Медицинский прибор для прогнозирования динамики воспалительного процесса

РЕФЕРАТ

В дипломном проекте разработан медицинский прибор для прогнозирования динамики воспалительного процесса. Рассмотрены вопросы медико-технического обоснования методов прогнозирования динамики воспалительного процесса. Произведен расчет основных электрических параметров принципиальной схемы прибора. В графической части диплома представлены структурная и принципиальная схема прибора, сборочный чертеж, чертежи печатных плат. В пояснительной записке приведены конструкторские расчеты соединений, монтажа, средств защиты электрической схемы от перегрузок, помехоустойчивости, прочности элементов виброзащиты и температурной стабилизации. Рассмотрены вопросы безопасности работы с прибором и вопросы поверки прибора.

Расчётно-пояснительная записка дипломного проекта содержит 67 листов, 4 рисунка, 2 таблицы и 2 приложения. В приложении приведены перечень элементов схем, спецификация к сборочному чертежу и результаты патентного поиска по теме диплома. Графическая часть выполнена в объеме 5 листов ,2листа формата А3 и 3 листа формата А2.

ВОСПОЛЕНИЕ, МИКРОСХЕМА, НАПРЯЖЕНИЕ, ЭЛЕКТРОД, ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

. Медико-биологическое обоснование устройства для прогнозирования динамики воспалительного процесса

.1 Воспаления

.1.1 Определение воспаления

.1.2 Характеристики и формы воспаления

.1.3 Стадии воспаления

.1.4 Общая характеристика воспалительного процесса

.1.5 Значение воспаления

.2 История создания метода, применяемого в данном проекте

.3 История импедансометрии

.4. Аналогичный метод

.5. Показания и противопоказания проектируемого прибора

.6. Обоснования проектируемого прибора

. Техническое задание

. Структурная схема прибора

. Описание принципиальной схемы

.1 Работа схемы

.2. Микроконтроллер АТ89С51

. Конструкторская часть

.1. Компоновка прибора

.2 Описание конструкции

.3 Назначение устройства

.4 Конструкторские расчеты

.4.1 Расчет электрических печатных плат (по постоянному току)

.4.2 Расчет помехоустойчивости прибора

.4.3 Расчет электрических печатных плат на вибропрочность и виброустойчивость

.4.4 Расчет корпуса

.4.5 Расчет тепловых режимов

.4.6 Расчет массы прибора

.4.7 Расчет систем экранирования

. Метрологическая часть

.1 Условия проведения поверки

.2 Средства измерения при проведении поверки

.3 Поверяемые характеристики

.4 Порядок проведения поверки

.5 Оформление результатов поверки

. Экологичность и безопасность проекта

.1 Система инструктажа с проверкой знаний по технике безопасности

.2 Опасные и вредные производственные факторы, воздействующие на пациентов и медицинский персонал

.3 Санитарно-гигиенические требования по организации физиотерапевтического кабинета

.3.1 Освещенность

.3.2 Электрозащита

.3.3 Вентиляция

.3.4 Запыленность и загазованность

.3.5 Пожаробезопасность

.4 Оказание первой помощи при поражении электрическим током

.5 Первая и неотложная помощь при поражении электрическим током

.6 Требования по безопасности к оборудованию

. Экономическое обоснование проекта

.1 Метод сетевого планирования и управления

.2 Сетевой график и его построение

.3 Временные оценки

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Клинические признаки воспаления были впервые описаны римским энциклопедистом Цельсом 2000 лет назад. Он относил к ним красноту (rabor), припухлость ткани - опухоль (tumor), жар (calor) и боль (dolor). В начале нашей эры греческий врач Гален дополнил эти четыре признака пятым - нарушением функции (functio laesa).

В довирховский период все многочисленные исследования воспаления проводились путем визуальных наблюдений, хотя и предпринимались попытки выделения различных его форм - катаральное, флегмонозное, гнойное, острое, хроническое воспаление (К.Рокитанский, 1846). Р.Вирхов в "целлюлярной патологии" (1858) смог раскрыть механизмы каждого из классических признаков воспаления: краснота и жар связаны с воспалительной гиперемией, припухлость - со скоплением в ткани экссудата, боль - с повреждением (альтерацией) ткани. Отстаивая свою нутритивную (питательную) теорию воспаления, Р.Вирхов противопоставляет паренхиматозный тип воспаления отделительному (экссудативному).

Важным этапом изучения воспаления в XIX веке явились исследования Ю.Конгеймом (1878) сосудистого компонента воспалительной реакции, позволившие выдвинуть сосудистую теорию воспаления. Подтверждением этой теории послужило открытие А.С.Шкляревским краевого стояния лейкоцитов и В.В.Подвысоцким (1899) межэндотелиальной миграции лейкоцитов в очаге воспаления.

К концу прошлого столетия сущность воспалительной реакции стала достаточно ясной: это защитно-приспособительная реакция, а назначение ее заключается как в уничтожении агента, вызвавшего повреждение, так и в восстановлении поврежденной ткани. Такое толкование воспаления определяет необходимость изучения его в филогенезе. Этот труд взял на себя Л.И.Мечников, показавший, что основой воспалительной реакции является фагоцитоз, осуществляющийся с помощью клеточных "цитаз", названных впоследствии лизосомами. Появляется фагоцитарная теория воспаления И.И.Мечникова (1892), наиболее аргументированная в "Сравнительной патологии воспаления" (1917). Теория Мечникова убеждает в совершенствовании механизмов воспаления по мере эволюции организмов, но она касается лишь фагоцитоза, направленного на уничтожение повреждающего агента; репаративная функция воспаления, ее эволюционное совершенствование оказались вне поля зрения исследова­теля. Репаративный компонент воспаления был раскрыт лишь в середине нашего столетия исследователями, показавшими роль медиации и клеточной рецепции в кинетике воспалительного процесса..Dale и P.Laidow (1909) первыми открыли первый медиатор воспаления гистамин, a V.Menkin (1948) выделяет из экссудата вещество - лейкотаксин, влияющий на состояние сосудистой стенки и движение лейкоцитов в очаг воспаления. В дальнейшем среди медиаторов воспаления были выделены биогенные амины, плазменные системы, производные арахидоновой кислоты, кислородные радикалы и гидропероксидазы липидов, а также многочисленные медиаторы нейтрофилов, моноцитов, лимфоцитов и фибробластов [Серов В.В., Пауков B.C., 1995].

Эти исследования позволили дать наиболее полное, раскрывающее сущность процесса, определение воспаления.

1. Медико-биологическое обоснование устройства для прогнозирования динамики воспалительного процесса

1.1 Воспаления

1.1.1 Определение воспаления

Воспале́ние (лат. inflammatio) - это комплексный, местный и общий патологический процесс, возникающий в ответ на повреждение (alteratio) клеточных структур организма или действие патогенного раздражителя и проявляющийся в реакциях (exudatio и др.), направленных на устранение продуктов повреждения, а если возможно, то и агентов (раздражителей), а также приводящий к максимальному для данных условий восстановлению (proliferatio и др.) в зоне повреждения.

1.1.2 Характеристики и формы воспаления

Клинически характеризуется:

покраснением (гиперемия);

местным повышением температуры (гипертермия);

тканевым отёком (следствие гиперосмии);

местным ацидозом (следствие гипоксии в области воспаления);

болью (гипералгия);

нарушением функции.

Формы воспаления:

острым - длительностью до 2 недель,

подострым - от 1 месяца до года

хроническим - длящиеся пожизненно с момента ремиссии и обострения.

1.1.3 Стадии воспаления

Любое воспаление в своём развитии проходит обязательно через 3 стадии, выраженные в той или иной степени:

альтерацию - повреждение клеток и тканей,

экссудацию - выход жидкости и клеток крови из сосудов в ткани и

пролиферацию (или продуктивную стадию) - размножение клеток и разрастание ткани, в результате чего и происходит восстановление целостности ткани (репарация).

Соответственно различают:

Альтеративное воспаление характеризуется преимущественно дистрофическими, атрофическими и некротическими процессами. Обычно эта форма встречается в паренхиматозных органах (печени, сердце, почках и др.).

