повышении температуры воздуха в помещении кровеносные сосуды кожи расширяются, при этом происходит повышенный приток крови к поверхности тела, и теплоотдача в окружающую среду значительно увеличивается. Однако при температурах окружающего воздуха, поверхностей оборудования, и помещений 30-35 ^оC отдача теплоты конвекцией и излучением в основном прекращается. При более высокой температуре воздуха большая часть теплоты отдаётся путём испарения с поверхности кожи. В этих условиях организм теряет определённое количество влаги, а вместе с ней и соли, играющие важную роль в жизнедеятельности организма. Влажность воздуха также оказывает большое влияние на терморегуляцию организма. Пониженная влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей.

7.1.5 Уровень шума на рабочем месте

Шум является наиболее распространенным в производстве вредным фактором. Проявление вредного воздействия шума на организм человека разнообразно: так шум в компьютерных лабораториях вызывает снижение работоспособности и мешает нормальной работе.

7.2 Меры защиты от опасных и вредных факторов

С целью исключения вредного влияния персонального компьютера (ПК) на организм необходимо соблюдать и выполнять следующие правила и нормы:

- помещения, где расположены ПК, должны иметь естественное и искусственное освещение. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана. В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения. Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не допускается;

- для обеспечения нормируемых значений в помещениях пользования ПК следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп;

- рабочие места с ПК по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно слева. Расстояние между рабочими столами и видеомониторами должно быть не менее 2 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м. Идеально ПК должны размещаться по периметру помещения. Площадь на одно рабочее место с ВДТ должна составлять не менее 6 кв. м;

- конструкция рабочего стула должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ПК, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины. Рабочий стул должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сидения и спинки. Рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног. Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края стола. Экран монитора должен находиться от глаз пользователей на оптимальном расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм с учетов размеров алфавитно-цифровых знаков и символов;

- в помещениях с ПК ежедневно должна проводиться влажная уборка;

- профессиональные пользователи ПК должны проходить обязательные (при приеме на работу) и периодические медицинские осмотры;

- режимы труда и отдыха должны организовываться в зависимости от вида и категории трудовой деятельности. На протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированные перерывы. Продолжительность непрерывной работы с ВДТ без регламентированного перерыва не должна превышать двух часов.



7.2.1 Защита от электромагнитных излучений

Монитор является основным элементом электромагнитных излучений. Для определения требований к монитору рассмотрим таблицу 5.1.

Монитор должен соответствовать ГОСТ Р50948-96 или СанПиН 2.2.2.542-96, допустимо использовать ТСО-91, MPRII.

Дополнительные требования к монитору (в соответствии с СанПиН 2.2.2.542-96): окраска корпуса в спокойном, мягком тоне с диффузным рассеянием света. Корпус монитора, системного блока, клавиатуры, мыши, принтера и других блоков должны иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0,4…0,6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики.

Требования к визуальным параметрам монитора представлены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Требования нормативных документов к параметрам излучения дисплеев

Наименование параметров	MPRII	ТСО91	ГОСТ Р50948-96 (с 01.07.97)	СанПиН 2.2.2.542-96 (с 01.01.97)
Напряженность ЭПМ в 0,5 м вокруг дисплея по электрической составляющей, не более (В/м): в диапазоне частот 5 Гц…2 кГц в диапазоне частот 2…400 кГц	25	10	25	25
	2,5	1,0	2,5	2,5
Плотность магнитного потока в 0,5 м вокруг дисплея, не более, (нТл): в диапазоне частот 5 Гц…2 кГц в диапазоне частот 2 …400 кГц	250	250	250	250
	25	25	25	25
Поверхностный электростатический потенциал, не более, (В):	500	500	500	500



Таблица 7.2

Визуальные параметры монитора

Наименование параметров	Пределы значений параметров
	Минимум (не менее)	Максимум (не более)
1. Яркость знака (яркость фона), кд/м2(измеренная в темноте)	35	120
2. Внешняя освещенность экрана, лк	100	250
3. Угловой размер знака, угл. мин.	16	60

Магнитные поля могут являться причиной возникновения злокачественных опухолей. Наиболее сильно воздействие электромагнитных полей наблюдается ближе 0,3 м от экрана. В разработанном модуле управления инженер-исследователь ведет работу с монитором на расстоянии до экрана не менее чем 0,5 м.

