6.2 Защита от инфракрасных излучений при эксплуатации разрабатываемой системы

Одним из опасных факторов при эксплуатации системы измерения температуры в печи для обжига керамики является наличие инфракрасного излучения от оборудования печи расположенного в цехе.

Проведем предварительный расчет интенсивности инфракрасного излучения от печи для обжига керамики. Печь оборудована теплоизоляционным экраном из термоизоляционного материала, который обеспечивает температуру внешних стенок печи ниже 45 °C. Однако передняя и задняя стенки печи не являются стационарными, что приводит к периодическому резкому увеличению интенсивности инфракрасного излучения. Рабочая температура в печи является 1000°C, максимальная – 1100 °C.

Найдем длину волны, при которой мощность излучения максимальна. Согласно закону смещения Вина

,

где – длина волны, μm;

– температура излучающего тела, К.

Таким образом,

μm.

Рассчитаем такое расстояние до печи, на котором нет необходимости использовать какие-либо дополнительные меры защиты. Это такое расстояние, на котором интенсивность потока излучения не превышает . При такой интенсивности потока не ограничивается длительность пребывания человека в зоне облучения и допускается воздействие излучения в течении 100 % рабочего времени.

Интенсивность излучения рассчитывается по формуле:

,

где

– площадь поверхности излучения (печи для обжига керамики имеют выходные отверстия размером , т.е. площадь поверхности излучения ),

– температура излучающей поверхности ( ),

– расстояние от источника излучения до человека,

– коэффициент проникновения (для кожи человека ).

Очевидно, что необходимое безопасное расстояние от печи будет превышать квадратный корень площади поверхности излучения ( ). Поэтому для расчета используем следующее неравенство:

.

Решим его:

Таким образом, для того чтобы обеспечить безопасные условия работы оператора разрабатываемой системы, его рабочее место необходимо размещать на расстоянии не менее чем от печи для обжига керамики.

6.3 Пути создания оптимальных условий труда на рабочем месте разработчика и пользователя системы

Условия труда определяются технологией производства, его организацией и трудовым процессом, с одной стороны, и окружающей работающего санитарно-гигиенической обстановкой – с другой. К санитарно-гигиеническим условиям труда относятся метеорологические факторы (температура, влажность и давление воздуха), загрязнение воздуха, шум, вибрация и др.

Эксплуатация системы производится с использованием ПЭВМ, поэтому требования к микроклимату рабочей зоны оператора системы определяются требованиями к микроклимату при эксплуатации ПЭВМ. Выполняемые оператором работы соответствуют категории работ 1а. Согласно ДСН-3.3.6.042-99 для данной категории должны обеспечи­ваться микроклиматические условия, приведенные в таблице 6.2.

Таблица 6.2 – Требуемые микроклиматические условия

Параметр микроклимата		Холодный период	Теплый период
Температура, °C	оптимальная	+22…+24	+20…+22
	допустимая	+21…+25	+16…+25
Относительная влажность, %	оптимальная	40…60	40…60
	допустимая	75	75, при t 24 ºC
Скорость движения воздуха, м/с	оптимальная	не более 0,1	не более 0,1
	допустимая	не более 0,1	0,1…0,2

Обеспечение оптимальных параметров микроклимата в цеху обеспечивается путем централизированого кондиционирования воздуха. Однако система кондиционирования проектировалась и внедрялась, ориентируясь на ранее выполняемые в цеху работы по эксплуатации печи. Эти работы относятся к другой категории работ, и, соответственно, обеспечивают микроклимат несколько отличный от оптимального для оператора системы. Для обеспечения оптимальных условий микроклимата для оператора системы необходимо предпринять несколько дополнительных мер, например, отделить рабочее место оператора от оборудования в цеху с помощью теплоизолирующих перегородок, установить местные системы кондиционирования расположенные в непосредственной близости от рабочего места оператора. Если же с помощью этих мер не удается добиться оптимальных параметров микроклимата, либо же обеспечиваемый в цеху микроклимат не соответствует требуемым (см. таблицу 6.2), то тогда рабочее место оператора необходимо расположить в другом помещении, в котором обеспечиваются требуемые безопасные условия работы.

