Московский государственный институт электронной техники

(технический университет).

Домашняя работа №1 по курсу

 «Производственная и экологическая безопасность»

Вариант 21.

Выполнил: Тихомиров.

Группа: МП-30.

Проверил: Никулина.

Москва, 1999г.

Содержание.

Задание №1.__________________________________________________ 3

Вопрос 1. Анализ ПЭБ при эксплуатации СВЧ аппаратуры._____________________ 3

1. Анализ объектов с целью выявления материальных носителей потенциальной опасности . 3

1.1. Предмет труда ( исходные материалы ).___________________________________ 3

1.2. Средства труда._______________________________________________________ 3

1.3. Продукты труда, полуфабрикаты.________________________________________ 3

1.4. Технологический процесс, операции, действия._____________________________ 3

1.5. Производственная природно-климатическая среда.__________________________ 3

1.6. Флора и фауна._______________________________________________________ 3

1.7. Люди._______________________________________________________________ 4

2. Перечень факторов обитаемости.___________________________________________ 4

2.1. Физические факторы обитаемости._______________________________________ 4

2.2. Химические факторы обитаемости._______________________________________ 4

2.3. Биологические факторы обитаемости.____________________________________ 4

2.4. Психофизиологические факторы обитаемости._____________________________ 4

3. Количественная и качественная оценка факторов обитаемости._________________ 4

3.1. Фактические значения факторов, получаемые при измерении приборами; на основе экспертных оценок:_________________________________________________________________ 4

4. Сравнение результатов оценки факторов с нормами и допустимыми значениями с целью выявления опасных и вредных производственных факторов.______________________________ 5

4.1. Перечень опасных и вредных производственных факторов применительно к конкретным условиям._______________________________________________________________________ 5

5. Комплексные оценки условий труда и возможности возникновения опасных ситуаций. 5

5.1. Категория тяжести труда по рабочим местам и профессиям.__________________ 5

6. Выбор принципов и методов ( А, Б, В, Г ), разработка мероприятий, выбор и расчет средств защиты работающих от опасных и вредных производственных факторов ( согласно перечню ). 6

6.1. Механизация, автоматизация, дистанционное управление, применение роботов ( А-метод ). 6

6.2. Адаптация окружающей среды к человеку. (Б-метод)________________________ 6

6.3. Адаптация человека к окружающей среде. (В-метод).________________________ 7

6.4. Комбинация мероприятий. (Г-метод)._____________________________________ 7

7. Оценка эффективности разработанных мероприятий и выбранных средств защиты работающих. 7

7.1. Показатели технологического, социального, экономического эффекта__________ 7

Вопрос 2. ИК- излучение — как производственная опасность.____________________ 7

Вопрос 3. Задача.__________________________________________________________ 10

Литература.________________________________________________ 11

Задание №1.

Вопрос 1. Анализ ПЭБ при эксплуатации СВЧ аппаратуры.

1. Анализ объектов с целью выявления материальных носителей потенциальной опасности .

1.1. Предмет труда ( исходные материалы ).

Предметом труда является установка, генерирующая сверхвысокие частоты (антенна, радар, локатор и т. д.).

1.2. Средства труда.

Средствами труда могут быть машины, орудия, сооружения, здания, энергия, пульт управления, источник информации ( компьютер, прибор и т.д. ), устройство визуального отображения (монитор), источник питания.

1.3. Продукты труда, полуфабрикаты.

Продукт труда — информация (сигналы), полученная при радиосвязи, радиолокационным способом.

1.4. Технологический процесс, операции, действия.

Оператор, сидящий за установкой, вводит нужную программу и запускает её или дает отдельные команды с клавиатуры. При этом происходит замыкание высокочастотной цепи и элемент начинает генерировать волны, нужной частоты. Информация отображается в виде изображения на мониторе, в виде звуковых сигналов и т. п.

1.5. Производственная природно-климатическая среда.

Производственная среда — помещение с установленными в соответствие с нормами параметрами микроклимата, запыленности, аэродинамическими и шумовыми характеристиками, параметрами освещенности и теплового режима рабочих мест, пожаровзрывоопасности производства и безопасности работы электроустановок

1.6. Флора и фауна.

