Розділ 6. Безпека і екологічність проекту

6.1. Безпека при роботі з приладами, що використовують ультразвук

Застосування ультразвуку для діагностичних цілей має більш ніж тридцятирічну історію, і протягом усього цього періоду одним з найбільш дискутованих і неоднозначних залишалося питання про безпеку застосування енергії ультразвукових хвиль для пацієнта.

Слід зазначити, що питання безпеки лікаря, який проводить обстеження, обговорювалося з не меншим ентузіазмом, особливо на першому етапі появи скануючих приладів. Тоді використовували недосконалі засоби відображення інформації, конструкція датчиків була незручною, важкою, з вираженими механічними вібраціями. Безумовно, всі ці фактори впливали на оператора, який працював з приладом, і практика широкого клінічного застосування вимагала розробки та затвердження відповідних санітарно-гігієнічних норм. При цьому слід розуміти, що серед розглянутих факторів відсутні ефекти ультразвукової енергії, так як конструкція всіх ультразвукових датчиків, що використовуються в діагностичній апаратурі, виключає поширення ультразвукових хвиль у напрямку оператора. Відображена енергія, яка розповсюджується в тканинах організму, сприймається тільки лицьовою поверхнею датчика, яка знаходиться в контакті з тілом пацієнта завдяки застосуванню спеціалізованих акустично узгоджених (прозорих) гелів. Таким чином, можна зробити висновок, що питання безпеки роботи оператора з ультразвуковим обладнанням не мають особливої «променевої» специфіки, притаманної іншим методам променевої діагностики; відповідні нормативи містяться в спеціалізованих виданнях.

Зупинимося на питанні безпеки для пацієнта при проведенні обстежень на різних видах доплерівського устаткування в різних режимах.

Питаннями біологічного впливу ультразвуку та його безпечного застосування займалися протягом останніх двадцяти років багато авторитетних міжнародних організацій: Всесвітня Організація Охорони Здоров'я, Всесвітня Федерація по Застосуванню Ультразвуку в Медицині та Біології, Міжнародна електротехнічна комісія (Технічний комітет ТК-87 - «Ультразвук»), ряд національних співтовариств.

Всі ці організації прийшли до висновку в своїх звітних документах, що до теперішнього часу не виявлені ефекти, які могли б перешкоджати широкому застосуванню ультразвукових хвиль для діагностичних цілей. При цьому найбільш значущим і певним як для розробників, так і для користувачів вважається висновок, зроблений в грудні 1987 р організацією AIUM (Американський інститут по застосуванню ультразвуку в медицині):

«У діапазоні ультразвукових частот, що використовуються для діагностичних цілей, до теперішнього часу не було підтверджень значущих біологічних ефектів при впливі на тканини invivoнефокусованих ультразвуком з інтенсивностями нижче 100МВт / см2.

Далі, для часу експозиції понад 1 с і менше 500 с (для нефокусованого ультразвуку) або 50 с (для фокусованого) такі ефекти не були зареєстровані і при більш високих інтенсивностях, коли твір інтенсивності та часу експозиції не перевищували 50 Дж / см2».

Цей висновок підтверджувався кілька разів і в наступні роки. Таким чином, протягом останнього десятиліття було загальновизнаним вважати ультразвуковий вплив повністю безпечним за умови інтенсивності випромінювання менше 100 мВт / см2.

При цьому в цілому ряді публікацій зазначалося, що даний поріг є умовним і прийнятий для визначеності як тимчасовий орієнтир. Надалі, в міру проведення додаткових експериментів і досліджень, його значення може бути переглянуто.

Слід зазначити, що більшість ультразвукових полів, які генеруються в доплерівських режимах, відносяться до категорії нефокусованих. Наведений висновок AIUM можна представити у вигляді графіка (Див. Рис. 17).

Рис. 17. Область безпечної експлуатації ультразвукового діагностичного обладнання

На графіку суцільною лінією позначена зона, в яку потрапляють рівні інтенсивності з більшості експлуатованих в даний час ультразвукових приладів.

У той же час в деяких моделях приладів не всі нові методи формування зображень і режими випромінювання вдається реалізувати, у тому числі імпульсний доплерівський, керуючись позначеними границями інтенсивності. Це обладнання умовно зображено на графіку пунктирною лінією. Підтвердженням представленого графіка служить інформація, отримана під час експериментального дослідження, проведеного на 13 приладах з безперебійним допплерівським режимом і 19 дуплексних приладах з режимом імпульсного випромінювання. Були обрані прилади декількох областей клінічного призначення і з різними типами датчиків. Результати вимірювань продемонстрували значний розкид параметрів. При цьому, якщо для режиму безперервного випромінювання граничний рівень інтенсивності був перевищений тільки в 30% випадків, то для дуплексних систем з імпульсним режимом допустимий рівень був перевищений в 95% випадків. Слід зазначити, що вимірювання проводили в максимальних положеннях випромінюваної потужності і частоти повторення імпульсів. Безумовно, отримані дані повинні бути прийняті до уваги як розробниками нової апаратури, так і її користувачами.

