РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ РЕНТГЕНО-ДИАГНОСТИЧЕСКОГО АППАРАТА

Надежностью аппарата называется свойство аппарата выполнять заданные

функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных

показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям работы, технического обслуживания, ремонта, хранения, транспортировки.

Надежность - это способность системы, аппарата, прибора выполнять заданные

функции на требуемом уровне в течение определенного промежутка времени.

От расчета надежности необходимо иметь логическую модель безотказной работы системы аппарата.

Проанализировав электрическую схему данного устройства, можно сказать, что

при отказе одного элемента или компонента схемы отказывает вся система.

Надежность устройства зависит от большого числа факторов, которое можно

свести к следующим видам:

~ эксплуатационные;

~ конструктивные;

~ производственные.

Эксплуатационные факторы связаны с качеством эксплуатации, квалификацией

обслуживаемого персонала, неблагоприятными воздействиями внешних условий, а также длительностью работы прибора.

Конструктивные факторы связаны с тем, какие элементы используются и в каких ремонтах они работают, какие схемы и конструктивные решения приняты в

процессе проектирования.

Производственные факторы ограничивают надежность аппаратуры. К ним

относятся такие факторы, как недостатки производственных технологических

процессов, нарушения технологии изготовления, нарушения монтажа аппарата,

системы.

Большинство неисправностей электронной медицинской аппаратуры носят

случайный характер и обусловлены многими трудно учитываемыми факторами. К

таким факторам относятся: влажность, температура окружающей среды, вибрации,

удары.

Используется математический анализ теории вероятности, позволяющий найти

характеристики надежности аппаратуры.

В зависимости от полноты учета факторов, влияющих на работу изделия

различают:

» Прикидочный расчет надежности;

» Ориентировочный расчет;

» Окончательный расчет надежности;

Так, как режим работы рентгеновских аппаратов известен, то используют окончательный расчет.

Сущность окончательного расчета, сводится к определению количественных

характеристик надежности устройства, при котором оценивается вероятность

безотказной работы.

Под вероятностью безотказной работы понимается вероятность того, что

элементы или система будут работать и сохранять параметры в установленных

пределах в течение данного промежутка времени, при определенных условиях

эксплуатации.

Для расчета вероятности безотказной работы в течение заданной наработки воспользуемся формулой

,

где P(t_p) – вероятность безотказной работы в течение заданной наработки (0,t_p);

λ_i – интенсивность отказов i-го элемента;

t_p – время наработки

При этом интенсивность отказов системы

,

а среднее время наработки до отказа

T=1/ Λ

Интенсивность отказов элементов и компонентов с учетом эксплуатации определяется по формуле

λ_i=λ_о∙K₁∙K₂∙K₃∙K₄∙α_i(T,K_н) ,

где λ_о – номинальная интенсивность отказов;

K₁ и K₂ – поправочные коэффициенты в зависимости от воздействия механических факторов;

K₃ – поправочный коэффициент в зависимости от воздействия влажности и температуры;

K₄ – поправочный коэффициент в зависимости от давления воздуха;

α_i(T,K_н) – поправочный коэффициент в зависимости от температуры компонента (Т) и коэффициента нагрузки (K_н).

Так как эксплуатация прибора предполагается в лабораторных условиях, при влажности 60%,температуре 20°С, то поправочные коэффициенты K₁=1,3; K₂=1,05; K₃=2,0; так как высота над уровнем моря составляет 1км, то поправочный коэффициент K₄=1,0.