Производственное освещение является одним из основных факторов производственной среды. От освещения рабочих мест зависит состояние органов зрения, нервной и сердечно-сосудистой систем, количество, качество и производительность труда. Свет положительно воздействует на обмен веществ в организме человека, является важным стимулятором организма. При неудовлетворительном освещении развивается близорукость, снижается качество и производительность труда, притупляется внимание, искажается информация. Возрастает возможность производственного травматизма и несчастных случаев. Слишком большая освещенность также опасна для органов зрения, так как существует опасность временного нарушения функции глаза, раздражение, резь в глазах, головные боли. Освещение не должно создавать резких теней и бликов. Частая приспосабливаемость, резкие тени, осветление слишком ярким светом утомляют глаза, снижают их защитную реакцию, теряется контрастность, чувствительность и острота зрения. Освещение должно быть таким, чтобы работающий хорошо видел процесс работы, не напрягал зрение и не наклонялся к изделию или прибору ближе, чем на 0.5 м.

Эксплуатация системы производится с использованием видео-дисплейного терминала, поэтому освещение рабочего места оператора системы должно соответствовать СНИП II‑4‑79/85/86.

При эксплуатации ИИС высоких температур необходимо использовать совмещенное освещение, являющееся комбинацией искусственного и естественного освещения. Естественное освещение создается светом солнца, применяется в светлое время суток. При естественном освещении освещенность рабочих мест зависит от времени суток, от периода года, метеорологических условий, географического расположения местности. При естественном освещении нормируется не абсолютное значение освещенности, а коэффициент естественного освещения:

,

где Евн  освещенность в заданной точке внутри производственного помещения;

Ен  одновременная наружная освещенность. Система естественного освещения – двустороннее боковое.

Коэффициент естественного освещения нормируется в зависимости от характеристики зрительных работ, от наименьшего размера объекта различения, от разряда зрительных работ, от устойчивости снежного покрова.

Согласно СниП II-4-79/85/86 КЕО нормируется для III пояса светового климата нормируемое значение КЕО для IV и V световых поясов определяется по формуле :

%,

где  нормируемое значение КЕО для III пояса светового климата;

 коэффициент светового климата;

 коэффициент солнечности климата.

Так как эксплуатацию системы можно отнести к категории зрительных работ очень малой точности (VI разряд) с минимальным размером объекта различения более 5 mm, это дает нам возможность определить нормируемое значение КЕО для Киева, который находится в IV поясе светового климата. Учитывая то, что нормируемое значение КЕО для третьего пояса светового климата для данной категории зрительных работ и минимального размера объекта различения =1.0 %, коэффициент светового климата m=0,9, коэффициент солнечности климата с=0,95, нормируемое значение КЕО для Киева равно:

Определим необходимую площадь оконных проемов, обеспечивающих нормированное значение КЕО. Необходимая площадь оконных проемов вычисляется по формуле:

где S - площадь окон в m²;

S_n –площадь пола в m²;

Кз=1.6 – коэффициент запаса;

Кзд=1.35 – коэффициент, учитывающий затемнение окон другими зданиями;

=15 – световая характеристика окон;

=0.5 – общий коэффициент светопропускания;

r₁=1,7 – коэффициент, учитывающий повышение КЕО за счет света, отраженного от поверхности помещения.

Таким образом, можно записать:

(6.1)

То есть площадь оконных проемов должна составлять 0,3278 часть от площади пола. При =150 m² получим:

Фактическая площадь оконных проемов составляет

= ,

где 8 – количество окон;

h – высота окон, h=3 m;

a – ширина окон, а=2 m.

Сравнив значения и , можно сделать вывод, что фактическая площадь оконных проемов достаточна для обеспечения нормированного значения КЕО.

Таким образом, для достижения оптимального режима естественного освещения в помещении, где эксплуатируется информационно-измерительная система для групповой градуировки преобразователей температуры рекомендуется:

• для помещений с площадью пола 150 m² площадь оконных проемов при боковом освещении должна быть не менее 49,17 m²;

• для помещений с площадью пола отличной от указаной выше расчет площади оконных проемов при боковом освещении определять согласно выражения (6.1);

• при эксплуатации системы в регионе не находящемся в IV поясе светового климата расчет площади оконных проемов при боковом освещении производить с учетом значений коэффициентов m и c, соответствующих данному региону, в порядке приведенном выше.

При отсутствии или недостаточности естественного освещения во время разработки или эксплуатации системы применяется искусственное освещение. При искусственном освещении освещенность нормируется в зависимости от характеристики зрительных работ, от наименьшего размера объекта различения, от разряда зрительных работ, от подразряда зрительных работ, от фона, от контраста объекта различения с фоном, от степени освещенности.

Для достижения оптимального режима искусственного освещения в помещении, где эксплуатируется ИИС высоких температур, рекомендуется:

• применять общую систему искусственного освещения;

• для искусственного освещения главным образом следует использовать люминесцентные лампы;

• для исключения засветки экрана монитора ПЭВМ прямыми световыми потоками светильники общего назначения необходимо располагать сбоку (преимущественно слева) от рабочего места, параллельно линии зрения оператора и стене с окнами.

Расчет необходимого количества светильников произведем методом коэффициента использования светового потока.

Поток одной лампы рассчитывается по формуле:

, (6.2)

• где Е = 300 – минимальная освещенность, лк;

• K = 1,5 – коэффициент запаса;

• S – площадь помещения, m²;

• Z = 1,1 – коэффициент неравномерности освещения;

• Fл – световой поток, Лм;

• N – количество светильников;

• n = 2 – количество ламп в светильнике.

•  – коэффициент использования светового потока, который определяется в зависимости от индекса помещения i;

• Индекс помещения определяем по формуле:

i =

• где А = 15 m – длина помещения,

• В = 10 m – ширина помещения,

• Нр =3 m – высота подвесов светильников.

• Тогда в соответствии с i по справочнику выбираем коэффициент  = 0,59.

• Таким образом, световой поток одной лампы, определяемый по формуле (6.2), равен:

= 62923 Лм

• Выбираем светильники ЛП 001 с двумя лампами ЛБ – 40 (поток ЛБ – 40 3200 Лм соответственно поток светильника 6400).

• Необходимое минимальное число светильников определяется по формуле:

, (6.3)

• где Fл – необходимый световой поток,

• Fсв – световой поток одного светильника ЛП 001.

• Подставив значения световых потоков, в выражение (6.3) получим:

• 

• Таким образом, минимальное количество светильников, необходимое для обеспечения требуемой освещенности помещения для разработки и эксплуатации информационно-измерительной системы равно десяти .

При проведении работ по установке, замене и демонтажу датчиков, необходимо использовать переносные светильники с напряжением питания, не превышающем 40 В.

Контроль освещенности должен производиться не реже одного раза в квартал, а также после ремонта или замены светильников. Должна осуществляться своевременная замена вышедших из строя светильников, чистка ламп, светильников и остеклений светопроемов.

Так как в цеху по обжигу керамики выделение грязи и копоти достаточно сильное, то проводить очистку светильников, ламп и остеклений светопроемов необходимо не реже чем раз в квартал.

Также необходимо периодически проводить проверку сопротивления изоляции проводов, питающих источники освещения.

Разработка системы производилась с использованием персональной электронно-вычислительной машины и, соответственно, видео-дисплейного терминала. Таким образом, к освещенности рабочего места разработчика системы выдвигаются требования, аналогичные вышеперечисленным, т.е. согласно СНИП II-4-79/85/86.