Критерием оценки устойчивости работы электронных систем при воздействии ионизирующих излучений являются максимальные значения интегрального потока нейтронов Фп, дозы Dγ и мощности дозы Рγ, при которых работа этих систем нарушается.
При радиоактивном заражении местности мощность дозы γ-излучения невелика и ее воздействие на аппаратуру и материалы можно не учитывать.
Оценка устойчивости аппаратуры производится по каждому параметру отдельно. Сравнивая рассчитанные величины параметров Фп, Dγ и Рγ с Пкр (табличными), определяем наиболее подверженные воздействию радиоактивного излучения (слабые) элементы.
Оценку устойчивости аппаратуры к ионизирующим излучениям можно произвести и таким образом: составляем перечень элементов прибора, чувствительных к радиоактивному излучению, и вносим их в сводную таблицу 7.1; определяем по таблицам Пкр для каждого элемента по всем параметрам проникающей радиации (Фп, Dγ и Рγ). Полученные результаты с помощью условных обозначений вносим в сводную таблицу; определяем наиболее уязвимые элементы прибора; определяем целесообразные пределы повышения устойчивости слабых элементов. На стадии проектирования можно рекомендовать замену одних элементов другими.
Таблица 7.1 - Элементы, чувствительные к радиоизлучению
|
Параметры радиации Наименова- ние элементов |
Фп, нейтрон/м2 |
1016 |
1017 |
1018 |
1019 |
1020 |
1021 |
1022 |
|||
|
Рγ, Гр |
102 |
103 |
104 |
105 |
106 |
107 |
108 |
||||
|
Dγ, Гр/c |
102 |
103 |
104 |
105 |
106 |
107 |
108 |
||||
|
Маломощные транзисторы |
Фп, нейтрон/м2 |
|
|||||||||
Рγ, Гр |
|||||||||||
|
Dγ, Гр/c |
|||||||||||
|
Выпрямительные диоды |
Фп, нейтрон/м2 |
|
|||||||||
Рγ, Гр |
|||||||||||
|
Dγ, Гр/c |
|||||||||||
|
Резисторы |
Фп, нейтрон/м2 |
|
|||||||||
Рγ, Гр |
|||||||||||
|
Dγ, Гр/c |
|||||||||||
|
Конденсаторы |
Фп, нейтрон/м2 |
|
|||||||||
Рγ, Гр |
|||||||||||
|
Dγ, Гр/c |
|||||||||||
|
Интегральная схема |
Фп, нейтрон/м2 |
|
|||||||||
|
Рγ, Гр |
|||||||||||
|
Dγ, Гр/c |
|||||||||||
После того, как оценка дана, вырабатываются мероприятия по повышению устойчивости работы приборов в условиях воздействия ионизирующих излучений.
Как видно, самыми чувствительными элементами к излучению являются транзисторы, диоды и микросхемы.
Оценка устойчивости аппаратуры к воздействию электромагнитного импульса.
Критерием устойчивости работы электронных систем при воздействии электромагнитного импульса (ЭМИ) является максимальная величина энергии, поглощенная функциональными элементами системы, при которой не происходит нарушение функционирования системы. В общем случае для оценки устойчивости работы аппаратуры необходимо оценить энергию ЭМИ поглощенную системой, и сравнить ее с той величиной энергии, при которой аппаратура перестает нормально функционировать. В нашем случае можно рекомендовать следующий порядок оценки:
- проводят анализ электронной системы с целью выявления в ней чувствительных к ЭМИ элементов и определяют длины линейных проводников, связанных с этими элементами. Данные анализа представляют в виде таблицы 7.2;
- определяют поправочные коэффициенты Кп по формуле:
, (7.9)
где lэ – наибольший размер элемента; lл – размер неэкранированного линейного проводника, связанного с элементом.
- определяют пороги устойчивости выявленных элементов Пкр.сх:
, (7.10)
где Пкр - табличное, значение порога устойчивости для данного элемента.
Все эти данные заносятся в таблицу 7.2, затем производится ее анализ, и выявляются наименее устойчивые элементы в системе (аппаратуре).
Затем разрабатывают, предложения по повышению устойчивости при воздействии ЭМИ.
Таблица 7.2 - Элементы, чувствительные к электромагнитному импульсу
|
Обозначение на схеме |
Элемент |
Порог устойчивости, Пкр, Дж |
lэ, мм |
lл, мм |
Кп |
Порог устойчивости в системе, Пкр.сх, Дж |
Прим-ечание |
|
VT |
Транзистор |
6·10-5 |
15 |
100 |
59 |
1·10-6 |
Наиме-нее стойчив |
|
VD |
Диод |
5·10-4 |
5 |
20 |
25 |
2·10-5 |
|
|
C |
Конденсатор |
10-3 |
40 |
40 |
4 |
2,5·10-4 |
|
|
R |
Резистор |
10-2 |
48 |
110 |
11 |
9·10-4 |
|
|
DD |
Интегральная схема |
10-4 |
18 |
20 |
5 |
2·10-5 |
|
|
K |
Реле |
10-1 |
29 |
90 |
17 |
6·10-3 |
|
Повышение устойчивости (защита) аппаратуры.
Рассмотрим способы повышения устойчивости радиоэлектронных и оптических приборов и систем к воздействию ударной волны, теплового излучения, ионизирующих излучений и ЭМИ. Защита от воздушной ударной волны может быть обеспечена размещением аппаратуры в заглубленных помещениях, надежным креплением к основанию, созданием специальных защитных упругих навесов, кожухов, зонтов, металлических сеток и т. д. Эти мероприятия способствуют защите, как от непосредственного воздействия ударной волны, так и от разрушающего действия обломков и осколков.
Основными способами защиты радиоэлектронных и оптических систем от теплового (светового) излучения являются: размещение аппаратуры в сооружениях, построенных из несгораемых материалов, или обработка сгораемых материалов защитными составами; замена сгораемых элементов на несгораемые; защита сгораемых элементов легкими несгораемыми экранами; снабжение светоприемников аппаратуры закрытыми светопроводами или защита их блендами для уменьшения вероятности прямого воздействия светового излучения; снабжение аппаратуры системой автоматической вентиляции для поддержания температуры внутри блоков на допустимом уровне.
Для защиты аппаратуры от ионизирующих излучений применяются различной конструкции экраны и кожухи. Важнейшие требования к материалам, из которых изготавливаются защитные устройства, следующие: в состав материалов должны входить элементы с большой атомной массой; защитные материалы должны включать легкие элементы, хорошо замедляющие промежуточные нейтроны, а также элементы, поглощающие замедленные нейтроны без образования γ – излучения.
Основными способами повышения устойчивости радиоэлектронных и оптических систем к воздействию ЭМИ являются: выбор наиболее стойких к воздействию ЭМИ функциональных элементов систем; рациональное пространственное размещение узлов и схем системы; создание стойких к действию ЭМИ радиоэлектронных и оптических схемных решений; применение мер специальной защиты; изменение порядка функционирования системы при подаче сигнала воздушной тревоги.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приведем краткое описание полученных результатов.
Конструктивные расчеты: размер печатной платы узла А1 – 40×50 мм; размер печатной платы узла А2 – 160×80 мм; габариты устройства 250×160×120 мм; коэффициент заполнения устройства по объему – 0,02; вероятность безотказной работы – 0,846 в течение 5000 часов.
Технологические расчеты: коэффициент технологичности – 0,9 (0,7 – заданный); тип производства – крупносерийный; штучно-калькуляционное время сборки – 12,9 мин.
Отпускная цена единицы продукции с учетом НДС – 159600 р.
Исходя из приведенного выше можно сказать, что разработанное устройство способно на сегодняшний день конкурировать с аналогами на рынке частотных преобразователей.
ЛИТЕРАТУРА
1. #"#">#"#">#"#">#"#">http://www.izovolt.ru
10. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990.-528 с.: ил.
11. Боровиков С.М. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности. - Мн. : Дизайн ПРО, 1998. 335 с.
12. Технология радиоэлектронных устройств и автоматизация производства. Курсовое проектирование: Учебное пособие / Ануфриев Л.П., Бондарик В.М. Ланин В.Л., Хмыль А.А. - Мн.: Бестпринт, 2001. – 144 с.: ил.
13. Технология радиоэлектронных устройств и автоматизация производства: Учебник / Достанко А.П., Ланин В.Л., Хмыль А.А., Ануфриев Л.П.; Под общей редакцией Достанко А.П.- Мн.: Вышэйшая школа, 2002. – 415 с.: ил.
14. http:// www.clever.ru
15. Трудовой кодекс Республики Беларусь.: - текст Кодекса по состоянию на 3 ноября 2006 г. – Мн.: Амалфея, 2006.-272с.
16. ГОСТ 12.0.002-80 «ССБТ. Термины и определения».
17. ГОСТ 12.0.003-74 «ССБТ Опасные и вредные производственные факторы. Классификация».
18. СНБ 2.04.05-98 “Естественное и искусственное освещение”.
19. СНиП 2.04.05-91 “Отопление, вентиляция и кондиционирование”.
20. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ “Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”.
21. ГОСТ 12.1.019-79 «ССБТ. Электробезопасность. Общие требования».
22. Межотраслевая типовая инструкция по охране труда при работе с персональными компьютерами.: утв. Постановлением М-ва труда и соц. защиты Республики Беларусь от 30 ноября 2004г. №138: текст приведен по состоянию на 14 сентября 2005г.-Мн.: Дикта, 2005.-20с.
23. СанПиН РБ 11-15-94 «Санитарные правила для процессов пайки изделий сплавами, содержащими свинец».
24. СТБ 11.0.02–95 ССТБ. Пожарная безопасность. Общие термины и определения.
25. СНБ.2.02.02-01 “Эвакуация людей из зданий и сооружений при пожаре”.
26. НПБ 28-2001 «Нормы пожарной безопасности Республики Беларусь. Пожарная техника. Огнетушители. Требования к эксплуатации».
27. Защита населения и объектов от чрезвычайных ситуаций. Учебно методический комплекс. Калван Э.П.
28. Защита населения и объектов народного хозяйства в чрезвычайных ситуациях. Под. ред. М. И. Постника.
29. Атаманюк В.Г., Ширшев Л.Г., Акимов Н.И. Гражданская оборона. – М.: Высшая школа, 1986.
30. Егоров А.А. Гражданская оборона. Учебное пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1977.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
Перечень элементов ПАЛ.437293.001 ПЭ3
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)
Спецификация ПАЛ.302821.001
ПРИЛОЖЕНИЕ В
(обязательное)
Спецификация ПАЛ.302822.001
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(обязательное)
Спецификация ПАЛ.437293.001
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
(обязательное)
Деталировки корпуса, оригинальных изделий
ПРИЛОЖЕНИЕ Е
(обязательное)
Комплект документов на технологический процесс сборки и монтажа
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