Подбираем элементы и высчитываем интенсивность отказа:

Микросхема К140УД6

λ₁=0,013*10^-6*1,3*1,05*1*2*0,72=0,025553*10^-6

так как количество N_i=1, то λ₁=0,025553*10^-6

Резистор постоянный

λ₂=0,087*10^-6*1,3*1,05*2*1*0,2=0,047502*10^-6

N_i=27, λ₂=27*0,047502*10^-6 =1,28255*10^-6

Транзистор КТ3102А

λ₃=0,84*10^-6*1,3*1,05*2*1*0,7=1,60524*10^-6

N_i=2 , λ₃=3,21048*10^-6

Конденсатор КТ4-21

λ₄=0,15*10^-6*1,3*1,05*2*0.15*1=0,06143*10^-6

N_i=1 , λ₄=0,06143*10^-6

Диод выпрямительный

λ₅=0,2*3*1,05*2*1*1=0,546*10^-6

N_i=2 , λ₅=1,092*10^-6

Плата

λ₆=0,07*10^-6*1,3*1,05*1*2*1=1,9*10^-6

N_i=2 , λ₆=0,0546*10^-6

Пайка

λ₇=0,01*10^-6*1,3*1,05*1*2*1=0,0273*10^-6

N_i=200 , λ₇=5,46*10^-6

Соединение пайкой

λ₇=0,01*10^-6*1,3*1,05*1*2*1=0,0273*10^-6

N_i=188 , λ₇=5,1324*10^-6

Подсчитаем интенсивность отказа системы

Λ=∑ λ_i= 0,025553*10^-6+0,06143*10^-6+1,28255*10^-6+3,21048*10^-6+1,092*10^-6 +0,0546*10^-6+5,46*10^-6+5,1324*10^-6=16,29602*10^-6

Среднее время наработки отказа Т=1/16,29602*10^-6=613873 ч

Вероятность безотказной работы в целом

P(t)=e^-t∙Λ= =0.85

Для 100000 часов

Р(t)= =0.2

Для 200000 часов

Р(t)= е =0.038

Для 300000 часов

Р(t)= е =0.0075

Для400000 часов

Р(t)= е =0.0015

Рис.16. График зависимости вероятности безотказной работы от времени

Согласно полученным данным и построенному графику можно сделать вывод, что в выбранных условиях прибор может работать надежно достаточно продолжительный срок.

Заключение

В современных условиях рентгенодиагностические аппараты необходимы для оказания квалифицированной помощи, проведения профилактических осмотров населения.

Надежностью аппарата называется свойство аппарата выполнять заданные

функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных

показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям работы, технического обслуживания, ремонта, хранения, транспортировки.

Надежность - это способность системы, аппарата, прибора выполнять заданные функции на требуемом уровне в течение определенного промежутка времени.

Проделав данную работу, я рассчитал

Среднее время наработки отказа Т=1/16,296*10^-6=61365 ч

Вероятность безотказной работы в целом

P(t)=e^-t∙Λ=e^{-16,296*10-6 ∙10000}=0.85

Список используемой литературы

1. Диоды. Справочник / Григорьев С.П., Вамятин В.Я.- м.: Радио и связь, 1990

2. Кистиков В.Г, Парфенов Е.М, Шахнов В.А, Источники электропитания электронных средств.- М.: Радиосвязь,1985

3. Кудрявцев П.С. История физики М.: 1956

4. Кудрявцев П.С. Курс физики - М.: Просвещение,1974

5. Справочник конструктора РЭА. Компоненты, механизмы, надежность/Варламов В.Г.-М.: Радиосвязь, 1985

6. Справочник по электрическим конденсаторам

7. Конденсаторы. Справочник / Горячева Г.Д, Добромыслов Е.Р..М.: Радиосвязь, 1984

8. Цифровые и интегральные схемы. Справочник – Минск, 1991

9. Резисторы Справочник / Андреев Ю.Н., Атонян А.Ч.- М.: 1981

10. Теория надежности радиоэлектронных систем в примерах и задачах. Учебное пособие. Дружинин Г.В.- М. Энергия, 1976.

11. Разработка и оформление конструкторской документации радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. Романычева Э.Г.- М. Радио и связь, 1989.

12. Техническое обслуживание медицинской техники (методические рекомендации).

13. Сайт http://texnic.ru/medtex/medtex.htm

14. Паспорт рентгенодиагностического аппарата 5Д1

15. Паспорт Флюорографа цифрового ФЦ-01‑«Электрон»

16. Паспорт маммографа рентгеновского «МАММО-4-МТ»

17. Паспорт рентгеновского аппарата 6Д4

Поиск по сайту: