Пристрiй контролю анероїдно-мембранних приладiв
Работа из раздела: «
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника»
/
ЗМІСТ
- Вступ 3
- 1. Огляд і аналіз існуючих методів і засобів перевірки та діагностування висотомірів та варіометрів. 5
- 1.1 Аналіз документів та досвіду з експлуатації по перевірці висотомірів та варіометрів. 5
- 1.2 Аналіз існуючих перевіряємих стендів та установок для контролю на відповідність нормам придатності та діагностування варіометрів та висотомірів. 15
- Висновок. 20
- 2. Розробка схеми та конструкцій стенду автоматизованої перевірки та діагностування висотомірів та варіометрів. 22
- 2.1 Аналіз можливих шляхів модернізації. 22
- 2.2 Розробка функціональної схеми стенду. 22
- 2.3 Розробка структурної схеми стенду. 25
- 2.4 Вибір та розрахунки елементів стендів. 27
- 2.4.1 Вибір датчика переміщення. 27
- 2.4.2 Розрахунок електронного ключа 31
- 2.4.3 Розрахунок трансформаторного мосту. 32
- 2.4.4 Вибір мікроконтролера 37
- 2.5 Оцінка похибки. 39
- 3. Технічна експлуатація запроектованого пристрою. 41
- 3.1 Опис процесу повірки приладів. 41
- 3.2 Оцінка надійності установки 42
- 3.3 Інструкція з експлуатації. 45
- 4. Методика перевірки барометричних висотомірів. 48
- 4.1 Методичні вказівки. 48
- 4.2 Повірка висотомірів 48
- 4.3 Повірка варіометрів. 49
- 4.4 Технічне обслуговування. 49
- 4.5 Метрологічне забезпечення. 50
- 5. Безпека польотів. 52
- 5.1 Забезпечення безпеки польотів 52
- 5.2 Розрахунок ефекту від впровадження в дію проекту. 53
- Підсумок
- 6. Охорона праці 54
- 6.1 Небезпечні та шкідливі виробничі фактори при експлуатації об'єкту, що проектується. 57
- 6.1.1 Враження людини електричним струмом. 58
- 6.1.2 Підвищений рівень електромагнітних випромінювань. 60
- 6.1.3 Недостатнє освітлення робочого місця. 61
- 6.1.4 Підвищений рівень шуму на робочому місці. 61
- 6.2 Організаційні та технічні заходи з виключення або зменшення небезпечних та шкідливих виробничих факторів. 61
- 6.3. Заклади з пожежної та вибухової безпеки при технічному обслуговуванні анероїдно-манометричних приладів. 64
- 6.4 Інструкція з охорони праці виробничої санітарії та пожежній безпеці. 65
- 7. Охорона навколишнього середовища. 66
- 7.1 Аналіз екологічної небезпеки об'єкту, що проектується. 66
- 7.2 Еколого-економічні попереджені збитки. 67
- Висновки. 68
- Висновки 69
- Список використаної літератури 70
ВСТУП
Основні задачі транспорту - це своєчасне, якісне та повне задоволення потреб народного господарства та населення у перевезеннях, підвищення екологічної ефективності його роботи. Велика роль у транспортній системі відводиться цивільній авіації.
Сучасний повітряний транспорт - невід'ємна частина системи господарських зв'язків. Це досить складна структура економічних та політичних відносин. На відміну від світового, міжнародний повітряний транспорт, частиною якого являються і вітчизняні авіалінії, забезпечує повітряні зв'язки між державами.
На повітряному транспорті для вирішення вищезгаданих задач, необхідно почати експлуатацію нових високоефективних магістральних пасажирських літаків та вантажних літаків середньої та великої грузопід'ємності. Продовжити удосконалення системи управління повітряним рухом, прискоривши впровадження відповідних автоматизованих систем. Один з головних напрямків роботи по прискоренню науково-технічного прогресу - широка автоматизація технічних процесів на основі автоматизованих станків, машин та механізмів уніфікованих моделей, обладнання, робототехнічних комплексів та обчислювальної техніки. У цих цілях прискорюється створення гнучких автоматизованих виробництв систем автоматизованого виробництва, що забезпечують значний зріст виробництва праці та різке зниження долі ручної праці, підвищення технічного рівня випущеної продукції. Весь розвиток цивільної авіації в цілому потребує підвищення виробництва праці, розвиток науково-технічного прогресу.
Одним із шляхів підвищення виробництва праці є автоматизація процесів перевірки авіаційної техніки при технічному обслуговуванні та ремонті.
Автоматизовані системи перевірки змінюючи звичайні засоби перевірки, повинні мати техніко-економічні преваги:
- скорочення часу підготовки техніки до виконання задачі;
- підвищення об'єктивності результатів перевірки;
- скорочення часу, витрачуваного на перевірку об'єкту;
- скорочення загальних витрат на технічне обслуговування;
- підвищення коефіцієнту використання технічного ресурсу об'єктів перевірки.
На сучасних ВС ГА широко використовуються аерометричні прилади.
Перевірка цих приладів існуючими установками має ряд недоліків; потрібні значні затрати часу на проведення повірок, певний досвід операторів.
Автоматизація вищезазначених процесів дозволить значно зменшити часові витрати, отримати більшу достовірність результатів, при перевірці аерометричних приладів.
Даний дипломний проект присвячений модернізації засобів контролю аерометричних приборів (висотомірів та аеромірів), конкретного приладу контролю анероїдно-манометричних приладів (УКАМП), використовуваного при перевірках висотомірів, варіометрів, показників швидкості та числа м, системи повітряних сигналів типу СВС, з ціллю видалення існуючих недоліків.
У дипломному проекті розглянуто використання мікросхем та електроніки для покращення якості та точності регулювання заданого тиску.
висотомір варіометр експлуатація повірка стенд
РОЗДІЛ 1
Огляд і аналіз існуючих методів і засобів перевірки та діагностування висотомірів та варіометрів
1.1 Аналіз документів та досвіду з експлуатації по перевірці висотомірів та варіометрів
Високі потреби до безпеки польотів зумовили впровадження в практику експлуатації єдиних методів перевірки усього висотомірного обладнання та варіометрів літаків.
Перевірка висотомірного обладнання змальована в “Інструкції з перевірки барометричного висотомірного обладнання”, а технологія перевірки варіометрів у “Технологічних показниках по виконанню регламентних робіт та перевірці на збіг НТП варіометрів”.
Перевірку висотомірів та оновлення таблиць показників висотомірів з урахуванням сумарних виправлень. а також варіометрів необхідно виробляти у сроки визначені регламентом технічної експлуатації літаків, а також при заміні несправного пристрою справним.
Для перевірки на збіг основних технічних потреб висотомірів та варіометрів обладнання знімається з літака та перевіряється в лабораторіях АТБ або ремонтних підприємствах.
Для перевірки висотомірів та варіометрів в лабораторіях АТБ і ремонтних підприємствах використовується установка УКАМП (установка контролю анероїдно-манометричних приладів) з ВПТ (вимірювач повітряного тиску) та встановлені нормативи часу перевірки, приведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1.
Нормативи часу перевірки АМП
|
Повіряємий прилад
|
Повірка
|
Повний регламент
|
|
|
Висотоміри:
ВД-10, ВМ-15
УВІД-15-30, ВМ-72
Варіометри:
ВАР-30, ВР-10
|
3г. 25 хв.
1 г. 50 хв.
1г. 40 хв.
|
4г. 50 хв.
2г. 50 хв.
2г. 50 хв.
|
|
|
Для перевірки висотомірів (механічних) збирають схему перевірки, представлену на рис. 1.1.
При визначенні збігу висотомірів основним технічним потребам проводиться перевірка:
- зовнішнього стану;
- герметичності корпусу приладу;
- величини розбіжностей показників шкали барометричного тиску з тиском в корпусі висотоміра;
- не плавності ходу стрілок;
- показників висотоміра ( при прямому та зворотному ході вимірювання висоти);
- варіації показань.
Розглянемо безпосередньо перевірку показників висотоміра ( при прямому та зворотному ході вимірювання висоти), так як вона є найбільш трудоємною
1) Зібрати схему, представлену нам рис. 1.1
2) Відкрити кран “з'єднувальний”, а ручку крану “VCT” в положенні “макс.”
3) Повільним обертанням кранів “Вакуум” та “Тиск” (при закритому крані “АТМ”) встановити тиск у повіряємому приладі 760 мм. рт. ст. Відлік проводити по першому вказівнику статичного тиску ВПТ.
4) На перевірюваній висоті ручкою вводу статичного тиску встановити стрілку висотоміру на “0”.
1)
Рис. 1.1. Схема перевірки висотомірів.
5) Перевірити щоб індекс на шкалі тиску повіряємого висотоміру знаходився проти відмітки 760 мм. рт. ст.
6) Відкриваючи та закриваючи кран “Вакуум” створити статичний тиск стандартної атмосфери по ешелонах польотів приведених в табл. 1.2.
На кожному ешелоні відлічувати та записати показники повіряємого висотоміру при наборі висоти до верхнього ешелону і зниження. Для кожного ешелону визначити і осереднити інструментальне виправлення до показників висотоміру округлюючи кожний показник у сторону збільшення, щоб вона закінчувалась на “0” чи “5”.
Таблиця 1.2.
Статичний тиск стандартної атмосфери по ешелонах
|
Висота ешелону. М
|
Рстанд. атм.мм. рт. ст.
|
|
|
0
|
760.00
|
|
|
300
|
733.36
|
|
|
600
|
707.47
|
|
|
900
|
682.33
|
|
|
1200
|
657.92
|
|
|
1500
|
634.22
|
|
|
1800
|
611.22
|
|
|
2100
|
588.90
|
|
|
2400
|
567.24
|
|
|
2700
|
546.23
|
|
|
3000
|
525.86
|
|
|
3300
|
506.10
|
|
|
3600
|
486.96
|
|
|
3900
|
468.40
|
|
|
4200
|
450.42
|
|
|
4500
|
433.00
|
|
|
4800
|
416.13
|
|
|
5100
|
399.80
|
|
|
5400
|
383.99
|
|
|
5700
|
368.69
|
|
|
6000
|
353.89
|
|
|
6300
|
339.57
|
|
|
6600
|
325.73
|
|
|
6900
|
312.34
|
|
|
7200
|
299.41
|
|
|
7500
|
286.91
|
|
|
7800
|
274.84
|
|
|
8100
|
263.18
|
|
|
8600
|
244.64
|
|
|
9100
|
227.18
|
|
|
9600
|
210.74
|
|
|
10100
|
195.27
|
|
|
Інструментальна похибка - алгебраїчна різниця між показниками приладу і дійсним значенням вимірюваної висоти обчислюється за формулою:
,
де Нп - поправка при прямому ході;
Но - поправка при зворотному ході;
Інструментальна похибка повіряємих приладів не повинна перевищувати допустимі інструментальні похибки показників, приведених в таблиці 1.3.
Після зняття інструментальної похибки складають розрахункову таблицю.
Неш= Нпр+Н
де Неш - висота ешелону;
Нпр - показання бортового висотоміра ;
Н - сумарна поправка.
Н=Ні + На
де Ні - інструментальна поправка;
На - аеродинамічна поправка - помилка сприйняття статичного тиску приймачем при польоті літака.
Висота польоту за приладом на заданому ешелоні дорівнює:
Нпр = Неш -Н
Таблиця 1.3.
Інструментальні похибки висотомірів
|
Висота. м
|
Інструментальна похибка, м
|
|
|
Тип висотоміра
|
|
|
Вд-10
|
Вді-30
|
Вм-15
|
Вмк-15
|
Вем-72
|
Увід-30-15
|
|
|
0
|
15
|
20
|
15
|
6
|
10
|
10
|
|
|
300
|
15
|
20
|
20
|
6
|
15
|
15
|
|
|
600
|
20
|
20
|
20
|
10
|
15
|
15
|
|
|
900
|
25
|
30
|
30
|
10
|
15
|
15
|
|
|
1200
|
35
|
50
|
40
|
10
|
15
|
20
|
|
|
1500
|
35
|
50
|
40
|
10
|
15
|
20
|
|
|
1800
|
35
|
50
|
40
|
10
|
15
|
20
|
|
|
2100
|
45
|
70
|
50
|
10
|
15
|
25
|
|
|
2400
|
45
|
70
|
50
|
15
|
15
|
25
|
|
|
2700
|
45
|
70
|
50
|
15
|
15
|
25
|
|
|
3000
|
45
|
70
|
50
|
15
|
15
|
25
|
|
|
3300
|
45
|
70
|
50
|
15
|
20
|
25
|
|
|
3600
|
45
|
70
|
50
|
15
|
20
|
25
|
|
|
3900
|
45
|
70
|
50
|
20
|
20
|
25
|
|
|
4200
|
60
|
90
|
60
|
20
|
20
|
30
|
|
|
4500
|
60
|
90
|
60
|
20
|
20
|
30
|
|
|
4800
|
60
|
90
|
60
|
20
|
20
|
30
|
|
|
5100
|
60
|
90
|
60
|
20
|
25
|
30
|
|
|
5400
|
60
|
90
|
60
|
20
|
25
|
35
|
|
|
5700
|
60
|
90
|
60
|
25
|
25
|
35
|
|
|
6000
|
60
|
90
|
60
|
25
|
25
|
35
|
|
|
6300
|
75
|
100
|
70
|
25
|
25
|
40
|
|
|
6600
|
90
|
100
|
70
|
25
|
25
|
40
|
|
|
6900
|
90
|
100
|
70
|
25
|
30
|
40
|
|
|
7200
|
90
|
100
|
70
|
30
|
30
|
40
|
|
|
7500
|
90
|
100
|
70
|
30
|
30
|
40
|
|
|
7800
|
90
|
100
|
70
|
30
|
30
|
40
|
|
|
8100
|
90
|
100
|
80
|
30
|
30
|
45
|
|
|
8600
|
90
|
100
|
80
|
35
|
30
|
45
|
|
|
9100
|
90
|
120
|
80
|
35
|
30
|
45
|
|
|
9600
|
90
|
125
|
80
|
35
|
40
|
60
|
|
|
Інструментальні осередненні виправки до показників висотоміра округлені до 5м, визначаються в лабораторії та заносяться у графу 2 табл.1.4 (величина повинна закінчуватись на 5 або 0). Аеродинамічна поправка заноситься у графу 3 табл. 1.4 (величина повинна закінчуватись на 0 або 5). Для кожного типу приймача поправка буде своя.
Після заповнення граф 2 і 3 поправки сумуються. Сума округляється у більшу сторону і з своїм знаком заноситься у графу 4 табл. 1.4 (величина повинна закінчуватись тільки 0). Потім з величини графи 1 проводиться віднімання чи знесення у графу 4, результат заноситься у графу 5 табл. 1.4.
Висотомір :ВМ-15 №0546063
Член екіпажу: 2 пілот
Літак :Ан-32 №48101
Тип приймача: ПВД-7
Дата перевірки.
Таблиця 1.4.
Розрахунок показників висотоміра з урахуванням сумарних виправок
|
Задана висота ешелону, м
|
Інструментальна виправка.
Ні,м
|
Аеродинамічна виправка
НА,м
|
Сумарна виправка
Н,м
|
Показники висотоміру з обліком сум.випр.
НПР,м
|
|
|
Графа 1
|
Графа 2
|
Графа 3
|
Графа 4
|
Графа 5
|
|
|
900
|
5
|
-30
|
-30
|
930
|
|
|
1200
|
10
|
-30
|
-20
|
1220
|
|
|
1500
|
10
|
-30
|
-20
|
1520
|
|
|
1800
|
10
|
-35
|
-30
|
1830
|
|
|
2100
|
15
|
-35
|
-20
|
2120
|
|
|
2400
|
10
|
-35
|
-30
|
2430
|
|
|
2700
|
15
|
-40
|
-30
|
2730
|
|
|
3000
|
15
|
-40
|
-30
|
3030
|
|
|
3300
|
15
|
-40
|
-30
|
3330
|
|
|
3600
|
15
|
-45
|
-30
|
3630
|
|
|
3900
|
10
|
-45
|
-40
|
3940
|
|
|
4200
|
10
|
-45
|
-30
|
4230
|
|
|
4500
|
20
|
-45
|
-30
|
4530
|
|
|
4800
|
20
|
-50
|
-40
|
4840
|
|
|
5100
|
15
|
-50
|
-40
|
5140
|
|
|
5400
|
15
|
-55
|
-40
|
5440
|
|
|
5700
|
15
|
-55
|
-40
|
5740
|
|
|
6000
|
15
|
-60
|
-50
|
6050
|
|
|
6300
|
15
|
-60
|
-50
|
6350
|
|
|
6600
|
15
|
-65
|
-50
|
6650
|
|
|
6900
|
15
|
-70
|
-60
|
6960
|
|
|
7200
|
10
|
-70
|
-60
|
7260
|
|
|
7500
|
10
|
-70
|
-60
|
7560
|
|
|
7800
|
15
|
-75
|
-70
|
7870
|
|
|
8100
|
10
|
-75
|
-70
|
8170
|
|
|
8600
|
10
|
-80
|
-70
|
8670
|
|
|
9100
|
5
|
-80
|
-80
|
9180
|
|
|
9600
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
|
У бортову таблицю показників висотоміра враховуючи сумарні виправки заноситься величина графи 5 таблиці 1.4, зразки бортової таблиці приведені у таблиці 1.5.
Літак № 26175
Висотомір № 107291 тип. ВД- 10
Член екіпажу: штурман
Дата перевірки:
Таблиця 1.5.
|
Висота ешелону м
|
НПР з урахуванням виправок
|
|
|
900
|
930
|
|
|
1200
|
1240
|
|
|
1500
|
1550
|
|
|
1800
|
1860
|
|
|
2100
|
2150
|
|
|
2400
|
2460
|
|
|
2700
|
2760
|
|
|
3000
|
3070
|
|
|
3300
|
3370
|
|
|
3600
|
3690
|
|
|
3900
|
3980
|
|
|
4200
|
4290
|
|
|
4500
|
4590
|
|
|
4800
|
4900
|
|
|
5100
|
5210
|
|
|
5400
|
5510
|
|
|
5700
|
5820
|
|
|
6000
|
6130
|
|
|
6300
|
6430
|
|
|
6600
|
6730
|
|
|
6900
|
7050
|
|
|
7200
|
7350
|
|
|
7500
|
7660
|
|
|
7800
|
7970
|
|
|
Для висотомірів встановлених на літаках ЯК-40, ЯК-42, ІЛ-14 та гелікоптерах враховуючи тільки інструментальні виправки.
Для показників встановлених на літаках перерахованих вище та вертольотах сумарні виправки при складанні бортових таблиць включно до висоти 2700 м вважають рівними нулю.
Бортові таблиці показників висотоміра та таблиці розрахунку показань висотоміра з урахуванням сумарних виправок повинні бути підписані особами які провели перевірку і розрахунок.
Для перевірки варіометрів треба зібрати схему перевірки рис. 1.1
При перевірці варіометрів на відповідальність до основних технічних потреб проводиться перевірка:
- зовнішнього стану;
- герметичності корпусу приладу;
- показників варіометра;
- неплавності ходу стрілок;
- варіацій показань.
Найбільш трудоємною є перевірка показань варіометра. Для цього:
1) Підготувати УКАМП. Закріпити заглушкою штуцер РД, відкрити заглушку штуцера “Скид” кран “з'єднувальний” вимірювача ВПТ.
З'єднати перевіряємий прилад зі штуцером РСТ блока ВПТ. Юстировочним гвинтом встановити стрілку варіометра на нуль. Ручку крану “VСТ” встановити в положення “макс”.
2) Повільно відкриваючи кран “вакуум” створити зміну тиску у корпусі приладу такої інтенсивності при якій стрілка варіометра встановиться на першій перевіряємій відмітці шкали у режимі “підйом”. Утримуючи за допомогою крану “вакуум” стрілку варіометра на перевіряємій відмітці визначити за секундоміром час t на протязі якого показники ВПТ зміняться від Р1 до Р2 відповідаючих нижній та верхній межі тарировочного діапазону висот Н1 та Н2.
3) Визначити дійсну вертикальну швидкість, відповідну показникам варіометра на перевіряємій відмітці шкали у режимі “Підйом” за формулою:
VДІЙСНЕ = (1.5)
де VДІЙСНЕ - вертикальна швидкість.
4) Зачинити кран “Вакуум”, повільно відкрити ручку “АТМ” крану “Вакуум” і встановити стрілку варіометра на першій перевіряємій відмітці у режим “СПУСК”. За допомогою секундоміру визначити час зміни показників вказівника ВПТ від Р1 до Р2.
5) Визначити дійсну вертикальну швидкість відповідаючу показникам варіометру на першій перевіряємій відмітці шкали у режимі “СПУСК” за вищевказаною формулою.
5) Похибка показників варіометра визначається як різність показників варіометра на перевіряємій відмітці шкали й відповідних значень VДІЙСНЕ, заданих на УКАМП тобто VВАР-VДІЙСНЕ.
Вказана перевірка проводиться для варіометрів у режимах “Підйом” та “Спуск” на відмітках, обумовлених у таблиці перевірки варіометрів, приведених у таблиці 1.6.
Таким чином, перевіряється висотомірне обладнання та варіометри.
Таблиця 1.6.
|
V спуск підйом м/сек
|
Допуск при t=200С
|
РУ мм.рт.ст.
|
РН Мм.рт.ст.
|
РК Мм.рт.ст.
|
VІ М/сек
|
|
|
|
Спуск
|
Підйом
|
|
|
|
|
|
1
|
±1
|
430
|
550
|
527.7
|
463.9
|
1000/Дt
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
±2,5
|
430
|
550
|
527.7
|
463.3
|
1000/Дt
|
|
|
8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12
|
±3
|
|
|
|
|
|
|
|
16
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24
|
±3,5
|
|
|
|
|
|
|
|
30
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
±0,75
|
430
|
550
|
527.7
|
463.9
|
1000/Дt
|
|
|
4
|
±2
|
|
|
|
|
|
|
|
8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12
|
±2,5
|
|
|
|
|
|
|
|
16
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20
|
±3
|
|
|
|
|
|
|
|
24
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
|
±0,5
|
430
|
550
|
527.7
|
463.9
|
1000/Дt
|
|
|
5
|
±1
|
|
|
|
|
|
|
|
10
|
±1,5
|
|
|
|
|
|
|
|
15
|
±2
|
|
|
|
|
|
|
|
30
|
±3
|
|
|
|
|
|
|
|
45
|
±4
|
|
|
|
|
|
|
|
60
|
|
|
|
|
|
|
|
|
75
|
±5
|
|
|
|
|
|
|
|
1.2 Аналіз існуючих перевіряємих стендів та установок для контролю на відповідність нормам придатності та діагностування варіометрів та висотомірів
Під час експлуатації висотомірів та варіометрів дозволяється використовувати наступну КПА, перераховану нижче:
1. Для перевірки функціонування (реагування на зміну тиску) висотомірного обладнання на літаку та герметичності систем ПВД установку КПА-ПВД (КПУ-3).
