Охрана труда и окружающей среды
Проектирование системы кондиционирования при работе с ПК. 5.1 Введение Темой моего дипломного проекта является: «Проектирование измерителя скорости кровотока». Одним из возможных применений ультразвука в медицинской диагностике является допплерография, т. е. измерение скорости крови в кровеносном сосуде с помощью эффекта Доплера. Современная аппаратура обработки данных (АОД) позволяет определить не только среднеквадратическую скорость в сосуде, но и относительные амплитуды сигналов, соответствующие различным скоростям составляющих кровотока. Это достигается посредством вычисления спектра принимаемого доплеровского сигнала в реальном масштабе времени. В последнее время медицинское приборостроение является наиболее динамично развивающейся отраслью. По объему ежегодно затрачиваемых материальных ресурсов развитых стран эта область занимает существенный удельный вес в национальном продукте, а по инвестициям и темпам развития в последние годы, например, в США превосходит такие отрасли промышленности, как аэрокосмическую отрасль и электронику. Существующие в настоящее время и широко представленные на российском рынке ультразвуковые медицинские диагностические комплексы (УЗМДК) таких фирм, как Toshiba, Siemenсe, Hewlett-Packard, наряду с широчайшими диагностическими возможностями, обладают настолько высокой ценой, что являются недоступными для подавляющего большинства российских учреждений здравоохранения. Исходя из вышеизложенного, исследование и разработка УЗМДК, включающих основные функции таких приборов и превосходящих существующие приборы по критерию эффективность/стоимость, является актуальной задачей именно для российской медицины. Современные УЗМДК успешно решают проблему одновременного отображения информации о состоянии внутренних органов и кровеносной системы. В то же самое время, обследование поверхностно расположенных сосудов и низкоскоростных кровотоков до сих пор вызывает определенные трудности, так как существующие приборы не позволяют проводить такие исследования. Возможность неинвазивной, объективной и динамической оценки кровотока по сосудам малого калибра остается одной из актуальных задач современной ангиологии и смежных специальностей. От ее решения зависит успех ранней диагностики таких инвалидизирующих заболеваний, как облитерирующий эндартериит, диабетическая микроангеопатия, синдром и болезнь Рейно. С помощью высокочастотной (ВЧ) ультразвуковой допплерографии УЗДГ открываются перспективы в определении жизнеспособности тканей при критической ишемии, обширных ожогах и обморожениях. Таким образом, исследование и разработка УЗМДК на базе ПК является актуальной задачей для современной медицины. 5.2 Анализ условий труда на рабочем месте. Преобразование и обработка информации производится с помощью ПК. Скорость кровотока отображается на мониторе. Таким образом измеритель скорости кровотока (ИСК) это прибор встроенный в ПК и работа с ним может квалифицироваться как работа оператора ЭВМ. Работа с ИСК производится в одной из лабораторий диагностического центра, где установлен прибор. Характеристика помещения: Лаборатория имеет площадь 7´6 м, высота потолка 3 м, имеются одно окно высотой 2м и длиной 3м на расстоянии 0,8 м от пола. План помещения с расположением рабочих мест приведен на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 - План рабочего помещения На рисунке 5.1 цифрами обозначены: 1 - стол; 2,3 - столы лаборантов; 4 - шкаф с лабораторным оборудованием; 5 – кресло; В помещении работает 4 человека, таким образом, на одного человека приходится площадь S=7,0 м2 и объем V=31,5 м3, за вычетом площади шкафа, столов и стульев, что соответствует СанПиН 2.2.2.542-96 (площадь на одного человека не менее 6,0 м2, а объем не менее 20 м3, для учебных учреждений 24 м3). 5.3 Анализ вредных факторов на рабочем месте. Состояние микроклимата. В помещениях с ЭВМ параметры микроклимата должны соответствовать ГОСТ 12.1.005 – 88 и СНиП 4088-86. Показателями, характеризующими микроклимат, являются: - температура воздуха; - относительная влажность воздуха; - скорость движения воздуха; - интенсивность теплового излучения; Работа с медицинским оборудованием может быть отнесена к категории Iа – к этой категории относятся работы, производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением. В помещениях с работающими ЭВМ при работе с ИСК параметры микроклимата должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 1. В рассматриваемом помещении параметры микроклимата не соответствуют нормам.
