WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Електронний блок керування для повітряного стерилізатора - Дипломна робота

Електронний блок керування для повітряного стерилізатора - Дипломна робота

1 ОСНОВНА ЧАСТИНА

1.1 Аналіз технічного завдання

В цій комплексній випускній роботі я розглядаю електронний блок керування для повітряних стерилізаторів , який призначений для автоматичної підтримки температури при стерилізації в камері стерилізатора ємкістю від 10 до 80 дм3

Стерилізація в даному приладі повинна проводитись при температурі до 1800 С. Апарат може бути використаним для стерилізації будь-якого медичного інструменту та інвентаря відповідних розмірів

Схема блоку керування має бути конструктивно виконана на одній друкованій платі і підє'днаними до неї окремих блоків та складається з наступних основних функціональних вузлів: схеми керування, підсилювача, блоку живлення та датчика.

Технічні вимоги:

  1. Напруга живлення – 220В.

  2. Струм споживання – 10А.

  3. Частота 50Гц

  4. Діапазон робочих температур – від 10 до 350С.

  5. Середній термін служби – 2450 год.

  6. Річна програма виготовлення становить 800 одиниць.

  7. Відносна вологість повітря до 80%

  8. Атмосферний тиск 86...106 кПа (650...800 мм.рт.ст.).

Вимоги до конструкції приладу. Принципова схема приладу повинна бути

реалізована на друкованій платі і вміщена в корпус з орієнтовними розмірами 290x100x210 мм.

Давачем температури повинен бути кремнієвий малопотужний діод з найменшими габаритами.

Вимоги до стійкості приладу до механічних і кліматичних впливів. Згідно стандартизації і кодифікації зовнішніх впливів прилад належить до групи приладів виконання УХЛ - для районів з помірним і холодним кліматом, категорії для експлуатації в приміщеннях, що опалюються (стаціонарах, амбулаторіях, медпунктах, ...).

Для УХЛ- виконання встановлені наступні загальні норми кліматичних і механічних впливів на РЕА:

1. Впливи температури, °С:

- робочі:

верхнє значення+35; нижнє значення +10; середнє значення +20;

- граничні:

верхнє значення+40; нижнє значення 1 ,

2. Впливи відносної вологості, %: - робочі:

верхнє значення 98 при 25°С.

3. Вібростійкість:

- діапазон частот, Гц: (10-30)1;

- амплітуда віброприскорення, g: (0.25-1.1 )10%.

4. Віброміцність:

- частота вібрацій, Гц: (10т-30)2;

- амплітуда віброприскорення, g: (1-4)20%.

5. Відсутність резонансу в конструкції:

- діапазон частот, Гц: (10-30)1;

- амплітуда вібропереміщення, мм: (0.5-0.8)15%.

6. Ударна міцність:

- тривалість ударного імпульсу, мс: (5-10);

- прискорення пікове, g: 1020%;

- число ударів за хвилину: 40-80;

- загальна кількість ударів: не менше 6000.

7. Міцність при транспортуванні (в запакованому вигляді):

- тривалість ударного імпульсу, мс: 5-10;

- прискорення пікове, g: (5,10, 25)20%;

- кількість ударів за хвилину: 40-80;

- загальна кількість ударів за хвилину: не менше 13000.

8. Міцність при падінні:

- висота зкидувань РЕА до 5 кг, мм: 50010;

- кількість зкидувань, не менше: 11.

9. Теплостійкість:

- робоча температура, °С: 403;

- гранична температура, °С: 553.

10. Холодостійкість:

- робоча температура, °С: 53;

- гранична температура, °С: -403.

11. Вологостійкість:

- відносна вологість, %: 80;

- температура, °С: 25.

12. Стійкість до пониженного атмосферного тиску , кПа: 600.6.

Конструкція виробу, як об'єкт виробництва представляє собою сукупність взаємозв'язаних елементів. Тому повинна забезпечуватися задана точність параметрів виробу в умовах експлуатації та висока відтворюваність процесів у виробництві.

1.2 Побудова приладу

1.2.1 Математичний опис моделі

Рівносторонне і глибоке вивчення явищ реального світу передбачає попередньо побудову їх моделей, які в залежності від задач відображають певні властивості предмету моделювання, основні закономірності його функціонування. Такий підхід практикується в багатьох областях природознавства, в тому числі і в біомедицині, оскільки модель є тим фундаментом, на базі якого розробляються методи дослідження біосистем і процесів, що відбуваються в них, будуються алгоритми і програми обробки експериментальних даних з метод оцінки їх параметрів, характеристик і т.д.

Для початку розглянемо основні поняття, що стосуються математичного моделювання , такі як сигнал та модель .

Сигнал – фізичний процес різної природи, спонтанно вимірюваний чи штучно викликаний і розповсюджуваний у просторі/часі, що у змінах своїх характеристик (параметрів) відображає просторово-часову структуру досліджуваного об'єкту, і тому є засобом перенесення відомостей про об'єкт.

Модель – математичний об'єкт, який у стислій конструктивній формі охоплює суттєві для певного класу розв'язуваних задач властивості досліджуваного об'єкту – підстава теоретичного аналізу фізичних закономірностей для інженерних розрахунків технічних засобів, їх використання.

Для представлення процесів різної фізичної природи використовують загальні математичні моделі , що описуються функціями виду :

(1.1)

де х – інформативний параметр сигналу; t , T – незалежні аргументи Вибір тої чи іншої моделі визначається при постановці задачі вивчення

конкретної фізичної системи. У більшості випадків використовуються моделі

сигналів , що залежать від одного незалежного параметру , наприклад частоти .

Моделі що використовуються для розв'язку задач побудови електронної апаратури повинні в якомога більшій мірі відображати істотні властивості досліджуваних процесів.

Неадекватність моделі , що описує сигнал ,реальному фізичному процесу обумовлює виникнення специфічної похибки. Однак модель сигналу повинна бути по можливості простішою, містити мінімально необхідну для адекватного опису сигналу кількість незалежних аргументів і параметрів.

Отже проаналізувавши технічні вимоги для блоку керування можемо скласти математичну модель :

(1.2)

Д е f(t;T) – це функція від температури та часу. Дана модель побудована на принципі взаємозалежності температури стерилізації від часу.

На основі математичної моделі ми можемо зробити більш детальний опис функціональної, а потім і структурної і принципової схеми приладу.

1.2.2 Побудова структурної схеми

Під час проектування, виходячи з вимог до системи та поставлених при проектуванні задач і результатів моделювання, необхідно вибрати основні функціональні блоки, їх технічне забезпечення, а також зв'зки між ними. На цій стадії отримується функціональна та структурна блок схема.

Проектування найкраще проводити поетапним методом, який передбачає перехід від нагромадження експериментальних даних і вихідних величин. Вибираємо основні функціональні блоки, їх технічне та програмне забезпечення, а також зв'язки між ними

Для повної реалізації своєї функції прилад повинен містити : формувач тактових імпульсів що виробляє імпульси прямокутної форми , підсилювач необхідний для підсилення сигналу виробленого генератором до необхідної величини , блок живлення необхідний для живлення транзисторів, електронний годинник для відліку часу стерилізації та схему керування для керуваня годинником та елементами світлової індикації.

Отже підсумовуючи вище сказане можна виділити такі структурні блоки :

  • формувач тактових імпульсів;

  • підсилювач;

  • блок живлення;

  • електронний годинник;

  • клавіатура;

  • вимірювальний міст;

  • схема керування;

  • тиристорні ключі

Структурна схема приладу приведена на рисунку 1.1

Вихід

Тиристорні ключі

Схема керування

Вимірювальний міст

Підсилювач

Датчик

Клавіатура

Вхід

Блок живлення

Формувач тактових імпульсів

Електронний годинник

Світлова індикація

Рисунок 1.1 - Структурна схема

1.2.3 Побудова функціональної схеми

В даному розділі виходячи з вимог до біомедичної апаратури та потреб розв'язання поставлених задач, результатів моделювання: встановлюються основні функціональні блоки і зв'язки між ними, вирішується спосіб реалізації функцій; визначається об'єми та вигляд представлених даних, особливості передачі даних між блоками, а також питання синхронізації роботи блоків, і на цій стадії отримується функціональна блок-схема приладу. На основі цього побудуємо структурну схему для даного приладу на якій виділено основні функціональні компоненти :

  • формувач тактових імпульсів;

  • підсилювач;

  • блок живлення;

  • електронний годинник;

  • клавіатура;

  • вимірювальний міст;

  • схема керування;

  • тиристорні ключі

Вимірювальний міст складається з резисторів та термодатчика. При включені стерилізатора температура в камері низька, опір терморезисторів великий і вимірювальний міст розблокований

На виході підсилювача DA2 є низький рівень напруги. Транзистор VT9 закритий і імпульси з мультивібратора (VT7 , VT8) через підсилювач VT6 і імпульсний трансформатор Т2 поступають на зовнішні теристорита відкривають їх. Внаслідок чого починає підніматись температура в камері , при цьому горить світлодіод котрий сигналізує включення нагрівачів

Loading...

 
 

Цікаве