2. Для створення та контролю заданого при перевірці тиску (вакууму):
- установку контролю анероїдно-монометричних приладів УКАМП у складі вимірювача повітряних тисків ВПТ та блоку насосів БН-М;
- вимірювач повітряних тисків ВПТ із блоком насосів БН-М (УМАП) зі складу апаратури СВС-АП;
- манометр поршневої абсолютного тиску МПА-15 (МПА-10) із термопарним вакууметром типу ВТ-3 і вакуумним насосом РВН;
3. Для контролю швидкості створення тиску (вакууму)- варіометр з діапазоном вимірювання не більше 75 м/с (технологічний)
4. Для контролю електричних параметрів при перевірці висотомірів - вимірювач вихідних параметрів ІВП зі складу апаратури АП-СВС-2 (відсоткову установку типу ОУ з похибкою вимірювання не нижче 0.02% або магазин опорів Р-517);
5. Для перевірки каналів висоти системи повітряних сигналів АП-СВС-2 (апаратура перевірки).
КПА, застосовується для перевірки висотомірів та варіометрів, повинна бути перевірена, атестована та мати графіки (таблиці) інструментальних виправок або градуйованих значень.
Забороняється застосування КПА та інших засобів вимірювання які не пройшли метрологічну атестацію і обов'язкову перевірку у встановлені строки.
До засобів контролю аерометричних приладів відносяться стаціонарні установки УМА-1, УМАП, УКАМП, АП-СВС та переносні установки КПУ-3, КПУ-5.
Переносні установки КПУ-3 та КПУ-5 використовується тільки для визначення працездатності приладів на борту ПС при підготовці до польотів. ВКПУ-3 привід вакуум помпи та насосу є ручним, а у КПУ-5 - електричним.
В якості вимірювальних приладів в УМАП використовуються лабораторні зразкові прилади, а у УМА-1 ртутний манометр. Потребам метрології за точністю вимірювань найбільш відповідає установка УМА-1. Однак її використання може бути небезпечним для операторів та навколишнього середовища, через можливий викид парів ртуті. Через це зараз на експлуатаційних підприємствах та в інших організаціях цивільної авіації частіше використовуються установки УКАМП та АП-СВС. Вони мають небагато меншу точність ніж УМА-1 та відповідають метрологічним потребам і екологічно безпечні. Використання у деяких АТБ установка УМАП не відповідає потребам метрології та придатна лише для оцінки працездатності приладів.
У результаті аналізу існуючих КПА бачимо, що при перевірці аерометричних приладів і систем використовується установка контролю анероїдно-мембранних приладів УКАМП, тому далі будемо розглядати тільки цю установку, зокрема вимірювач повітряних тисків ВПТ, який входить до складу УКАМП.
ВПТ призначений для вимірювання та регулювання тисків ВПТ, що подаються у перевіряємий виріб. ВПТ використовується у складі УКАМП яка призначена для перевірки у лабораторних умовах похибки вихідних параметрів наступних груп приладів:
- висотомірів типу ВМ,ВД, ВДІ, УВІ, УВІД;
- вказівників швидкості типу УС, КУС, КУСІ;
- вказівників висоти та перепаду тиску типу УВПД, УВПДС;
- систем повітряних сигналів типу СВС;
- вказівників числа М типу М, МС.
УКАМП може використовуватись для перевірки будь-яких існуючих та розроблених приладів які мають аналогічне призначення, діапазон вимірювань та пред'являючих до точності вимірювальної апаратури вимоги необхідні для експлуатації.
УКАМП забезпечує наступні види перевірок:
- визначення похибки показань;
- визначення варіації показань;
- визначення герметичності статичної системи;
- визначення герметичності динамічної системи.
УКАМП має наступні експлуатаційні характеристики:
1. Установка працює у інтервалі температур зовнішнього середовища від -30 до +600С (основна t = +2550С).
2. Живлення установки здійснюється постійним струмом, напругою 27В та перемінним струмом напругою 115В частотою 4002% Гц.
3. Потужність споживана установкою за перемінною напругою не більш 30Вт, за постійною - не більш 30Вт.
4. Установка забезпечує вимірювання та ввід у перевіряємі прилади наступних тисків:
- абсолютний тиск від 815 до 8 мм.рт.ст.
- надмірний тиск від 0 до 1400 мм.рт.ст.
5. Показання вказівників ВПТ з урахуванням градуйованих значень, вказаних у паспорті, відповідають при температурі +2550С; +500С; -300С; з дійсним значенням вимірюємого тиску, при цьому похибки вимірювання та введення установкою тисків не перевищують значень вказаних у таблиці 1.7
6. Похибки вказівників ВПТ при вимірюванні параметрів мережі живлення не перевищують значень вказаних у таб.1.7.
7. Опір ізоляції електричних ланцюгів відносно корпусу при нормальній температурі +2550С та відносній вологості від 30 до 80% не менш 20 Ом ,а при відносній вологості 953% не менш 1 Ом після утримування у камері вологості протягом 48 годин.
Таблиця 1.7.
|
Види тиску
|
Діапазон вимірювання мм.рт.ст.
|
Допустимі похибки у мм.рт.ст. при температурах
|
|
|
|
+2550С
|
-300С;+500С
|
|
|
Абсолютний Надмірний
|
8……170 170……580 580……815 0……200 200……1400
|
0.4 0.6 0.5 0.4 2.0
|
0.5 0.9 0.6 0.5 2.5
|
|
|
8. Герметичність системи абсолютного тиску ВПТ така, що при створенні у ній тиску 195 мм.рт.ст. витік не перевищує 0.2 мм.рт.ст. протягом однієї хвилини за показниками ВПТ, а при створенні тиску 1400 мм.рт.ст. витік не перевищує 0.5 мм.рт.ст. протягом однієї хвилини.
9. Вага ВПТ зі джутами живлення не перевищує 21 кг, а вага комплекту УКАМП складає 55 кг.
У комплект УКАМП входить:
1. Вимірювач повітряних тисків (ВПТ);
2. Блок насосів (БН-М);
3. Монтажний комплект;
4. Опис;
5. Паспорт.
Робота ВПТ основана на перетворюванні механічної величини переміщення верхнього центру блоків анероїдних або манометричних коробок під дією вимірюємого тиску у електричну величину, напруга розбалансу на виході індукційного вузла.
Вакуум та тиск регулюються кранами, вимірюються вказівниками та подаються у відповідні системи перевіряємого виробу за допомогою штуцерів та дюритових шлангів.
Система вимірювання статичного тиску складається з трьох піддіапазонів, а динамічного з двох.
Пневматична схема ВПТ зображена на рис 1.2.
Для попередження о деяких несправностях та виході приладу з ладу в блоці ВПТ є система аварійної сигналізації. Облік напрацювання у ВПТ здійснюється електромеханічним лічильником часу.
На повірку ВПТ у лабораторії витрачається 40 годин, а на регулювання - 80 годин.
З основних недоліків ВПТ можна вказати наступні:
- негерметичність вказівників статики та динаміки;
- заклинення стрілки при переході з одного вказівника на інший;
- залипання реле та т.і.
Взагалі ці дефекти усуваються наступним чином (відповідно) :
- заміною вакуумного шлангу;
- заміною електромагнітного клапану;
- промивкою кранів або їх заміною;
- заміною реле.
Рис. 1.2. Пневматична схема ВПТ.
И1, И2, И3 - прилади вимірювання статичного тиску, кожному під діапазону відповідає свій вимірювач тиску.
И4, И5 - прилади вимірювання динамічного тиску (для двох своїх піддіапазонів).
Кр1 та Кр2 - крани подачі статичного (Кр1) та динамічного (Кр2) тисків у магістралі.
Кр3 - кран подачі статичного тиску у магістраль повного тиску.
Кр4 та Кр5 - крани з'єднання магістралей статичного та динамічного тиску з атмосферою.
Висновки
1. Блок ВПТ легкий у роботі, задовольняє потребам за діапазонами та похибкам вимірюваного та подаваємого у виріб тиску. Поряд з цим ВПТ має ряд суттєвих недоліків; багато часу затрачується на регулювання та настроювання ВПТ що пов'язано з інерційними якостями повітря та вказівників.
2. Блок розрахований на ручне введення тиску повітря та візуальний контроль по вказівникам з боку оператора , який проводить перевірку. При цьому оператор у ході перевірки приладів повинен вести записи виправок у журналі. Все це займає багато часу. У цьому розумінні система “оператор-блок” ВПТ не володіє достатньою об'єктивністю та точністю.
3. Наступним недоліком є нестача регуляторів тиску та повітряних кранів. Практика показує, що вони засмічуються виводячи з ладу ВПТ.
Усі перераховані недоліки потребують модернізації ВПТ з метою автоматизації процесів перевірки аерометричних приладів та систем, зокрема автоматизації процесу завдання тиску та обробки даних з використанням
РОЗДІЛ 2
Розробка схеми та конструкцій стенду автоматизованої перевірки та діагностування висотомірів та варіометрів
2.1 Аналіз можливих шляхів модернізації
Можливі різні шляхи рішення задачі модернізації блоку ВПТ(вимірювач повітряного тиску). Один з цих шляхів це створення автоматичної системи повірки анероїдно-манометричних приладів.
Структурна схема такої системи зображена на рис. 2.1. Ця система працює наступним чином:
управління процесом повірки здійснюється ЕОМ за заданою програмою. Зв'язок ЕОМ з системою регулювання тиску здійснюється через блоки зв'язку БС1 та БС2.Тиск та вакуум створюються блоком насосів БН-М, регулювання та подача у повіряємі прилади статичного та динамічного тиску відбувається дискретно з витримкою за часом за сигналами від ЕОМ через задатчик тиску ЗД.
2.2 Розробка функціональної схеми стенду
На сучасному етапі створення такої системи ускладнене відсутністю такого складного елементу як зчитуючий пристрій, яке являє собою оптико-електромеханічний пристрій. Він повинен знімати показання як з механічних так і з електромеханічних висотомірів. Тому бачиться можливим створення не автоматичної, а автоматизованої перевірки приладів системи.
Функціональна схема такої системи показана на рис. 2.2.
Рис.2.1. Структурна схема автоматизованої перевірки приладів
Рис.2.2.Функціональна схема автоматизованої перевірки приладів
Система працює наступним чином.
Тиск та вакуум створюється блоком насосів БН-М та подаються у генератор тиску ГТ. У генераторі тиску за сигналом з програмованої ЕОМ регулюється заданий тиск та у потрібній послідовності дискретно подається у повіряємий прилад. Оператор знімає показання з приладу.
Для візуального контролю подаваного у прилад тиску у системі передбачений 5-ти розрядний індикатор тиску.
Така система дозволяє скоротити час затрачуваний перевірку приладів за рахунок автоматизації процесу повірки та об'єктивності вимірювань.
Установка представляє собою автоматичний генератор тисків (АГТ), який за сигналом з ЕОМ або програмного перемикача задає тиск у повіряємому приладі За пропонованим у проекті принципом дії АГТ можливо регулювати як статичний так і динамічний тиск.
У проекті розроблюється АГТ для перевірки висотомірів та варіометрів. Це пояснюється тим що по перше барометрічні висотоміри та варіометри відіграють велику роль з точки зору забезпечення безпеки польотів по-друге з анероїдно-манометричних приладів, висотоміри та варіометри є найбільш кількісною групою на повірку якої затрачується багато часу.
Маючи на увазі, що у проекті розроблюється установка контролю приладів для повітряних судів ЦА, які літають на висоті до 15000 м, має сенс зменшити діапазон задаваємих абсолютних тисків від 815 до 80 мм.рт.ст. У цьому діапазоні знаходяться висоти :
Н = 0 м 760 мм.рт.ст.
Н = 15000 м 90.22 мм.рт.ст.
У модернізованому ВПТ передбачено два піддіапазони за абсолютним тиском:
1-й піддіапазон - 80……450 мм.рт.ст.
2-й піддіапазон - 450……815 мм.рт.ст.
Це необхідно та достатньо для отримання потрібної чутливості мембранних блок-датчиків тиску та регулювання тисків з похибкою не гірше аналогового варіанту. Мембранні блоки у цих піддіапазонах відрізняються лише характеристиками (так як працюють у різних інтервалах тиску).
Для покращення динамічних характеристик та підвищення швидкодії АГТ передбачується наявність двох пневмоємністей:
- з вакуумом (тиск не білше 40 мм.рт.ст.);
- з тиском (тиск не менш 1550 мм.рт.ст.).
2.3 Розробка структурної схеми стенду
При перевірці висотомірів та варіометрів використовують тільки канал статичного тиску, тому далі ми будемо розглядати тільки цей канал.
Структурна схема розробленого у проекті автоматичного генератору тисків зображена на рис. 2.3.
Рис.2.3. Структурна схема автоматичного генератору тиску
Ця структурна схема працює таким чином: перемикач вибір режиму “х” ставиться у положення висотомір (відтиснути) натискається кнопка “скид” (reset). Система готова до роботи.
При натисканні пошагової перевірки програма відпрацьовує перший, а потім наступні ешелони наступним чином: подається сигнал на ЕК, яки відкриває ЕМК. Сигнал буде продовжуватись поки тиск у камері не виросте до 90% від потрібної, після чого ЕМК переходить в режим імпульсної роботи, поки тиск не встановиться на установленому.
Чуттєвим елементом системи являється мембранний блок МБ, який переміщує ЕД, включений в плече ТМ, та змінює його ємність. Далі сигнал йде на АЦП (вшитий в МК) а далі в МК на опрацювання.
Функціональна схема проектувальної установки приведена на рис. 2.4. У процесорі виникає порівняння (вираховування) кодів тисків заданого і текучого ( з корпусу ГТ)
Рз - Ртек = ? Р,
де Рз - заданий тиск;
Ртек - плинучий тиск;
?Р - різниця тисків;
Формується різниця значень у вигляді сигналу, якщо ?Р0, поступає на ЕК. Далі на МК і в ГТ, а звідти Ртек. В МК. Форма сигналу ( постійна чи імпульсна) на ЕК буде залежати тільки від Ртек. Якщо задовольняється рівняння:
1- < 0,9.
Сигнал буде постійним, якщо ні, то імпульсним. Це вирішується програмно, як і таблиця ешелонів заноситься у програму.
Варіометри перевіряються за допомогою цієї схеми наступним чином:
Перемикач вибір режиму “х” ставиться у положення варіометр ( натиснутий) натискається кнопка “скид” (Reset). Система голова до роботи після того як виконається тест. Тест представляє собою вмикання на 10 сек. МК і відкривання ЕМК. МК записує Р1 ( до увімкнення) і Р2 ( після виключення), а потім розв'язує рівняння:
= Vверт.
Що співпадає з вертикальною швидкістю при повному відкритому ЕМК. Данні заносяться до регістру.
При натисканні пошагової перевірки опираючись на данні у регістрі система задає потрібну імпульсну частоту, конкретно для наданої швидкості (Vверт). Крім того у МК розв'язується рівняння
-=0,
де - завдана вертикальна швидкість;
- поточна вертикальна швидкість;
Але робота системи буде здійснюватись тільки до граничних значень Рмах та Рмін, щоб не перенавантажувати ГТ.
2.4 Вибір та розрахунки елементів стендів
У цьому розділі обгрунтовано вибір та розрахунок деяких елементів АГТ на яких побудована структурна схема зображена на рис. 2.4.
2.4.1 Вибір датчика переміщення
У використовуваній схемі необхідно претворити переміщення верхнього жорсткого центру мембранного блоку в електричний сигнал, вважається доцільним використання ємнісного датчика переміщення ЄДП. Зараз встановлено, що ЄДП має цілий ряд переваг у порівнянні з іншими датчиками переміщення. До них відносяться:
- прикладання малих зусиль для переміщення рухомої частини (ротору) ЄД;
- споживання небагато енергії;
- відсутність контактів;
- висока точність та стабільність роботи системи з ЄД.
До недоліків ЄД слід віднести високий внутрішній опір, високі потреби до опору кріпіжних ізолюючих деталей та необхідністю роботи на підвищеній частоті (відносно 50 Гц). Усе ж у більшості випадків кріплення ЄД можуть бути вибрані із звичайних матеріалів, практика показує, що ЄД дають добрі результати на більш поширеній частоті 400 Гц.
ЄД використовують у приладах у яких допускаються похибки у соті та навіть тисячні долі відсотку.
Оберемо ємкісний датчик зображений на рис. 2.5.
При заземленні електродів 1 та 4 ємність між обкладинками 2 та 3 залежить від відстані l між торцями електродів.
Ємність такого датчика розраховується аналогічно ємності елементу, виконаного у вигляді двох коаксіальних циліндрів [10].
Рис2.4. Функціональна схема генератора тиску
Рис. 2.5. Ємнісний датчик переміщення.
На рис. 2.5:
1 - Рухомий електрод жорстко зв'язаний з МБ мембранний блок;
2 - зовнішня обкладка;
3 - внутрішня обкладка;
4 - нерухомий електрод;
l - відстань між торцями електронів;
D - внутрішній діаметр обкладки 2;
d - зовнішній діаметр обкладки 3.
С = ,
де о0 - абсолютна діелектрична проникність вакууму, о0=8.854?10-12 Ф/м;
оВ=1,00059 Ф/м - діелектрична проникність повітря;
Маємо лінійну залежність між зміненням положення жорсткого центру МБ та зміненням ємності ЕД С;
С = к, (2.2)
де к - коефіцієнт проникності.
Для розрахунку мінімальної ємності ЕД Сmin при l = l0 та зміні l на l оберемо такі розміри:
D = 30 мм = 0,03 м,
d = 28,8 мм = 0,028 м,
l0 = 1 мм = 0,001 м,
l = 4 мм = 0,004 м.
Тоді:
Сmin ==1,642 пФ
При цьому чутливість ЕД складає:
пФ
Остаточно маємо ємність датчика переміщення з параметрами:
Сmin = 1,642 пФ; Cmax =8,21 пФ
2.4.2 Розрахунок електронного ключа
В електричній схемі управління ЕМК приймемо електронний ключ. Це викликано неможливістю подачі управляючих імпульсів безпосередньо на обмотку ЕМК с МК, із-за порівняно великої потужності ЕМК (Рн = 4,9 Вт) та малим опором його обмотки (R0 = 150 Ом).
На рис. 2.6 зображено схемуелектронного ключа зібрану на транзисторі VT1, де R5 - обмежувач струму бази VT1; R0 -опір обмотки ЕМК.
Рис. 2.6. Схема електронного ключа.
Схема працює наступним чином. При відсутності імпульсу з МК, подаваного на базу, останній замкнений і уся напруга живлення Е падає на великому опорі колекторно-емітерного переходу. ЕМК вимкнено. При надходженні імпульсу на базу транзистор відкривається, опір колекторно-емітерного переходу стає незначним і напруга Е подається на ЕМК який спрацьовує.
Вихідні дані для розрахунку:
- напруга живлення Е = 27 В;
- струм спрацьовування обмотки ЕМК Ін = 0,18 А;
- опір обмотки ЕМК R0 = 150 Ом.
За вихідними даними обираємо кремнієвий транзистор типу КТ608А[10] з такими параметрами:
- напруга колектор-емітер Uке = 60 В;
- напруга емітер-база Uеб = 2,5 В;
- напруга колектор-база Uкб = 60 В;
- постійний струм колектора Ік = 0,8 А;
- постійний струм бази Іб = 0,1 А;
- потужність, що розсіюється (без тепловідведення) Рmax = 0,15 Вт
- температура навколишнього середовища: tmax = +850C; tmin = -400C.
- Коефіцієнт передачі току k21е = 80 використаємо Uеб = 3 В, тоді
Потужність, що розсіюється Рб: Uвх Івх = 3 2,25 10-3 = 0,007 Вт.
Транзистор КТ608А використовуємо з тепловідведенням.
2.4.3 Розрахунок трансформаторного мосту
Для перетворення ємності ЕД у напругу, яку можна використовувати далі у схемі управління електромагнітними клапанами приймемо ТМ зображений на рис. 2.7.
Де U1 та U2 напруги у плечах трансформаторного мосту, створено генератором синусоїдальних коливань Г з частотою f , Сд - змінна ємність датчику ЕД, СО - постійна ємність, СН - еквівалент паразитних ємностей Умова рівноваги мосту має вигляд:
U1Cд=U2 CO або =. (2.4)
При зміні напруги U2 міст можна врівноважити відносно ємності .
Задаємо такі значення параметрів мосту: С0 = 1,642 пФ; Сп = 20 пФ, U1 = 20 B; f = 100 кГц.
Тоді, для зменшення ємності ЕД у межах Сд = 1,642 ... 8,210 пФ напруга повинна змінюватись у межах U2 = 20...100В.
Потрібно визначити напругу з виходу моста (точки 1 та 2 на мал. 2.8) відносно зміни тиску, що дорівнює половини основної похибки. Основна похибка в діапазоні 80 ... 450 Торр дорівнює Д=0,2 Торр, її половина Д/2 = 0,1 Торр. Це відповідає зміщенню верхнього центра МБ.
, (2,5)
де hmax - максимальне зміщення верхнього центру МБ;
рmax - максимальний діючий на МБ тиск;
Дp - половина основної похибки Д/2.
Тоді: .
Якщо пФ , то при переміщенні верхнього центру МБ на 10-3 мм, ємність ЕД змінюється до:
Рис. 2.7. Схема трансформаторного мосту.
Рис. 2.8. Еквівалентна схема трансформаторного мосту.
На рис. 2.8:
Z1 - опір ємності Сд;
Z2 - опір ємності СО;
Z3 - опір ємності СП;
Z4 - вхідний опір.
=Сд min =1,642=1,644 пФ.
Зміна ємності С= - Сд min =0,002 пФ.
На рис. 2.8. зображена еквівалентна схема трансформаторного мосту.
Напруга на виході мосту U21 буде дорівнювати:
U21=, (2.6)
де =1/Z1;=1/Z2;=1/Z3;=1/Z4 - провідності відповідних гілок. При підстановці отримаємо:
(2.7)
Опір ємності Сп:
Якщо опір входу посилювача Rвх = 800 кОм то g4 приймемо рівним 0. Отримаємо:
, (2.8)
В урівноваженому мосту чисельник рівняння (2.8) дорівнюватиме 0.
При зміні ємності датчика на величину ДС отримаємо нове значення
Сд =
= Cд + ДС
В знаменнику формули 2.8 маємо постійну величину:
= Co + C1 = 1,642 +10 = 11,642 пФ. (2.9)
З урахуванням (2.9) маємо:
.
Остаточно маємо:
. (2.10)
При Сд min = 1,642 пФ та зміні ємності ДС = 0,002 пФ напруга розбалансу моста буде дорівнювати:
В.
Отримаємо мінімальну вихідну напругу ДU21 = 3 мВ. Ця напруга відповідає зміні тиску ДPmin = 0,1 Торр.
При переході з одного тиску до іншого, отримаємо напругу на виході мосту ДU21max відповідно зміни тику, на першому поддіапазоні.
= 760,00 Торр,
= 733,36 Торр,
= 26,64 Торр.
В цьому випадку отримаємо переміщення мембранного блоку - формула (2.5).
,
і відповідна зміна ємності ЕД:
Напруга на виході мосту: .
2.4.4 Вибір мікроконтролера
Для управління процесом перевірки висотомірів та варіометрів оберемо мікро контролер 8ХС196МН. Ця серія розроблена з метою прямого цифрового управління двигунами та різними пристроями перетворюючої техніки - перебивачами, інверторами, тощо. Даний мікроконтролер отримав назву мікроконтролер управління рухом (motion control family) або мікроконтролер, або мікроконтролер управління двигуном (motor control family). Обидві назви зустрічаються в технічній документації фірми Intel та можуть розглядатися як синоніми.
Мікроконтролер працює на частоті 16 МГц. Він є одним із найновітніших виробів на ринку 16-розрядних мікро контролерів і є в продажу з 1995 року.
Деякі технічні параметри:
1. Об'єм ПЗП - 32 Кб,
2. Об'єм регістрового ОЗП - 744 Кб,
3. Число таймерів-лічильників - 2,
4. Число каналів АЦП - 8,
5. Число ліній вводу-виводу - 52,
6. Число послідовних портів - 2,
7. Тип процесору явищ - 6 каналів,
8. Тактова частота - 16 мНz,
9. Тип корпусу - N-83, S-80, U-64,
10. Режим тестування - в наявності,
11. Адресний простір - 64 Кбайта.
Схема мікропроцесорної системи мінімальної конфігурації приведена на рис 2.9.
Рис. 2.9. Мікропроцесорна система мінімальної конфігурації на базі МК MCS-196.
Як видно з приведених вище технічних даних мікроконтролер даної серії вспадкував усі найбільш перспективні для управління двигуном, в нашому випадку ГТ, периферійні пристрої попередніх серій.
Число виходів Ucс та USS мікроконтролера буде залежати від типу корпусу (див. технічний паспорт). Впевніться, що приєднані всі виводи Ucc до клеми джерела цифрового живлення та всі виводи USS до схеми цифрової землі.
Приєднайте РС коло до виводу Upp тільки у випадку використання режиму додатного джерела енергії. В іншому випадку приєднуйте цей вивід безпосередньо до Ucc.
Рекомендується підключити до цифрової землі USS усі невикористані виводи портів, налаштованих на ввід.
2.5 Оцінка похибки
Перевірка барометричних висотомірів та варіометрів за допомогою АГТ та ІВТ супроводжується похибками: випадковими та систематичними.
Систематичні похибки виникають у зв'язку з наявністю зони нечутливості установки, від похибки датчика тиску, що забезпечує управління АГТ, нестабільності параметрів електричної схеми.
У відповідності з обраними значеннями параметрів схеми, зона нечутливості АГТ складає 0,05 мм рт.ст. причому дійне значення зони нечутливості може бути визначена при перевірці АГТ. Однак, ураховуючи, що повірка висотомірів проводиться при прямому і зворотному ході, то абсолютна (висота) похибка, що викликана зоною нечутливості буде мати різні знаки при повірці, та для того, щоб отримати дійсне значення цієї похибки необхідно виконати великий об'єм роботи при повірці, для полегшення цього завдання, приймемо, що значення похибки від наявності зони нечутливості несе випадковий характер, але не перевищує значення 0,05 мм рт.ст., тобто ДН = 0,05 мм рт.ст.
Похибка датчика тиску складається із похибки пружного чутливого елементу і похибки ємнісного перетворювача. При зміні температури, пружність мембрани буде змінюватися, що викликає інструментальну похибку.
При зміні тиску та температури повітря в приміщенні зміниться початкова ємність ємнісного перетворювача.
Для компенсації цих похибок, в мостовій схемі включено ємнісний датчик, що має параметри, аналогічні параметрам ємнісного вимірювального перетворювача, та з урахуванням температурної похибки анероїдного блока. В результаті цього похибка датчика тиску не перевищуватиме: ДС1=0,05 мм рт.ст.
Нестабільність параметрів електричної схеми призводить до похибок із-за змін зони нечутливості.
Так як значення вказаних систематичних похибок є випадковими, то сумарна похибка задання тиску АГТ може бути визначена за формулою:
,
де ДН - похибка від зони нечутливості датчика тиску.
ДС1 - похибка датчика тику
Таким чином сумарна похибка не перевищує допустимої технічними вимогами.
РОЗДІЛ 3
Технічна експлуатація запроектованого пристрою
3.1 Опис процесу повірки приладів
Розроблений пристрій дозволяє виконувати автоматичне завдання тиску при повірці анероїдно-мембранних приладів.
Заданий тиск встановлюється автоматично, при установці на програмному перемикачі його значення. В момент натискання оператором кнопки “ввід” вмикається світлова сигналізація (світлодіод), що свідчить про відкритий стан електромагнітних клапанів. В момент становлення заданого значення тиску сигналізація згасає і на індикаторі відображається встановлений в корпусі тиск, він повинен відповідати заданому тиску на програмному перемикачі. Після цього оператор зчитує поправку зі шкали приладу, що перевіряється.
Робота оператора заключається в знятті даних з приладу. Спочатку оператор виставляє режим “висотомір”, при цьому МК знаходить відповідну програму та готується до роботи. Потім оператор натискає кнопку “Скид”, при цьому ГТ переводиться в режим 760 мм рт.ст., що відповідає 0м по висотоміру або ж 1 строчці таблиці повірки висотоміра. Далі оператор послідовно проходить всі ешелони, що задані в таблиці та записує показання в журнал повірки. Ешелонування польотів проводиться за барометричною висотою, заданий ешелон - барометрична висота, виміряна відносно барічного рівня 1013,25 мбар (760 мм рт.ст.), що визначається за формулою:
Неш = Нпр + ЕДН , (3.1)
де Нпр - показання приладу (бортового висотоміра);
ЕДН - сумарна поправка.
EДH = ДHи+ДHа , (3.2)
де ДНи - середня інструментальна поправка.
ДНа - аеродинамічна поправка для заданого ешелону, що береться із “Єдиної методики воду поправок при вимірюванні висоти польоту на літаках та вертольотах авіації всіх міністерств і відомств”.
Із формули 3.2 випливає, що висота польоту за приладом на заданому ешелоні дорівнює: Нпр = Неш - ЕДН (3.3)
З метою точного введення поправок до показань бортових висотомірів на сіх ПС встановлюються таблиці показань висотомірів з урахуванням їх сумарних поправок.
3.2 Оцінка надійності установки
При виконанні повірок приладів з використанням розробленого пристрою, велике значення має його безвідмовна робота. АГТ буде нормально функціонувати лише в тому випадку, якщо будуть справні усі елементи, на яких він побудований.
Візьмемо за кількісну міру надійності вірогідність безвідмовної роботи АГТ протягом заданого часу у визначених умовах Р(t).
Розглянемо спроектований пристрій, як не відновлювану систему, в який на виході із ладу одного елементу порушується робота усієї системи. Нехай відмови елементів є незалежними подіями.
При цьому припущенні маємо згідно правила множення вірогідностей:
,
де Р(t) - функція надійності пристрою;
Рі(t) - функція надійності і - елемента;
n - кількість елементів.
Звичайно надійність елементів зручно характеризувати величиною інтенсивності відмов:
.
При розрахунку надійності систем, що проектуються, звичайно припускають, що інтенсивності відмов елементів сталі і дорівнюють середнім значенням лі(t) за строк служби системи.
Тоді функція надійності пристрою буде визначатися виразом:
Де через л позначається інтенсивність відмов АГТ, що дорівнює сумі інтенсивностей відмов усіх елементів:
.
Для розрахунку надійності АГТ оберемо середні значення інтенсивності відмов для використаних елементів.
Таблиця 3.1.
|
Назва елементу
|
Кількість
|
Інтенсивність відмов х 10-6 1/г
|
|
|
Резистори
|
6
|
0,03
|
|
|
Конденсатори
|
12
|
0,1
|
|
|
Мікроконтролер
|
1
|
0,4
|
|
|
Діоди
|
10
|
0,2
|
|
|
Тиристори
|
4
|
0,18
|
|
|
Світлодіоди
|
2
|
0,3
|
|
|
Трансформатор
|
1
|
0,03
|
|
|
Запобіжники
|
2
|
0,5
|
|
|
Штепсельні роз'єми
|
2
|
0,07
|
|
|
Індикаторні лампи
|
3
|
0,17
|
|
|
Електромагнітні клапани
|
2
|
0,2
|
|
|
Перемикачі
|
3
|
0,07
|
|
|
Транзистори
|
6
|
0,3
|
|
|
Визначимо інтенсивність відмов АГТ:
,
де ni - кількість елементів одного типу з інтенсивністю відмов лі.
Тоді, за даними таблиці 3.1:
л=10-6(6 • 0,03 + 12 • 0,1 + 1 • 0,4 + 10 • 0,2 + 4 • 0,18 + 2 • 0,3 + 1 • 0,03 + 2 • 0,5 + 2 • 0,07 + 3 • 0,17 + 2 • 0,2 + 3 • 0,07 + 6 • 0,3) = 9,19 • 10-6 1/г.
Надійність АГТ можна характеризувати середнім часом безвідмовної роботи (час напрацювання на відмову):
годин.
По отриманим значенням л = 9,19 * 10-6 1/г, можемо побудувати графік надійності: ,зображений на рис. 3.1.
Розрахунок ймовірності зведемо до таблиці 3.2.
Таблиця 3.2.
|
Час напрацювання t
|
Ймовірність P(t)
|
Час напрацювання t
|
Ймовірність P(t)
|
|
|
0
|
1
|
100000
|
0.399
|
|
|
10000
|
0.912
|
110000
|
0.364
|
|
|
20000
|
0.832
|
120000
|
0.332
|
|
|
30000
|
0.759
|
130000
|
0.303
|
|
|
40000
|
0.692
|
140000
|
0.276
|
|
|
50000
|
0.632
|
150000
|
0.252
|
|
|
60000
|
0.576
|
160000
|
0.229
|
|
|
70000
|
0.526
|
170000
|
0.209
|
|
|
80000
|
0.479
|
180000
|
0.191
|
|
|
90000
|
0.437
|
190000
|
0.174
|
|
|
3.3 Інструкція з експлуатації
1. Загальні вказівки.
В цій інструкції, що призначена для інженерно-технічного складу, подані вказівки по технічній експлуатації установки.
Рис. 3.1. Графік надійності.
При експлуатації установки необхідно обережно поводитися з АГТ, так як він є точним приладом та може бути виведений з ладу до того, як приступить до тієї чи іншої операції повірки приладів, слід ретельно вивчити інструкцію, а потім виконувати операції у суворій відповідності зі вказівками інструкції.
1. Заходи безпеки при роботі на установці.
Блок АГТ є вимірювачем високої точності та чутливості. Для збереження цих характеристик блоків, для запобігання відмов в процесі роботи необхідно суворо виконувати такі вказівки:
1.1. Забороняється подавати та скидати в АГТ статичний та динамічний тиск при вимкнутому живленні.
1.2. Перед вмиканням зняти заглушку зі штуцера “Скид”.
1.3. Суворо контролювати режим електроживлення:
- по постійному струму 27 2,7 В
- по змінному струму 115 5 В; 400 8 Гц.
1.4. Категорично забороняється подавати вакуум та тиск до штуцера “Скид”.
1.5. Не допускати зриву шлангів зі штуцерів “Рс до приладу” і “Рд до приладу” та зі штуцерів приладів, що перевіряються.
1.6. Блок АГТ в процесі експлуатації необхідно періодично перевіряти. Забороняється робота на установці з простроченим строком повірки.
1.7. В процесі експлуатації оберігати блок АГТ від ударів, вібрації, пилу, вологи та забруднення.
1.8. Перед початком роботи на установці необхідно її заземлити.
2. Робота з блоком АГТ:
2.1. Встановити блок АГТ в робочий стан.
2.2. Блок насосів БН-М та блок АГТ при сумісній роботі для убирання впливу вібрації на блок АГТ, слід розташовувати на різних основах.
2.3. Встановити блок АГТ вище рівня блока насосів, не менш ніж на 200 мм для запобігання потрапляння вологи до повітряної системи блока АГТ.
2.4. З'єднати блок АГТ з джерелом електроживлення, попередньо заземливши його.
2.5. З'єднати блок АГТ с джерелом пневможилення, блоками насосів БН-М.
2.6. Тумблери електроживлення АГТ встановити у позицію “ВКЛ”.
2.7. Увімкнути тумблер “Скид” та вирівняти тиск в статичній системі АГТ з атмосферним,
2.8. Виконати перевірку приладу у відповідності до методики перевірки.
2.9. По закінченні роботи з установкою, вирівняти тиск в статичній ситемі АГТ з атмосферним, включенням тумблера “Скид”.
2.10. Вимкнути електроживлення при установці (760 мм.рт.ст.) Розібрати схему повірки. Джути, шланги та таблиці перевірок покласти у футляр монтажного комплекту.
2.11. Блок АГТ протерти від пилу сухою чистою салфеткою та закрити кришкою.
РОЗДІЛ 4
Методика перевірки барометричних висотомірів
4.1 Методичні вказівки
Повірка барометричних висотомірів та варіометрів включає в себе:
- визначення інструментальної похибки при прямому ході;
- визначення інструментальної похибки при зворотному ході;
- визначення сумарної поправки;
- видачу результатів повірки у вигляді бортової таблиці;
- визначення герметичності статичної системи;
- визначення похибки приладу.
При проведенні повірки повинні бути виконані такі умови:
- положення приладів повинно відповідати робочому;
- повірочна вібрація повинна бути від 0,1 до 0,3 д
Примітка:
А) у випадку відсутності вібростенду припускається легке постукування по корпусу приладу.
Б) значення тиску вказане в Мбар, атм та кг/см2 можуть бути перераховані в мм рт.ст. за такими формулами:
1 Мбар = 0,75 мм рт.ст.
1 Атм = 760 мм рт.ст.
1 кг/см2 = 735,6 мм рт.ст.
4.2 Повірка висотомірів
У відповідності до схеми повірки з'єднати ресивер з повіряємим приладом, блоком насосів БН-М (кнопка “хРежим” відтиснута).
Натисканням кнопки Reset привести систему у вихідний стан (Рст = 760 мм рт.ст. (0 м).
Кнопкою “вверх” встановити наступну точку повірки на задавачі та записати результат.
Повторити пункт 4.2.3 до максимальної висоти, після чого виконати пункт 4.2.5.
Кнопкою “вниз” встановити наступну точку повірки на задавачі та записати результат.
Повторити пункт 4.2.5. до вихідного стану системи.
Під'єднати до системи наступний прилад, попередньо убравши попередній, повернутися до пункту 4.2.2.
4.3 Повірка варіометрів
Зібрати схему повірки, з'єднати блок АГТ з повіряємим приладом, блоком насосів БН-М.
Натисканням кнопки Reset привести систему у віхідний стан.
Натиснути кнопку “хРежим” та дати системі провести автоматичне налаштування.
Кнопкою “вверх” встановити значення швидкості, записати значення результата.
Повторити пункт 4.3.3. до моменту максимальної швидкості. Після чого виконати пункт 4.3.6.
Кнопкою “вниз” встановити значення швидкості та записати результат.
Повторити пункт 4.3.6. до момента проходження усіх значень швидкості.
Натиснути кнопку “Reset”, убрати прилад, поставити наступний та виконати програму починаючи з пункту 4.3.3.
4.4 Технічне обслуговування
Для розробленого пристрою передбачені регламентні роботи з періодичністю не рідше одного разу на рік.
При виконанні регламентних робіт необхідно перевірити:
- герметичність повітряної системи АГТ,
- надійність кріплення електромагнітних клапанів,
- перевірити джути електроживлення на предмет перегибів, корозії,
- перевірити шланги на предмет розривів,
- витерти пил.
Установка повинна періодично перевірятися. Періодичність, методи та засоби аналогічні періодичності, методам та засобам повірки блока ИВТ із кладу УКАМП.
4.5 Метрологічне забезпечення
Розроблені пристрої є не стандартизованими засобами вимірювання, тому в процесі його розробки та виготовлення, уся нормативно-технічна документація повинна бути піддана метрологічній експертизі в формах метрологічної служби та при проектуванні АГТ повинні бути розроблені конструкторські та експлуатаційні документи, програма і методично-метрологічні атестації. При виготовленні АГТ повинен піддаватися метрологічній атестації.
За результатами повірки АГТ, повинен бути оформлений протокол атестації та свідоцтво згідно з ГОСТ.8.32678 та ОСТ 543001-79. В процесі експлуатації для підтримки метрологічних характеристик АГТ на заданому рівні, установка повинна піддаватися періодичній повірці в метрологічній лабораторії експлуатаційного підприємства, і повинна відповідати ГОСТ 8.042-81.
Періодичність повірки повинна бути не рідше одного разу за рік. Для перевірки можуть бути використані ті засоби, що використовуються при перевірці ІВТ.
АГТ, що не пройшли метрологічну атестацію, не повірені в строк, забороняється використовувати при повірці анероїдно-манометричних приладів, а винні в порушенні цих вимог притягуються до адміністративної відповідальності.
РОЗДІЛ 5
Безпека польотІВ
5.1 Забезпечення безпеки польотів
Безпека польотів в цивільній авіації є основним критерієм її діяльності з метою максимального задовольняння потреб населення та народного господарства в повітряних перевезеннях.
Безпека польотів - це властивість авіаційно транспортної системи (АТС), що заключається в її здатності виконувати авіаперевезення без загрози для життя і здоров'я людей.
Кількісним критерієм оцінки є рівень безпеки польотів.
Рівень безпеки польотів - це характеристика АТС, що визначається вірогідністю того, що в польоті не виникне катастрофічна ситуація.
Даний дипломний проект має справу з обладнанням літака. Вимоги до нього визначені ЕНЛГ. Орієнтуючись на ці норми, оцінимо відповідність їм розробленого пристрою.
Таблиця 4.1.
|
Вимоги ЕНЛГ
|
Виконання вимог ЕНЛГ
|
|
|
2.1. Індикація електромеханічних висотомірів повинна бути така, щоб відлік висоти, що вимірюється, забезпечувався по стрілці з круговою шкалою з діапазоном 1000м з ціною поділки 10м та оцифровкою через 100м та по відліку забезпечує однозначний відлік десятків, сотень, тисяч та десятків тисяч метрів.
|
Вимога виконуються завдяки цифровому відображенню інформації
|
|
|
2.3. Діапазон вимірювання висотоміра повинен складати: а) мінімальна висота не більш ніж -500м; б) максимальна висота у відповідності до НТД не менш ніж 6000м
|
Вимога виконується повністю: Min H = -500м Max H = 10000м
|
|
|
2.4. Встановлення атмосферного тиску повинна проводитися вручну. Шкала барометричного тиску повинна мати діапазон не менш ніж від 806 мм рт.ст. до 540 мм рт.ст.
|
Ця вимога виконується і діапазон барометричного тиску підходить
|
|
|
2.8. Герметичність висотоміра повинна бути такою, щоб після створення в ньому розрідження, відповідного висоті 5000м по шкалі висотоміра, зміщення стрілки висотоміра за 1 хв. не перевищувало 30м.
|
Вимога виконуються завдяки цифровому відображенню інформації
|
|
|
5.2 Розрахунок ефекту від впровадження в дію проекту
Аналіз статистичних даних виявив такі види помилок:
- Невірна оцінка висоти над перепоною в 17 випадках зі ймовірністю непарировання - 0.00136
- Невірна оцінка відстані та висоти в 29 випадках зі ймовірністю непарировання - 0.00316
Кількість катастроф за аналізуємий період - 25.
Кількість польотів за аналізуємий період - 12.5 * 106
Впровадження запроектованого пристрою призведе до зниження помилок при оцінці висоти в 10 випадках, а при оцінці відстані і висоти в- 15 випадках.
Розрахуємо небезпечність факторів за формулою:
,
,
,
.
Розрахуємо статистичний показник БП
.
Нове значення показника БП після реалізації проекту:
К = К - СДQ • 105.
де С = 0,333 - сталий коефіцієнт, що враховує багатофакторність КС, таким чином в кожній катастрофі проявилося 3 фактори.
К = 0,2 - 0,333 • 4 • 10-9 • 105 = 0,1998668.
Ефект від реалізації проекту дорівнює:
Є = (1 - К/К) • 100%,
Є = (1 - 0,1998668/0,2) • 100% = 0,066%.
Підсумок
Розроблений в дипломному проекті генератор тиску дозволяє збільшити кількість приладів, що перевіряються за одиницю часу, а також автоматизувати завдання обробки даних перевірки приладів.
Підсумовуючи все вище сказане, можна зробити висновок, що цей дипломний проект відповідає сучасним вимогам безпеки польотів та направлений на підвищення рівня безпеки польотів повітряних суден.
РОЗДІЛ 6
Охорона праці
Сучасне авіапідприємство - це підприємство широкого профілю з різноманітною і різносторонньою діяльністю. Основною його задачею є перевезення пасажирів і вантажів, для чого використовуються не лише літаки й вертольоти, але й допоміжні засоби - будинки й споруди, вокзали, ангари, склади пально-мастильних матеріалів (ПММ), злітно-посадкові смуги (ЗПС), авіаційно-технічні бази (АТБ) та ін. Природно, що експлуатація повітряних суден та наземних засобів забезпечення польотів пов'язані з впливом небезпечних і шкідливих виробничих чинників, що негативно впливають на здоров'я інженерно-технічних працівників авіапідприємств. Ними можуть бути: метеорологічні умови; підвищена або знижена температура повітря; підвищена рухливість повітря ( вітер, протяги); нестабільна відносна вологість; шкідливі речовини при використанні і застосуванні ПММ і спецрідин; випромінювання високих і надвисоких частот від засобів посадки повітряних суден; машини й механізми, що рухаються і які можуть наїхати на людину; осколки, що розлітаються при руйнуванні обладнання, що працює під тиском стиснутих газів та рідин та ін.
Поняття охорони праці фактично розкриває головні напрямки, які створюють систему забезпечення безпеки життя і здоров'я працівників в процесі їх трудової діяльності, тобто ця система вміщує в собі заходи, які поодинці або в совокупності спрямовані на створення умов праці, що відповідають вимогам збереження життя та здоров'я працівників в процесі трудової діяльності.
Охорона праці спирається на комплекс державних законодавчих актів.
Загальними законами України, що визначають основні положення щодо охорони праці є Конституція України, Кодекс законів про працю, Закон України
'Про охорону праці', Закон України 'Про загальнообов'язкове державне соціальне страхування від нещасного випадку на виробництві та професійного захворювання, які спричинили втрату працездатності' та підзаконні акти щодо охорони праці.
Технічна експлуатація електроустаткування літаків і аеропортів пов'язана з небезпекою ураження інженерно-технічного персоналу електричним струмом.
У державному стандарті України ДСТУ 2293-99 'Система стандартів безпеки праці. Охорона праці. Терміни та визначення' встановлені терміни і визначення основних пойнять з охорони праці. Наведемо деякі з них:
Охорона праці - система правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, гігієнічних або лікуваль-профілактичних заходів і засобів спрямованих на збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці.
Небезпечний фактор - виробничий фактор вплив якого в певних умовах може призвести до травм або іншого раптового погіршення здоров'я працівника.
Шкідливий (виробничий) фактор - виробничий фактор вплив якого може призвести до погіршення стану здоров'я зниження працездатності працівника.
Виробнича травма - порушення анатомічної цілісності організму людини або його функцій внаслідок впливу виробничих факторів.
Нещасний випадок на виробництві - раптовий вплив на працівника небезпечного виробничого фактора чи середовища внаслідок яких заподіяна шкода здоров'ю або наступила смерть.
Умова праці - сукупність факторів виробничого середовища які впливають на здоров'я і працездатність людини в процесі її професійної діяльності.
Виробниче середовище - сукупність фізичних, хімічних, біологічних, соціальних факторів, що діють на людину в процесі трудової діяльності.
Міжгалузеві і галузеві акти з охорони праці - закони, міжгалузеві і галузеві стандарти, норми, правила, положення, інструкції і інші документи з охорони праці, яким надається сила правових норм обов'язкових для виконання.
Нагляд за охороною праці - одна з форм діяльності державних органів по дотриманню вимог законів і інших нормативних актів з охорони праці встановлених державною владою.
6.1 Небезпечні та шкідливі виробничі фактори при експлуатації об'єкту, що проектується
При експлуатації пристрою повинні виконуватись загальні вимоги з питань охорони праці. Пристрій, що розроблюється повинен відповідати нормам експлуатаційно-технічним вимогам по техніці безпеки та пожежній профілактиці.
Порушення інструкцій, правил та норм техніки безпеки на виробництві може призвести до травмування, отруєння та інших важких наслідків.
Згідно ГСТ 54 71001-82 фактори виробничого середовища, які призводять до раптового погіршенню здоров'я працівника називають небезпечними. Фактори вплив яких на організм працівника призводить до хвороби, називають шкідливими виробничими факторами.
Розроблений у проекті пристрій використовується при перевірці анероїдно-манометричних приладів у лабораторних умовах. Живлення установки здійснюється постійним струмом напругою 27В та перемінним струмом напругою 115В 400 Гц.
Установка, що проектується, працює разом з блоком насосів БН-М, який є джерелом тиску та вакууму (РД=0……1400 мм.рт.ст.; РСТ=815……8 мм.рт.ст.).
Крім того у пристрої застосовано генератор перемінної напруги частотою 100 Гц.
Загальна виробнича площа лабораторії виходячи з розрахунку 4,5 м2 на одне робоче місце.
Денне світло повинно бути розсіяним, у лабораторії необхідно підтримувати температуру на рівні 200С. Відносна вологість повітря не повинна перевищувати 80%. Приміщення де використовується ртуть повинні бути обладнанні загальною проточною вентиляцією з пристроєм підігріву повітря у зимовий період та обов'язково місцевою вентиляцією(витяжний шкаф).
У цих приміщеннях температура не повинна бути більш ніж 18-200С,стенди повинні бути вкриті світлим нітролаком або нітро-емалевими фарбами. Покриття підлоги повинне не мати щілин, через які могла б просочитися ртуть. Лінолеум або інші матеріали, що не пропускають ртуть, повинні бути підняті на стіни, на вищину приблизно 10 см. Приміщення лабораторії, де проводиться підготовка мембранних приладів до перевірки, повинне бути обладнане необхідним для промивки приладом, витяжними шафами, металевими шафами для зберігання легко запалювальних речовин у відповідності до вимог пожежної безпеки.
У наслідок перерахованих вище причин для пристрою, що розроблюється, в умовах експлуатації можливі наступні небезпечні та шкідливі виробничі фактори.
6.1.1 Враження людини електричним струмом
У цьому пункті ми розглянемо ГСТ 54.30030-84.
У процесі праці людина може раптово доторкнутись до струмонесучих частин та отримати електричний удар. Ступінь ураження залежить від величини струму, умов та характеру дотику. Величина струму залежить від напруги у сіті, режиму нейтралі, стану ізоляції струмонесучих частин, ємності провідників відносно землі та опору тіла людини.
При експлуатації установки контролю анероїдно-манометричних приладів можливий однофазний дотик до двофазної мережі 115 В 400 Гц.
Схема дотику зображена на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Схема дотику.
При дотику людини до проводу 1 його тіло стає включеним паралельно опору r1 проводу 1 та послідовно опору r2 проводу 2.
Отже :
,
де UПР - напруга дотику, І1 та І2 струм, що протікає через опір ізоляції r1 та r2 відповідно.
Враховуючи що :
,
де Ir - струм, що протікає через людину при дотику Rr - опір людини, рівний 1000 Ом.
, ,
тоді напруга дотику :
,
де U - напруга живлення, рівна 115 В.
Струм, що протікає через людину:
,
у наслідок того, що r2=r1=rІЗ=5.2•103 Ом маємо:
мА.
Такий струм є небезпечним для людини. При струмі у 100 мА настає параліч дихання через 3 секунди. У діапазоні від 10 до 20 мА, куди відноситься наш показник, починається судорога руки та її ледь можна відірвати від проводу.
6.1.2 Підвищений рівень електромагнітних випромінювань
Експлуатація та ремонт установок з генераторами електромагнітної енергії зв'язана з можливістю дії електромагнітних полів на обслуговуючий персонал. Небезпека впливу електромагнітних полів посилюється невидимо та їх дія не виявляється органами чуття. Для частоти 100 кГц максимально допустима напруженість електромагнітного поля впродовж робочого дня не повинна перевищувати 5 А/м (ГСТ 54.30013-83).
6.1.3 Недостатнє освітлення робочого місця
Воно є причиною низької продуктивності праці. При недостатній освітленості очі працівника сильно напружені, при цьому погіршується обчислення параметрів, зниження темпу праці та погіршення загального стану(головні болі, різь в очах).
Освітленість при загальному штучному освітленні повинна бути не менш 300 ЛК(ГСТ 54.72003-82).
6.1.4 Підвищений рівень шуму на робочому місці
Підвищений рівень шуму негативно діє на організм людини призводе до бистрої втоми, до зниження уваги, що може призвести до травмування працівника. Рівень шуму не повинен перевищувати 65 ДБ(ГСТ 12.1.003-83). Джерелом шуму є блок насосів БН-М.
На середньо геометричних частотах є наступні рівні шумів: 79; 70; 63; 55; 52; 50; 49; 49 ДБ.
6.2 Організаційні та технічні заходи з виключення або зменшення небезпечних та шкідливих виробничих факторів
Щоб виключити найбільш небезпечний фактор - враження людини електричним струмом у розробленому пристрої основні вузли та деталі вкриті кожухами, електропроводка виконується у відповідності до умов навколишнього середовища.
У приміщенні ізолюються проводи та кабелі. Січення проводів обирається за допустимою густиною струму. У пристрої ізоляція проводів відповідає номінальній напрузі в сіті, а захисна оболонка - умовам навколишнього середовища та способу прокладки проводів.
При технічному обслуговуванні установки усі роботи виконуються з повністю знятою напругою живлення. При цьому необхідно прийняти міри запобігаючи помилковому вимкненню апаратури. До початку роботи необхідно впевнитися у відсутності напруги. Для цього використовують переносний вольтметр типу ТП-4М, вказівник напруги типу УНН-10 з діапазоном вимірюваної напруги 150 В.
Для захисту від електромагнітних випромінювань необхідно усунути будь-яку можливість опромінення організму людини дозами що перевищують межі дозволеного. Основним рішенням цього завдання є екранування джерела опромінення - генератору напруги високої частоти. Проведемо розрахунок товщини суцільного металевого екрану. Для цього вирахуємо мінімальну товщину захисного екрану визначається формулою:
мм,
де г - електрична провідність матеріалу екрану, г=3.54•10-3 Ом-1•м-1 - алюміній;
м - магнітна проникність матеріалу екрану м=4 • 10-7 Г/м;
щ - кутова частота, щ=2f;
f - частота генератору Гц ;
N - кратність ослаблення N=0,004.
Цей засіб захисту задовольняє наступні потреби:
- не знижує якість технічного обслуговування приладів;
- суттєво не знижує електромагнітне поле;
- не впливає на продуктивність праці.
Для того щоб виключити недостатню освітленість робочого місця при експлуатації установки використовують індивідуальне освітлення. На практиці при певній нормі освітлення ЕН=ЕМІН визначають світловий потік однієї лампи FЛ, потім визначають потужність лампи:
, (5.1)
де S - площа робочого місця;
К - коефіцієнт запасу;
Z - виправний коефіцієнт;
N - кількість ламп;
з - коеф. використовування світлового потоку світильника.
Приймемо : S=1 м2; ЕН=300 ЛК; К=1.5; n=1; з=0.8; z=1.1 .
Підставляючи значення у формулу 5.1 отримаємо:
Лм.
Відповідно до отриманого світлового потоку обираємо люмінесцентну лампу денного світла ЛД, потужністю 60 Вт.
Для виключення підвищених шумів використовують спеціальні шумозахисні пристрої. Для блоку насосів БН-М, який є джерелом шуму використовують технічний войлок, товщиною 10 мм.
Для зниження вібрації між джерелом вібрації та його основою розміщують пружні елементи - амортизатори, які виробляють у вигляді пружних прокладок з гуми, пробки т. і.
Велике значення при перевірці приладів має стан приміщення. Тому до лабораторій по перевірці мембранно-анероїдних приладів пред'являють певні вимоги.
Аналіз повітря на вміст у ньому парів ртуті проводиться не менш ніж два рази на рік, та обов'язково у літній період. При цьому використовують газоаналізатори УГ-2.
До роботи з ртуттю працівники допускаються після певного інструктажу.
6.3 Заклади з пожежної та вибухової безпеки при технічному обслуговуванні анероїдно-манометричних приладів
Згідно ГОСТ 12.1.004-91, пожежна безпека - це стан об'єкту при якому виключається можливість пожежі, у випадку її виникнення, запобігається вплив на людей небезпечних факторів пожежі та забезпечується захист матеріальних цінностей.
Для попередження можливості виникнення пожежі на установці, що проектується, використано захист електричних ланцюгів та агрегатів від короткого замкнення та перевантажень. Різні запобіжні пристрої, якщо вони правильно підібрані, здатні запобігти загоранню у випадках перевантажень та короткого замкнення. Одним з важких завдань, що забезпечують пожежну безпеку є підтримання встановленого теплового режиму пристрою. Для цього використовують вентилятори та радіатори.
Виконання вимог надійності контактних з'єднань при монтажі схем та використання штепсельних роз'ємів та інших з'єднувальних пристроїв, зменшується ймовірність виникнення пожежі та інших небажаних явищ при експлуатації установки.
У випадку виникнення пожежі необхідна чітка співпраця інженерно-технічного складу.
Для ліквідації пожежі необхідно прийняти наступні міри:
- негайно оповістити пожежну охорону про місце та джерело виникнення пожежі;
- організувати евакуацію людей та цінного обладнання з місця пожежі;
- організувати гасіння пожежі усіма підручними засобами;
- доповісти про виникнення пожежі керівнику підприємства.
Для ліквідації осередку пожежі попередньо відключивши живлення, використовують ручний повітряно-пінний вогнегасник ОВП-10 у кількості 2 шт.
При уключеному живленні можна використати пересувний вуглекислотний вогнегасник УП-1М. У найпростіших випадках ефективними засобами пожежегасіння можуть бути тюк, простирадло та ін.
6.4 Інструкція з охорони праці виробничої санітарії та пожежній безпеці
1. До роботи на установці з перевірки анероїдно-манометричних приладів допускаються особи, яки вивчили технічний опис та пройшли відповідну підготовку з техніки безпеки та склали відповідний залік.
2. Усі підготовчі операції повинні провадитися при відключеному електроживленні та пневматичній системі.
3. Уключати у роботу установку дозволяється тільки при надійному з'єднанні штепсельних роз'ємів електроживлення та шлангів подачі тиску та вакууму.
4. При експлуатації установки забороняється:
- застосовувати інструменти не за призначенням;
- вмикати пристрій при незакінчених підготовчих роботах;
- вмикати електроживлення при відкритій кришці;
- проводити зміну деталей та вузлів при ввімкненому живленні;
- від'єднувати чи приєднувати пневматичні шланги при працюючому блоці насосів.
5. У випадку враження працівника електричним струмом відключити електроживлення установки та прийняти необхідні міри з надання невідкладної медичної допомоги потерпілому.
6. У випадку виникнення пожежі використати вогнегасники або підручні засоби: пісок, простирадло т.і. Терміново виключити вентиляцію та електронагрівальні прилади та викликати пожежну охорону. Не створюючи паніки приступити до гасіння пожежі.
РОЗДІЛ 7
Охорона навколишнього середовища
Охорона навколишнього середовища здобуває в даний час усе більш важливе значення. Є дуже багато негативних факторів, що впливають на навколишнє середовище. Серед них також є електромагнітне випромінювання.
У процесі трудової діяльності на працівника впливають електромагнітні поля (ЕМП) і електромагнітні випромінювання (ЕМВ) кількох діапазонів: радіочастотне, рентгенівське і оптичне випромінювання. Кожний вид випромінювання характеризується своїм особливим впливом на організм людини.
7.1 Аналіз екологічної небезпеки об'єкту, що проектується
У роботі “Автоматизована система контролю електроспоживання” розглянено проблему оптимального використання енергетичних ресурсів у промисловості за допомогою автоматизованих інформаційно-управляючих систем.
У роботі “Перспективи економії матеріалів та енергії у електротехніці” розглянуті питання економії матеріалів. Оптимальним технологічним процесом можна вважати лише такий процес , який здійснюється з найменшими втратами енергії та матеріалів. Розроблений у проекті пристрій відповідає усім потребам, які пред'являються до повірочної апаратури нашого типу: надійність, великий об'єм перевіряємих приладів, ремонтоздатність. Споживаєма потужність проектуємої установки значно менше ніж базової. Це дозволяє визначити запобіжні збитки навколишньому середовищу від розходу електроенергії.
7.2 Екологічно-економічні попереджені збитки
Проведемо розрахунок екологічно-економічного ефекту проекту з економії електроенергії. Попереджені збитки навколишнього середовища від витрачання електроенергії проведемо за формулою:
де W - споживаєма енергія;
Му - сумарна потужність пристрою;
Фд - дійсний фонд часу обладнання;
Кз - коефіцієнт завантаження обладнання;
Ко - коефіцієнт обновлення;
з - коефіцієнт корисної дії;
КПС - коефіцієнт збитків у мережах.
Розрахунок проведемо для базового та проектуємого пристроїв. Приймемо для коефіцієнтів наступні значення:
Кз=0,75 ; КПС=0,95 ; Ко=0,8 ; з=0,85.
Сумарні потужності пристроїв:
- базової - Вт = 0,11 кВт;
- що розробляється - Вт = 0,02 кВт.
Визначаємо дійсний фонд часу обладнання наступним чином. За допомогою існуючої установки у лабораторії приладного обладнання літаків та вертольотів визначаємо кількість приладів перевіряємих установкою контролю анероїдно-манометричних приладів за один рік. За допомогою установки у лабораторії приладного обладнання впродовж року перевіряється близько 450 висотомірів (n = 450). Розрахунок проводимо для висотомірів, так як вони є найбільшою групою приладів та їх перевірка є самою працеємною.
На повірку одного приладу затрачується часу год. при роботі на базовій установці. При роботі на проектуємій установці цей час скорочується до год.
Тоді дійсний фонд часу обладнання відповідно буде:
- для базового - год;
- для розроблюємого - год.
Підставляючи значення у формулу (6.1) отримаємо :
кВт•год
кВт•год
Еколого-економічні збитки попереджені впровадженням розробленого пристрою будуть рівнятись:
грн.
де Ур - питомі економічні збитки рівні 0,2 грн/кВт*год.
Висновок
Еколого-економічний розрахунок довів, що при впровадженні розробленої установки у експлуатацію можна отримувати попереджені економічні збитки від економії електроенергії рівні:
Уэ пред = 22,44 грн.
ВИСНОВКИ
У дипломному проекті розглянуто задачу модернізації засобів контролю висотомірів та варіометрів з ціллю підвищення виробництва робіт по перевірці приладів.
На основі аналізу можливих направлень модернізації пропоновано та розроблено автоматичний задатчик (генератор) повітряного тиску АГТ, який запропоновано використовувати при автоматизованому процесі перевірки анероїдно-мембранних та манометричних приладів, а особливо барометричних висотомірів та варіометрів.
Установка надає можливість задавати у повіряємі прилади статичний тиск 80 - 815 мм рт. ст. з похибкою не гірше похибки існуючої аналогічної установки - блок ВПТ із складу установки контролю анероїдно-манометричних приладів УКАМП. Запроектована установка працює у комплексі з ЕОМ, та за допомогою ЕОМ обробляються дані процесу повірки висотомірів та видається роздрукування бортової таблиці.
У дипломному проекті проведено аналіз та вказані недоліки існуючої КПА, обрано структурну схему та проведено розрахунок основних елементів АГТ, а також розроблено алгоритм та програма обробки даних процесу повірки барометричних висотомірів.
При проектуванні установки оцінено похибки та надійнісні характеристики, розроблено інструкцію по експлуатації.
Економічне обґрунтування проекту показало, що при введенні АГТ в експлуатації, ми значно економимо електроенергію, підвищуємо виробництво повірки приладів, скорочуємо час на повірку та обробку даних.
Використання автоматичного генератора тиску дозволить:
- підвищити кількість повірюваних приладів за одиницю часу;
- отримати більшу ймовірність результатів повірки за рахунок підвищення їх об'єктивності;
- зменшити монотонну роботу операторів.
Список використанИХ Джерел
1. Установка контролю анероїдно-манометричних приладів. Керівництво по експлуатації .
2. Контрольно-повірочна аппаратура анероїдно-манометричних приладів. Технічний опис.
3. Таблиці перевірки анероїдно-манометричних приладів вимірювачем ВПТ
4. “Інструкція з перевірки барометричного висотомірного обладнання”. М., “Повітряний транспорт” 1986 р.
5. АСС Б.А. Жукова І.М. “Деталі та вузли авіаційних приладів та їх розрахунок”. М., Машинобудування, 1979 р.
6. Тарабін В.Г. “Інтегральні мікросхеми. Довідник”. Енерговидавн., 1985 р.
7. Зубчук В. І. Сигорський В.П. Шнурко А.М. “Довідник з цифрової схемотехніки”. К., “Техніка” 1990 р.
8. Марцинкевич А. М., Богданскіс Е.А., “Швидкодіючі інтегральні мікросхеми ЦАП та АЦП та вимірювання їх параметрів”. М., “Радіо та зв'язок” 1988 р.
9. Преснухін Л.М. “Мікропроцесори”, Мінськ, “Вища школа” 1987 р. в 3 томах.
10. Терещук Р.М. Терещук К.М. “Довідник радіолюбителя”, К., “Наукова думка” 1986 р.
11. Козаченко В.Ф. “Мікроконтролери. INTEL MCS-196/296.” М., “ЕКОМ” 1997 р.
12. Прокоф'єв А.М. “Надійність та безпека польотів” Л., ОЛАГА 1990 р.
13. Буриченко А.А. “Охорона праці в ЦА” М., Транспорт 1985 р.
14. Охорона навколишнього середовища. Методичні вказівки. К., КІІЦА 1987р.
