1.2. Воздействие условий эксплуатации на характеристики приборов

Совокупность характеристик внешней среды, в которой должны находиться приборы как во время работы, так и выключенном состоянии и называют условиями эксплуатации.

В соответствии со степенью внешних воздействий выделяют обратимые изменения параметров прибора, имеющие временный характер и самоустраняемые, и не обратимые накапливающиеся изменения, в том числе разрушение деталей и конструкции в целом. Воздействие на прибор температуры прежде всего изменяет характеристики узлов и деталей прибора; конденсаторов, резисторов, переключателей, детектирующих элементов, источников питания. Кроме того, различный коэффициент теплового расширения или неравномерный нагрев конструктивных элементов могут привести к деформации и поломке прибора. Температура существенно влияет также на механические и электрические свойства некоторых материалов. Резкие ее колебания могут привести к появлению микротрещин. Особенно критична к температурным перепадам хрупкая конструкция узла сопряжения сцинтиллятора со световодом и ФЭУ (в сцинтилляционных счетчиках). Изменение давления приводит к деформации элементов. Появление в воздухе твердых частиц пыли и дыма повышает трение в движущихся деталях, изменяет сопротивление изоляции.

Вода хорошо проводит электрический ток, поэтому образование водной пленки заметно ухудшает изоляционные свойства материалов. Гигроскопические материалы (бумага, картон, некоторые пластмассы и кристаллы) в условиях повышенной влажности поглощают воду, разбухают и перестают выполнять свои функции в приборе. Меняются параметры конденсаторов, катушек индуктивности, трансформаторов и резисторов, межэлектродные емкости и т.п.

Вода с растворенными в ней солями и кислотами сначала разрушает поверхностные покрытия, а затем проникает вглубь, поэтому совокупность влажного воздуха и загрязнений создает условия для особенно быстрого разрушения конструктивных материалов приборов.

Для борьбы с этими воздействиями приборы прежде всего герметизируют и устанавливают на них уплотняющие прокладки, за счёт чего устраняется действие влаги на внутренние части прибора, выбирают соответствующие материалы (негигроскопичные, коррозионно - стойкие и т.п.); приборы и детали покрывают плёнками металлов и лаков, пропитывают и заливают специальными составами (компаундами); вводят в конструкцию приборов сушильные агрегаты и поглотители влаги (например, силикагель).

Воздействию грибков (плесени) в наибольшей степени подвержены детали, изготовленные из органических материалов. При интенсивном грибкообразовании ухудшаются свойства изоляторов, а при длительном воздействии грибков материалы могут разрушаться.

Механические воздействия особенно опасны для случая, когда резонансная частота колебаний какой—либо части прибора или прибора в целом лежит в пределах спектра частот воздействующих сил, поскольку при этом перегрузки могут возрасти в десятки раз.

Электрические и магнитные поля сильнее всего воздействуют на элементы приборов, имеющих электронную фокусировку (например, ФЭУ), а также на показания индикаторных устройств (в частности, стрелочных приборов). В результате влияния этих полей в деталях приборов возникают помехи и наводки, которые могут нарушить их нормальное функционирование.

Воздействие на аппаратуру ионизирующих излучений изменяет характеристики материалов, радиодеталей и, как следствие, приборов в целом, нарушая их работоспособность.

Наиболее уязвимы для действия радиации полупроводниковые приборы и другие изделия, параметры которых критичны к небольшим изменениям в структуре или составе конструкционных материалов. Реальные климатические и механические воздействия на приборы могут изменяться в значительных пределах, что затрудняет оценку влияния. Наиболее рациональным выходом является использование граничных значений, таких как допустимые минимальная и максимальная температура окружающей среды, максимальная влажность, частота и ускорение вибраций и т.д.

Влияние внешних воздействий на работу приборов характеризуется дополнительными погрешностями — изменением показаний приборов.

Например, дополнительную погрешность, обусловленную изменением температуры, указывают на каждые 10° С изменения температуры (как правило эта погрешность не должна превышать 1/2 основной погрешности прибора. Диапазон характеризующих внешние воздействия величин, для которых нормируются дополнительные погрешности прибора или гарантируется сохранение характеристик в пределах норм, указанных для нормальных условий, называют рабочими условиями. Только в этих условиях приборы могут выполнять свои функции с заданной точностью. Вся радиационная аппаратура, в том числе приборы ТК ДРМ разделяется по основным условиям эксплуатации на пять групп. Рабочие и предельные климатические условия, а также предельные механические воздействия для каждой группы указаны в табл. 4.4