Флора и фауна в рабочем помещении отсутствует.

1.7. Люди.

Обслуживающий персонал, другие операторы.

2. Перечень факторов обитаемости.

2.1. Физические факторы обитаемости.

Физическими факторами обитаемости являются:

ü  электромагнитное поле ;

ü  электромагнитное поле вторичного излучения (создаётся оборудованием, приборами в производственном помещении, металлическими конструкциями зданий)

ü  статическое электричество (например, на мониторе).

2.2. Химические факторы обитаемости.

Химическими факторами обитаемости являются вредные вещества (могут попасть в производственное помещение извне).

2.3. Биологические факторы обитаемости.

Производственное помещение не способствует распространению биологически опасных факторов

2.4. Психофизиологические факторы обитаемости.

Среди психофизиологических факторов следует указать постоянную сосредоточенность, напряженность труда операторов в следствии чего повышается утомляемость.

3. Количественная и качественная оценка факторов обитаемости.

3.1. Фактические значения факторов, получаемые при измерении приборами; на основе экспертных оценок:

ü  длина волны от 10 до 1см;

ü  частота поля от 3 до 30 ГГц;

ü  напряженность ЭМП на кожухе дисплея составляет 3,6 В/м;

ü  концентрация токсичных газов испарений не должна превышать ПДК. Содержание кислорода по объёму в воздухе производственного помещения должна быть не ниже 18%;

ü  чистота воздуха — не более 350 пылинок размерами 0,5 мкм в 1 литре воздуха;

ü  ПДК СО₂ = 1,76 г/куб.м

4. Сравнение результатов оценки факторов с нормами и допустимыми значениями с целью выявления опасных и вредных производственных факторов.

4.1. Перечень опасных и вредных производственных факторов применительно к конкретным условиям.

Воздействие ЭМП на организм человека в первую очередь проявляется в виде нагрева, который может привести к изменениям и повреждениям тканей и органов. Это связано с частичным поглощением энергии поля тканями тела. Тепловое воздействие характеризуется общим повышением температуры тела или локализованным нагревом тканей. Нагрев особенно опасен для органов со слабым кровообращением (мозг, глаза, почки, желудок и т. д.). СВЧ излучение вредно воздействует на глаза, вызывая катаракту.

Длительное воздействие ЭМП может привести к некоторым функциональным изменениям в организме, которые проявляются в виде головной боли, нарушении сна, повышенной утомляемости.

При систематическом облучении наблюдаются изменения кровяного давления, нервно-психические заболевания и трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т. д.).

При постоянной работе не более 2-х часов допустимая напряжённость ЭМП 10-15кВ/м. Наибольший ток не опасный для жизни 0,1-0,5мА (реальный ток - порядка нескольких десятков микроампер). Уровень ультразвука не должен превышать 75дБ.

5. Комплексные оценки условий труда и возможности возникновения опасных ситуаций.

5.1. Категория тяжести труда по рабочим местам и профессиям.

Труд оператора не требует предельного физического и психического напряжения. Но этот вид деятельности при продолжительной работе является весьма утомительным, что может отрицательно сказаться на психике оператора. В зависимости от психологии он становится либо очень раздражительным и опасным для окружающих, либо переутомленным, но и то и другое отрицательно сказывается на его работоспособности.

6. Выбор принципов и методов ( А, Б, В, Г ), разработка мероприятий, выбор и расчет средств защиты работающих от опасных и вредных производственных факторов ( согласно перечню ).

6.1. Механизация, автоматизация, дистанционное управление, применение роботов ( А-метод ).

Безопасность труда оператора можно обеспечить при помощи максимальной автоматизации работы с СВЧ аппаратурой. Для этого можно применять системы автоматического контроля процесса радиопередачи (система контроля положения радара, поступающих сигналов и т. п.). Также важно предусмотреть использование устройств контроля сбоев в системе передачи информации и работы аппаратуры.