Для врегулювання даного питання (розкид значень інтенсивності) організація FoodandDrugAdministration в США прийняла документ (див. Табл. 8), що регламентує порогові рівні інтенсивності в залежності від області клінічного застосування.

Таблиця 8

Рівень граничної інтенсивності ультразвуку в залежності від області клінічного застосування

Область застосування	I, мВт/см^2
Кардіологія Периферійні судини Офтальмологія Візуалізація плоду Інші застосування

Як видно з наведеної таблиці, значення інтенсивності можуть перевищувати встановлену границю в кілька разів. При цьому слід керуватися останньою фразою з висновків AIUM: «... такі ефекти були продемонстровані і при більш високих інтенсивностях, коли твір інтенсивності та часу експозиції становили менше 50 Дж / см2).

У результаті слід підвести підсумок що для виконання зазначеного обмеження необхідно стежити також за часом його проведення. Наявні на сьогоднішній день експериментальні дані не дозволяють визначити гранично допустимі значення дози ультразвукових випромінювань, як це зроблено для іонізуючих випромінювань. У той же час слід керуватися правилом мінімально необхідного часу експозиції для отримання достатньої діагностичної інформації. Виконання цього правила супроводжується рядом практичних рекомендацій: 1) застосування мінімально необхідних для отримання результату рівнів випромінюваної потужності; 2) використання мінімально достатнього часу проведення процедури; 3) застосування мінімально необхідних значень частоти повторення імпульсів при роботі в імпульсному режимі; 4) переважне застосування режиму безперервного доплерівського випромінювання в порівнянні з імпульсним там, де це дозволяє досягти адекватного результату; 5) у дуплексному режимі - перемикання в режим В-сканування відразу після отримання необхідної доплеровской інформації.

Дотримання цих рекомендацій може дозволити зменшити енергетичний вплив на пацієнта в десятки разів, тим самим повністю убезпечивши пацієнта навіть від тих біологічних ефектів, які не отримали значимого експериментального підтвердження до теперішнього часу, але можуть бути відкриті в рамках подальших досліджень.

6.2. Системний аналіз надійності та безпеки ультразвукового приладу

Мета системного аналізу безпеки полягає в тому, щоб виявити причини, що впливають на появу небажаних подій і розробити профілактичні заходи, що зменшують ймовірність їх появи.

Нормальний стан людини - здоров'я. Небезпека може призвести до порушення нормального стану людини, заподіяти шкоду його здоров'ю. Таким чином, під загрозою слід розуміти явища, процеси, об'єкти, здатні в певних умовах завдавати шкоди здоров'ю людини безпосередньо чи опосередковано, тобто викликати небажані наслідки.

Найбільш зручним способом виявлення та запобігання можливих несправностей приладу є метод графічного представлення можливих причин відмов приладу внаслідок присутності певних факторів, що роблять шкідливий вплив на роботу (або зберігання) приладу.

У Додатку 5 розглянуто дерево можливих причин відмов приладу, виявлено причинно-наслідковий зв'язок між зовнішніми факторами і роботою приладу.

Діаграми дерев причин виникнення відмов дуже корисні для якісного вивчення безпеки системи. При побудові дерева необхідно користуватися наступними правилами:

Правило 1. Події, що входять до операції «і», повинні формулюватися так, щоб друге було умовним по відношенню до першого, третє умовним по відношенню до першого і другого, і останнє умовним по відношенню до всіх попередніх.

Правило 2. Вхідні подія до операції «або» повинні формулюватися так, щоб вони разом вичерпували всі можливі шляхи появи вихідної події. Крім того, кожна з вхідних подій повинна призводити до появи вихідних події.

Правило 3. Для будь-якої події, що підлягає подальшому аналізу, спочатку розглядаються події, що є входами операцій «або», а потім входи операцій «і». Це справедливо як для головної події, так і для будь-якої події, аналіз якого доцільно продовжувати.

При детальному розгляді причин відмов можна помітити, що більшість з них виникають через порушення правил експлуатації. Наприклад, якщо стежити за станом мережевого шнура або кабелю, випромінювача і корпусу, то можна запобігти їх пошкодження і порушення ізоляції і конструкції. При тривалій безперервній роботі апарату настає перегрів окремих блоків і деталей. Механічні ушкодження виникають в результаті ударів, падінь та інших механічних впливів. Все це враховано, і майже всього цього можна уникнути, якщо при експлуатації приладу задовольнити вимоги експлуатації.

