Материалы сайта
Это интересно
Багаторезонаторний магнетрон безперервної дії з коаксіальним виводом енергії
9. Цивільна оборона. 9.1Дія іонізуючого та електромагнітного випромінювань на радіоелектронні енергетичні системи. В елементній базі під дією іонізуючих випромінювань можлива зміна майже всіх електричних і експлуатаційних характеристик, що залежить від протікання процесів іонізації і порушення структури матеріалів. Основні електричні параметри, що визначають радіаційну стійкість, наведені в табл. 1 Таблиця 1. |Види і класи елементів |Найбільш критичні параметри при утворенні в | | |елементах | | |Відновлюваних змін |Невідновлювальних змін | |Транзистори |Струм через |Коефіцієнт підсилення, | | |зворотньозміщений перехід|зворотній колекторний | | | |струм | |Напівпровідникові діоди|Струм насичення, пряме |Зворотна гілка | | |попадання напруги |вольт–амперної | | | |характеристики | |Резистори |Опір |Опір | Практика експлуатації РЕА в умовах радіоактивних випромінювань дозволяє зробити такі висновки: 1. РЕА втрачає працездатність при деяких рівнях радіації (критичних) миттєво. 2. В елементах схем РЕА можуть початися відновлювані (невідновлювані) зміни через деякий час після радіоактивного зараження при рівнях радіації значно нижчих від критичних. При електромагнітному випромінюванні на виникнення електромагнітного імпульсу затрачається найбільша доза ядерної енергії, але він може викликати високі імпульси струмів і напруг в провідниках і кабелях зв’язку, електропередач, систем обчислювальних машин і автоматичних систем управління, антенах радіостанцій тощо. Імпульсна напруга найбільш легко виникає в високоомних неекранових і несиметричних колах. В результаті наявності таких кіл імпульсу струму чи напруги проникає в систему і спричинює пошкодження, ступінь яких залежить від чутливості складових системи вузлів. Серйозні пошкодження викликає електромагнітний імпульс в роботі цифрових і контрольних приладів. Електромагнітний імпульс може поширюватися на десятки і сотні кілометрів в навколишньому середовищі і по різних комунікаціях (мережах електро– і водопостачання, провідникового зв’язку тощо), здійснюючи вплив на об’єкти там, де ударна хвиля, світлове випромінювання і проникаюча радіація втрачають своє значення як уражаючі фактори. Електромагнітний імпульс являє собою велику небезпеку для апаратури, добре захищеної від дії інших уражаючих факторів. Тому слід пам’ятати про те, що захист апаратури від механічних пошкоджень не захищає від дії електромагнітного імпульсу. Апаратура може вийти з ладу, знаходячись в надійно захищених спорудах. Електромагнітний імпульс пробиває ізоляцію, випалює елементи електросхем радіоапаратури, викликає коротке замикання в радіопристроях, іонізацію діелектриків, спотворює або повністю стирає магнітний запис, лишає пам’яті ЕОМ. Найбільш часто виходять з ладу напівпровідникові прилади, резистори, конденсатори. В резисторах електромагнітний імпульс викликає іскріння в міжконтактних з’єднаннях, що приводить до локального нагріву і порушує опір покриття. В конденсаторах електромагнітний імпульс викликає нагрів шару металізації і його вигорання, порушення контактів між обкладками і виводами. 9. 2.Оцінка стійкості роботи багаторезонаторного магнетрону з хвилеводним виводом енергії в умовах дії іонізуючих випромінювань. Початковими даними є: 1. Рівень радіації через 1 год. після аварії Р1max = 4 Р/год. 2. Максимальне значення часу протягом якого повинна працювати апаратура tр max = 8 год. 3. Коефіцієнт ослаблення радіації Косл = 7. 4. Час початку опромінення tп = 12 год. За критерій стійкості роботи приймаємо максимальне значення експозиційної дози (потужності дози), при якому радіоелектронна система буде працювати з потрібною якістю. Оцінку стійкості проводимо в такій послідовності: 1. Аналізуємо принципову електричну схему і визначаємо елементи, від яких залежить його функціонування. 2. За таблицями 11.2 [42] визначають граничні значення експозиційних доз, при яких в елементах можуть виникнути зворотні зміни, але елемент ще буде працювати. Дані заносимо в табл.2. Таблиця 2 |Елементи РЕА |Д гр і, Р |Д гр, Р | |Діелектрик |108 |107 | |Кераміка |107 | | 3. По мінімальному значенню Д гр і визначаємо границю стійкості роботи в цілому. Це значення заносимо в табл. 2. 4. Можлива експозиційна доза опромінення за встановлений час tр max: [pic] [pic] 5. Висновки: 5.1 максимальне значення рівня радіації Р1max = 4 Р/год ; 5.2. можлива доза опромінення Дем = 1,2 Р; граничне значення дози Дгр = 107 Р; Оскільки Дгр( Дем, то аппаратура буде працювати протягом потрібного часу стійко. 9. 3 Оцінка стійкості роботи багаторезонаторного магнетрона з хвилеводним виводом енергії в умовах дії електромагнітних випромінювань. За критерій стійкості роботи радіоелектронних систем в цих умовах приймаємо коефіцієнт безпеки: [pic] де [pic] – допустимі коливання Uж; [pic] – напруга наводки в вертикальних (горизонтальних) струмопровідних частинах. Початкові дані: 1. Вертикальна складова напруженості електричного поля Ев = 18 кВ/м; 2. Напруга живлення Uж = 200 В. Оцінка стійкості ведеться: 1. Визначається горизонтальна складова напруженості електричного поля Ег = 10–3*Ев = 18*10–3 кВ/м; 2. Допустиме коливання: [pic] 3. Радіоелектронна система поділяється на окремі функціональні дільниці – блок управління, блок живлення. 4. На кожній ділянці визначається максимальна довжина струмопровідних частин (в горизонтальній і вертикальній площинах) lв і, lгі, м. lв і = 0,02 м; lгі = 0,2 м. 5. Напруги наводок визначаються: Uв = Ег * lв і Uг = Ев * lг і Uв = 18 * 0,02 = 0,36 В Uг = 18 * 0,2 = 3,6В 6. Визначається коефіцієнт безпеки: Кбві; Кбгі Кбві = 20lg Uд/Uв= 20lg 220/0,36 = 55 дБ; Кбгі = 20lg Uд/Uг = 20lg 220/3,6 = 36.5 дБ. 7. Потім значенню Кбві і Кбгі визначається границя стійкості роботи апаратури в цих умовах, тобто визначається Кбвгр; Кбг гр Кбвгр = 55 дБ > 40 дБ; Кбг гр = 37 дБ < 40 дБ. 8. Висновки: оскільки Кбвгр = 55 дБ > 40 дБ, Кбг гр = 37 дБ < 40 дБ, то розробимо заходи по підвищенню стійкості, головним з яких є екранування. Методика розрахунку мідного екрану прямокутної форми: 1) визначається перехідне затухання екрану: А = 5,2*t*(f, дБ , f = 15000 Гц, А = 5,2*0,25*(15000 = 160 дБ 2) горизонтальна складова напруженості електричного поля на виході екрану Ег1 визначається з формули : А = 20lg Ег/ Ег1, тоді Ег1 = Ег – А/20 = 10 3) напруга наводки: Uг1 = 10 * 0,2 = 2 В 4) визначимо коефіцієнт безпеки Кбг1 = 20lg Uд/Uг1 = 20lg 220/2 = 42 дБ. Кбг1 ( 42 дБ, отже умова виконується і апаратурв буде працювати стійко. ----------------------- [pic]