Модуль артериального давления диагностической системы магнитотерапевтического комплекса

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Сентября 2013 в 11:40, дипломная работа

Краткое описание

Суммарный эффект воздействия МП на живой организм описать в виде физической или математической модели на сегодняшний день не представляется возможным. Задача усложняется тем, что каждый пациент — это уникальный организм и лечить или оздоравливать его при помощи такого мощного инструмента с широким спектром действия, как искусственная полимагнитная система, представляется возможным лишь при достоверных измерениях и контроле соответствия параметров МП параметрам состояния пациента. Поэтому определить закон соответствия в настоящее время возможно только эмпирическим путем. В природе действует правило: чем острее, интенсивнее инструментарий воздействия, тем точнее, более выверенными должны быть действия по его использованию, т.е. информативнее должно быть измерение состояния объекта воздействия.

Содержание

Введение……………………………………….…………………………………..9
1. Технико-экономическое обоснование темы………………………………...13
2. Анализ известных методов и технических средств измерения артериального давления………………………………….………………….….15
2.1. Инвазивние методы измерения артериального давления………..……16
2.2. Неинвазивные методы измерения артериального давления……...…..17
2.2.1. Пальпаторный метод измерения АД……………………...……..18
2.2.2. Аускультативный метод измерения АД………………………...20
2.2.3. Осциллометрический метод измерения АД……………….……28
2.3. Методы оперативного измерения АД (от сокращения к сокращению сердца)……………………………………………………………………35
3. Выбор и обоснование метода, принимаемого в основу разработки……37
4. Разработка структурной схемы модуля артериального давления в составе диагностической системы……………………………………………..………..43
5. Описание и расчет функциональной схемы, описание работы модуля артериального давления……………………………………….……………….46
6. Разработка, расчет и описание принципиальной схемы модуля артериального давления, выбор и обоснование применяемой элементной базы………………………………………………………………………………48
6.1. Расчет канала артериального давления……………………...…………48
6.1.1. Расчет канала нормализации…………………………...………..48
6.1.2. Расчет тензометрического датчика……………………..……….50
6.1.3. Расчет предварительного усилителя……………………...……..51
6.1.4. Расчет фильтра высоких частот………………………..………..53
6.1.5. Расчет фильтра низких частот…………………………..……….54
6.2. Выбор блока питания………………………………………..…………..55
6.3. Выбор микроконтроллера……………………………………...………..58
7. Разработка алгоритма работы устройства………………………………..63
8. Анализ составляющих погрешности модуля артериального давления, расчет суммарной погрешности………………………………………………...66
9. Конструкторско-технологический раздел: разработка конструкции прибора, выбор и обоснование применяемых материалов и покрытий, разработка технологии изготовления печатной платы………………………..68
9.1. Методы создания печатной платы………………………….…………..68
9.2. Конструкционные материалы для производства печатных плат и их характеристики………………………………………………..………...69
9.3. Технологическая оснастка для производства печатных плат и особенности их изготовления…………………………………………..70
9.4. Механическая обработка печатных плат………………..……………..72
9.5. Разработка конструкции модуля артериального давления………...…72
9.6. Расчет печатной платы…………………………………………………..76
9.7. Разработка чертежа общего вида модуля артериального давления пациента диагностической системы МТК……………………………..77
10. Экономическая часть……………………………………………………….79
10.1. Расчет ленточного графика……………………………………………79
10.2. Составление сметы затрат на разработку………………….…………81
10.3. Расчет цены для НИР……………………………….………………….84
10.4. Функционально-стоимостной анализ…………………..……………..85
10.5. Выводы по эффективности предложений………………….…………89
11. Безопасность и экологичность проекта………………………….………..91
11.1. Анализ вредных факторов………………………………………..……92
11.1.1. Обеспечение электробезопасности……………………….……93
11.1.2. Микроклимат……………………………………………………94
11.1.3. Требования к условиям зрительной работы в помещениях с ПЭВМ……………………………………………..………………96
11.1.4. Требования к организации и оборудованию рабочих мест пользователей ПЭВМ……………...……………………………..98
11.1.5. Анализ психофизиологических нагрузок при обработке информации и их влияние на здоровье и работоспособность оператора ПЭВМ………………………………………………..100
11.1.6. Требования к условиям шума и вибрации на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ………………………………..………...104
11.2. Обеспечение пожарной безопасности……………………………….105
11.2.1. Описание рабочего помещения с точки зрения пожарной безопасности……………………………….……………………105
11.2.2. Способы и средства пожаротушения……………………..…..107
11.2.3. Мероприятия по профилактике……………………….………108
11.3. Экологичность проекта……………………………………….………108
Заключение……………………………………………………………………..110
Список используемой литературы………………………