Таблица 1. Параметры микроклимата на местах пользования ИСК.
Освещение Нормирование естественного и искусственного освещения осуществляется СНиП 23-05-95 в зависимости от характеристики зрительной работы и объекта различения. Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. При оценке естественного освещения важно знать его достаточность. Для оценки достаточности служит коэффициент естественной освещенности (КЕО), его нормативное значение енорм=2% для зрительной работы высокой точности. Объектами различения в лаборатории являются данные (графики, таблицы, диаграммы и т.п.), отображаемые мониторами. По требованиям к условиям зрительной работы освещение в рассматриваемом помещении совмещенное (естественное и искусственное). Поскольку помещение имеет малую запыленность и нормальную влажность, применяем светильники типа ЛСП-02. Величины искусственной освещенности и коэффициента естественной освещенности на рабочих местах соответствуют нормированным значениям согласно СНиП 23-05-95. Выписка из санитарных норм приведена в таблице 2.
Таблица 2.
Уровень шума Допустимые уровни шума на рабочих местах устанавливаются в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 и СН 3223-85. Для помещений с компьютерами выписка из санитарных норм приведена в таблице 3. Таблица 3. Допустимые уровни звукового давления LДОП на рабочем месте при работе с ЭВМ.
Таблица 3.
Уровень звука и эквивалентный уровень звукового давления в рассматриваемом помещении, где работают пользователи ИСК не превышает 50 дБА. Характеристика помещения по опасности поражения электрическим током. Так как в рассматриваемом помещениии нет повышенной опасности поражения электрическим током, то в качестве технической меры защиты используется защитное заземление. В рассматриваемом помещении находится применяемое в работе компьютерное оборудование (системные блоки, мониторы, принтер, источники питания), а также медицинское оборудование которое может стать причиной поражения человека электрическим током. Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно применяется в сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В и при любом режиме нейтрали в сетях напряжением выше 1000 В. Защитное заземление уменьшает напряжение на корпусе относительно земли до безопасного значения, следовательно, уменьшается и ток, протекающий через тело человека Характеристика помещения по пожаробезопасности. Для помещений с ЭВМ, не содержащих опасных легко воспламеняющихся материалов, категория пожарной опасности принимается - В. Для лаборатории должны выполняться все нормы в соответствии со СанПиН 2.09.02-85. Согласно этому помещение оснащается пожарной сигнализацией для оповещения персонала здания о своевременной эвакуации. Система эвакуации предусматривается стандартной в многоэтажном здании с коридорной системой. В результате проведенного анализа было выявлено что параметры микроклимата не соответствуют санитарным нормам. Для устранения вредного фактора выбирается кондиционирование воздуха. Кондиционирование воздуха Согласно СНиП 2.04.05-91 вентиляцию, воздушное отопление и воздушно-тепловые завесы следует предусматривать для обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещений (на постоянных и непостоянных рабочих местах). Кондиционирование следует предусматривать для обеспечения нормируемой чистоты и метеорологических условий воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения или отдельных его участков. Кондиционирование воздуха следует принимать: - первого класса - для обеспечения метеорологических условий, требуемых для технологического процесса, при экономическом обосновании или в соответствии с требованиями нормативных документов; - второго класса - для обеспечения метеорологических условий в пределах оптимальных норм или требуемых для технологических процессов; скорость движения воздуха допускается принимать в обслуживаемой зоне, на постоянных и непостоянных рабочих местах в пределах допустимых норм; - третьего класса - для обеспечения метеорологических условий в пределах допустимых норм, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха, или оптимальных норм - при экономическом обосновании. Обычно для обеспечения заданных параметров микроклимата целесообразно использовать вентиляцию, однако в нашем случае это не возможно из-за ряда