Оцінювання надійності біотехнічної системи

3.3 Оцінювання надійності біотехнічної системи

Розрахунок надійності пристрою полягає у визначенні показників надійності виробу за відомими характеристиками надійності складових елементів і умовами експлуатації. Вихідними показниками розрахунку надійності є інтенсивності відмов блоків БТС за нормальних умов.

Вихідні дані для розрахунку надійності технічної складової БТС наведені у табл. 3.1.

Таблиця 3.1 – Вихідні дані для розрахунків

Блок БТС	Інтенсивність відмов , год–1	Гарантійний період t, год
1. Вхідний фільтр	0,000012	5100
2. Детектор	0,000013	9500
3. Вхідний підсилювач	0,000006	6300
4. Канал виміру енергії	0,000007	5500
5. Канал виміру потужності	0,000001	9200
6. Канал виміру тривалості	0,000016	8600
7.Амплітудний детектор	0,000017	7700
8. Контролер	0,000012	5100

Продовження таблиці 3.1

9. Компаратор	0,000004	6300
10. АЦП	0,000004	10000
11. Дисплей	0,000013	9100

Одразу визначимо період t_min, який за принципом найслабшої ланки визначатиме гарантійний термін роботи всієї БТС. t_min=5100 год.

Скористаємось методикою розрахунку структурної експлуатаційної надійності за допомогою аналізу безвідмовної роботи технічної складової БТС.

В загальному випадку математична модель має вигляд:

, (3.2)

де l_е – експлуатаційна інтенсивність відмов, год^-1;

l₀ – інтенсивність відмов за нормальних умов і номінального електричного навантаження, год^-1;

К_і – складові коефіцієнти математичної моделі.

Для технічної складової БТС сумарна інтенсивність відмов складе:

, (3.3)

0,000012+0,000013+0,000006+0,000007+0,000001+0,000016+0,000017+0,000012+0,000004+0,000004+0,000013)=0,000084

де К_АМ – коефіцієнт, який залежить від амортизації технічної складовоої; за відсутності системи амортизації у виробі К_АМ = 1; у випадку наявності системи амортизації К_АМ = 0,8;

К_ОБСЛ – коефіцієнт, який залежить від якості технічного обслуговування електронної апаратури; для побутових виробів К_ОБСЛ = 1; у випадку неперіодичного технічного обслуговування К_ОБСЛ = 0,9; у випадку періодичного ТО з періодом більше місяця К_ОБСЛ = 0,8; якщо періодичність ТО складає від 1 тижня до 1 місяця, то К_ОБСЛ = 0,7; якщо періодичність ТО менше тижня, то К_ОБСЛ = 0,6;

l_еі – експлуатаційна інтенсивність і-го блоку БТС;

n – кількість блоків у системі.

Надійність пристрою характеризується напрацюванням на відмову, що обчислюється за формулою

. (3.4)

Т=1/0,000084=9541,985

Обчислимо ймовірність безвідмовної роботи технічної складової БТС за класичною методикою. У загальному випадку на інтервалі часу від 0 до t ймовірність безвідмовної роботи буде визначатись за формулою

. (3.5)

У випадку лінійності функції , що має місце у основній частині життєвого циклу радіоелектронної апаратури (тобто ), попередню формулу можна переписати у вигляді

. (3.6)

Р1(t)=e^{-0,000012*5100}=0,940635; Р7(t)=e^{-0,000017*7700}=0,877306;

Р2(t)=e^{-0,000013*9500}=0,883822; Р8(t)=e^{-0,000012*5100}=0,940635;

Р3(t)=e^{-0,000006*6300}=0,962906; Р9(t)=e^{-0,000004*6300}=0,975115;

Р4(t)=e^{-0,000007*5500}=0,962232; Р10(t)=e^{-0,000004*10000}=0,960789;

Р5(t)=e^{-0,000001*9200}=0,990842; Р11(t)=e^{-0,000013*9100}=0,888429.

Р6(t)=e^{-0,000016*8600}=0,871447;

Обчислимо ймовірності безвідмовної роботи Р_і для кожного блоку технічної складової БТС.

На основі одержаних даних можна обчислити загальну ймовірність безвідмовної роботи Р_ТС технічної складової БТС. Її значення залежить від взаємного підключення блоків БТС. У випадку послідовного з’єднання блоків відмова бодай одного з них призведе до виходу з ладу цілої системи. У випадку паралельного сполучення система зможе продовжити функціонування.

Для послідовно сполучених блоків загальна ймовірність безвідмовної роботи визначається за формулою

. (3.7)

Для паралельно сполучених блоків

. (3.8)

Проведемо розрахунок ймовірності безвідмовної роботи технічної складової нашої БТС на основі її функціональної схеми.

