Передающее устройство для оптической сети

- при двухрядном не менее - 2,0 м;

- c других сторон не менее - 1,0 м;

- траектория прохождения лазерного пучка должна быть заключена в оболочку из несгораемого материала или иметь ограждение, снижающие уровень лазерного излучения к допустимому уровню и исключающие попадание лазерного пучка на зеркальную поверхность. Открытые траектории в зоне возможного нахождения человека должны располагаться значительно выше уровня глаз. Минимальная высота траектории 2,2 м.

- Рабочее место должно быть организовано таким образом, чтобы исключать возможность воздействия на персонал лазерного излучения или чтобы его величина не превышала допустимый уровень для первого класса;

- рабочее место обслуживающего персонала, взаимное расположение всех элементов (органов управления, средств отображения информации и др.) должна обеспечивать рациональность рабочих движений и максимально учитывать энергетические, скоростные, силовые и психофизические возможности человека.

- Следует предусматривать наличие мест для размещения съемных деталей, переносной измерительной аппаратуры, хранения заготовок, готовых изделий.

Классификация условий и характера труда

По степени зашиты персонала от воздействия лазерного излучения условия и характер труда при эксплуатации лазерных изделий независимо от класса изделия подразделяются:

А) оптимальные - исключающие воздействие на персонал лазерного излучения;

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

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

Требования безопасности при эксплуатации и обслуживании лазерных изделий

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

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

имеющие соответствующую квалификацию и прошедшие инструктаж по

технике безопасности в установленном порядке.

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

прошедшие курс специального обучения в установленном порядке работе

с конкретными лазерными изделиями и аттестацию на группу по охране

труда при работе на электроустановках с соответствующим напряжением.

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

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

8.3 Мероприятия по производственной санитарии

Обоснование вида пайки

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

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

Таблица 8.3. Химический состав низкотемпературных припоев

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

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

70-60% сосновой канифоли.

30-40% спирта этилового.

В качестве моющего средства для удаления остатков флюса применим

смесь бензина и этилового спирта в соотношении 1:1.

Опасные и вредные воздействия, вызванные

процессами пайки

Потенциально опасные и вредные производственные факторы при пайке:

Запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

Наличие инфракрасных излучений;

Неудовлетворительная освещенность рабочих мест или повышенная яркость;

Неудовлетворительные метеорологические условия в рабочей зоне;

Воздействия брызг и капель расплавленного припоя;

Возможное поражение электрическим током;

Психофизиологические перегрузки.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Биологическое действие инфракрасного излучения на организм человека.

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

Таблица 8.7 Области инфракрасного излучения.

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

Определение интенсивности ИК излучения

Интенсивность облучения Е от нагретой поверхности определяем по формуле:

,(7.1)

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

F - площадь излучающей поверхности (F=300);

А=85 для кожи человека и хлопчатобумажной ткани;

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

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

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

Определение концентрации аэрозолей свинца

в воздухе рабочей зоны

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

Исходными данными для расчета концентрации свинца при пайке является:

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

Размеры помещения, 5х5х3м,

n - количество паек в минуту, n=10;

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

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

t - длительность смены; t=8ч;

V - объём помещения,

Тогда:

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

8.4 Требование к освещению и расчёт освещённости

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

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

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

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

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

(7.2) ,где

-КЕО для ІІІ-го пояса;

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

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

(7.3)

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

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

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

(7.5)

(7.6)

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

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

; ; (7.7)

- соответственно длинна и высота противостоящего здания ;

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

р -расстояние между рассматриваемыми зданиями;

а -ширина окна в плане;

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

(7.8)

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

- площади соответсвенно потолка, пола и стен;

- общий коэффициент светопропускания;

(7.9)

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

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

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

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

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

,

В результате получаем:

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

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

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

(7.10)

N - количество светильников в помещении;

n - количество ламп в светильнике;

- Световой поток лампы, лм;

- коэффициент учитывающий увеличение освещённости;

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

- коэффициент запаса;

h - высота подвесов светильника;

lp - длинна ряда светильников;

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

Длинна ряда светильников lp=3.4м

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

Имеем n=4, N=4, =1.5, =1.2, m=2

Для определения табличного значения функции находим отношение

p` и l` :

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

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

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

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

Тогда = f(p`,l`) У=0.55*162=89

Поставляя численные значения в формулу (7.10), получаем:

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

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

8.5 Мероприятия по улучшению условий труда

8.5.1 Расчёт местного отсоса

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

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

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

Электропаяльник в рабочем состоянии находится в зоне действия вытяжной вентиляции.