Экссудативное воспаление характеризуется нарушением кровообращения и поражением кровеносных сосудов с явлением экссудации и эмиграции лейкоцитов в окружающую ткань. По характеру экссудата различают следующие виды экссудативного воспаления: серозное, гнойное, геморрагическое, гнилостное или гангренозное.

Серозное воспаление сопровождается выделением воспаленной тканью серозного экссудата, состоящего из прозрачной жидкости желтого цвета, иногда с зеленоватым оттенком, содержащей сравнительно небольшое количество лейкоцитов. При воспалении серозных оболочек в плевральной и брюшной полостях может скопляться большое количество жидкости - до нескольких литров.

Гнойный экссудат состоит из богатой белком жидкости, содержащей большое количество лейкоцитов. От примеси лейкоцитов экссудат становится мутным, желтого цвета, а иногда зеленовато- или серовато-желтым. Густой сливкообразный экссудат называется гноем; лейкоциты в гною часто носят название гнойных телец; они являются уже отмершими клетками.

Геморрагический экссудат характеризуется большим содержанием эритроцитов, которых может быть больше, чем лейкоцитов. От примеси красных кровяных телец экссудат бывает розового и даже красного цвета. Геморрагический экссудат свидетельствует о значительном поражении сосудистой стенки болезнетворным фактором, вследствие чего и происходит выхождение большого количества эритроцитов из кровеносных сосудов.

Гнилостное, или гангренозное, воспаление возникает вследствие проникания в ткань гнилостных бактерий, которые вызывают гнилостный распад тканей с образованием газов зловонного запаха.

Надо упомянуть и о так называемом катаральном 2 воспалении; так называют воспаление слизистых оболочек. Катар может быть слизистый, серозный и гнойный. При слизистом катаре воспаленная слизистая оболочка выделяет преимущественно слизь; при серозном катаре на поверхность слизистой оболочки выделяется серозный экссудат, «стекающий» по поверхности слизистой оболочки; при гнойном катаре слизистая оболочка поражается гнойным воспалительным процессом и на ее поверхности выделяется гнойный экссудат.

Фибринозным называется экссудат, богатый белком - фибриногеном, который по выходе из кровеносного сосуда свертывается, образуя фибрин. Часто фибринозный экссудат выделяется на поверхности слизистых и серозных оболочек, образуя фибринозные наложения.

Крупозное и дифтеритическое воспаление является разновидностью фибринозного воспаления, при котором часто наблюдаются довольно значительные повреждения ткани с отложением на их поверхности фибрина в виде отдельных пленок.

Экссудативные воспаления встречаются часто не в чистом, а в смешанном виде: серозно-гнойное, серозно-геморрагическое, фибринозно-гнойное, серозно-слизистое и т. д.

Таким образом, экссудаты при воспалительных процессах носят разнообразный характер.

Благодаря приспособительным реакциям организм в участке воспаления наряду с разрушением клеток и тканей одновременно происходят и восстановительные процессы - восстановление разрушенной ткани за счет размножения новых клеток.

Вследствие указанных процессов («пожирание» фагоцитами отмерших клеток и бактерий, размножение новых клеток) в участке воспаления рефлекторно повышается обмен веществ.

При размножении новых клеток образуется новая соединительная ткань, восполняющая разрушенную ткань; в некоторых случаях такое разрастание бывает чрезмерным. Образование молодой соединительной ткани, так называемой грануляционной, тоже относится к пролиферативным воспалительным процессам.

Пролиферативная (или продуктивная) форма чаще наблюдается при воспалении межуточной соединительной ткани. Такие воспалительные процессы ведут сначала к увеличению воспаленного органа за счет экссудативных явлений и размножения клеток, а затем вследствие уплотнения и сморщивания соединительной ткани - к его уменьшению. Это - конечный процесс, уже не воспалительный, а склеротический, или цирротический, которым и завершается воспалительный процесс.

Воспалительные процессы проявляются чрезвычайно разнообразно: в одних случаях преобладают явления альтерации, в других - экссудации, в третьих - пролиферации. Иногда наблюдаются смешанные формы, но во всех воспалительных процессах в большей или меньшей степени встречаются все три элемента воспаления.

прогнозирование динамика воспалительный прибор

1.1.4 Общая характеристика воспалительного процесса

Воспаление - сложный патологический процесс, при котором происходит повреждение тканей с перерождением и отмиранием клеток (альтерация) ', сосудистые расстройства с выхождением в окружающую ткань жидкой части крови и форменных элементов (экссудация) , размножение клеток (пролиферация) в пораженном участке.

В зависимости от свойства и силы воздействующего фактора, величины строения и свойств пораженной ткани и ее реактивности при воспалении могут иметь место самые различные повреждения и изменения в тканях.

При альтерации может произойти полное омертвение клеток (тканей), нарушение питания тканей или дистрофии различной формы и степени .

Одним из первых и основных процессов воспаления является рефлекторное расширение мелких артерий и капилляров, вызванное раздражением нервных окончаний, заложенных в стенках сосудов, или рефлекторно через центральную нервную систему. Вследствие расширения сосудов происходит переполнение их кровью и замедление в них тока крови, что ведет к воспалительной гиперемии. В кровеносных сосудах давление крови повышается, стенки растягиваются и становятся более проходимыми (порозными) для жидкой части крови. Порозность стенок сосудов увеличивается вследствие вызванного воспалительным процессом их изменения.

Через измененные стенки сосудов в окружающую ткань проникает жидкая часть крови. Этот процесс называется экссудацией, а сама воспалительная жидкость - экссудатом. Чем сильнее повреждена стенка сосуда, тем более крупные белковые частицы она пропускает. Таким образом, от степени повреждения стенки сосудов зависит большее или меньшее содержание белка в экссудате. Известно, что при быстром движении жидкости в трубке взвешенные твердые частицы находятся в середине тока жидкости, а при его замедлении они начинают оседать по стенкам сосуда. То же происходит и с кровью: при нормальном токе крови в сосудах взвешенные форменные элементы крови находятся в середине русла сосуда, а при замедлении тока располагаются ближе к стенкам сосуда. Расположенные у стенки сосуда лейкоциты выпускают, подобно амебам, тончайшие отростки (псевдоподии), проникающие через поры сосудов (мельчайшие щели между клетками эндотелия капилляров).

Вместе с экссудатом в очаге воспаления скапливается большее или меньшее количество лейкоцитов. Эти лейкоциты, называемые фагоцитами, поглощают отмершие клетки, уничтожают бактерии и продукты их распада; часть лейкоцитов при этом погибает, выделяя при своем распаде особые вещества, которые обезвреживают бактерийные токсины и продукты тканевого распада.

Значение лейкоцитов в воспалительном процессе и их роль в восстановлении поврежденных тканей открыл известный русский ученый И. И. Мечников. Он говорил, что воспаление нужно рассматривать как фагоцитарную реакцию организма.

В ответ на воспалительный процесс, особенно если последний вызван инфекцией, организм рефлекторно повышает функцию кроветворных органов, которые усиленно вырабатывают лейкоциты, необходимые для осуществления восстановительных процессов.

Кроме лейкоцитов, в воспаленную ткань выходят тромбоциты, а при значительном повреждении сосудистой стенки и эритроциты, которые в момент прохождения через стенку тоже уплощаются и удлиняются. Таким образом, экссудат состоит из белковой жидкости и форменных элементов крови.

Эти примеры еще раз подтверждают основное положение павловского учения о взаимосвязи всех органов между собою в едином целостном организме.

Экссудат отличается от транссудата тем, что возникновение экссудата обусловливается артериальной (а не застойной, венозной) гиперемией и повышенной порозностью кровеносных сосудов, вследствие чего в экссудате обнаруживается большее количество белка (2-4% и больше) и форменных элементов крови.

1.1.5 Значение воспаления

Уже упоминалось, что воспаление является реакцией на раздражение и что эту реакцию нельзя рассматривать оторванно от всего организма только как местный процесс.

Общее состояние организма, его сопротивляемость или, наоборот, повышенная чувствительность (гиперергическая реакция), питание, возраст влияют на возникновение и развитие местного воспалительного процесса. Наряду с этим и продукты воспалительного процесса, всасываясь в кровь, оказывают воздействие на весь организм.

Из всего изложенного видно, что при воспалительном процессе происходит ликвидация разрушенных клеток, уничтожение микробов, разрастание новой ткани, т. е. происходит восстановление нарушенной ткани и ее функции.