На рисунку 3.1 педставлене схематичне зображення структурної схеми технічної складової БТС.

Рисунок 3.1 - Схематичне зображення структурної схеми технічної складової БТС

На схемі 1 – вхідний фільтр; 2 – детектор; 3 – вхідний підсилювач; 4 – канал виміру енергії; 5 – канал виміру потужності; 6 – канал виміру тривалості; 7 – амплітудний детектор; 8 – контролер; 9 – компаратор; 10 – АЦП; 11 – дисплей.

Р_8-11 = 1 – (1 – Р₈) (1 – Р₁₁) = 1 – (1 – 0,940635)*(1 – 0,888429)=0,993377;

Р_7-10 = 1 – (1 – Р₇) (1 – Р₁₀) = 1 – (1 – 0,877306)*(1 – 0,960789)=0,995189;

Р_9-11 = Р₉ *Р_7-10* Р_8-11=0,975115*0,993377*0,995189=0,963996;

Р_4-11 = Р₄ *Р_9-11* Р₅* Р₆=0,962232*0,963996*0,990842*0,871447=0,800941;

Р= Р₁ *Р₂* Р₃* Р_4-11=0,940635*0,883822*0,962906*0,800941=0,61695.

Розрахуємо значення інтенсивності відмов технічної складової БТС:

.

.

Отже, класифікація елементів технічних систем за ступенем стандартизації і походженням досить важлива для оцінки ремонтопридатності та економічності конструкції. За ступенем стандартизації технічної системи можна судити про доцільність і можливі масштаби її виробництва в рамках даного підприємства.

З економічної точки зору число оригінальних деталей повинно бути якомога меншим, оскільки вони характеризують вимоги до конструкторської і технологічної підготовки виробництва. При мінімальній кількості оригінальних деталей сприятливі умови для організації серійного і масового виробництва.

В даному приладі немає оригінальних деталей.

ВИСНОВОК

Флуориметрія (люмінесцентний аналіз) заснований на вимірюванні вторинного випромінювання, що виникає в результаті взаємодії ультрафіолетового випромінювання з визначальним компонентом. Зміст катіонів, що не володіють власною люмінесценцією, визначають за допомогою флуоресцентних реакцій комплексів катіонів з органічними реагентами. Для визначення змісту індію, галію, танталу і ін.

Метод флуориметрії в 10 - 100 разів чутливіший абсорбційної спектрофотометрії, але флуоресцентними властивостями володіє тільки обмежене коло сполук: ароматичні, особливо з конденсованими структурами, гетероциклічні та карбонільні сполуки. З фармацевтичних субстанцій визначенням методом флуориметрії підлягають амінокислоти (фенілаланін, триптофан, тирозин), алкалоїди (стрихнін, резерпін, хінін), вітаміни (фолієва кислота, рибофлавін, ретинолу ацетат), стероїдні гормони (етинілестрадіол).
Інтенсивність флуоресценції вимірюється в умовних одиницях, пропорційних відгуку детектора і позначається символом I.

Метою даної курсової роботи було розглянути та проаналізувати систему флуориметрії, розглянути прилади для флуориметрії та на їх основі розробити структурну та функціональну схеми для даних типів приладів, що ми і зробили в роботі. Завдання курсової роботи були виконані, а саме:

1. Провели огляд біологічної складової біотехнічної системи та проаналізували принципи взаємодії її з технічною складовою.

2. Провели аналіз технічної складової біотехнічної системи.

3. Розробили схему електричну структурну та схему електричну функціональну біотехнічної системи.

4. Здійснили оцінювання функціональних характеристик біотехнічної системи, тобто зробили її класифікацію, оціннювання ефективності та надійності.

5. Зробили відповідні висновки.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Гришаева Т. И. Методы люминесцентного анализа. — С.-Петербург: НПО «Профессионал», 2003. — 226 с.

2. Харитонов Ю.Я. «Аналитическая химия. Аналитика 2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы». - "ГЭОТАР-Медиа", 2014. – 554 с.

3. Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия, Ч.1 / Редкол.: Калинкин И. П. и др.. — СПб.: АНО НПО «Мир и семья», 2002. — 964 с.

4. Лакович Д. Основы флуоресцентной спектроскопии. М.: Мир. 1986.

5. Министерство здравоохранения российской федерати «Общая фармакопейная статья: Флуориметрия» ОФС. Взамен ГФ ХП, ч.1 ОФС 42-0045-07

6. Технічна документація до Edinburgh LifeSpec II

7. Технічна документація до PD-303S.

ДОДАТКИ

Додаток А

Схема електрична структурна

Додаток Б

Схема електрична функціональна