Анализ опасных и вредных факторов при работе с ПЭВМ

7 Анализ опасных и вредных факторов при работе с ПЭВМ

Электронно-вычислительная техника стала неотъемлемым элементом любого научного процесса. Компьютер стал привычным не только в производственных цехах и научных лабораториях, но и в студенческих аудиториях и школьных классах, так как является не только сложной машиной, позволяющей производить сложные математические расчеты и инженерное моделирование, но и универсальным обучающим устройством значительно облегчающим учебный процесс [6].

Непрерывно растет число специалистов, работающих с персональным компьютером, который становится их основным рабочим инструментом. Ни экономические, ни научные достижения невозможны теперь без быстрой и четкой информационной связи и без специально обученного персонала. Однако, несмотря на все удобства и достоинства работы с персональным компьютером имеется также и негативная сторона – вредные факторы, влияющие на человека при работе на ПЭВМ.

Длительная, систематическая работа за компьютером считается вредной для здоровья. Она оказывает неблагоприятное воздействие на эмоциональное, психическое и, как результат, физическое состояние человека, наиболее известное и распространенное из которого – потеря зрения. Но существуют и другие, менее известные, но от этого не менее опасные, факторы, влияющие на здоровье человека. Рассмотрим влияние этих факторов.

Опасные и вредные факторы при работе на ПЭВМ сводятся к следующему:

а) наличие электромагнитных излучений. Воздействие слабых электромагнитных излучений в низкочастотном, сверхнизко частотном и высокочастотном диапазонах, вызывает обратимые и необратимые изменения в организме. Таких как: торможение рефлексов, понижение кровяного давления, замедление сокращений сердечной мышцы, изменение состава крови в сторону увеличения числа лейкоцитов и уменьшения эритроцитов, помутнение хрусталика глаза. Функциональные нарушения, вызванные биологическим воздействием электромагнитных полей, способны аккумулироваться в организме. Также следует отметить тепловое воздействие электромагнитных полей, в результате которого может произойти перегрев отдельных тканей и органов, ведущее к их необратимым изменениям. Дозы облучения нормированы и согласно им напряженность электрического поля не должна превышать:

- 20 В/м для частот от 60 КГц до 30 МГц,

- 5 В/м для частот от 30 МГц до 300 МГц.

Напряженность магнитного поля не должна превышать:

5 А/м для частот от 5 КГц до 1,5 МГц.

б) неподвижная напряженная поза оператора, в течение длительного времени прикованного к экрану дисплея, приводит к усталости и возникновению болей в позвоночнике, шее, плечевых суставах.

в) интенсивная работа с клавиатурой вызывает болевые ощущения в локтевых суставах, предплечьях, запястьях, в кистях и пальцах рук.

г) Работа компьютера сопровождается акустическими шумами, включая ультразвук.

д) Деятельность оператора предполагает, прежде всего, визуальное восприятие отображенной на экране монитора информации, поэтому значительной нагрузке подвергается зрительный аппарат работающего с персональным компьютером. Факторами, наиболее сильно влияющими на зрение, являются несовершенные способы создания изображения на экране монитора.

Многочисленными исследованиями российских и зарубежных специалистов доказано, что важнейшим условием безопасности человека перед экраном является правильный выбор визуальных параметров дисплея и светотехнических условий рабочего места.

Работа с дисплеями – и это доказано однозначно – при неправильном выборе яркости и освещенности экрана, контрастности знаков, цветов знака и фона, при наличии бликов на экране, дрожании и мелькании изображения – приводит к зрительному утомлению, головным болям, к значительной физиологической и психической нагрузкам, к ухудшению зрения [7].

Визуальные параметры и световой климат определяют зрительный дискомфорт, который может проявляться при использовании любых типов экранов дисплеев – на электроннолучевых трубках, жидкокристаллических, газоразрядных, электролюминесцентных панелях или на других физических принципах.