Вложенные файлы: 1 файл

Оформляемый диплом.docx

— 2.29 Мб (Скачать файл)

Искусственное освещение в лаборатории  осуществляется системой общего равномерного освещения. В качестве источников света  применяются люминесцентные лампы  мощностью 80 Вт типа ЛВ-80. Светильники  располагаются  над каждым рабочим  местом (напротив друг друга) и один около выхода, для того чтобы осуществлять освещение прохода при необходимой  эвакуации.

Необходимо отметить, что помещение  оснащено системой кондиционирования, для обеспечения комфортной работы инженера в жаркое время года и  аптечки для оказания первой медицинской  помощи.

В ГОСТ 12.0.003-74* ССБТ дана классификация опасных и вредных производственных факторов:

  • опасный фактор – фактор, воздействие которого на работающего приводит к травме;
  • вредный фактор – фактор, воздействие которого на работающего приводит к заболеванию.

По характеру  воздействия на человека опасности  можно разделить на активные и пассивные. К пассивным относятся факторы, активизирующиеся за счет энергии, носителем которой является сам человек; к активным можно отнести системы, обладающие своей собственной физической, химической и другими энергиями [24].

При выявлении  возможности возникновения различных  опасных (вредных) факторов необходимо выяснить степень их влияния на оператора  ПЭВМ. Оценка опасности производится путем сравнения с нормативами,  утвержденными в государственной  системе законодательных актов, на основании которых проводятся социально-экономические, технические, гигиенические и организационные  мероприятия, обеспечивающие безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда [25].

Так как  в данном проекте разработка ведется с помощью персонального компьютера, то решаются вопросы охраны труда при эксплуатации ПЭВМ. В первую очередь необходимо учесть требования электро- и пожарной безопасности.

 

11.1  Анализ вредных факторов

Оператор ПЭВМ подвергается воздействию таких производственных факторов, как: недостаточное освещение рабочей зоны, влияние электромагнитного излучения и электростатических полей, влияние повышенного уровня шума и температуры окружающей среды и так далее. Довольно большое влияние на человека оказывают и психофизиологические факторы.

 

 

 

11.1.1  Обеспечение электробезопасности

Используемая  ПЭВМ питается от трехфазной сети переменного  тока частотой 50Гц напряжением 220В с глухозаземлённой нейтралью. Применяемые средства электробезопасности обеспечивают требования ГОСТа 12.1.038-82* «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов», определяющего предельно допустимые значения напряжения прикосновения Uпд и протекающего тока Iпд через тело человека. Значения Uпд и Iпд при аварийном режиме зависят от времени воздействия тока (для бытовых установок при времени свыше 1 секунды Uпд=12В, Iпд=2мА). При неаварийном режиме работы предельно допустимые значения соответствуют продолжительности воздействия тока на человека не более 10 минут в сутки и установлены исходя из реакции ощущения (для переменного тока частотой 50Гц): Uпд< 2В, Iпд< 0,3мА. 

В качестве меры защиты для рассматриваемого случая целесообразно использовать зануление, т.к., согласно ГОСТ 12.1.030 – 81* ССБТ «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление», оно представляет собой способ защиты от поражения электрическим током исключительно в сетях с заземленной нейтралью напряжением менее 1кВ. Это связано с тем, что в сетях с заземленной нейтралью напряжением не выше 1кВ защитное заземление не эффективно и не обеспечивает требуемого уровня защиты. Занулением в электроустановках с рабочим напряжением до 1000В называется преднамеренное соединение металлических частей и корпусов электроустановок с глухозаземленной нейтралью трехфазной сети переменного тока. Отличительной особенностью зануления как способа обеспечения электробезопасности является то, что при замыкании одной из фаз электрической сети на корпус зануленной электроустановки создается цепь однофазного короткого замыкания с достаточно малым сопротивлением. В результате огромный ток, возникающий в цепи короткого замыкания, обеспечивает срабатывание максимальной токовой защиты, отключающей аварийный участок цепи от сети.

Для исключения возможности одновременного прикосновения  человека к заземленным металлоконструкциям  зданий, механизмов и т.п. и металлическим  элементам электроустановок, которые  могут оказаться под напряжением  при повреждении рабочей изоляции, радиаторы и трубопроводы отопительной и водопроводной систем оборудуются  деревянными ограждениями. Токопроводящее основание пола покрывается слоем  антистатического изолирующего материала. Не реже одного раза в месяц проводится профилактика дисплеев. Не реже 1 раза в 3 месяца должны производиться следующие работы:

  • удаление пыли с поверхностей электрооборудования;
  • осмотр оборудования с целью выявления и устранения механических повреждений;
  • проверка затяжки винтов, болтов и состояния электрических соединений, разъемов, при необходимости устранение обнаруженных дефектов;
  • не реже 1 раза в 3 года проверка мегомметром сопротивления изоляции установленного электрооборудования и участков питающей сети.

Для профилактики электротравматизма к работе за ПЭВМ допускаются пользователи, прошедшие инструктаж по правилам эксплуатации вычислительной техники и технике безопасности, оформленный в специальном журнале в надлежащем порядке. Должна быть предусмотрена аптечка с необходимым набором медикаментов и перевязочного материала.

11.1.2.  Микроклимат

Микроклимат определяет следующие параметры: температура  воздуха в помещении, относительная  влажность, подвижность воздуха, тепловое излучение. Они отдельно и в комплексе  воздействуют на организм человека, определяя  его самочувствие. Определенное соотношение  перечисленных факторов должно создавать  условия комфорта, то есть обеспечивать такие соотношения температуры, влажности и скорости движения воздуха, при которых человек затрачивает минимум энергии для терморегуляции и имеет минимальную нагрузку на сердечно-сосудистую систему.

Высокая температура воздуха вызывает быструю  утомляемость и большое потоотделение. Это ведет к снижению внимания, вялости и приводит к повышению  вероятности несчастного случая. Низкая температура может вызывать местное и общее охлаждение организма  и стать причиной ряда заболеваний.

Влажность воздуха определяется содержанием  в ней водяных паров. В воздухе, избыточно насыщенном водяными парами, затрудняется испарение влаги с  поверхности кожи и из легких. В  сочетании с другими факторами  это способствует перегреванию организма. Пониженная влажность приводит к  высыханию слизистых оболочек верхних  дыхательных путей [24].

Скорость  воздуха на рабочем месте имеет  большое значение для создания благоприятных  условий труда. Человек начинает ощущать воздушный поток при скорости около 0.15м/с. Если эти потоки имеют температуру до 36ºС, то человек ощущает освежающее воздействие, а при температуре свыше 40ºС они действуют угнетающе.

Согласно  СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны для категории работ 1а (легкие физические работы, проводимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением при энергозатратах 121-150 ккал/час) оптимальные микроклиматические параметры следующие:

  • для холодного периода года: температура Т=22-24ºС; влажность воздуха 40-60%; скорость движения воздуха 0,1 м/с;
  • для теплого периода года: температура Т=23-25ºС; влажность воздуха 40-60%; скорость движения воздуха 0,1м/с.

Средством оптимизации параметров микроклимата является кондиционирование. Рационально  спроектированные и правильно эксплуатируемые  вентиляционные системы способствуют улучшению самочувствия работающих и повышению производительности труда на 4-10%.

Выбор систем охлаждения электроустановок и помещений  определяется рядом факторов: тепловыми  нагрузками от электрооборудования  и от других источников, требования к физико-химическому составу  воздуха, его запыленности, габаритами электроустановок, равномерностью распределения  тепловых нагрузок по площади помещения, необходимой степенью надежности работы системы кондиционирования и  др. 

Для помещений с электротехническим оборудованием могут использоваться бытовые кондиционеры, установленные в окнах и подающие обработанный наружный воздух непосредственно в помещение. Встроенные системы управления кондиционерами обеспечивает их работу в режимах, определяемых температурой и влажностью воздуха в помещении. Кондиционирование воздуха должно обеспечивать автоматическое поддерживание параметров микроклимата в необходимых пределах в течение всех сезонов года, очистку воздуха от пыли и вредных веществ, создание небольшого избыточного давления в чистых помещениях для исключения поступления неочищенного воздуха. Необходимо также предусмотреть возможность индивидуальной регулировки подачи воздуха в помещении.

Для создания благоприятного климата в помещении  используются системы вентиляции, кондиционирования  и отопления [24].

 

11.1.3 Требования к условиям зрительной  работы в помещениях с ПЭВМ

Недостаточное освещение на рабочем месте затрудняет работу, ухудшает зрение, повышает утомляемость рабочего, снижает внимание, что  может привести к травме. Недостаточная  освещенность рабочей зоны может  быть вызвана плохим качеством работы системы освещения, временем суток, спецификой расположения рабочего помещения  и другими факторами. Нормирование освещенности на рабочем месте ведется  в зависимости от выполняемой зрительной работы.

Оптимальные условия зрительной работы на ПЭВМ оказывают благоприятное действие на активность человека и его работоспособность. Работа на ПЭВМ может осуществляться при наличии естественного и  искусственного освещения. Освещенность рабочего места пользователя ПЭВМ должна соответствовать требованиям СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

Помещения для эксплуатации ПЭВМ должны иметь  естественное и искусственное освещение. Окна в помещениях, где эксплуатируется  вычислительная техника, преимущественно  должны быть ориентированы на север  и северо-восток. Оконные проемы должны быть оборудованы регулируемыми  устройствами типа: жалюзи, занавесей, внешних козырьков и др.

Рабочие столы следует размещать  таким образом, чтобы видеодисплейные терминалы были ориентированы боковой стороной к световым проемам, чтобы естественный свет падал преимущественно слева.

Искусственное освещение в помещениях для эксплуатации ПЭВМ должно осуществляться системой общего освещения.

Освещенность  на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа согласно СанПиН 2.2.2.542-96 "Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы" должна быть 300 – 500лк. Освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана. Освещенность поверхности экрана не должна быть более 300 лк.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения согласно СанПиН 2.2.2.542-96 "Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы", должна быть не более 200кд/м2.

Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ПЭВМ не должна превышать 40кд/м2 и яркость потолка не должна превышать 200кд/м2 [25].

В качестве источников света при искусственном  освещении следует применять  преимущественно люминесцентные лампы  типа ЛБ. В светильниках местного освещения  допускается применение ламп накаливания. Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не допускается.

 

11.1.4 Требования к организации  и оборудованию рабочих мест  пользователей ПЭВМ

Организацию рабочих мест операторов ПЭВМ необходимо осуществлять на основе современных эргономических требований в соответствии с СанПиН 2.2.2 / 2.4.1340-03 «Гигиенические требования к ПЭВМ и организации работы».

 При  размещении рабочих мест с  ПЭВМ расстояние между рабочими  столами с видеомониторами (в  направлении тыла поверхности  одного видеомонитора и экрана  другого видеомонитора), должно быть  не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями дисплеев - не менее 1,2 м.

Экран видеомонитора  должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600 – 700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов [26].

Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей  поверхности используемого оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей, характера выполняемой  работы. При этом допускается использование  рабочих столов различных конструкций, отвечающих современным требованиям эргономики. Поверхность рабочего стола должна иметь коэффициент отражения 0,5 – 0,7.

Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей  позы при работе на ПЭВМ позволять  изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области  и спины для предупреждения развития утомления. Тип рабочего стула (кресла) следует выбирать с учетом роста  пользователя, характера и продолжительности  работы с ПЭВМ. Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным, регулируемым по высоте и углам наклона сиденья  и спинки, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра  должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию. Поверхность  сиденья, спинки и других элементов  стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, слабо электризующимся  и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений.

Информация о работе Модуль артериального давления диагностической системы магнитотерапевтического комплекса