Воспаление нужно рассматривать как реакцию приспособления организма к резким раздражениям внешней среды, как защитно-приспособительную реакцию, с помощью которой организм ликвидирует патологический процесс в тканях и органах. Такая реакция путем эволюции вырабатывалась в организме вследствие взаимодействия его с внешней средой.

Эта реакция, выработанная и закрепленная в ряде поколений, передается по наследству как безусловный рефлекс.

Поэтому воспалительную реакцию нужно рассматривать как защитно-приспособительную, в большинстве случаев полезную для организма, хотя в некоторых случаях воспалительный процесс может протекать настолько бурно, что эта реакция не только вредна, но и губительна для организма, например гнойное воспаление брюшины.

1.2 История создания метода, применяемого в данном проекте

Задачей поставленной в данном дипломном проекте является разработка прибора для прогнозирования динамики воспалительного процесса. В качестве метода, применяемого в приборе, предлагаю использовать метод импедансометрии . Это сочетание позволяет в динамике оценить эффективность воздействия лекарственными препаратами и процедурами проводимыми при лечении воспаления .

1.3 История импедансометрии

Метод импедансометрии основан на измерении сопротивления (импеданса) жидких сред организма и на определении объема общей, внеклеточной и внутриклеточной жидкости.

Известно, что электропроводимость тканей определяется жидкими средами и растворенными в них солями (электролитами). Переменный ток частотой менее 40 кГц распространяется преимущественно по внеклеточному пространству, так как удельное сопротивление клеточных мембран намного выше, чем внеклеточной жидкости. На частотах свыше 100 кГц емкостное сопротивление клеточных мембран уже не мешает проникновению тока в клетки, и его величины вне и внутри клеток становятся сравнимыми.

С помощью специальных уравнений переводят электрические параметры в объемы жидкостей.

Известно, что по массе мышцы представляют около 80 % от массы всех клеток. Зная содержание внутриклеточной жидкости в организме, можно рассчитать и клеточную массу, которая, в основном, представлена массой мышц.

Следовательно, для определения структуры организма достаточно точно измерять объемы общей, внеклеточной и внутриклеточной воды организма.

1.4 Аналогичный метод

Электрохимический способ определения содержания органических примесей в воде и датчик для его осуществления" (авт.свид. SU 1158913, кл. 4 G 01 N 27/48, 30.05.85).

Способ заключается в пропускании электрического тока через биологическую жидкость, помещенную в межэлектродное пространство датчика, измерении межэлектродного потенциала от нулевого уровня до верхнего, измерении величины интервала времени, необходимого для измерения межэлектродного потенциала от одного уровня до другого после изменения полярности тока, и оценке содержания примесей по величине этого интервала.

Датчик для осуществления способа содержит индикаторный и вспомогательный электроды, разделенные ионообменной мембраной. Вспомогательный электрод выполнен в виде стержня, который окружен ионообменной мембраной.

Конструкция датчика имеет недостаток - проводимость мембраны, которая является электролитом, имеет ограниченную величину, что снижает воспроизводимость и достоверность результатов измерений.

Способ основан на адсорбции и электроокислении органических примесей на платиновом электроде. При изменении полярности тока потенциал электрода меняется и при этом происходит восстановление поверхности электрода и адсорбции органических примесей.

Недостатком способа является низкая достоверность и воспроизводимость результатов измерений . Способ также требует отбора у пациентов биологической жидкости на пробу, что усложняет процесс диагностики.

1.5 Показания и противопоказания проектируемого прибора

Показания :

Гнойно -воспалительные заболевания

фурункул

карбункул

гидраденит ("Сучье вымя")

вросший ноготь

постинъекционные абсцессы

остроконечные кандиломы

Противопоказания:

кровотечения

закрытые гнойные процессы до вскрытия гнойного очага и создания хорошего оттока

повышенная чувствительность к электрическому току

новообразования

системные заболевания крови

лихорадка

декомпенсация сердечной деятельности

выраженный атеросклероз

дерматит

кахексия

1.6 Обоснования проектируемого прибора

Способ осуществляется следующим образом. После вскрытия и установки дренажа в область очага воспаления либо в область вероятного появления воспаления через дренажную трубку вводится зонд с датчиком. При вхождении датчика в очаг воспаления межэлектродное пространство заполняется биологической жидкостью, например гнойным экссудатом.

При нажатии кнопки "Пуск" происходит автоматическое обнуление показаний микроконтроллера . После того как показания обнулились подается напряжение на первый электрод и общую шину. При накоплении заряда и протекании Фарадеевского процесса изменяется межэлектродное сопротивление датчика и, как следствие, начинает возрастать разность потенциалов первого и второго индикаторных электродов датчика. Когда она достигнет напряжения нижнего уровня(Uн 0,36 В), срабатывает первый пороговый элемент, который запускает в микроконтроллере измеритель временных интервалов. По достижении значения разности потенциалов третьего и четвертого индикаторных электродов датчика, равного верхнему уровню (Uв 0,4 В), срабатывает второй пороговый элемент, который прекращает отсчет времени измерителем временных интервалов в микроконтроллере.

Поскольку нижний и верхний уровни срабатывания пороговых элементов выбираются на участке линейного изменения напряжения, можно определить среднее значение напряжения Ucp

Работа, затрачиваемая на электрохимические реакции при изменении межэлектродного потенциала дозированного объема биологической жидкости, определяется по формуле:

А = UcpIconstt,

где Iconst - значение стабилизированного тока, t - время, в течение которого произошло изменение напряжения от нижнего уровня до верхнего.

Так как значения Ucp и Iconst заранее известны, то измерение позволяет индицировать без специальных математических расчетов значение работы А в долях джоуля.

После измерения зонд извлекают из дренажной трубки, обрабатывают и стерилизуют известными способами.

Через определенный промежуток времени зонд повторно вводят через дренажную трубку в контролируемую область. Производят измерение работы. Полученные значения сравнивают с предыдущими.

По изменению работы судят о динамике воспалительного процесса: увеличение работы свидетельствует о его прогрессировании, а уменьшение - о регрессировании.

Увеличение активности воспалительного процесса сопровождается увеличением концентрации ионосодержащих молекул в биологической жидкости. Как следствие, работа, затрачиваемая на электрохимическую реакцию, увеличивается.

При снижении активности воспалительного процесса концентрация ионосодержащих молекул в биологической жидкости уменьшается, следовательно, уменьшается значение работы.

Экспериментальная проверка предлагаемого способа при взятии на пробу определяемого из дренажа у пациента показала следующие результаты , при размерах серебряных электродов 4х5 мм, межэлектродном расстоянии 3 мм, значении стабилизированного токаIconst 2х10-5 А, нижнего уровня Uн 0,36 В, верхнего уровня Uв 0,4 В.

В лабораторных условиях был создан макет заявляемого устройства и проведены испытания, которые показали работоспособность предложенного способа и устройства.

По сравнению с прототипом разработанное устройство позволяет получить параметры биологической жидкости, не зависящие от поляризационных явлений и нестационарных переходных процессах, протекающих на токоподводящих электродах, что повышает достоверность и воспроизводимость прогнозирования динамики воспалительного процесса.

2. Техническое задание

1.      Наименование: способ прогнозирования динамики воспалительного процесса и устройство для его осуществления.

2.      Область применения: исследования биологической жидкости.

Прибор может быть использован в клинико-диагностических и лечебно-профилактических учреждений.

3.   Технические характеристики:

- Время одного измерения не более 2 сек.

- Питание производится от сети переменного тока напряжением (220±22) В, частотой 50 Гц, через блок питания 5В,

- Потребляемый ток не более 2 А.

4.    Условия эксплуатации: аппарат предназначен для эксплуатации в нормальных климатических условиях - температура окружающей среды от 20 С° до 24 °С; относительная влажность воздуха до 60% при температуре 24°С; атмосферное давление от 86 до 106 кПа (от 650 до 800 мм.рт.ст.).

5.   Состав проекта:

-медико-биологическое обоснование;

-разработка структурной схемы;

-разработка принципиальной схемы;

-разработка конструкции устройства (выбор компоновки, монтажа, способа защиты от внешних воздействий, и т.д.);

-экологичность и безопасность проекта.