Общие требования к параметрам мониторов. В новых Государственных стандартах России (ГОСТ Р 50948-96. «Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности» и ГОСТ Р50949-96. «Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерений и оценки эргономических параметров и параметров безопасности») и в утвержденных и введенных в действие санитарных правилах и нормах СанПиН 2.2.2.542-96. «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы», гармонизированных с международным и европейским стандартами, установлены требования к двум группам визуальных параметров:

Первая группа: яркость, контраст, освещенность, угловой размер знака и угол наблюдения;

Вторая группа: неравномерность яркости, блики, мелькание, расстояние между знаками, словами, строками, геометрические, и нелинейные искажения, дрожание изображения и т. д. (всего более 20 параметров) [7].

Однако не только конкретное значение каждого из перечисленных параметров определяет эргономическую безопасность. Главное, совокупность определенных сочетаний значений основных визуальных параметров, отнесенных к первой группе. Можно утверждать, что каждому значению рабочей яркости соответствуют определенные значения освещенности, углового размера знака (расстояния наблюдения), угла наблюдения, обеспечивающие оптимальные условия работы. И так для каждого из этих визуальных параметров.

Существенно влияет на зрительный дискомфорт выбор сочетаний цветов знака и фона, причем некоторые пары цветов не только утомляют зрение, но и могут привести к стрессу (например, зеленые буквы на красном фоне).

Визуальные параметры дисплеев могут быть также улучшены путем установки специальных антибликовых контрастирующих фильтров.

От значения коэффициента пропускания фильтра и коэффициента зеркального отражения зависит контрастность изображения, интенсивность бликов от внешних источников света и заметность мельканий, т. е., в конечном счете, зрительное утомление. В электронно-лучевых трубках передовые фирмы мира начали использовать с теми же целями темные стекла, чернение зазоров между ячейками люминофоров, антибликовые покрытия.

е) электронно-лучевая трубка монитора является потенциальным источником рентгеновского излучения.

Рентгеновское излучение относится к ионизирующим излучениям. Следствием его воздействия может быть головная боль, повышенная утомляемость, раздражительность, изменение состава клеток, и как следствие, высокая вероятность онкологических заболеваний. Основным способом защиты является нанесение на экран дисплея специальных поглощающих пленок. К организационным мерам защиты следует отнести ограничение времени работы за дисплеем, правильное размещение компьютера.

Все мониторы, соответствующие требованиям безопасности, снабжаются специальной схемой защиты пользователя в случае неисправности. Если напряжение на аноде становится слишком высоким, уровень рентгеновского излучения может повыситься. Поэтому мониторы снабжаются разрядниками, которые обеспечивают стекание энергии на землю в том случае, если напряжение становится избыточным. Иногда, особенно в условиях влажности, эта схема самопроизвольно срабатывает и вызывает помехи. Это проявляется как мгновенное «сворачивание» и последующее восстановление изображения.

До сих пор не обнаружено никакого влияния рентгеновского излучения экрана на здоровье. [7]

ж) воздействие электростатического поля – статического электричества – на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на ток возможна механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падении с высоты и т.д.

Люди, работающие в зоне воздействия электростатических полей, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна и прочее. Характерны склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостью и быстрой истощаемостью, неустойчивость показателей пульса и артериального давления.

Образующиеся заряды статического электричества устраняют чаще всего путем заземления электропроводных частей производственного оборудования. Сопротивление такого заземления должно быть не более 100 Ом. При невозможности устройства заземления практикуется повышение относительной влажности воздуха в помещении.

з) при работе с компьютером не следует исключать и такой фактор как электробезопасность.

Электробезопасность предусматривает исключение возможности поражения человека электрическим током. При поражении человека электрическим током основным поражающим фактором является ток, проходящий через его тело. При этом степень отрицательного воздействия тока на органы человека увеличивается с ростом тока. Вместе с тем исход поражения определяется и длительностью воздействия тока, его частотой, а также некоторыми другими факторами. Сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение также влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют значение тока, проходящего через человека.

Электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения, называется ощутимым током, а его минимальное значение пороговым ощутимым током [8].

Увеличение тока сверх порогового ощутимого вызывает у человека судороги мышц и неприятные болезненные ощущения, которые с ростом тока усиливаются и распространяются на все большие участки тела.