Для того, чтобы ослабить вредное влияние мониторов ЭВМ на глаза для устаревших мониторов используют различные защитные экраны. При этом важно, чтобы экран был правильно подобран к конкретному монитору.

Освещение

Естественное и искусственное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП 23-05-95 в зависимости от характера зрительной системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном.

Нормированные значения освещенности при естественном и совмещенном освещении приведены в таблице 7.3.

Таблица 7.3

Значения освещенности при естественном и искусственном освещении

Характерис-тика работы	Наим. размер объекта	Контрастн. объекта с фоном	Искусственное освещение, лк	Естественное освещение КЕО, %	Совмещённое освещение, КЕО, %
			При комб. освещ.	При общем освещ.	При верх. или верхне-боковом	При боковом	При верх. или верхне-боковом	При боковом
Малой точности	1,0-5,0	Малый, средний	400	200	4	1,5	1,8	0,6



При работе с ЭВМ, как правило, применяется естественное освещение. Желательно чтобы световые проемы располагались слева от оператора ЭВМ, допускается и правостороннее естественное освещение. В тех случаях, когда одного естественного освещения не хватает, устанавливается совмещенное освещение. При этом дополнительное искусственное освещение применяется не только в темное, но и в светлое время суток.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещении следует проводить чистку стекольных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.

Для искусственного освещения помещения следует использовать главным образом люминесцентные лампы. Наиболее приемлемыми являются люминесцентные лампы белого и тепло - белого света.

Для исключения засветки экранов дисплеев прямыми световыми потоками светильники общего освещения располагают сбоку от рабочего места, параллельно линии зрения оператора и стене с окнами.

Следует ограничивать отраженнуюблесткость на рабочих поверхностях за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочего места по отношению к источникам искусственного освещения. Яркость бликов на экране дисплея не должна превышать 40 кд/м².

Рекомендуемая освещенность для работы с экраном дисплея составляет 200 лк, а при работе с экраном в сочетании с работой над документами - 400 лк. Рекомендуемые яркости в поле зрения операторов должны лежать в пределах 1:5-1:10.

Освещение должно быть достаточно равномерно распределено на рабочих поверхностях и в окружающем пространстве; не должно быть резких теней, прямой и отраженной блеклости; освещение должно быть равномерно во времени; направление излучаемого осветительными приборами светового потока должно быть оптимальным.

Шум

Шум создают системный блок, а точнее блок питания в системном блоке - менее 40 дБА (один метр от поверхности), источник бесперебойного питания - менее 40 дБА, принтер - менее 40 дБА. В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83, для помещений управления допустимый уровень звукового давления составляет 60 дБА.

Средства и методы защиты от шума определены в ГОСТ 12.1.029-80. Для снижения шума следует:

- снизить эффект суммарного воздействия на рабочие места отраженных звуковых волн за счет звукопоглощения энергии прямых звуковых волн поверхностями ограждающих конструкций;

- применять рациональное расположение оборудования;

- использовать архитектурно-планировочные и технологические решения, направленные на изоляцию источников шума.

Таблица 7.4

Нормы шума на рабочих местах

Помещения производственного предприятия	Уровни звукового давления, дБ,в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука и эквивалентные уровни, ДБА
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Конструкторское бюро, отделы: расчетчиков, программистов, лаборатории: теоретических работ и обработки экспериментальных данных	1	1	4	9	5	2	40	38	50
Кабинеты управленческого персонала, рабочие комнаты	9	0	3	8	5	32	30	49	60

7.2.4 Микроклимат

Температура воздуха является одним из основных параметров, характеризующих тепловое состояние микроклимата.

Особенно большое влияние на микроклимат оказывают источники теплоты, находящиеся в помещении. Основными источниками теплоты являются: компьютер и вспомогательное оборудование, приборы освещения, обслуживающий персонал. Наибольшее количество теплоты выделяют ЭВМ и вспомогательное оборудование.

Правильный выбор установки кондиционирования воздуха обеспечивает благоприятный микроклимат в рабочем помещении. При выборе той или иной системы кондиционирования необходимо учитывать размеры помещения, количество вычислительной техники и рабочих мест, также требуется экономический анализ ряда факторов: характеристики и стоимости вычислительного оборудования, эксплуатационных расходов и т.п.

Таблица 7.5

Допустимые нормы микроклимата в холодный и переходные периоды (до 10 °С)

Категория работ	Температура воздуха, °С	Относительная влажность воздуха (не более), %	Скорость движения воздуха (не более), м/с	Температура воздуха вне постоянных рабочих мест, °С
Легкая I	19-25	75	0,2	15-26

В таблице 7.6 приведены нормы микроклимата для теплого периода года для легкой категории работ.

Таблица 7.6

Нормы микроклимата для теплого периода года

Категория работ	Температура воздуха с избытком явного тепла (не более), °С	Относительная влажность (не более), %	Скорость движения воздуха при избытке тепла, м/с	Температура воздуха вне постоянных рабочих мест при избытке явного тепла, °С
Легкая I	Не более чем на 5°	55 (при 20 °С)	0,2-0,5	Не более чем на 5 °С выше температуры наружного воздуха

7.2.5 Оценка электробезопасности

Для защиты от поражений напряжением, которое вследствие повреждения изоляции возникает на поверхности металлических или других электропроводящих элементов или частей вычислительной техники (например, деталей корпуса), не входящих в его электрическую цепь, т.е. нормально не находящихся под напряжением, используют заземление. Электробезопасность достигается применением системы заземляющего устройства, под которой понимается совокупность заземлителей и заземляющих проводников.

7.3 Расчет защитного зануления

Рассчитаем зануление электрооборудования при номинальным напряжении 220В и номинальном токе I_н = 10А.

Для питания электрооборудования лаборатории используется провод марки АЛП, прокладываемый в стальной трубе. Выбираем сечение алюминиевого провода S = 2,5 мм длиной l = 30 м. Участок магистрали выполнен четырехжильным кабелем марки АВРЕ с алюминиевыми жилами сечением (3Х50 + 1Х25) мм² в полихлорвиниловой оболочке. Длина участка - 0,25 км.

Для защиты используется предохранитель ПР-2. Ток предохранителя I_пр:

I_пр = (3·K_п·I_н)/2,5 = (3 ·10)/2,5 = 12 А, (7.1)

где К_п - пусковой коэффициент 0,5...4,0

Значение коэффициента К_п принимается в зависимости от типа электрических установок: Выбираем стандартный предохранитель на 15 А.

Определим расчетное значение сопротивления трансформатора.

Рассчитаем активное сопротивление фазного провода:

, (7.2)

где l - длина провода

S - сечение провода

- удельное сопротивление материала (для алюминия = 0,028 0м_*мм²/км).

Рассчитаем активное сопротивление фазных проводов для участков:

R₁ = 0,028·250/50 = 0,14 Ом, (7.2.1)

R₂ = 0,028·30/2,5 = 0,336 Ом, (7.2.2)

R_Ф1 = 0,14 0м, R_Ф2 = 0,336 Ом.

Полное активное сопротивление фазного провода: R_Фе = 0,476 0м.

Рассчитаем активное сопротивление фазного провода с учетом температурной поправки, считая нагрев проводов на всех участках равным Т = 55 С.

R_ф = R_ф·(1 + а (Т - 20)) = 0,543 Ом, (7.3)

где a = 0,004 град - температурный коэффициент сопротивления алюминия.

Активное сопротивление нулевого защитного проводника:

R_MЗ1 = 0,028·(250/25) = 0,28 Ом. (5.4)

Для трубы из стали: = 1,8 Ом/км

R_MЗ2 = 1,8·(30/1000) = 0,054 Ом. (7.5)

Таким образом, суммарное сопротивление магистрали зануления равно:

R_{M3 е} = R_{M3 1}+ R_{МЗ 2} = 0,334 Oм. (7.6)

Определяем внешние индуктивные сопротивления. Для фазового провода:

Х'_Ф = Х'_ФМ- Х_ФL, (7.7)

Для магистрали зануления:

Х'_М3 = Х'_М3М- Х_{М3 L}, (7.8)

где Х'_М3 и Х'_ФМ - индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоиндукцией фазового провода и магистрали зануления;

Х_М3 и Х_Ф1- внешние индуктивные сопротивления самоиндукции.

Индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоиндукцией фазового провода и магистрали зануления, определяются по формуле:

Х'_ФМ = Х'_{М3 М} = 0,145 lg(d_ФМ3), (7.9)

где d - расстояние между фазным и нулевым проводом. (для 1 d = 15 мм, для 3 d = 9,5 мм)

Х'_ФМ1 = Х'_М3М1 = 0,145·lg15 = 0,17 Ом, (7.9.1)

Х'_ФМ2 = Х'_М3М2 = 0,145·lg9,5 = 0,142 Ом, (7.9.2)

Суммарное сопротивление на всех участках:

Х'_ФМ = Х'_М3М = 0,312 Ом. (7.9.3)

Внешние индуктивные сопротивления определяются по формуле:

X_ФL = X'_L·L, (5.10)

где X'_L - удельное сопротивление самоиндукции, Ом/м.

X'_L1 = 0,09·0,25 = 0,023, (7.10.1)

X'_L2 = 0,03·0,03 = 0,0009. (7.10.2)

Суммарное внешнее индуктивное сопротивление фазового провода:

Х_ФL = 0,0239 Oм. (7.10.3)

X_M3L1 = 0,068·0,25 = 0,017 Ом, (7.11)

X_M3L2 = 0,138·0,03 = 0,004 Oм. (7.12)

Суммарное внешнее индуктивное сопротивление магистрали зануления:

X_M3L = 0,021 Oм.

Суммарное внешнее индуктивное сопротивление:

Х_Ф' = 0,312 - 0,0239 = 0,281 Ом, (7.13)

Х_М3' = 0,312 - 0,021 = 0,3 Ом. (7.14)

Полное сопротивление фазного провода и магистрали зануления:

Z_Ф = 0,476 + 0,281 = 0,757 Ом, (7.15)

Z_M3 = 0,334 + 0,3 = 0,634 Ом. (7.16)

Ток однофазного КЗ определим по формуле:

I_КЗ = 220/(0,25 + 0,634) = 248 А. (7.17)

Сравним расчетные параметры с допустимыми: I_КЗ = 248 >12 А.

Кроме того, должно выполняться условие: Z_M3 < 2 ·Z_Ф ,

Как видно, условие выполняется.

7.4 Экологичность проекта

Компьютеры и другая оргтехника, используемые при разработке схемы и программного средства, не выделяют в окружающую среду газообразных, жидких или твердых вредных веществ в количестве, требующем учета и принятия соответствующих мер по предотвращению и ликвидации загрязнения. Так как разрабатываемое устройство является передовым современным товаром, оборудование, применяемое для его разработки, в связи с моральным устареванием будет заменяться более новым своевременно, прежде чем оно окончательно выработает свой ресурс. При этом оно останется пригодным для решения менее сложных задач. По истечении срока эксплуатации оно будет передано другим фирмам по остаточной стоимости, поэтому утилизация вычислительной техники не производится. Отработанные расходные материалы не представляют повышенной опасности для окружающей среды, поэтому их утилизация за исключением бумаги и картона производится вместе с другими твердыми бытовыми отходами (ТБО). Утилизация бумаги и картона осуществляется в пунктах приема вторичного сырья. Так как в помещении, где разрабатывается ПС, в качестве осветительных приборов используются лампы накаливания, их утилизация также осуществляется вместе с ТБО.

7.5 Чрезвычайные ситуации

7.5.1 Оценка пожаробезопасности

Основные требования противопожарной защиты определены ГОСТ 12.1.004-91. Согласно этому стандарту мероприятия по пожарной профилактике, разделяются на организационные, технические, режимные и эксплуатационные.

Источниками возгорания могут быть электронные схемы приборов, устройства электропитания, кондиционирования воздуха, где в результате различных нарушений образуются перегретые элементы, электрические искры и дуги, способные вызвать загорания горючих материалов. При проектировании новых лабораторных помещений необходимо соблюдать мероприятия пожарной профилактики (СНиП 21-01-97 Пожарная безопасность зданий и сооружений), где изложены основные требования к огнестойкости зданий противопожарным преградам, эвакуации людей. Пожарные краны устанавливаются в коридорах, на площадках лестничных клеток и входов. Наличие горючего изоляционного материала, вероятных источников зажигания в виде электрических искр и дуг, разветвлённость и труднодоступность делают кабельные линии местом наиболее вероятного возникновения и развития пожара.

7.5.2 Средства пожарной защиты и план эвакуации

Для выбора средств пожаротушения учитывается площадь помещения и категория помещения по пожарной опасности. Лаборатория, в которой будет происходить разработка «мобильной логопериодической антенны», относится к пожароопасной категории В. Помещение должно быть в обязательном порядке оборудовано ручными средствами пожаротушения. К ним относят:

1) Оборудование противопожарных щитов

2) Пожарные краны

3) Ручные огнетушители

Огнетушители в зависимости от применяемого в них вещества делятся на химические - пенные, воздушно-пенные, углекислотные и порошковые. В связи с наличием в помещении электроустановок под напряжением рекомендуется применять углекислотные огнетушители. в нашем случае для помещения площадью 72 м² и категории В для пожарной безопасности будет необходимо два углекислотных переносных огнетушителей марки ОУ-5.

Характеристики ОУ-5:

- Вместимость корпуса: 7,2 литра;

- время выхода ОТВ: 10 секунд;

- длинна струи: 3 метра;

- габариты, мм: 940х230х520

- диапазон температур: -20 +50 градусов Цельсия.

Персонал, работающий в помещении лаборатории должен знать последовательность действий в случае пожара, а также уметь пользоваться ручными средствами пожаротушения.

На рисунке 7.1 приведен план эвакуации людей при пожаре в лабораторном помещении.

Рисунок 7.1 -- План эвакуации людей при пожаре в помещении



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения дипломного проекта спроектировано и разработана мобильная логопериодическая антенна.

Проведен ряд исследований, результаты которых позволяют дать оценку существующим и проектируемым аналогам, а также выбрать наиболее дешевый и технологичный вариант построения собственного изделия и его функциональных узлов, разработан комплект конструкторской документации, проведены конструктивные расчеты, показывающие обоснованность конструкторских решений.

Задачи поставленные в ТЗ достигнуты. Следует отметить, что данное изделие было разработано с применением методов ТРИЗ, и специализированного алгоритма решения изобретательских задач АРИЗ-85б (метод замены жестких связей объектов системы на гибкие).

В результате выполнения организационно-экономической части определена договорная цена данной разработки, проведен технико-экономический анализ и обоснование рыночной новизны данного изделия.

Выявлены и проанализированы опасные и вредные факторы, влияющие на человека и экологию, определены пути по уменьшению этих факторов и их опасного влияния.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ГОСТ 17232-99. Плиты из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. - М.: Госстандарт России: Издательство стандартов, 2001. - 158с.

2. СТП ИТНЯ.4.4.50.03-2000. Стандарт предприятия. Пластмассы. Ограниченный перечень.

3. Электронный каталог ОКБ ПК. - Электрон. дан.

4. Электронный каталог Спектр. - Электрон. дан.

5. СТП ИТНЯ.20.21.07-04 Стандарт предприятия «Покрытия лакокрасочные» Руководство по выбору.

6. Электронный каталог Sport Extreme.

7. Григоров И.Н.. Практические конструкции антенн. издательство ДМК: В помощь радиолюбителю, 2005. - 47 с.

8. К. Ротхаммель Антенны: В 2 томах, Том 1 - 11-е издание, исправленное и дополненное Алоизом Кришке: Радио и связь, 1991. - 77 с.

9. Электронный каталог Gelezo.

10. Электронный каталог Titanex.

11. Гелль П.П.. Иванов-Есипович Н.К. Конструирование радиоэлектронной аппаратуры. Л., «Энергия», 1972. - 232 с. с ил.

12. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х томах, Том 1. - 8-е изд., перераб. и доп. / Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001. - 920 с., ил.

13. Электронный каталог Полиамиды. - Электрон. дан.

14. ГОСТ 12496-88. Цилиндры и трубки электротехнические стеклоэпоксифенольные. Технические условия.

15. ОСТ107.460007.007-92. Отраслевой стандарт. Материалы полимерные для герметизации изделий радиоэлектронной аппаратуры. Основные свойства и применение.

16. ГОСТ 21930-76 Припои оловянно-свинцовые в чушках. Технические условия.

17. Brown, G.H.; Lewis, R.F.; Epstein, J.: Ground Systems as a Factor in An Antenna Efficiency. Proc. IRE, June 1937, pp. 753-787.

18. К. Ротхаммель. Антенны: В 2 томах, Том 2, 11-е издание, исправленное и дополненное Алоизом Кришке: Радио и связь, 1991. - 78с.

19. Н.П. Баловнев. Расчет резьбовых соединений и винтовых механизмов: методические указания к разделу курса «Детали машин и основы конструирования» для всех машиностроительных специальностей. Москва - 1999.

20. Чернышов А.В. Проектирование технологических процессов изготовления деталей РЭС: учеб. пособие / А.В. Чернышов. 2-е изд., перераб. и доп. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» 2009. 147 с.

Размещено на Allbest.ru