особенностей рабочего помещения (лаборатория, медицинское оборудование и тп), поэтому мы будем использовать кондиционирование. Полезную производительность системы кондиционирования воздуха (СКВ) определяют по максимальным избыточным тепловым потокам в помещении в теплый период года по формуле: (1) где L - объем приточного воздуха, м3; c - теплоемкость воздуха, принимается 1,005 кДж/кг×0С; p н - плотность приточного воздуха, принимается 1,2 кг/м3; t у , t п - температура уходящего и приходящего воздуха,0С; Q изб - теплоизбытки, кДж/ч. В помещении лаборатории имеются теплоизбытки: Q изб = Q об + Q л + Q осв + Q рад, (2) где Q об - выделение тепла от оборудования; Q л - поступление тепла от людей; Q осв - поступление тепла от электрического освещения; Q рад - поступление тепла от солнечной радиации. Выделение тепла от оборудования: Q об =3600 × N × y 1 × y 2, (3) где y 1 - коэффициент использования установочной мощности, принимается 0,95; y 2 - коэффициент одновременности работы, принимаем 1; N - суммарная установочная мощность, для данной комнаты принимается 1 кВт. Q об =3600 × 1 × 0,95 × 1=3420 кДж/ч. Поступление тепла от людей: Q л =3600 n × q, (4) где n - количество людей, работающих в помещении; q - количество тепла, выделенного одним человеком, принимается 545 кДж/ч. Q л =4 × 545=2180 кДж/ч. От электрического освещения поступление тепла: Q осв =3600 × N × k1 × k2, (5) где N - суммарная установочная мощность светильников, кВт; k 1, k 2 - коэффициенты, учитывающие способ установки светильников и особенности светильников, принимаются k 1=0,35; k 2=1,3. Q осв =3600 × 4 × 0,04 × 0,35 × 1,3=262,08 кДж/ч. Тепло, поступаемое от солнечной радиации: Q рад =q × S, (6) где q - удельные поступления от солнечной радиации, принимаем 135 кДж/м2×ч; S - суммарная площадь окон, м2. Q рад =135 × 6=810 кДж/ч. Таким образом, в соответствии с формулами (1) и (2) расход воздуха: L =(3420+2180+262,08+810)/[1,005 × 1,2 × (20-15)] = 1106,48 м3/ч. Определив значение требуемой производительности системы кондиционирования воздуха в помещении лаборатории, по справочнику подбираем необходимый кондиционер. Для нашей лаборатории подойдет кондиционер фирмы Toshiba JD-20 номинальной производительностью 1,5 тыс.м3/ч. Вывод: Анализ условий труда на рабочем месте показал, что параметры микроклимата не соответствуют принятым нормам. В качестве мероприятия по устранению влияния вредных факторов было выбрано кондиционирование. Был проведен расчет системы кондиционирования и выбран кондиционер.
Заключение
В ходе выполнения дипломного проекта мной был проведен анализ большого количества литературы и сделаны выводы о целесообразности применения приведенных в проекте решений. В аналитическом обзоре был проведен анализ существующих аналогов и направления развития допплеровских измерителей скорости кровотока. Показано, что наиболее рациональной глубиной для высокочастотных приборов, с точки зрения соотношения сигнал/шум и получения максимальной мощности отраженного сигнала, является глубина расположения исследуемых сосудов, меньшая, чем 0,5 см. Показано, что применяемые в качестве активных элементов существующих НЧ УЗ датчиков пьезоэлектрики вполне пригодны для построения УЗ допплеровских датчиков. В специальной части на основе анализа существующих структурных схем УЗ допплеровской аппаратуры разработана схема УЗ допплеровского комплекса. Для образца из пьезоэлектрического материала были произведены расчеты среза и изготовлен ультразвуковой высокочастотный допплеровский датчик для непрерывно-волнового режима работы. Рабочая частота разработанного датчика составила 2 МГц. На основе анализа существующих электрических схем была предложена электрическая схема и расчет её надежности. В экономической части был сделан вывод о целесообразности внедрения прибора в производство. В разделе безопасность жизнедеятельности был проведен анализ условий труда на рабочем месте, который показал, что параметры микроклимата не соответствуют принятым нормам. В качестве мероприятия по устранению влияния вредных факторов было выбрано кондиционирование. Был проведен расчет системы кондиционирования и выбран кондиционер. В технологической части были разработаны технические условия на проектируемое изделие, методика испытаний, а также был спроектирован испытательный стенд для изделия.