6.2. Адаптация окружающей среды к человеку. (Б-метод)

 Защитить работающих от воздействия ЭМП позволяют следующие способы и средства:

ü  использование согласованных нагрузок и поглотителей мощности для снижения мощности ЭМП;

ü  экранирование рабочего места и источника излучения;

ü  увеличение расстояния от рабочего места до источника излучения;

ü  рациональное размещение оборудования в рабочем месте;

ü  выбор рационального режима работы оборудования;

Наиболее эффективно использование согласованных нагрузок и поглотителей мощности (эквивалентов антенны) при изготовлении, проверке и настройке отдельных блоков и комплексов аппаратуры СВЧ и радиолокационных станций. Принцип работы этих устройств основан на применении эффекта затухания электромагнитной волны вдоль поверхности и в объёме нагрузки. Современные поглотители обеспечивают затухание энергии на 40-60 дБ (10⁴-10⁶ раз) и более.

В качестве поглотителей большой мощности СВЧ используют водяные поглотители. Это позволяет в процессе испытаний и наладки обеспечить надёжную защиту персонала.

Для снижения интенсивности электромагнитного поля на рабочем месте применяются заземлённые экраны из металлических листов или сеток в виде замкнутых камер, шкафов или кожухов.

Все выводы для источников питания и органов управления должны иметь надёжный контакт с экраном. Для исключения отражения от внутренних поверхностей экранов их покрывают материалом, поглощающим ЭМП (пенопласт и др.).

Для экранирования рабочего места изготавливают небольшие кабины или ширмы из металла с покрытием материалами, поглощающими ЭМП.

6.3. Адаптация человека к окружающей среде. (В-метод).

Для защиты от излучения следует использовать средства индивидуальной защиты: халаты, комбинезоны, защитные очки и т. д. Материалом для защитной одежды служит специальная радиотехническая ткань с тонкой металлической проволокой, скрученной с хлопчатобумажными нитями, которая образует сетку с шагом ячейки 0,5х0,5 мм.

Для защиты глаз применяют сетчатые и стеклянные очки, вмонтированные в капюшон комбинезона или используемые отдельно. Стёкла очков, покрытые тонким слоем двуоксида олова, обеспечивают хорошую видимость и ослабляют энергию ЭМП до 30дБ.

Также следует ограничивать время пребывания на рабочем месте. Допустимое время пребывания человека в ЭМП зависит от интенсивности излучения и напряжённости ЭМП.

Работающие должны быть своевременно проинформированы о технике безопасности при работе с СВЧ аппаратурой и строго придерживаться этих правил.

6.4. Комбинация мероприятий. (Г-метод).

Использование комбинации выше описанных методов для более эффективной и продуктивной деятельности работающих.

7. Оценка эффективности разработанных мероприятий и выбранных средств защиты работающих.

7.1. Показатели технологического, социального, экономического эффекта

Разработанные мероприятия приводят к более благоприятным условиям работы, что в свою очередь приводит к более производительному, внимательному, и плодотворному труду оператора на благо своего предприятия в течение всего срока его работы.

Вопрос 2. ИК- излучение — как производственная опасность.

Инфракрасное излучение - один из вредных факторов на предприятиях электронной промышленности (участки диффузии, фотолитографии, производство и испытание источников света высокой интенсивности и др.). Источником инфракрасного излучения является любое нагретое тело, температура которого определяет интенсивность и спектр излучаемой электромагнитной энергии. Нагретые тела, имеющие температуру выше 100 градусов, являются источниками инфракрасного излучения с длиной волны l=0,7-9 мкм. С уменьшением температуры нагретого тела (50-100 градусов) длина волны излучения увеличивается. Длина волны с максимальной энергией теплового излучения определяется по закону смещения Вина:

, (1)

где Т - абсолютная температура излучающего тела.

Инфракрасное излучение подразделяется на три области:

А — коротковолновая (l=0,7-1,4 мкм); В — средневолновая (l=1,4-3,0 мкм); С — длинноволновая (l=3,0 мкм - 1 мм).

ИК-излучение, попадая на тело человека, воздействует прежде всего на его незащищённые части (лицо, руки, шею, грудь). При этом воздействие излучения на организм зависит от длины волны.

Излучение с l менее 1,5 мкм характеризуется проникновением на некоторую глубину в ткани человека. При этом изменяется температура лёгких, головного мозга, почек и т. д.