Відповідно до пункту 6.1. цього розділо стає очевидним те, що при експлуатації апарату в певних умовах ультразвук також може виявитися шкідливим фактором.

При неправильному підборі дозувань ультразвуку можуть виникати побічні явища (головний біль, загальне нездужання, втома, відсутність апетиту).

У зв'язку з виникненням небажаних наслідків або надмірних реакцій не рекомендується застосовувати ультразвукове вплив на область серця, головного мозку, шийних вегетативних вузлів, кісткові виступи, тканини з тяжкими порушеннями кровообігу, на зону матки при вагітності, на зони з порушенням будь-якого виду чутливості.

Дітям ультразвукову терапію можна призначати тільки з дворічного віку і використовувати інтенсивності не вище 0,4 - 0,6 Вт/см²при часі впливу, що не перевищує 3 хвилини.

У приладі передбачені заходи захисту (на випадок удару пацієнта електричним струмом і при відмові приладу).

На виході підсилювача потужності знаходиться схема захисту, яка регулює збільшення струму сигналу, що перевищує 0,5 мА. У разі короткого замикання в блоці живлення використовуються мікросхеми, захищені від короткого замикання. Тим самим зменшується можливість відмови апарату.

Безпосередній вплив прилад має на людину на етапах виробництва і експлуатації і тому головним завданням проектувальника є облік всіх факторів, які можуть принести шкоду людині.

Небезпечним називається виробничий фактор, вплив якого в певних умовах на працюючу людини призводить до травми або іншого раптового різкого погіршення здоров'я. Якщо ж виробничий фактор призводить до захворювання або зниження працездатності, то його вважають шкідливим. Залежно від рівня і тривалості впливу шкідливий виробничий фактор може стати небезпечним. Небезпечні та шкідливі виробничі фактори поділяються на чотири групи: психофізичні, біологічні, фізичні та хімічні.

В процесі виготовлення та налаштування макета необхідно виконувати спаювання радіоелементів. При пайці виділяються пари свинцю, що по собі отруйні. Згідно з існуючими нормами гранично допустима концентрація парів свинцю становить 0,01 мг / м3.

Спаювання проводиться припаєм ПОС-60, який містить 60% свинцю. Протягом години проводиться близько 50 пайок, на одну пайку витрачається близько 30 мг припаю, при цьому в повітря виділяється 0,01 мг припаю. Таким чином, за годину роботи в повітрі буде міститися m міліграмів свинцю.

т = 0,6 × 60 × 30 × 0,01 × 10^-2 = 0,108 мг.

Концентрація парів свинцю дорівнює:

Граничне число осіб N, що працюють з паяльниками в лабораторії одне

де q_пр - гранично допустима концентрація парів, мг/м ³

Тобто в лабораторії можуть одночасно працювати 4 людини. Насправді в лабораторії спаювання одночасно працює або тільки лаборант, або лаборант і дипломник (тобто не більше 4 осіб). У лабораторії протягом години забезпечується одноразовий обмін повітря за рахунок природної вентиляції. З вищесказаного випливає: концентрація парів свинцю в повітрі протягом години роботи не перевищує гранично допустимі норми і для забезпечення нормальних умов праці достатньо природної вентиляції. Для цього необхідно провітрювати аудиторію в перебігу роботи.

При проведенні монтажних робіт лабораторний стіл повинен бути покритий ізолюючим матеріалом. При користуванні електричним паяльником повинна бути спеціальна підставка. Використовуваний монтажний інструмент повинен бути справним. Викрутки, плоскогубці, кусачки та інші повинні мати ізоляційні ручки.

Розглянемо, як проектований прилад на етапі експлуатації може вплинути на умови праці в місці його експлуатації, а саме: на стан здоров'я оператора, що знаходиться в безпосередній близькості від приладу і в контакті з ним.

Внаслідок того, що розроблюваний прилад (апарат для ультразвукової терапії) містить в собі більш явні потенційно небезпечні фактори впливу, психофізіологічну, небезпечну або шкідливу дію приладу на обслуговуючий його персонал із цього розрахунку виключимо.

Прилад для ультразвукового дослідження не є потенційно хімічно небезпечним, тому що не містить речовин, що надають загальнотоксичну, дратівливу або тому подібне вплив на організм людини.

Біологічно небезпечні та шкідливі виробничі фактори включають такі біологічні об'єкти: патогенні мікроорганізми (бактерії, віруси, рикетсії, спірохети, гриби, найпростіші) і продукти їх життєдіяльності, і можуть мати місце в медичних установах. Тому у відповідності з ГОСТ 177-77 зовнішні поверхні електронного блоку стійкі до дезінфекції 3% -ним розчином перекису водню з додаванням 0,5% мийного засобу "Астра". Сам же прилад такої небезпеки не представляє.