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

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

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

Определяем количество отсасываемого воздуха [11]:

(7.12)

S - площадь высасывающего отверстия, ;

Е - большая сторона отверстия, м;

Х - расстояние от плоскости всасывающего отверстия до зоны пайки;

- скорость воздуха в зоне пайки.

Задаёмся =0.6

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

(7.13)

Площадь всасывающего отверстия:

По формуле (7.12) определяем количество отсасываемого воздуха:

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

<15000

то в соответствии с [11]

(7.14), где

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

L - объём удаляемого воздуха, тыс. ;

(7.15)

y - удельное образование свинца ; y=0.03;

n - количество паек в минуту, n=10;

N - количество рабочих мест.

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

8.6 Мероприятия по пожарной безопасности

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

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

Таблица 8.8 Пожаровзрывоопасные вещества применяемые при производстве печатного узла

(7.16), где

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

- начальное давление, =101кПа;

m - масса горючего вещества, кг;

Z - площадь испарения, ;

- Свободный объём помещения;

- плотность газа и пара ()

Сст - стехиометрическая концентрация горючего газа или

паров ЛВЖ, %;

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

Свободный объём помещения определяем по формуле:

(7.17)

Стехиометрическая концентрация попределяется по формуле:

- стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения.

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

Расчитываем по вышеуказанной методике принимая

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

разлива 0.3);

Массу паров жидкости определим по формуле:

- интенсивность испарения, ;

- площадь испареня, ;

- длительность испарения ()

Интенсивность испарения определим так:

(7.18)

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

- молекулярная масса ();

- давление насыщенности пара ();

Из справочных данных для :

Тогда:

, ,

, ,

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

Основными причинами возникновения пожара являются:

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

-неисправность и перегрузка электрических устройств (короткое замыкание);

-неисправность вентиляционной системы, вызывающая самовозгорания или взрыв пыли;

-халатное и неосторожное обращение с огнём;

-самовоспламенение хлопчатобумажной ткани пропитанной маслом, бензином или спиртом;

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

-грозовые разряды при отсутствии или неисправности молниеотводов.

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

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

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

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

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

8.7 Мероприятия по молниезащите здания

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

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

(7.19), где

S -ширина защищаемого здания, м;

h -высота здания по его боковым сторонам, м;

L - длинна защищаемого здания, м;

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

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

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

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

Приложение

Техническое задание

Входные данные к проекту:

Оптическая мощность 1,5мВт

Длинна волны 0,85мкм

Рабочая частота 8,5МГц.

Пропускная способность 8,5Мбит/сек.

Уровень входного логического сигнала -0,7 В /5,0 В.

Рецензія

на дипломний проект студента групи РТ-51

Андріюка Ростислава Володимировича

“Передавальний пристрій одноволоконної

оптичної мережі”

Дипломний проект студента Андріюка Ростислава Володимировича присвячений актуальному питанню проектування волоконнооптичних ліній зв'язку. Сучасні засоби телекомунікацій базуються на широкому впровадженні волоконнооптичних елементів та систем для швидкого обміну великих обсягів інформації між абонентами. Дипломний проект складається з пояснювальної записки (96 сторінок) та семи листів графічного матеріалу, формату А1. Пояснювальна записка містить розділи:

Введення.

Принципи побудови та основні особливості волоконнооптичних ситем передачі у міських телефонних мережах.

Вибор та обгрунтування структурної схеми передавача.

Розрахунок електричної принципової схеми.

Конструктивний розрахунок печатної плати.

Розрахунок надійності передавального пристрою.

Техніко-економічний розрахунок.

Заходи по охороні праці.

До переваг дипломного проекту відноситься глибокий науково-технічний аналіз сучасних структурних схем волоконнооптичних систем зв'язку та досконалий розрахунок електричної принципової схеми передавального пристрою одноволоконної оптичної мережі. Висока якість оформлення текстової, та графічної документації.

Недоліком проекта є відсутність перевірочних експерементальних досліджень запропонованих електричних схем. Відзначений недолік не знижує загальний високий рівень дипломного проекту.

Вважаю, що дипломний проект “Передавальний пристрій одноволоконної оптичної мережі” заслуговує оцінки “відмінно”, а студент Андріюк Р.В. присвоєння кваліфікації спеціаліста з радіотехніки.

К.т.н., доцент кафедри КіВРА _____________________ (Богомолов М.Ф.)