.1 Графическая часть дипломного проекта состоит из:

-медико-технического обоснования прибора;

-структурная схема прибора;

-принципиальная схема;

-чертежи печатных плат;

-общий вид

-сборочный чертеж прибора и отдельных блоков;

-алгоритм микроконтроллера.

6. Требования по безопасности для пациента и обслуживающего персонала

По электробезопасности прибор выполнен по классу защиты II, тип защиты BF ГОСТ 12.2.025-76.

Оберегать корпус аппарата от ударов и попадания жидкости. Следить за состоянием сетевого шнура.

Включение аппарата для регулировки и ремонта со снятыми крышками разрешается только лицам, прошедшим соответствующий инструктаж.

При ремонте не допускать соприкосновения с токонесущими

элементами, так как в аппарате имеется переменное напряжение 220 В. Все остальные напряжения, питающие схему аппарата, опасности для оператора не представляют.

Ремонтировать прибор могут лица, имеющие доступ к работе с напряжением до 1000 В.

3. Структурная схема прибора

Данная схема приведена на листе 2.

Основными функциональными блоками являются:

Датчик ;

Усилитель ;

-Блок анализа и управления информацией;

 Блок цифровой индикации.

Структурная схема устройства показана на листе 2.

Сигнал с датчика поступает на усилитель где происходит усиление в раз. Усиленный сигнал поступает в блок анализа и управления информацией где происходит его анализ и обработка. После того как сигнал обработается он поступает в блок цифровой индикации.

4. Описание принципиальной схемы

Принципиальная схема приведена на листе 3.

4.1 Работа схемы

При нажатии кнопки "Пуск" микроконтроллер DD1(алгоритм работы микроконтроллера показан на рис.1) обнуляет свои показания. И с порта P2.0 подается напряжение на ключ VT3 далее напряжение поступает на первый электрод и общую шину. При накоплении заряда и протекании Фарадеевского процесса изменяется межэлектродное сопротивление датчика и, как следствие, начинает возрастать разность потенциалов первого и второго индикаторных электродов датчика. Когда она достигнет напряжения нижнего уровня(Uн 0,36 В), срабатывает первый пороговый элемент VT1 , который запускает в микроконтроллере DD1 измеритель временных интервалов . По достижении значения разности потенциалов третьего и четвертого индикаторных электродов датчика, равного верхнему уровню (Uв 0,4 В), срабатывает второй пороговый элемент VT2 , который прекращает отсчет времени измерителем временных интервалов в микроконтроллере DD1.

Выходы Р1.0-Р1.7, Р2.0-Р2.4 микроконтроллера DD1 соединены с входами ЖК дисплей HG1 (HD44780) где отображается результат.

Рис.1. Алгоритм работы микроконтроллера

4.2 Микроконтроллер АТ89S8252

Массовое производство микроконтроллеров привело к их значительному удешевлению и, как следствие, к широчайшему использованию в разнообразном промышленном и бытовом оборудовании, особенно в 4-разрядном и 8-разрядном исполнении. Ассортимент предлагаемых микроконтроллеров на мировом рынке постоянно растет, появляются новые, более совершенные и технологичные изделия повышенной степени интеграции, новые полупроводниковые структуры, новые идеологические решения.

Микроконтроллер семейства АТ89 фирмы Atmel представляет собой восьмиразрядную однокристальную микроЭВМ архитектуры MCS-51, разработанной фирмой Intel, и уже много лет лидирующей на мировом рынке, как по количеству разновидностей, так и по количеству выпускающих ее фирм. Микроконтроллеры изготавливаются по КМОП (CMOS) технологии и имеют полностью статическую структуру. Базовая структура микроконтроллеров совпадает с базовой структурой микроконтроллеров семейства MCS-51 и отечественных микроконтроллеров серий 1816/51 и 1830/51, однако микроконтроллеры многих типов содержат новые запоминающие и периферийные устройства, а некоторые устройства базовой структуры имеют иные характеристики.

Все микроконтроллеры семейства АТ89 программируются и перепрограммируются пользователем.

В этом проекте применяется микроконтроллер марки АТ89S8252. В его задачу входит получение показаний в виде цифрового кода, преобразование полученной информации по формулам, заданным в настройках программы микроконтроллера, а затем преобразование в двоично-десятичный код.

В написании программного обеспечение, для работы микроконтроллера, используется язык Ассемблер, так как он дает более компактные и быстродействующие программы.

Применение микроконтроллера обосновано следующими факторами: уменьшения схемы управления за счет применения микроконтроллера;

совмещение в микроконтроллере нескольких функций преобразования;

-      реализация сервисных функций для создания удобств работы обслуживающего персонала;

Выбор типа этого микроконтроллера обусловлен рядом причин таких как:

система команд обеспечивает наиболее простые алгоритмы обработки данных;

функции внешней аппаратной части по максимуму переносятся на внутренние узлы микроконтроллера;

имеются в наличии отладочные устройства, что значительно ускоряет отладку программного обеспечения и всей аппаратной части в целом.

5. Конструкторская часть

5.1 Компоновка прибора

Аппарат выполнен в малогабаритном корпусе настольно-переносной конструкции. Состоит из литого пластмассового корпуса и такой же верхней крышки. Сборочный чертеж аппарата приведен на листе 5.

Корпус представляет собою литую конструкцию выполненную из пластмассы (Полистерол), размером 112×92×22. Внутри корпуса располагаются все основные функциональные устройства данного прибора: световая индикация, дисплей, устройства управления.

Крышка представляет собой литую конструкцию изготовленную из пластмассы (Полистерол) ГОСТ 20282-86. 112×92×10 На корпусе располагается плата размерами 96×76×1.5.

На передней или лицевой панели устройства расположены элементы индикации и органы управления:

.Кнопки управления

“пуск”

“кнопка сброса”

.Информационный элемент

“светодиодный индикатор”

Жидкокристаллический дисплей

5.2 Описание конструкции

Аппарат подключается в сеть, затем электроды устанавливаются в дренаж пациента. Электроды подключаются к устройству для прогнозирования динамики воспалительного процесса с помощью порту RS232, где сигнал усиливается и обрабатывается , полученный сигнал можно увидеть на экране дисплея. Органы управления располагаются на передней панели корпуса. А также имеется возможность переносить информацию через USB порт на компьютер.

5.3 Назначение устройства

Устройство предназначено для прогнозирования динамики воспалительного процесса в лечебно-профилактических учреждениях.

5.4 Конструкторские расчеты

.4.1 Расчет электрических соединений печатных плат (по постоянному току)

Определяем минимальную ширину печатного проводника по постоянному току для цепей питания и заземления:

bmin1=Jmax/(jдоп*t), (1)

где Jmax - максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках питания, А;

jдоп - допускаемая плотность тока в соответствии с методом изготовления печатной платы, А/мм2 ;

t - толщина проводника, м;

Jmax = 3А;

jдоп =25 А/мм2;

t = 0,035 мм.

bmin1=3/(25*0,035)=4 (мм).

Минимальная ширина проводника, исходя из допустимого падения напряжения:

=р*Jmax*l/(t*Uдоп), (2)

где p - удельное сопротивление проводника, Ом мм2/м;

l - длина проводника, м;

Uдоп - допустимое падение напряжения, В.

p = 0,05 Ом мм2/м;

l = 100*10-3 м;

Uип=5В;

доп = 0,05* Uип;

доп = 0,05*12В=0,6В;

bmin2=0,05*3*100/(0,035*0,6*1000)=2 (мм).

Номинальное значение диаметра монтажных отверстий

d=dэ+dно+r, (3)

где dно - нижнее предельное отклонение от номинального диаметра монтажного отверстия в соответствии с классом точности печатной платы, мм;э - диаметр вывода электронного радиоэлемента, мм;

r - величина зазора между минимальными диаметром отверстия и минимальным диаметром вывода компонента, мм;

dно =0,5 мм;э = 0,1 мм;

r = 0,1 мм.

d=0,5+0,1+0,1=0,8 (мм).

Выбираем из стандартного ряда номинальное значение диаметра монтажных отверстий d=0,9мм.

Минимальный эффективный диаметр контактной площадки

D1min=2*(bm+dmax/2+p+d), (4)

где bm - ширина круговой контактной площадки, мм;

dmax - максимальный диаметр просверленного отверстия, мм;

p - допуск на расположение отверстий;

d - допуск на расположение контактных площадок;

dmax=d+d+(0,1... 0,15), (5)

где d - допуск на отверстие, мм;

d =0,05мм;(мм).=0,35;

p=0,1;

d=0,05;min=2*(0,35+0,81/2+0,1+0,05)=1,85 (мм).

Минимальный диаметр Dmin контактной площадки при графическом способе проектирования рисунка печатной платы.

Dmin=D1min+1,5*hф+0,08, (6)

hф - толщина фольги;

hф=0,04 мм;

Dmin=1,85 +1,5*0,04+0,08= 1,99 (мм).

Максимальный диаметр контактной площадки

=Dmin+(0,02…0,06), (7)

=1,99 +0,02=2,01 (мм).

Ширина проводника печатной платы при сеточно-графическом способе получения рисунка:

bmin=b1min+1,5*hф+0.08, (8)

где b1min - минимальная эффективная длина проводника, мм;

b1min=0,18 мм;

bmin=0,18 +1,5*0,04+0,08 =0,32(мм).

Максимальная ширина проводника

=bmin+(0,02+0,06), (9)

bmax=0,32 +0,03=0,35(мм).

Минимальное расстояние между проводником и контактной площадкой:

S1min=-[(Dmax/2+p)+(bmax/2+l), (10)

где - расстояние между отводами микросхемы или минимальное расстояние между выводами ЭРЭ, мм;

l - допуск на расположение проводников, мм;

l =0,05 мм;

 мм;min=2,5 - [(2,01 /2+0,1)+( 0,35/2+0,05)]=1,28 (мм).

Минимальное расстояние между контактными площадками:

S2min=-(Dmax+2*p), (11)

min=2,5 - (2,01+2*0,1)= 0,29(мм).

Минимальное расстояние между двумя проводниками:

S3min=-(Dmax+2*l), (12)3min=2,5 - (2,01+2*0,05)=0,39 (мм).

5.4.2 Расчет помехоустойчивости прибора

Рассчитаем диэлектрическую проницаемость:

Еr=0,5(En + El), (13)

где Еп и Еl - динамическая проницаемость фольги и текстолита;

Еr=5.

Рассчитаем емкость:

, (14)

где l - длина проводника, м;

- расстояние между проводниками, м;

b - ширина проводника, м;

t - толщина фольги, м;

2,03 (пФ).

Расчет индуктивности:

, (15)

1,92 (мГн).

Сопротивление изоляции между активными и пассивными линиями связи:

, (16)

где - удельное поверхностное сопротивление, Ом/мм2;

 = 5*1010 Ом/мм2,

(Ом).

5.4.3 Расчет печатных плат на вибропрочность и виброустойчивость

Устанавливается расчетная схема в виде упрощенной модели в форме прямоугольной пластины с размерами a*b и толщиной h с различными схемами закрепления по корпусу. При равномерной нагрузке печатной платы по её поверхности радиоэлементами, для всех случаев закрепления её собственная частота будет равна:

Размер печатной платы 76×96×1.5 мм.

Масса печатной платы

п=a*b*h*р, (17)

где a - длина платы, м;

b - ширина платы, м;

h - высота платы, м;

р - удельный вес материала печатной платы, кг/м3;

р =2050 кг/м3 (для стеклотекстолита);

mп=0,096*0,076*0,0015*2050 =0,022 (кг).

Коэффициент учета массы распределенных ЭРЭ

 (18)

где mэ - масса навесных электронных радиоэлементов, г.

mэ=120г;

Считая, что плата опёрта по всему контуру, получаем коэффициент способа закрепления печатной платы:

, (19)

где a - длина платы, м;

b - ширина платы, м;

Цилиндрическая жесткость печатной платы:

, (20)

где Е - модуль упругости материала печатной платы, Па;

µ- коэффициент  Пуассона,

h - толщина печатной платы, м.

Материал платы - стеклотекстолит:

Е = 3,02 1010 Па;

;

(Н м).

Собственная частота колебаний печатной платы:

, (21)

где - удельный вес материала печатной платы, Н/м3;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

Н/м3;

g = 9,8 м/с2;

(Гц).

Амплитуда колебаний при вибрациях на собственных частотах при коэффициенте перегрузки n=2

, (22)

(мм)

коэффициент динамичности

, (23)

где Е - показатель затухания колебаний;

- частота вынужденных колебаний печатной платы, Гц.

Е = 0,06;

f = 50 Гц;

.

Динамический прогиб:

, (24)

(мм).

Эквивалентная динамическая нагрузка:

, (25)

где с1- коэффициент, учитывающий способ закрепления платы.

Для случая операния печатной платы по контуру при,

, (26)

где а и b длина и ширина платы, м;

с1 =0,0061.

(Па).

Максимальный распределенный изгибающий момент

, (27)

где с2- коэффициент, учитывающий способ закрепления печатной платы.

Для случая операния печатной платы по контуру при соотношении

, (28)

с2 = 0,0069.

(Н).

Допускаемые напряжения для платы:

, (29)

где  - придел выносливости материала, Па;

- допустимый запас прочности.

= 105 МПа;

 = 2;

(МПа).

Максимальное динамическое напряжение изгиба печатной платы:

, (30)

 (МПа).

Условие вибропрочности:

.

Проверяем это условие:

,101 МПа < 52,5 МПа.

Условие вибропрочности выполняется.

5.4.4 Расчет корпуса

Корпус рассчитывается на статическую прочность. Определяем действующий в сечении стенки момент:

, (31)

где ρ- избыточное давление;

b-длина наименьшей стенки;

c2 -коэффициент, зависящий от способа закрепления пластины.

с2=, (32)

где a и b длина и ширина корпуса.

c2 ==0,0645.

р = 0,13 106 Па;

b = 92 мм;

56.45 (Па м2).

Допустимое напряжение, действующее в стенке:

, (33)

где σ -предел текучести материала, Па ;- допустимый коэффициент запаса прочности.

n=[2…2,5].

Материал корпуса - пластмасса.

 (МПа)

минимальная толщина стенки:

, (34)

=3*10 -3(м).

Цилиндрическая жесткость:

, (35)

Где E- модуль упругости материала корпуса, Па;

µ - коэффициент Пуассона,

h - толщина стенки, м.

Е=0,7*105мПа,

,=4*10-3м

 (Hм).

Максимальный прогиб в центре плоскости:

Wmax=c1*p*b4/D, (36)

где c1 - коэффициент, зависящий от способа закрепления пластины

c1=0,0012+0,04*lg(a/b) (37)1=0,0012+0,04*lg(112/92)=0,00536.

=1,73*10-3 (м)=1,73 (мм).

5.4.5 Расчет тепловых режимов

Данный прибор будет охлаждаться c помощью вытяжных вентиляторов, встроенных в стенки корпуса.

Устанавливаем в первом приближении температуру стенок стенда:

, (38)

Где Тз- температура нагретой зоны, К;

Тс- максимальная температура в помещении, К;

(К).

Используя известное неравенство, выясняем закон, применяемый при работе теплопередачи конвекцией для корпуса высотой 0,022 м.

3, (39)

где h - высота корпуса;

,

.

Как видно, неравенство выполняется, поэтому теплообмен подчиняется закону 1/4 и расчёт мощности рассеяния тепла ведётся по следующей формуле:

, (40)

Где Е-степень черноты излучающей поверхности;

Sk - площадь теплоотводящей поверхности,м2;

A2 - табличный коэффициент, учитывающий параметры среды;

Sh, Sr - площади вертикальных и горизонтальных стенок корпуса,м2;

h - высота Эл. Блока , м;

b - ширина Эл. блока, м.

Выбираем Е =0,2 для пластмассы:

Sk = 0,2, м2;

A2 = 1,34;= 0,392, м2;=0,036, м2;= 0,022, м;= 0,92, м.

(Вт).

Для получения мощности проверим температуру нагретой зоны.

Определим площадь поверхности нагретой зоны:

, (41)

где Кз - коэффициент заполнения аппаратуры элементами

з=Vзэ/Vк, (42)

где Vзэ - объем занимаемый элементами Эл. блока,к - объем корпуса Эл. блока.зэ=0,0007 (м3)к=0,00126 (м3)

Кз =0,0007/0,00126=0,47;

(м2).

Полученный результат удовлетворяет заданным условиям, так как допустимое расхождение ±10С.

5.4.6 Расчет массы прибора

Рассчитаем массу прибора Gn, кг без соединительных элементов:

, (43)

где mп- масса печатной платы, кг;

mk- масса корпуса, кг;

mэ- масса радиоэлементов и трансформатора, кг;

mком- масса коммутирующих звеньев, кг;

(кг).

Рассчитаем общую массу стенда:

, (44)

где  - дополнительная масса (крепёжных элементов, соединительные провода и т.д.)

(кг).

5.4.7 Расчет систем экранирования

В разрабатываемом приборе отсутствуют источники электромагнитных колебаний, способных повлиять на работу окружающих электронных приборов, поэтому систем экранирования от излучения не требуется.

В электрической части прибора в качестве информационных сигналов используются напряжения логических уровней цифровых схем малочувствительные к внешним воздействиям, поэтому защитного экранирования от внешних источников излучения не устанавливаем.

6. Метрологическая часть

.1 Условия проведения поверки

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

А) температура окружающего воздуха 20 +5С;

Б) относительная влажность 65+15%;

В) напряжения питания 5 В ;

6.2 Средства измерения при проведении поверки

. Вольтметр

диапазон измерения ………………………………до 100В.

Класс точности………...………………………………..1.5.

. Эталонные растворы

Предназначены для градуировки и поверки лабораторных и промышленных кондуктометров. Выполняют функции рабочих эталонов в соответствии с Государственной поверочной схемой для средств измерений УЭП жидкостей (ГОСТ 8.457-2000).

Регистрационный номер Индекс СО

.06.001 УЭП-РЭ-1

.06.002 УЭП-РЭ-2

В комплект поставки входят пять полиэтиленовых флаконов по 250 см3 с растворами (№№ 1, 2, 3, 4, 5), паспорт и инструкция по применению.

Значение удельной электрической проводимости (УЭП), См/м

раствор № 1……………………………………………………10,60-11,80

раствор № 2……………………………………………………1,230-1,350

раствор № 3…………………………………………………0,1340-0,1480

раствор № 4………………………………………………0,02800-0,03000

раствор № 5………………………………………………0,01400-0,01500

Границы относительной погрешности (при Р=0,95), %

УЭП-РЭ-1 ±0,2

УЭП-РЭ-2 ±0,5

Значения УЭП эталонных растворов устанавливаются на аппаратуре Государственного первичного эталона единицы удельной электрической проводимости жидкостей (ГЭТ 132-99).

Срок годности 1 год.

6.3 Поверяемые характеристики

Напряжение на электродах.

Удельную электрическую проводимость биологической жидкости.

6.4 Порядок проведения поверки

Внешний осмотр. При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие проверяемого прибора следующим требованиям:

Отсутствие механических повреждений корпуса преобразователя, кабелей измерительного и вспомогательного электродов.

Проверка работоспособности (опробование).

Поверка характеристик.

)Напряжение на электродах

а) подключить электроды для измерения к пробору.

б) подключить вольтметр ко второму и четвертому электроду.

в) подключить вольтметр к третьему и четвертому электроду.

г) произвести измерения.

д) сравнить показания вольтметра с показаниями на индикаторе они не должны превышать +0.02В.

)Удельную электрическую проводимость биологической жидкости.

а) подключить электроды для измерения к пробору.

б) поместить электроды в эталонный раствор.

в) произвести измерения.

6.5 Оформление результатов поверки

При положительных результатах Государственной или ведомственной поверки выдается свидетельство с указанием результатов поверки или делается соответствующая запись в паспорте.

Отрицательные результаты поверки оформляются путем выдачи извещения с указанием причин непригодности. Отметка об отрицательных результатах поверки вноситься в паспорт прибора.

7. Экологичность и безопасность проекта

.1 Система инструктажа с проверкой знаний по технике безопасности

Система инструктажа с проверкой знаний по технике безопасности включает:

а)      вводный инструктаж (проводится при поступлении на работу);

б)      первичный (проводится с прибывшими на рабочее место);

в)      целевой (проводится с персоналом перед началом работ);

г)       повторный (проводится с персоналом при подготовке к плановым
работам не реже 1 раза в 6 мес);

д) внеплановый (при изменении технологии (смене оборудования диагностического кабинета, методике обследования и т.п. или несчастного случая).

Персонал должен быть квалифицированным, во избежание несчастных случаев и неточных измерений и в обязательном порядке проинструктирован по ТБ перед допуском к самостоятельной работе.

Работа с данным прибором не требует специальных навыков от медицинского персонала.

7.2 Опасные и вредные производственные факторы, воздействующие на пациентов и медицинский персонал

Перечень опасных и вредных производственных факторов воздействующих на пациентов и медицинский персонал, включает в себя следующие виды воздействий:

1. поражение электрическим током;

2. механические повреждения;

3. излучения      (ионизирующие, электромагнитные, инфракрасное, ультрафиолетовое, ультразвуковое, лазерное);

4. ожоги и отморожения (при работе жидким азотом);

5. повышенный уровень шума и вибраций;

6. химические воздействия (антисептиками и дезинфектантами, химическими реактивами);

7. биологические воздействия инфицированного материала от больных (кровь, моча и др.);

8. опасность пожара, взрыва.

7.3 Санитарно-гигиенические требования по организации физиотерапевтического кабинета

Микроклимат.

Прибор пригоден для работы в диагностических кабинетах со следующими условиями:

· температура воздуха от +10 С° до +35 °С;

· относительная влажность воздуха до 80% при температуре +25°С;
-атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм.рт.ст.).

7.3.1 Освещенность

Освещенность, источники света, тип ламп должны соответствовать установленным требованиям. В качестве источника света должны использоваться люминесцентные лампы. Освещенность рабочих поверхностей в зависимости от вида помещения должна составлять, не менее 300 лк.

Для питания светильников местного освещения с люминесцентными лампами должно применяться напряжение не выше 220 В. При этом в помещениях сырых, особо сырых, жарких и с химически активной средой применение люминесцентных ламп для местного освещения допускается только в арматуре специальной конструкции. Конструкция светильников должна полностью исключать возможность попадания внутрь помещений осколков лампы в случае ее разрушения.

Светильники должны быть установлены таким образом, чтобы их детали плотно прилегали к стене (потолку) без щелей и зазоров.

Лампы ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ и ДНаТ должны применяться для местного освещения при напряжении не выше 220 В в арматуре, специально предназначенной для местного освещения.

Бактерицидные лампы устанавливаются и эксплуатируются в соответствии с нормативами, изложенными в инструкции по эксплуатации.

Пути для аварийной эвакуации должны быть снабжены самостоятельными светильниками, питаемыми от источника гарантированного электроснабжения.

7.3.2 Электрозащита

Открытые проводящие части не должны преднамеренно присоединяться:

−       к заземлителю;

−       к защитным проводникам или открытым проводящим частям другой цепи;

−       к сторонним проводящим частям, кроме случая, когда необходимо их соединение с электрооборудованием, но при этом сами части не могут оказаться под напряжением выше БСНН. Защита от прямого прикосновения должна обеспечиваться:

−       ограждениями или оболочками, обеспечивающими степень защиты, по меньшей мере, IPXXB;

−       изоляцией, выдерживающей испытательное напряжение 500 В переменного тока (действующее значение) в течение 1 мин.

7.3.3 Вентиляция

На промышленных предприятиях возникают пожары от неправильного устройства и эксплуатации систем вентиляции. Это объясняется тем, что сама система механической вентиляции состоит из ряда отдельных устройств и приборов (вентиляторы, калориферы, фильтры и пр.), которые в отдельных случаях могут явиться причиной пожаров. Характер перемещаемых системой вентиляции продуктов (горючие газы, пары и пыли) нередко приводит к пожару, а наличие системы воздуховодов является путем распространения дыма и огня по всему зданию.

Вследствие искрения мотора, задевания лопастей о корпус вентилятора или перегрева подшипников, при перемещении по воздуховодам горючих и взрывоопасных смесей, возможно, их загорание. Поэтому для удаления таких смесей в качестве побудителя применяют эжектор либо вентиляторы и моторы делаются взрывозащищенными и устанавливаются в специальных вентиляционных камерах. Вентиляционные каналы (воздуховоды) могут накапливать продукты горения и служить путем распространения пожара, поэтому они изготавливаются из несгораемых материалов и периодически должны осматриваться и очищаться.

Большое значение для предупреждения распространения пожара по воздуховодам имеет применение различных автоматически действующих заслонок и задвижек. Эффективность действия задвижек зависит от своевременного срабатывания и плотности перекрывания воздуховода. Чаще всего применяются датчики, реагирующие на повышенную температуру, реже применяются датчики, реагирующие на искры, пламя и дым.

Фильтры, устанавливаемые в вентиляционных системах, являются накопителями пыли и других продуктов, способных к самовозгоранию. Для локализации пожаров и взрывов при очистке взрывоопасной пыли рекомендуется устраивать взрывные клапаны и огнезадерживающие заслонки на воздуховодах, располагаемые перед фильтром и за фильтром, а также размещать фильтры в изолированных помещениях с легкими перекрытиями.

7.3.4 Запыленность и загазованность

Для уменьшения влияния вредных веществ, приточно-вытяжная вентиляция должна включаться за 30 мин. до начала работы и выключаться по окончании рабочего дня.

По окончании рабочего дня необходимо:

−       провести влажную уборку всех помещений с использованием разрешенных антисептиков и дезинфектантов;

−       включить ультрафиолетовые облучатели в помещениях диализных залов и операционных (минимальная экспозиция определяется объемом помещения и мощностью облучателя).

Один раз в неделю следует проводить генеральную уборку помещений с перемещением оборудования.

7.3.5 Пожаробезопасность

В целях исключения пожаров и взрывов от коротких замыканий необходимо своевременно устранять и предупреждать причины, их вызывающие. Наиболее действенным мероприятием является правильный выбор и монтаж, а также правильная эксплуатация сетей, машин, приборов в соответствии с ПУЭ и ПТЭЭПП и соблюдение правил и сроков испытания изоляции сетей и машин, профилактических осмотров и ремонта электроустановок. Большой эффект, предупреждающий последствия короткого замыкания, достигается применением быстродействующей релейной защиты, выключателей и плавких предохранителей. Аппараты защиты выбирают в зависимости от параметров, назначения и условий эксплуатации электроустановок.

Перегрузку проводов устраняют правильным выбором сечений проводников, исключением возможности подсоединения дополнительных потребителей к сети, если она на это не рассчитана, а также периодической проверкой температуры электрических машин и аппаратов.

Эффективным средством защиты электроустановок от токов перегрузки является защита их плавкими предохранителями или автоматическими выключателями с тепловой и максимальной защитой (тепловые или электромагнитные расцепители).

Помещения для лабораторных исследований, технические помещения должны быть обеспечены огнетушителями.

Для обеспечения пожаро- и взрывобезопасности запрещается совместное хранение легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ с кислотами и щелочами. Количество огнеопасных веществ, на рабочем месте, не должно превышать необходимого, для проведения данной операции.

7.4 Оказание первой помощи при поражении электрическим током

Существует 2 вида поражения человека электрическим током:

) Электротравма:

а) электрический ожог;

б) электрический знак;

в) электрометаллизация кожи;

2) Электрический удар.

Электротравма - поражение электрическим током, влекущее за собой болезненные расстройства человеческого организма или смерть.

Электричекий удар - следствие прохождения через организм человека электрического тока.

Симптомы поражения электрическим током: судорожное сокращение мышц, спазм голосовой щели, головокружение, тошнота, бледность, цианоз губ, холодный липкий пот, потеря сознания, нарушение или отсутствие дыхания, падение сердечной деятельности. Общее действие электрического тока на организм может сказаться или сразу, или через несколько часов, даже через несколько дней. Поэтому во всех случаях после оказания первой медицинской помощи пострадавшего необходимо направлять в медицинское учреждение.

7.5 Первая и неотложная помощь при поражении электрическим током

)        Пострадавшего нужно немедленно освободить от действия тока.

)        Меры по оказанию помощи пострадавшему от электрического тока определяются характером нарушения функций организма: если действие тока не вызвало потери сознания, необходимо после освобождения от тока уложить пострадавшего на носилки, тепло укрыть, дать 20-25 капель валериановой настойки, тёплый чай или кофе и немедленно транспортировать в лечебное учреждение.

3)   Если поражённый электрическим током потерял сознание, но дыхание и пульс сохранены, необходимо после освобождения от действия тока на месте поражения освободить стесняющую одежду (расстегнуть ворот, пояс и т.п.), обеспечить приток свежего воздуха, выбрать соответственно удобное для оказания первой помощи место с твёрдой поверхностью - подложить доски, фанеру и т.п., подстелив предварительно под спину одеяло. Важно предохранять пострадавшего от охлаждения (грелки). При открытии полости рта необходимо удалить из неё слизь, инородные предметы, если есть - зубные протезы, вытянуть язык и повернуть голову на бок, чтобы он не западал.

4)   В случае когда состояние больного ухудшается - появляются сердечная недостаточность, частое прерывистое дыхание, бледность кожных покровов, цианоз видимых слизистых оболочек, а затем терминальное состояние и клиническая смерть, необходимо приступить к производству искусственного дыхания «изо рта в рот» и одновременно осуществлять непрямой массаж сердца. Непрямой массаж сердца частично обеспечивает вентиляцию лёгких.

У поражённых электрическим током меры оживления следует проводить очень тщательно и длительно вплоть до восстановления самостоятельного дыхания или появления безусловных признаков смерти - трупных пятен и окоченения. Участки тела, обожжённые электрическим током, лечат в стационаре как термические ожоги. Ни в коем случае нельзя допускать, чтобы поражённых электротоком или молнией закапывали в землю.

7.6 Требования по безопасности к оборудованию

Технический контроль над аппаратами и оборудованием, их ремонт, тестирование осуществляют специалисты инженерно-технической службы отделения, имеющие разрешение на обслуживание каждого вида техники, иные специалисты в установленном порядке. Техническое обслуживание, поверку, калибровку аппаратов необходимо проводить согласно инструкции по эксплуатации.

В конце срока эксплуатации прибора его необходимо подвергнуть экспертной оценке на предмет возможности дальнейшего использования. В процессе экспертной оценки учитывается безопасность работы аппарата для пациента и медицинского персонала, с учетом изношенности механических конструкций и движущихся элементов, электробезопасности проводов и узлов аппарата, степень коррозии, возможности проведения адекватной санитарной обработки. При необходимости проводятся тесты, подтверждающие требования безопасности.

Данный прибор требует к себе бережного обращения. Так как корпус его изготовлен из пластика, и незначительное падение может привести к сбоям в работе. Прибор необходимо держать на расстоянии от нагревательных элементов (радиаторов, батарей и т.п.).

По электробезопасности прибор выполнен по классу защиты II, тип защиты BF ГОСТ 12.2.025-76.

8. Экономическое обоснование проекта

.1 Метод сетевого планирования и управления

Метод сетевого планирования и управления является методом решения задач исследования операций, в которых необходимо оптимально распределить сложные комплексы работ (например, строительство большого промышленного объекта, выполнение сложного проекта и т.п.).

Методы СПУ используются при планировании сложных комплексных проектов, например, таких как:

−       строительство и реконструкция каких-либо объектов;

−       выполнение научно-исследовательских и конструкторских работ;

−       подготовка производства к выпуску продукции;

−       перевооружение армии;

−       развертывание системы медицинских или профилактических мероприятий.

Характерной особенностью таких проектов является то, что они состоят из ряда отдельных, элементарных работ. Они обуславливают друг друга так, что выполнение некоторых работ не может быть начато раньше, чем завершены некоторые другие. Например, укладка фундамента не может быть начата раньше, чем будут доставлены необходимые материалы; эти материалы не могут быть доставлены раньше, чем будут построены подъездные пути; любой этап строительства не может быть начат без составления соответствующей технической документации и т.д.

СПУ состоит из трех основных этапов.

. Структурное планирование.

. Календарное планирование.

. Оперативное управление.

Структурное планирование начинается с разбиения проекта на четко определенные операции, для которых определяется продолжительность. Затем строится сетевой график, который представляет взаимосвязи работ проекта. Это позволяет детально анализировать все работы и вносить улучшения в структуру проекта еще до начала его реализации.

Календарное планирование предусматривает построение календарного графика, определяющего моменты начала и окончания каждой работы и другие временные характеристики сетевого графика. Это позволяет, в частности, выявлять критические операции, которым необходимо уделять особое внимание, чтобы закончить проект в директивный срок. Во время календарного планирования определяются временные характеристики всех работ с целью проведения оптимизации сетевой модели, которая улучшает эффективность использования какого-либо ресурса.

В ходе оперативного управления используются сетевой и календарный графики для составления периодических отчетов о ходе выполнения проекта. При этом сетевая модель может подвергаться оперативной корректировке, вследствие чего будет разрабатываться новый календарный план остальной части проекта.

8.2 Сетевой график и его построение

Сущность метода сетевого планирования и управления (СПУ) заключается в особом моделировании исследуемого процесса, а именно - создаётся информационно-динамическая модель задачи.

В качестве такой модели в методе СПУ используется графическая модель в виде сетевого графика. Весь комплекс операций в модели расчленён на отдельные, чётко определённые работы. Сетевой график изображается в виде ориентированного графа (множество вершин, соединённых направленными дугами).

Основными понятиями сетевых моделей являются понятия события и работы. Работа - это некоторый процесс, приводящий к достижению определенного результата и требующий затрат каких-либо ресурсов, имеет протяженность во времени.

Термин «работа» может иметь следующие значения:

. действительная работа, требующая затрат времени и ресурсов на определённую операцию;

. «ожидание» - т.е. процесс, не требующий затрат труда, но занимающий время (например, процесс отвердения бетона, высыхание краски и т.п.);

. фиктивная работа, которая указывает на логическую связь между двумя или несколькими операциями, не требующая ни затрат времени, ни ресурсов. Она изображается на графике пунктирной линией (стрелкой) и указывает на то, что начало последующей операции, зависит от результатов предыдущей.

По своей физической природе работы можно рассматривать как:

−       действие: заливка фундамента бетоном, составление заявки на материалы, изучение конъюнктуры рынка;

−       процесс: старение отливок, выдерживание вина, травление плат;

−       ожидание: ожидание поставки комплектующих, пролеживание детали в очереди к станку.

По количеству затрачиваемого времени работа, может быть:

−       действительной, т.е. требующей затрат времени;

−       фиктивной, не требующей затрат времени и представляющей связь между какими-либо работами: передача измененных чертежей от конструкторов к технологам, сдача отчета о технико-экономических показателях работы цеха вышестоящему подразделению.

Событие - момент времени, когда завершаются одни работы и начинаются другие. Событие представляет собой результат проведенных работ и, в отличие от работ, не имеет протяженности во времени. Например, фундамент залит бетоном, старение отливок завершено, комплектующие поставлены, отчеты сданы и т.д.

Таким образом, начало, и окончание любой работы описываются парой событий, которые называются начальным и конечным событиями. Поэтому для идентификации конкретной работы используют код работы (i, j), состоящий из номеров начального (i-го) и конечного (j-го) событий, например (2,4); (3,8); (9,10).

Рис.1. Пример1

На этапе структурного планирования взаимосвязь работ и событий изображаются с помощью сетевого графика, где работы изображаются стрелками, которые соединяют вершины, изображающие события. Работы, выходящие из некоторого события не могут начаться, пока не будут завершены все операции, входящие в это событие.

Рис.2. Пример 2

Событие, не имеющее предшествующих ему событий, т.е. с которого начинается проект, называют исходным событием.

Событие, которое не имеет последующих событий и отражает конечную цель проекта, называется завершающим.

Рис. 3. Пример 3

При построении сетевого графа необходимо следовать следующим правилам:

−       длина стрелки не зависит от времени выполнения работы;

−       стрелка не обязательно должна представлять прямолинейный отрезок;

−       для действительных работ используются сплошные, а для фиктивных - пунктирные стрелки;

−       каждая операция должна быть представлена только одной стрелкой;

−       не должно быть параллельных работ между одними и теми же событиями, для избежание такой ситуации используют фиктивные работы;

−       следует избегать пересечения стрелок;

−       не должно быть стрелок, направленных справа налево;

−       номер начального события должен быть меньше номера конечного события;

−       не должно быть тупиковых событий, кроме завершающего;

−       не должно быть циклов.

Поскольку работы, входящие в проект могут быть логически связаны друг с другом, то необходимо всегда перед построением сетевого графика дать ответы на следующие вопросы:

−       какие работы необходимо завершить непосредственно перед началом рассматриваемой работы?

−       какие работы должны непосредственно следовать после завершения данной работы?

−       какие операции могут выполняться одновременно с рассматриваемой работой?

Таблица 1- Перечень работ и событий

8.3 Временные оценки

По каждой работе, включаемой в сетевой график, определяется потребность и материальных и трудовых ресурсах для ее выполнения, а также устанавливается продолжительность выполнения (временные оценки).

Продолжительность выполнения работ устанавливается либо с помощью действующих нормативов, либо по аналогии с ранее выполнившимися работами, либо на основе мнения специалисток. Следует иметь в виду, что в ряде случаев, когда время, необходимое для выполнения работ, связано с благоприятными или неблагоприятными условиями, в которых могут выполняться эти работы, используется усредненное время.

При использовании двух оценок (оптимистической и пессимистической) усредненное время для выполнения работ можно определить по формуле:

tож = (3tmin+2tmax)/5,

где tож - ожидаемое время выполнения данной работы;

tmin - оптимистическая оценка, т.е. продолжительность выполнения работ при наиболее благоприятных условиях;

tmax - пессимистическая оценка, т.е. продолжительность выполнения работы при самом неблагоприятном стечении обстоятельств;

К усредненным оценкам продолжительности выполнения работ прибегают при проведении научно-исследовательских, экспериментальных, опытно-конструкторских работ, работ по изготовлению и испытанию новых опытных образцов и т. П., когда сроки их выполнения зависят от многочисленных обстоятельств, не все из которых можно с достаточной точностью предвидеть. В этих случаях приходится использовать мнение специалистов по данным работам.

При установлении временных оценок специалисты определяют только продолжительности выполнения работ, но не их сроки. Более того, в целях недопущения субъективности оценки специалисты на данной стадии не должны быть осведомлены о желательных сроках выполнения работ. При построении сетевых графиков необходимо соблюдать определенные правила.

Таблица 2- Расчетные значения сетевого графика

Рис. 4 Сетевой график выполнения дипломного проекта

Список литературы

1.      Учебно-методическое пособие по охране труда для работников здравоохранения. Пушкино: А- Принт. 2007-500с.

.        Биофизика: Учеб. для студ. высш. учеб, заведений. Б63 М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. - 288 с.

.        Нефедов А.В .Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Справочник. Т.6.- М.: ИП Радиософт, 1999. - 544с.

.        Мирский Г.Я. Микропроцессоры в измерительных приборах. - М.: Радио и связь, 1984. -160с.

.        Шило В.Л.Функциональные аналоговые интегральные микросхемы. - М.: Радио и связь, 1982. - 128с.

.        Шило В Л. «Популярные цифровые микросхемы»: Справочник. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1988. - 352 с.

.        Федорков Б.Г., Телец В.А. «Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение»: - Москва: Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.

.        Опадчий Ю. Ф. Гуров А. И. Аналоговая и цифровая электроника. - . М.: Грячая линия - Телеком 2003.- 760с.

.        Патологическая анатомия (учебник), Струков А.И., Серов В.В. 2007г.

.        Патологическая физиология А.Д. Адо, М.А. Адо,В. И. Пыцкого, Г. В. Порядина, Ю.А. Владимирова. 2000 г.

11.    <http://radiotech.by.ru>

.        <http://www.atmel.ru>

.        <http://www.alldatasheet.com>

.        http ://www.fips.ru/ <http://www.fips.ru/>

.        <http://www.kit-e.ru/>

.        <http://www.analog.com/>

.        <http://medarticle.moslek.ru>

.        <http://metrologu.ru/>

.        <http://www.nephron.ru/>