Фізично небезпечні й шкідливі фактори поділяються на кілька підгруп таких як:

• підвищена температура поверхні приладу;

• підвищене значення напруги в електричному ланцюзі, замикання якого може відбутися через тіло людини;

• підвищений рівень електромагнітного випромінювання і т.д.

Конструкція ультразвукового приладу передбачає, що перевищення температури зовнішніх частин приладу, доступних для дотику, над температурою навколишнього середовища, рівній 25 ° С, знаходиться в межах, встановлених ГОСТ 20790-82, тобто є безпечним.

Оскільки розроблюваний апарат використовуватиметься для терапевтичного впливу на людину, то відхилення хоча б одного параметра від норми може призвести до серйозних наслідків.

6.3. Розробка заходів задля підвищення надійності та безпеки приладу для ультразвукових досліджень

Для підвищення надійності та безпеки портативного апарату для ультразвукового дослідження необхідно розробити комплексні заходи, засновані на застосуванні всіх методів управління безпекою праці. До них відносяться:

• організаційні;

• організаційно-технічні;

• технічні;

• індивідуальні засоби захисту.

До організаційних та організаційно-технічних методів забезпечення електробезпеки можна віднести наступні заходи:

• підбір і навчання персоналу, тобто обслуговуючий персонал повинен мати кваліфіковане свідоцтво з техніки безпеки;

• експлуатаційна документація повинна містити інструкцію по особливостям безпечної роботи;

• перевірка і ремонт обладнання повинна здійснюватися спеціально навченим технічним персоналом. Після ремонту необхідна обов'язкова перевірка струмів витоку і опором ізоляції;

• при підозрі на несправність потрібно негайно вимкнути прилад з мережі;

• впливу слід проводити в приміщеннях при нормально температурі від +10 до +35 0С, з відносною вологістю не більше 80% при температурі +20 0С і атмосферному тиску 750 + 30 мм рт. ст.;

• зберігати або транспортувати прилад тільки в спеціальній упаковці для запобігання попадання пилу всередину приладу;

• забезпечити нормований режим роботи.

Під технічними методами управління безпекою мається на увазі безпеку від небезпечного і шкідливого впливу. Електричний струм може бути джерелом цього впливу. Ступінь небезпечного і шкідливого впливу електричного струму на людину визначено за ГОСТ 12.1.019-79 і залежить від наступних факторів:

• роду і величини напруги і струму;

• частоти електричного струму;

• шляхів струму через людину;

• тривалості впливу електричного струму;

• умов зовнішнього середовища.

За способом захисту від ураження електричним струмом по ГОСТ 12.2.025-76 все медичне обладнання підрозділяють на три класи. Розроблюваний нами портативний апарат для ультразвукового дослідження має II клас захисту. До цього класу відносять вироби, які крім основної ізоляції мають і додаткову захисну ізоляцію і тому не вимагають захисного заземлення. Захисна ізоляція застосовується додатково до основної ізоляції і забезпечує електробезпека при її порушенні.

Конструктивно захисна ізоляція, як правило, виконується таким чином, щоб була можливість її випробування окремо від основної ізоляції. У сукупності утворюється так звана подвійна ізоляція. Подвійна ізоляція може бути виконана різними способами. Перший, це застосування ізолюючої оболонки, яка унеможливлює дотик не тільки до частин, що знаходяться під напругою, але і до металевих неструмоведучих частин приладу або апарата, що має лише основну ізоляцію. Цей спосіб нвдійніший.

Другий спосіб полягає в застосуванні проміжної ізоляції, що представляє собою ізолюючі вставки, прокладки, які відокремлюють доступні для дотику металеві частини від металевих неструмопровідних частин, що мають лише основну ізоляцію. Застосовуючи проміжну ізоляцію, можна зробити апаратуру другого класу в металевому корпусі.

Як уже зазначалося, захисна ізоляція є додатковою до основної. Тому параметри і стан додаткової ізоляції слід перевіряти окремо, незалежно від перевірки основної ізоляції. Величини випробувальних напруг для проведення перевірки електричної міцності додаткової ізоляції встановлюються згідно ГОСТ 12.2.025-76. Електричний опір додаткової ізоляції повинен бути не менше 5мОм.

Сукупність основної і захисної ізоляції, не відокремлених один від одного, утворюють так звану посилену ізоляцію. За своїми механічними і електричними властивостями посилена ізоляція повинна бути рівноцінна спільно застосованим основний і захисної ізоляції. Випробувальні напруги для перевірки електричної міцності посиленої ізоляції повинні бути рівні сумі випробувальних напруг для основної і захисної ізоляції. Електричний опір посиленої ізоляції має становити не менше 7 МОм.

Посилена ізоляція менш надійна і може застосовуватися тільки там, де з конструктивних міркувань подвійну (основну і захисну) ізоляцію застосувати неможливо.

Виконання апаратури другого класу забезпечує найвищу надійність і зручність в експлуатації, особливо для переносних виробів.

Включати прилад можна в будь-яку мережеву розетку, для чого він забезпечується мережевим шнуром з вилкою, що входить, як в звичайну розетку, так і в розетку із захисними контактами.

Обмежене застосування виробів другого класу пояснюється рядом труднощів конструктивного характеру. Застосування пластмасового корпусу, який має необхідну механічну міцність, обмежена апаратами невеликих габаритів, а захисна ізоляція мережевого ланцюга призводить до збільшення ваги і габаритів трансформатора, ускладнення технології його виробництва. У розробленому портативному апараті для ультразвукового дослідження передбачений металевий корпус самого приладу і пластиковий корпус датчика, що стикається з тілом людини.

Залежно від ступеня захисту від ураження електричним струмом обладнання підрозділяється на чотири типи, крім тих класів за ГОСТ 12.2.025-76:

Н - не мають робочої частини, що знаходяться поза межами досяжності пацієнта і мають нормальну ступінь захисту;

В - знаходяться в межах досяжності пацієнта, що мають робочу частину, призначену для безпосереднього контакту з пацієнтом (виняток безпосередній контакт з серцем), і мають підвищений ступінь захисту;

BF - мають підвищений ступінь захисту і ізольовану від доступних для дотику робочих частин, т.е частин підключаються до пацієнта;

СF - мають найвищу ступінь захисту і ізольовану робочу частину, що дозволяє здійснювати безпосередній контакт з серцем.

Незважаючи на перелічені недоліки і труднощі виготовлення апаратури другого класу, захист від напруги дотику за допомогою захисної ізоляції в більшості випадків є найбільш прогресивним методом і розвиток електромедичного приладобудування, безсумнівно, призведе до широкого застосування приладів і апаратів, виконаних за другим класом.

Завдяки тому, що розроблюваний нами прилад в процесі його роботи ні одна із струмопровідних частин не стикається ні з пацієнтом, ні з медперсоналом, що обслуговує прилад (тому всі робочі поверхні виконані з діелектричного пластика), то при дотриманні елементарних правил по експлуатації приладу, він не представляє загрози для оточуючих. А ультразвукове випромінювання, на яке здатний прилад, не має медичних протипоказань і використовується навіть для обстеження вагітних жінок.

Основні вимоги до конструкції і виготовленню апаратури можуть бути сформульовані наступним чином:

• необхідно вжити особливих заходів до ізолінії мережевий ланцюга (мережевий шнур - мережевий вимикач - запобіжник - блок живлення);

• мережевий шнур з вилкою повинен мати єдину ізоляцію;

• введення мережевого шнура в корпус приладу повинен мати додаткову ізоляцію, яка допускає багаторазові перегини;

• мережевий шнур повинен, надійно кріпиться скобою всередині приладу через додаткову ізоляцію;

• мережевий вимикач повинен мати ізольовану доступну частину і позначення становища;

• біля введення мережевого шнура має бути позначення класу захисту;

• силовий трансформатор блоку живлення повинен мати просторово рознесені первинну і вторинну обмотки, а ізоляція між обмотками і корпусом повинна випробовуватися при напрузі 4000В, а ємність між обмотками не більше 50 пкФ;

• дроти мережевого ланцюга та інших ланцюгів не повинні проходити в одному джгуті;

• необхідно мати таку конструкцію кожуха, щоб запобігти попаданню всередину приладу сторонніх тіл;

• замінні частини рекомендується розміщувати таким чином, щоб можна було легко проводити їх огляд і заміну.

До спеціальних засобів захисту, можна віднести наступні заходи:

• доцільно застосовувати ізоляцію робочої частини від решти схеми приладу;

• при використанні декількох приладів в окружності досяжності пацієнта і обслуговуючого персоналу провести вирівнювання потенціалів корпусів шляхом їх з'єднання з загальною точкою (функціональним заземленням). Не можна з'єднувати корпуси послідовно, так як в цьому випадку утворюється «петля», по якій циркулюють струми витоку.

Враховуючи всі шкідливі і небезпечні фактори, необхідно використовувати певні засоби для небезпечного фактора індивідуального захисту і дотримуватися вимог охорони праці при технологічних процесах.

Таким чином, дотримання комплексних вимог є єдиним шляхом профілактики від шкідливих впливів.

6.4. Пожежобезпечність при виробництві та експлуатації ультразвукового приладу

Протипожежний захист - це комплекс організаційних і технічних заходів, спрямованих на забезпечення безпеки людей, запобігання пожежі, обмеження її розповсюдження, а також на створення умов для успішного гасіння пожежі.

Пожежна безпека забезпечується системою запобігання пожежі і системою пожежного захисту. У всіх службових приміщеннях обов'язково має бути «План евакуації людей при пожежі», що регламентує дії персоналу у разі виникнення вогнища загоряння і вказує місця розташування пожежної техніки.

Небезпечний фактор пожежі (НФП) - фактор пожежі, вплив якого призводить до травми, отруєння або загибелі людини, а також до матеріального збитку (ГОСТ 12.1.003-81).

Згідно ГОСТ 12.1.004-91 встановлені наступні НФП:

• дим;

• відкрите полум'я та іскри;

• токсичні продукти горіння;

• знижена концентрація кисню;

• підвищена температура навколишнього середовища;

• небезпечні фактори, які проявляються в результаті вибуху (ударна хвиля, полум'я, обвалення і розліт осколків, утворення шкідливих речовин з концентрацією в повітрі вище ГДК);

• наслідки: руйнування та пошкодження об'єкта.

Пожежі представляють особливу небезпеку, тому що пов'язані з великими матеріальними втратами. Як відомо пожежа може виникнути при взаємодії горючих речовин, окислення і джерел запалювання.

Для оцінки пожежної небезпеки проведених робіт необхідно знати, які вогненебезпечні речовини або суміші і в якій кількості використовуються.

Тривалість пожежі та її температурний режим обумовлюються кількістю горючих матеріалів у приміщенні, їх пожежо- та вибухонебезпечними властивостями. Особливо різноманітні кількісні та якісні показники небезпеки пожежі у виробничих будівлях і приміщеннях, які поділяються за вибухонебезпечної і пожежної небезпеки на категорії (А, Б, В, Г, Д) згідно СниП 2.09.02-85. Згідно цим категоріям виробниче приміщення, де виготовляється прилад, відноситься до категорії В. У таких приміщеннях горючими компонентами є: будівельні матеріали для акустичної і естетичної обробки, перегородки, двері, підлоги, ізоляція кабелів і ін.

При включенні різних приладів (у тому числі і ПЕОМ) в електричну мережу можливою стає пожежа з наступних причин:

- Перевантаження електричної мережі внаслідок підключення до неї надмірно великої кількості споживачів енергії;

- Коротке замикання проводів;

- Велике перехідний опір в розетках електричного кола і в роз'ємах, службовців для підключення шнура електричного живлення до приладу.

Шнури живлення електричних приладів повинні відповідати вимогам ГОСТ 12.206-75, який визначає перетин шнурів і їх електричну міцність залежно від потужності споживаної приладами.

У сучасних ЕОМ дуже висока щільність розміщення елементів електронних схем. У безпосередній близькості один від одного розташовуються сполучні дроти, кабелі. При протіканні по них електричного струму виділяється значна кількість теплоти. При цьому можливо оплавлення ізоляції. Для відводу надлишкової теплоти від ЕОМ служать системи вентиляції та кондиціонування повітря. При постійному дії ці системи представляють собою додаткову пожежну небезпеку.

До засобів гасіння пожежі, призначених для локалізації невеликих займань, належать пожежні стволи, внутрішні пожежні водопроводи, вогнегасники, сухий пісок, азбестові ковдри і тому подібне.

У будинках пожежні крани встановлюються в коридорах, на майданчиках сходових клітин та входів. Вода використовується для гасіння пожеж у приміщеннях програмістів, бібліотеках, допоміжних і службових приміщеннях. Застосування води в машинних залах ЕОМ, сховищах носіїв інформації, приміщеннях контрольно-вимірювальних приладів зважаючи на небезпеку пошкодження або повного виходу з ладу дорогого устаткування можливо у виняткових випадках, коли пожежа приймає загрозливо великі розміри. При цьому кількість води має бути мінімальною, а пристрої ЕОМ необхідно захистити від попадання води, накриваючи їх брезентом або полотном.

Для гасіння пожеж на початкових стадіях широко застосовуються вогнегасники. По виду застосування вогнегасної речовини вогнегасники поділяються на такі основні групи:

- Пінні вогнегасники, застосовуються для гасіння палаючих рідин, різних матеріалів, конструктивних елементів і устаткування, крім електрообладнання, що знаходиться під напругою.

- Газові вогнегасники застосовуються для гасіння рідких і твердих речовин, а також електроустановок, що знаходяться під напругою.

- У виробничих приміщеннях, де встановлені ЕОМ, застосовуються головним чином вуглекислотні вогнегасники, перевагою яких є висока ефективність гасіння пожежі, схоронність електронного устаткування, діелектричні властивості вуглекислого газу, що дозволяє використовувати ці вогнегасники навіть у тому випадку, коли не вдається знеструмити електроустановку відразу.

6.5. Захист навколишнього природного середовища на етапі виробництва та експлуатації ультразвукового приладу

Розроблюваний прилад можна вважати екологічно чистим, якщо в процесі його виробництва, експлуатації, переробки або знищення відвернена можливість перевищення допустимого рівня шкідливого впливу на навколишнє середовище.

При виробництві більшості приладів важливе місце займає механічна обробка матеріалів. При обробці металів, пластмас та інших матеріалів способом різання виникає ряд небезпечних і шкідливих виробничих факторів, які можуть тим чи іншим чином впливати на навколишнє середовище: висока температура оброблюваної поверхні, стружка, пил і шкідливі аерозолі оброблюваних матеріалів. Не останнє місце займає етап термічної, електрохімічної і електрофізичної обробки.

Особливу небезпеку при розглянутих методах обробки представляють різні токсичні гази і хімічні речовини, що застосовуються в якості електролітів і очищувальних розчинів.

При виробництві друкованих плат більшість матеріалів є небезпечними для навколишнього середовища.

Для додання поверхневому шару деталі деяких спеціальних властивостей, відмінних від властивостей основного матеріалу, наприклад електропровідності, електроізоляційних властивостей, твердості, паяемости, зносостійкості, застосовують захисні гальванічні, хімічні, і лакофарбові покриття. Процеси нанесення гальванічних і хімічних покриттів характеризуються різноманіттям застосовуваних хімічних речовин. Все це в більшій чи в меншій мірі впливає на стан навколишнього середовища.

Для нейтралізації шкідливих факторів, що виникають при виробництві компонентів проектованого приладу необхідний ряд нижче перерахованих заходів:

• для виключення попадання механічної пилу в атмосферу необхідно застосовувати в витяжної вентиляції сухі пилеулавлівателі з грубою (для осадження пилу з розміром часток більше 50мкм), середньої (від 10 до 50мкм) і тонкою (до 10мкм) структурою;

• дільниці та відділення кислотного та лужного травлення, знежирення в органічних розчинниках необхідно влаштовувати в окремих приміщеннях з місцевою витяжною вентиляцією, на виході якої необхідно встановлювати фільтри газоочистки;

• для нейтралізації та поглинання отруйних газів необхідно застосовувати рідкі абсорбенти і хемосорбери;

• для запобігання збору шкідливих речовин на стінах, матеріали стін і перекриттів необхідно викладати скляними або керамічними плитками, а стелі фарбувати світлою фарбою;

• для виключення потрапляння шкідливих речовин у грунт необхідно підлоги виконувати з вологонепроникних, стійких до кислот і лугів, розчинників і інших агресивних середовищ матеріалів;

• приміщення необхідно обладнати загальнообмінною вентиляцією, а також застосовується система місцевої витяжної вентиляції, на виході якої обов'язково необхідно ставити фільтри або хімічні нейтралізатори;

• для захисту ґрунтових вод від попадання в них отруйних речовин необхідно застосовувати очисні споруди з механічним очищенням для поглинання зважених речовин, фізико-хімічними та електрохімічними засобами очищення для поглинання розчинених речовин;

• зберігати розчинники в робочих приміщеннях необхідно в кількості не більше добової норми і в герметично закритій тарі;

• вивезення відходів механічної обробки матеріалів необхідно проводити в закритих контейнерах;

• вивезення відходів хімічної обробки матеріалів необхідно проводити в герметичній, нейтральною до агресивних середовищ, протиударною тарі;

• по можливості необхідно застосовувати способи обробки з мінімальним виділенням отруйних речовин, або зовсім без виділення таких.

При роботі з пацієнтом розроблюваний апарат для не викликає будь-яких побічних ефектів. Крім того, розробляється прилад відповідає всім сучасним природоохоронним вимогам.

Випаровування токсичних речовин, при виробництві приладу не перевищує гранично допустимих значень.

Прилад має малу потужність випромінювання. Рівень радіоперешкод, створюваних приладом, не перевищує значень, зазначених в "Громадських нормах допустимих індустріальних перешкод" (норми 8-72). Завдяки сучасним методам утилізації переробку і знищення елементів конструкцію приладу можна провести з мінімальним збитком для екології.

Відповідно до вище сказаного можна зробити наступний висновок: портативний апарат для ультразвукового дослідження в процесі його виробництва, експлуатації, переробки та утилізації не перевищує допустимий рівень шкідливого впливу на навколишнє середовище і повністю відповідає вимогам державних стандартів. Цей висновок говорить про безпеку і екологічність проектованого приладу.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

Метою цього дипломного проекту була розробка приладу для вимірювання кровотоку на основі доплерівського ефекту.

Відповідно до мети проекту було проведено аналіз літературних джерел (як навчальної літератури, так і періодичних видань), в ході якого була складено перший розділ диплома. У ньому наведено причини необхідності вимірювання швидкості кровотоку; виявлені захворювання, які можуть бути помічені в процесі дослідження швидкості кровотоку. Також розглянуто сутність ефекту Доплера. Проведено аналіз методів і апаратури, заснованих на доплерівському ефекті. Як з'ясувалося, на сьогодні широко застосовуються апарати для вимірювання кровотоку, засновані на ефекті Доплера. Причому існує декілька методів, що застосовуються в апаратах. До того ж розглянуті можливі типи датчиків для даних приладів.

У другому розділі дипломного проекту на основі досліджених схем існуючих приладів здійснюється вибір функціональної схеми приладу, а також опис роботи приладу на її основі.

У третьому розділі проводитися розробка принципово нової електричної схеми приладу. Для вибору елементної бази схеми проводиться розрахунок основних показників. Після цього розраховується надійність схеми, а також середній час напрацювання приладу на відмову.

Четвертий розділ дипломного проекту присвячений розробці ультразвукового датчика для приладу, в тому числі і перетворювача для датчика.

П'ятий розділ містить економічне обгрунтування розробки нового приладу для вимірювання кровотоку.

Шостий розділ спрямований на виявлення небезпечних факторів при роботі з приладом, а також на розробку заходів, які знижують небезпеку даних факторів.

ЛІТЕРАТУРА

1. Енергетична доплерографія - нова діагностична технологія візуалізації кровотоку. // В сб.: Нові діагностичні технології. Організація служби функціональної діагностики. - Москва. - 1996. - С.32 (співавт. В.П. Куликов).

2. Дуплексне сканування судин з кольоровим картуванням кровотоку. // Методичні рекомендації для лікарів і студентів медичних ВУЗів. Тип. АТЗТ "Діалог-Сибір". - М Барнаул. - 1996. - С.84 (співавт. В.П. Куликов, А.В. Могозов, А.Н. Панов, С.О. Ромашин, Н.В. Устьянцева-Бородіхіна, Р.В. Янаков).

3. Порівняльна інформативність ЦДК і ЕДК. // Нові методи функціональної діагностики (збірник наукових праць) - Барнаул. - 1997. - С.8 (співавт. Є.В. Граф, А.В. Могозов).

4. Діагностика патології хребетних артерій за допомогою кольорового допплерівського картування та енергетичної доплерографії. // В сб.: Нові методи функціональної діагностики. - Барнаул, 1997. - С.13-14 (співавт. А.В. Могозов, Н.Г. Хорев).

5. Шарапов А.А. Побудова апаратури обробки даних на основі ЦПОСІ для доплерівського індикатора швидкості кровотоку. Мікроелектроніка та інформатика - 97: Частина 1.М.: МГІЕТ (ТУ). 1997. - с.127.

6. Шарапов А.А. Застосування "високочастотних" датчиків в УЗ допплерографії. // "Електроніка та інформатика - 97". У 2ч. Тези докладов.4.1 - М.: МГІЕТ (ТУ), 1997. - с.217, інформатизації - 99. Доповіді міжнародної конференції Інформаційні засоби і технології, 19-21 жовтня 1999р. У 3-х т. Т. Т.1, с.45 - 49.

7. І.П.. Хоровіц, У. Хілл. Мистецтво схемотехніки, т 2., Москва, "Світ" 1986. (RS232)

8.Р. Кофлін, Ф. Дріскол. Оперціонние підсилювачі та лінійні інтегральні схеми. Москва, "Мир", 1979.

9. Кіясбейлі А.Ш. "Частотно тимчасові ультразвукові витратоміри і лічильники" Москва, "Машинобудування", 1984

10. Макс Ж., "Методи та техніка обробки сигналів при фізичних вимірах" У 2-х томах. Пров. з франц. - М.: Світ, 1983

11. Сотсков Б.С. "Розрахунок надійності" Москва, "Машинобудування", 1984

13. Ультразвукова допплерівська діагностика в клініці / Під. Ред. Нікітіна Ю.М., Труханова А.І. - Іваново: Видавництво МІК, 2004. 496 с.: Ил.

14. Методичний посібник № 3077 «На допомогу дипломникові» на тему:

«Безпека і екологічність». Бакаєва Т.Н. Непомнящий, Ткачов І.І., ТРТУ, 2001

Дата добавления: 2015-10-30