Наибольшую опасность представляет коротковолновое инфракрасное излучение при воздействии на глаза. Излучение с l=1,5-1,7 мкм поражает роговицу, а с l=1,3 мкм — хрусталик глаза. Возможным последствием воздействия излучения на глаза является их заболевание — инфракрасная катаракта.

Наибольший нагрев кожной поверхности человека даёт ИК-излучение с l более 3 мкм. Под его воздействие происходит нарушение деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Нарушается тепловой баланс организма, что может привести к тепловому удару.

При оценки действия инфракрасного излучения на организм человека учитываются: интенсивность и длина волны с максимальной энергией, площадь облучаемой поверхности и угол падения инфракрасных лучей на эту поверхность; длительность облучения за рабочий день и продолжительность непрерывного воздействия; интенсивность физического труда и подвижность воздуха на рабочем месте; качество спецодежды; индивидуальные особенности работающего и степень акклиматизации организма в конкретных производственных условиях. При нормировании и контроле ИК-излучения учитывается, что плотность потока излучения 280-560 Вт/м² вызывает малозаметное тепловое ощущение, которое человеческий организм способен переносить сравнительно долго. Согласно действующим санитарным нормам допустимая плотность потока ИК-излучения не должна превышать 350 Вт/м².

 Для измерения плотности потока излучения на рабочем месте применяют актинометр - прибор, который позволяет измерить плотность инфракрасного излучения в диапазоне от 0 до 14 кВт/м².

 Плотность потока ИК-излучения q в данной точке определяется по формуле:

при :

 (), (2)

при :

 (), (3)

где  - площадь излучающей поверхности; - расстояние от источника излучения;  - температура излучающей поверхности;  - температура воспринимающей поверхности, для кожи человека = 85.

 Существуют следующие основные средства защиты то инфракрасного излучения: защита временем; защита расстоянием; экранирование; теплоизоляция или охлаждение горячих поверхностей; обеспечение теплоотдачи тела человека; индивидуальные средства защиты и устранение источника тепловыделения.

 Защита временем предусматривает ограничение времени работающего в зоне действия излучения.

 Безопасное расстояние в зависимости от длительности пребывания в рабочей зоне, соответствующее допустимой плотности потока ИК-излучения, определяется из выражений (2) и (3).

 Мощность ИК-излучения можно снизить за счёт конструкторских и технологических решений и за счёт покрытия нержавеющих поверхностей теплоизолирующими материалами. Если указанные способы невозможны, то защита от прямого действия ИК-излучения осуществляется экранированием. Экраны могут быть непрозрачными, полупрозрачными и прозрачными и в свою очередь подразделяются на теплоотражающие, теплоотводящие, теплопоглощающие; стационарные и передвижные.

Для сохранения теплового баланса в организме человека при плотности потока 350 Вт/м² и более используют воздушное душирование.

 Кроме того, при q=1400 Вт/м² устраивается водо-воздушное душирование, высокодисперсное распыление воды на облучаемые поверхности. В качестве индивидуальных средств защиты применяется спецодежда из хлопчатобумажных и шерстяных тканей, тканей с металлическим покрытием. Для защиты глаз предназначены специальные стёкла - светофильтры из жёлто-зелёного или синего стекла, применяемые в очках, щитах. Лечебно-профилактические мероприятия предусматривают рациональный режим труда и отдыха.

Наряду с периодическими проверками проводятся медицинские осмотры для своевременной профилактики профессиональных заболеваний.

Вопрос 3. Задача.

Определить толщину Al экрана, обеспечивающего ослабление ЭМП, частотой  на 30дБ; , .

Решение.

Толщину экрана, изготовленного из сплошного материала, обеспечивающую заданное ослабление интенсивности поля, определяют по формуле:

(мм), (4)

где L — экранизирующая способность, дБ;  - абсолютная магнитная проницаемость материала экрана; - удельная проводимость материала.

Ответ: 5,3 мкм.

Литература.

     1.         В.И. Каракеян, В.М. Писеев. «Методы и средства обеспечения оптимальных параметров производственной среды на предприятиях электронной промышленности.» Москва, 1987.

     2.         В. И. Каракеян, Л.А. Константинова, В. М. Писеев «Лабораторный практикум по курсу Производственная и экологическая безопасность в микроэлектронике».

     3.         «Охрана окружающей среды.» под ред. Белова.