Электрический ток, вызывающий при прохождении через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник, называется не отпускающим током, а наименьшее его значение - пороговым не отпускающим током. Средние значения пороговых не отпускающих токов составляют: для мужчин 16 мА при 50 Гц и 80 мА при постоянном токе, для женщин (соответственно) 11 мА, 50 мА, для детей 8 мА, 40 мА.

Для обеспечения электробезопасности при работе с электрооборудованием, питающимся от трехфазной четырехпроводной сети применяется защитное зануление.

Опасность поражения током при прикосновении к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус или по другим причинам, может быть устранена быстрым отключением поврежденной электроустановки от питающей сети и вместе с тем снижением напряжения корпуса относительно земли. Этой цели служит зануление.

Зануление – преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Нулевым защитным проводником, называется проводник, соединяющий зануляемые части с глухо заземленной нейтральной точкой источника тока или ее эквивалентом. Эквивалентом нейтральной точки источника тока могут быть: средняя точка источника постоянного тока, заземленный вывод источника однофазного тока и т.п.

Принцип действия зануления – превращения замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (т.е. между фазным и нулевым защитным проводниками) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную электроустановку от питающей сети. Такой защитой являются: плавкие предохранители или максимальные автоматы, устанавливаемые для защиты от токов короткого замыкания.

Заключение

В ходе выполнения дипломного проекта в соответствии с заданием произведен обзор литературы по вопросу принципов построения импульсных источников питания, что полезно для понимания алгоритма работы схемы ИИП.

При выполнения дипломного проекта была изучена микросхема-контроллер для импульсных источников питания TDA16846. Были установлены преимущества, которые можно достичь при использовании данной микросхемы в схеме импульсных источников питания, на основании чего можно сказать, что разработанная ИМС-аналог будет востребована у производителей радиоэлектронной аппаратуры, поскольку современным образцам электронной техники предъявляются все более жесткие требования, к тому же при производстве на предприятии ОАО “Орбита” будет иметь меньшую цену.

Для микросхемы TDA16846 произведен анализ принципиальной электрической схемы на ПК с помощью системы автоматического проектирования электронных схем Orcad 9.2. Промоделированы все блоки ИМС и идентифицирована их работа, а также динамика работы ИМС в целом, что позволяет снизить вероятность ошибки при проектировании.

Для ИМС разработана физическая структура кристалла и технологический маршрут изготовления. Так же разработана библиотека элементов, а на основе ее топология при помощи пакета программ сквозного проектирования топологии ПАРОМ. При разработке физической структуры и топологии все технологические параметры ориентированы на производство данной ИМС на предприятии ОАО “Орбита”.

Размеры полученного кристалла ИМС 2,3х2,3 мкм.

Проектируемая микросхема разработана для использования в схемах источников питания телевизоров.

Список использованных источников

1 Митрофанов А.В., Щеголев А. И. Импульсные источники вторичного электропитания в бытовой радиоаппаратуре. — М.: Радио и связь, 1985. — 72 с., ил.

2 Найвельт Г.С. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Радио и связь, 1986. – 185с.

3 Коррекция коэффициента мощности во вторичных источниках электропитания / В. Григорьев, Е. Дуплякин // Электронные компоненты. – 2000. - №2.- с. 66-68.

4 Controller for Switch Mode Power Supplies Supporting Low Power Standby and Power Factor Correction TDA 16846 / Infinion technologies // ICs for Consumer Electronics. – 2000. – 24 c.

5 Матсон Э.А., Крыжановский Д.В. Справочное пособие по конструированию микросхем Мн.: Высш. шк., 1982. – 215 с.

6 Мелькина Н.Н. Методические указания к технико-экономическому обоснованию дипломных проектов. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2003.– 28 с.

7 Белов С.В., Ильницкая А.В., Козьяков А.Ф. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / Под общ. ред. С.В. Белова. 2-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 1999. – 448 с.

8 Пермогоров А. / О мониторах // Компьютеры от СПТК. – www.sptc.ru. – 2000

9 Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергия, 1979. – 408 с.

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Рисунок Д1

Рисунок Д2