Литература: 1. Энергетическая допплерография - новая диагностическая технология визуализации кровотока. // В сб.: Новые диагностические технологии. Организация службы функциональной диагностики. - Москва. - 1996. - С.32 (соавт. В.П.Куликов). 2. Дуплексное сканирование сосудов с цветным картированием кровотока. // Методические рекомендации для врачей и студентов медицинских ВУЗов. Тип. АОЗТ “Диалог-Сибирь”. - г. Барнаул. -1996. - С. 84 (соавт. В.П.Куликов, А.В.Могозов, А.Н.Панов, С.О.Ромашин, Н.В. Устьянцева-Бородихина, Р.В. Янаков). 3. Сравнительная информативность ЦДК и ЭДК. // Новые методы функциональной диагностики (сборник научных трудов) - Барнаул. - 1997. - С.8 (соавт. Е.В.Граф, А.В.Могозов). 4. Диагностика патологии позвоночных артерий при помощи цветного допплеровского картирования и энергетической допплерографии. // В сб.: Новые методы функциональной диагностики. - Барнаул, 1997. - С.13-14 (соавт. А.В.Могозов, Н.Г.Хорев). 5. Шарапов А.А. Построение аппаратуры обработки данных на основе ЦПОС для доплеровского индикатора скорости кровотока. Микроэлектроника и информатика - 97: Часть 1. М.:МГИЭТ (ТУ). 1997. - с. 127. 6. Шарапов А.А. Применение "высокочастотных" датчиков в УЗ допплерографии.// "Электроника и информатика - 97". В 2ч. Тезисы докладов. 4.1 - М.: МГИЭТ(ТУ),1997.-с.217. информатизации - 99. Доклады международной конференции Информационные средства и технологии, 19-21 октября 1999г. В 3-х т.т. т.1, с. 45 - 49. 7..П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники, т2. , Москва, «Мир» 1986.(RS232) 8. Р. Кофлин, Ф. Дрискол. Оперционные усилители и линейные интегральные схемы. Москва, «Мир», 1979. 9. Киясбейли А.Ш. «Частотно временные ультразвуковые расходомеры и счетчики» Москва, «Машиностроение», 1984 10. Макс Ж., «Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях» В 2-х томах. Пер. с франц. – М.: Мир, 1983 11. Сотсков Б.С. «Расчет надежности» Москва, «Машиностроение», 1984
Приложение Данные об отечественных и зарубежных фирмах, производящих оборудование для диагностики нарушений кровообращения и измерения скорости кровотока. «Биосс»
«Спектромед»
Флоуметры фирмы "Transonic Systems Inc.
Фирма "Transonic Systems, Inc." (США), производит приборы "FLOWMETER" для измерения потока крови и кровоснабжения ткани.
Ультразвуковые измерители объемного потока.
Принцип действия. Флоуметры (расходомеры) фирмы Transonic, США используют принцип измерения времени прохождения ультразвука в движущейся среде (transit-time principle) для определения потока крови или других жидкостей от 0,05 мл/мин до 200л/мин. Датчик для измерения объемного расхода жидкости состоит из контактной измерительной головки, содержащей приемный и излучающий пьезопреобразователи, размещенные с одной стороны сосуда или трубки, и акустического отражателя, закрепленного с противоположной стороны на одинаковом расстоянии от обоих преобразователей.
Схема действия ультразвукового датчика.
Электронная схема прибора управляет датчиком в следующем режиме: 1. Прямой цикл: излучающий пьезопреобразователь под воздействием электрического возбуждения испускает плос
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (207)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |