Научно-исследовательская часть

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Оглавление.

1. Введение

2. Научно-исследовательская часть

2.1 Обоснование выбора оптической схемы КТВС

2.2 Габаритный расчет и светоэнергетический расчет

2.3 Аберрационный расчет объектива НУТВ

Вывод

3. Конструкторская часть

3.1 Анализ основных вариантов исполнения КТВС

3.2 Описание конструкции КТВС и ее узлов

Вывод

4. Технологическая часть

4.1 Общие сведения об оптических волокнах и изготовляемых из них деталях

4.2 Изготовление МКП

4.3 Изготовление ВОЭ180

4.4 Изготовление вакуумного блока ЭОП

Вывод

5. Организационно-экономическая часть

5.1 Определение сроков проведения НИОКР

5.2 Расчёт стоимости проведения НИОКР

5.3 Технико-экономическое обоснование

Вывод

6. Охрана труда и экология

Вывод

7. Заключение

Введение

Российская Федерация является одним из самых богатых морскими биоресурсами государств. Качество продуктов, добытых в Каспийском и дальневосточных морях, известно во всем мире. Морской промысел приносит существенную прибыль частным и государственным компаниям и, если ведется легально, является весьма доходной статьей местных бюджетов.

Однако в последнее время наблюдается существенный рост нелегального промысла, который не только не приносит дохода государству, но и наносит непоправимый вред окружающей среде.

Двумя основными причинами этого явления являются несовершенство законодательства, а также разница в технической оснащенности т. н. "браконьеров" и сотрудников правоохранительных органов. Первые пользуются новейшими техническими достижениями:

· системы спутниковой навигации;

· акустические приборы для поиска рыбы;

· оптические приборы наблюдения за окружающей обстановкой;

В результате при приближении сотрудников правоохранительных органов преступники сбрасывают в море нелегально добытую живность и несоответствующую нормам снасть. Юридически доказать факт незаконного промысла становится практически невозможно.

Эта неблагоприятная ситуация лишь усугубляется в ночных условиях, когда заниматься браконьерством можно почти безнаказанно.

Ясно, что назрела необходимость оснащения сотрудников правоохранительных органов наблюдательными комплексами, которые позволили бы:

· скрытно (с большого расстояния) вести наблюдение за рыболовецким судном;

· распознавать название судна, нанесенное на его борт;

· определять географические координаты судна;

· проводить видеосъемку обстановки на палубе;

· работать в круглосуточном режиме.

Проводящиеся в данный момент в мире научные разработки в области:

· технологии изготовления видеокамер на основе матричных приемников излучения (МПИ) с пространственно-зарядовой связью (ПЗС);

· технологии изготовления усилителей яркости – электронно-оптических преобразователей;

· технологии изготовления быстродействующих микропроцессоров для цифровой обработки информации и управления приборами;

· технологии изготовления микрогироскопов и микроакселерометров для создания на их основе миниатюрных систем позиционирования;

· технологии автоматизированного расчета оптических систем;

· развития спутниковых систем навигации (в том числе отечественных) позволяют создать такой комплекс.

В данном дипломном проекте приведено техническое обоснование оптико-электронной системы комплекса.

Конструкторские проработки предусматривают такой подход к проектированию системы, который обеспечит технические требования при минимальной стоимости. По своему принципу построения разработанная в дипломном проекте круглосуточная оптико-телевизионная система (КТВС) является модульной, базируется на трех основных узлах:

· низкоуровневая телевизионная система (НУТВ), имеющая в своем составе ЭОП;

· дневная телевизионная система (ДТВ);

· лазерная осветительная система (ЛОС) на основе пяти полупроводниковых лазеров.

Данная КТВС располагается на поворотном устройстве, оснащенном бесплатформенной инерциальной системой (БИНС), которая определяет угловые координаты цели относительно комплекса.

ЭОП работает в режиме стробирования. Это позволяет не только уменьшить помеху обратного рассеяния (что крайне важно в плохих погодных условиях), но и использовать НУТВ как дальномер, определяющий расстояние до цели.

В системе цифровой обработки изображения применен алгоритм распознавания надписей, существенно повышающий надежность распознавания.

Спутниковая система навигации при известных географических координатах комплекса, относительных угловых координатах цели, расстоянии до цели может определить ее географические координаты.

Все эти данные выводятся на монитор, где их наблюдает человек-оператор.

Таким образом, КТВС – это сложный оптико-электронный прибор, выполняющий задачи в составе наблюдательного комплекса. Дипломный проект посвящен созданию современной КТВС, не уступающей по своим характеристикам зарубежным аналогам.

В дипломном проекте на тему "Проектирование круглосуточной оптико-телевизионной системы" содержатся следующие части: научно-исследовательская, конструкторская, технологическая, организационно-экономическая, охрана труда и экология.

Габаритный расчет

Вывод

· Приведено обоснование оптической схемы КТВС.

· Проведен габаритный расчет, который, к сожалению, показывает, что одновременное соблюдение требований ТЗ по габаритам и угловому полю не представляется возможным.

· Проведен расчет сквозной передаточной функции системы. Проведен расчет дальности действия, на основании которого выбрано число лазеров в ЛОС. Расчет показал, что дальность распознавания для ночного канала составляет 6700 м, для дневного – 11000 м.

· Проведен аберрационный расчет, в результате которого были получены конструктивные параметры оптических схем КТВС.

Конструкторская часть

3.1 Анализ основных вариантов исполнения КТВС

Рассмотрим основные технические варианты, позволяющие выполнять задачу распознавания цели при изменении естественной освещённости окружающих объектов от 10^-4 до 10⁴ лк.

Вывод

· Проведен анализ вариантов конструкции КТВС, выбран вариант с раздельными каналами для дневной и ночной работы прибора.

· Проведен анализ вариантов конструкции НУТВ, выбран вариант со структурой Объектив+ЭОП+Объектив+ПЗС.

· Разработана конструкция основных узлов КТВС. В конструкцию были внедрены конструктивные элементы, позволяющие провести юстировку осей трех каналов с точностью до 3’ .

Технологическая часть

Электронно-оптический преобразователь (ЭОП) — это устройство, преобразующее электронные сигналы в оптическое излучение или в изображение, доступное для восприятия человеком (или другим приемником). Термином ЭОП называют устройство, содержащее:

а) фотокатод, преобразующий слабые световые потоки в потоки электронов,

б) усилитель этих электронных потоков,

в) бомбардируемый электронным потоком люминесцентный экран, на котором воспроизводится усиленное изображение.

В проектируемом приборе (КТВС) используется ЭОП 58 ЭГ

(ДТУА 433244.005 ТУ). В качестве усилителей электронных потоков в таком ЭОПе используется микроканальная пластина (МКП).

Для оборачивания изображения используется волоконно-оптический элемент с углом поворота изображения 180° (ВОЭ180).

Эти детали изготавливаются на основе технологии производства волоконно-оптических пластин (ВОП). Рассмотрим эту технологию

Изготовление МКП

Технические требования, предъявляемые к МКП

Согласно [7], техническими требованиями являются.

Требования к конструкции.

А) МКП должны изготавливаться по утвержденной, конструкторской и технологической документации.

Б) Общий вид, габаритные размеры, геометрическая структура МКП, размера форма и материал проводящего покрытия контактного электрода (далее КЭ) должны соответствовать чертежу "Микроканальная пластина", приведенному в графической части.

В) МКП должны иметь форму диска диаметром 32,85_-0,1 мм.

Г) Расстояние от края МКП до контактного электрода должно быть в пределах (0,3 - 0,8) мм.

Д) Диаметр круга рабочей площади МКП должен быть не менее 26 мм.

Е) Толщина МКП должна быть в пределах (0,305-0,335) мм. Отклонение от параллельности торцевых поверхностей МКП (ГОСТ 24642-81) должно быть не более 0,010 мм.

Ж) Номинальное (среднее по рабочей площади МКП) значение диаметров каналов должно быть в пределах (7,5±0,5) мкм.

Разброс диаметров каналов (коэффициент вариации) в пределах рабочей площади МКП должен быть не более 1,6%.

З) Шаг структуры каналов должен быть не более 9,5 мкм.

И) Угол между осью единичного канала и нормалью к плоскости торца МКП должен быть в. пределах (4°-6°).

К) Глубина запыления каналов слоем контактного электрода должна быть:

на входе МКП - в пределах (0,3-0,8) диаметра канала,

на выходе МКП - в пределах ( 1-2,5) диаметра канала.

Л) Отклонение от соосности микроканальной вставки МКП (ГОСТ 24642-81) должно быть не более 0,2 мм.

M) Ширина монолитного обрамления (далее МО ) МКП должна быть не менее 1,6 мм.

Н) Отклонение от плоскостности (ГОСТ 24642 - 81) МКП должно быть не более 0,03 мм.

О) Расчетный коэффициент прозрачности МКП после металлизации должен быть не менее 0,59 со стороны входа МКП.

П) Масса МКП должна быть не более 1,0 г.

Требования к внешнему виду и оптическому качеству поверхностей.

А) Чистота торцевых поверхностей МКП (в терминах и определениях ГОСТ 11141-84) должна соответствовать требованиям, указанным в Таблице 2.

Б) Чистота фасок и цилиндрической поверхности (образующей) МКП должна соответствовать требованиям, указанным в Таблице 2.

Таблица 2:

Наименование критерия	Допустимое количество
	В рабочей зоне Диаметром 6 мм		В кольце между рабочей зоной и монолитным обрамлением		На монолитном обрамлении
	вход	выход	вход	выход	вход	выход
Точки и посторонние частицы, мм
0,015 и менее	Не нормируются
Св. 0,015 до 0,05	Не допускаются	5	Не допускаются	5	Не допускаются	Не контролируются
Св. 0,05 до 0,1	Не допускаются					3
Более 0,1	Не допускаются
Царапины шириной, мм
Св. 0,005 до 0,01	10 мм Суммарная длина	15 мм Суммарная длина	10 мм Суммарная длина	10 мм Суммарная длина	15 мм Суммарная длина	15 мм Суммарная длина
Св. 0,01 до 0,015	Не допускаются		5	5	5	5
Более 0,015	Не допускаются
Отверстия и следы от электропробоя	Не допускаются
Забитые каналы	Не более 0,5% от общего количества каналов

Таблица 3:

Наименование критерия	Допустимое количество, шт.
Сколы размером, мм
0,1 и менее	Не нормируются
Св. 0,1 до 0,2	2
Более 0,2	Не допускаются

В) Максимальный линейный размер и количество межканальных отверстий (МКО) не должны превышать требований, указанных в Таблице 4.

Таблица 4:

Наименование критерия	Допустимое количество, шт.
	В центральном круге диаметром 0,5 диаметра рабочей зоны	В кольце свыше 0,5 и до 1,0 диаметра рабочей зоны
Линейный размер МКО, мм
От 1 до 2 вкл. диаметров каналов	Не нормируется
От 2 до 3 вкл. диаметров каналов	Не допускается	4
Более 3 диаметров каналов	Не допускается

Г) Металлическое покрытие контактных электродов на входе и выходе МКП должно быть зеркальным, плотно сцеплено с подложкой и не иметь шелушений, в том числе после термического обезгаживания. На поверхности КЭ на выходе МКП допускаются местные изменения цвета покрытия на отражение, не видимые на электронном изображении (далее ЭИ). Контроль производится по утвержденным образцам.

Контроль параметров МКП.

Согласно [7]:

Проверка на соответствие требованиям конструкции.

А) Диаметр МКП измеряют на микроскопе ИМЦ-150-50,5 (ГОСТ 8074-82) в двух взаимно -перпендикулярных направлениях.

Б) Толщину МКП измеряют скобой типа СР-25 (ГОСТ 11098-75). Контроль толщины производят в пяти точках (четыре измерения - по краю на концах взаимно-перпендикулярных диаметров и одно измерение - в центре пластины) и находят среднее арифметическое значение толщины МКП.

В) Отклонение от параллельности торцевых плоскостей. МКП оценивают по результатам измерений толщины МКП в пяти точках. Разность между наибольшим и наименьшим значениями определяет величину отклонения от параллельности торцевых плоскостей МКП.

Г) Диаметр каналов и шаг структуры каналов измеряют на МКП со стороны входа в отраженном свете на микроскопе МБС - 9 (ТУЗ-3.1210-78) с помощью винтового окулярного микрометра МОВ-1-16^х (ТУЗ-3.2048-88). Допускается измерение на других типах приборов.

Измерения производят в пяти произвольно выбранных в пределах рабочей зоны МКС (ОСТ 3 - 5862), причем в каждой МКС измеряют диаметр и шаг структуры 20-и каналов, расположенных произвольно внутри этой МКС. Общий объем выборочных значений диаметра каналов и шага структуры равен 100.

Средний диаметр каналов и средний шаг структуры рассчитывают по формулам (46) и (47):

(46)

(47)

Среднеквадратичное отклонение диаметра канала рассчитывают формуле (6):

(48)

Коэффициент вариации диаметров по формуле (49):

(49)

Д) Расстояние от края МКП до края контактного электрода измеряют на микроскопе МБС-10 в отраженном свете. Измеряют максимальное и минимальное расстояние от края МКП до КЭ. Допускается использование других средств измерений.

Е) Угол наклона каналов МКП измеряют на невытравленных заготовках по ОСТ 3-3200-86.

Ж) Глубину запыления каналов МКП измеряют на изломе МКПО под микроскопом МБС - 9 (ТУЗ-3.1210 - 78) с помощью винтового окулярного микрометра МОВ 1-16^х (ТУЗ-3.2048-88) путем перемещения перекрестия вдоль каналов МКП.

И) Ширину монолитного обрамления МКП и отклонение от соосности микроканальной вставки измеряют на невытравленных заготовках МКП с помощью микроскопа МБС-9 (ТУЗ-3.1210-78) с помощью объектива увеличением 2^х и штриховой окулярной головки с увеличением 8^х. Измерения проводят в проходящем свете по 12-и угловым МКС от острия зубца до края МКП, при этом определяют максимальную и минимальную ширину монолитного обрамления МКП (l_mo^max, l_mo^min). При этом величина l_mo^min должна быть больше 1,6 мм/ Отклонение от соосности микроканальной вставки (Δl) рассчитывают по формуле (50):

(50)

К) Размер фаски МКП измеряют на не вытравленных заготовках с помощью микроскопа МБС-9 (ТУЗ-3.1210-78) с объективом увеличением 4^х и винтового окулярного микрометра MOB 1-16^х (ТУЗ-3.2048-88) в отраженном свете путем перемещения перекрестия вдоль радиуса (диаметра) от края МКПО до края фаски, определяя максимальный и минимальный размер фаски.

Л) Отклонение от плоскостности торцов МКП измеряют на интерферометре типа МИИ-4 с увеличением. Г=33,4^х ценой деления микрометрического винта для фокусировки 3 мкм, определяя максимальную разность показаний прибора между центральной зоной и произвольной точкой поверхности торца МКП в пределах ее рабочего диаметра. Под центральной зоной понимается участок МКП расположенный на расстоянии не более ± 1,5 мм от ее геометрического центра.

М) Точки посторонние частицы, царапины, отверстия от электропробоя, потертости (ОСТ 3-5862) и разводы (белесые пятна) (ОСТЗ -5862) просматривают визуально с помощью лупы 6^х в необходимых случаях под микроскопом МБС-9 с помощью МОВ 1-16^х.

Н) Процентное соотношение забитых каналов МКП определяют в пределах рабочей зоны как отношение среднего арифметического значения количества забитых каналов по десяти случайно расположенных МКС к количеству каналов в одной МКС. Определяют на микроскопе с увеличением не менее 112^х.

О) Межканальные отверстия МКП контролируют с помощью микроскопа МБС-9 с помощью МОВ1-16^х в проходящем свете с увеличением не менее 112^х. Допускается использование другого типа микроскопа с аналогическими метрологическими характеристиками.

П) Массу МКПО проверяют взвешиванием на весах ВЛА-200г-М (ТУ25-06-383-68) с погрешностью измерения не более ± 2%.

Перечень оборудования:

1. Установка измерения электрических и электронно-оптических параметров МКП ИЧ 031.0060, ИЧ 031.0060-01.

2. Микроскоп МБС-9 по ТУ 3-3.1210-78.

3. Микрометр винтовой окулярный МОВ-1-16^х по ТУ 3-3.2048-88. 4 . Микроскоп МИМ-8 по ГОСТ 8074 - 82

5. Фотометр ФПН-УХАЧ по ТУ 3-3,1658-78.

6. Микроскоп ИМЦ-150 -50,5 Б по ГОСТ 8074 - 82.

7. Пластина ПИ-100 по ГОСТ 2923-75.

8. Скоба рычажная СР-25 по ГОСТ 11098-75.

9. Секундомер механический по ГОСТ 8.423-81.

10. Весы ВЛА 200Г-М по ТУ25 – 06.383-68.

11. Меры длины концевые по ГОСТ 9038-90.

12. Прибор Ц-4341 по ГОСТ 10374-093.

Изготовление ВОЭ180

Технические требования, предъявляемые[8] к ВОЭ180

Требования к светотехническим параметрам

А) Размер (диаметр) единичного волокна должен быть не более 6 мкм, при этом разрешающая способность в световом диаметре не менее 100 мм^-1 (расчетная).

Б) Коэффициент пропускания ВОЭ180 на длине волны λ= 550 нм в зоне диаметром 5 мм должен быть не менне 0,45, в зоне диаметром 15 мм не менее 0,38.

В) Коэффициент передачи контраста в световом диаметре BОЭ180, измеренный при освещении диффузным светом, должен быть не менее указанного в таблице 5.

Г) Структурная неравномерность пропускания ВОЭ180 в световом диаметре при освещении диффузным светом и сканировании световым пятном 20x20 мкм не должна превышать плюс минус 5%.

Таблица 5:

Частота миры, мм^-1	КПК
5	0,98
12,5	0,96
25	0,93
35	0,83

Д) Отклонение угла поворота изображения от 180° в световом

диаметре ВОЭ180 должно быть не более плюс минус 1,0°.

Е) Искривление изображения прямой линии В0Э180 должно быть в зоне диаметром 8,5 мм не более 60 мкм, в кольцевой зоне диаметром (8,5-18,0) мм не более 100 мкм.

Ж) Размер сдвигов изображения прямой линии должен быть в зоне диаметром 8,5мм не более 50 мкм; в кольцевой зоне диаметров (8,5-18,0) мм не более 75мкм.

З) Наличие сотового рисунка (полных шестигранников, образованных единичными темными волокнами) по всему световому диаметру не допускается. Допускается в зоне 13,5-18,0 мм наличие отдельных элементов сетки, в с соответствии с согласованными образцами сравнения.

И) Смещение центральной точки при передаче ее изображения с одного торца BОЭ180 на другой должно быть не более 0,2 мм.

Требования к физическим свойствам.

А) Температурный коэффициент линейного расширения ВОЭ180, средний в интервале температур от 20° до 300°С, должен быть (73±3)∙10^-7 С^-1.

Б) Вакуумная плотность В0Э180, определяемая величиной вытекания гелия, не должна превышать 1∙10^-4 см³∙мкм/с.

Изготовление ВОЭ180.

Технологический процесс изготовления пластины для ВО180 аналогичен технологическому процессу изготовления пластины для МКП. Отличие: на этапе вытяжки единичного волокна используется не одна заготовка-трубка, а комплект штабик-трубка.

Еще одно существенное отличие заключается в наличии операции поворота торца ВОЭ180 на 180° (см. рис. 33).

Рис. 18. Поворот торца на 180°.

Здесь один торец заготовки закрепляется неподвижно, другой соединен с вращающимся валом редуктора. Поворот осуществляется либо вручную, либо при помощи высокоточного шагового двигателя.

Контроль ВОЭ180.

Проверка геометрических параметров.

А) Диаметры входного и выходного торцов и диаметра

21,8_-0,21 ВОЭ180 измеряют с помощью микрометра MK-25-1 по ГОСТ 6507.

Б) Длину В0Э180 измеряют индикатором ИЧ-ГО кл. II ГОСТ 577.

В) Отклонение от параллельности торцевых поверхностей ВОЭ180 проверяют по разности между наибольшим и наименьшим значениями длины.

Г) Размеры 6,1±0,1; 7,8⁺¹ мм проверяют на микроскопе БМИ-1 ГОСТ 8074 или на любом другом .позволяющем измерить данный параметр.

Д) Угол 135°±2° проверяют на микроскопе БИМ-1 ГОСТ 8074.

Е) Радиус сопряжения торцевой и боковой поверхностей ВОЭ18О (0,5 мах) проверяют на микроскопе БИМ-1 ГОСТ 8074 с применением экрана АЦ 7031-9738.

Ж) Соосность цилиндрических поверхностей проверяют индикатором ИЧ-10 кл. I ГОСТ 577 с применением приспособлений АЦ 7031-8032; АЦ7031-9751.

З) Шероховатость поверхностей ВОЭ180 не проверяют, обеспечивается технологическим процессом изготовления.

И) Чистоту полированных поверхностей ВОЭ180 контролируют до ГОСТ 11141. Наличке выколок проверяют визуально. Размер выколок контролируют по ГОСТ 11141 с помощью лупы ЛИЗ-10^х ГОСТ 25706.

Проверка светотехнических параметров.

А) Размер единичного волокна контролируют в соответствии с "Методикой измерения размера единичного волокна ВОЭ18О".

Б) Коэффициент пропускания ВОЭ180 контролируют в

соответствии с "Методикой измерения коэффициента пропускания ВОЭ18О".

В) Коэффициент передачи контраста контролируют в

соответствии с "Методикой измерения коэффициента передачи контраста ВОЭ18О".

Г) Структурную неравномерность пропускания контролируют в соответствии с "Методикой измерения структурной неравномерности пропускания ВОЭ18О".

Д) Отклонение угла поворота контролируют в соответствии с "Методикой измерения отклонения угла поворота ВОЭ18О".

Методика приведена на чертеже "Контроль отклонения угла поворота".

Е) Искривление изображения прямой линии (ИИПЛ) контролируют в соответствии с "Методикой измерения ИИПЛ ВОЭ18О".

Методика приведена на чертеже "Контроль ИИП".

Ж) Сотовую структуру оценивают в соответствии с "Методикой оценки сеток ВОЭ18О".

Изготовление вакуумного блока (ВБ) ЭОП

Технические требования.

Технические требования представлены на сборочном чертеже.

Контроль параметров ВБ

Параметры ВБ контролируются в составе всего ЭОП при контроле параметров последнего.

Вывод

· Разработан технологический процесс изготовления и контроля вакуумно-плотной волоконной пластины, являющейся основой для МКП. Разработан процесс контроля МКП.

· Разработан технологический процесс изготовления и контроля ВОЭ180.

· Разработан сборочный чертеж для сборки вакуумного блока ЭОП.

Таблица 6.

Этап	Содержание	, нед.	Исполнители
Этап	Содержание	, нед.	Р	К	П
1. Разработка технического задания.
1.1	Установление требований, предъявляемых к разрабатываемому изделию: назначение, состав, технические требования, требования к ПО и т.д. Согласование ТЗ. Заключение договора с Заказчиком.	3	4	–	1
2. Разработка технического предложения.
2.1	Проведение патентных исследований, изучение технических описаний, анализ прототипов. Теоретические исследования и предварительные расчёты	6	2	–	–
2.2	Разработка предварительных структурно-функциональной схемы и схемы деления. Разработка пояснительной записки. Защита технического предложения.	4	3	–	1
3. Разработка эскизного проекта
3.1	Разработка структурной и функциональной схем.	2	2	–	–
3.2	Проведение габаритных, энергетических, аберрационных расчётов оптической системы. Разработка оптической схемы и оптического выпуска.	4	2	–	–
3.3	Разработка схемы деления и чертежа общего вида.	2	2	–	–
3.4	Разработка алгоритмов цифровой обработки сигнала. Предварительная разработка интерфейса пользователя.	3	–	–	2
3.5	Разработка пояснительной записки. Защита эскизного проекта.	2	3	–	1
4. Разработка рабочей документации.
4.1	Разработка схемы оптической принципиальной.	1	2	–	–
4.2	Разработка электрических схем (принципиальной, общей, подключения)	2	2	–	–
4.3	Разработка спецификаций, сборочных чертежей на изделие в целом и составные части. Разработка и согласование ведомости покупных изделий. Разработка рабочих чертежей деталей. Разработка инструкции по сборке и настройке.	8	1	3	–
4.4	Разработка программного обеспечения. Разработка программной документации (спецификация, тексты программ, руководства и т.д.)	5	–	–	2
4.5	Разработка программы и методики испытаний. Разработка технических условий. Разработка формуляра (паспорта).	4	2	1	1

Далее строим сетевой график и сетевую модель[14] и определяем ранние сроки, поздние сроки и резервы событий (табл. 7), ранние и поздние начала и окончания этапов (табл. 8).

Таблица 7.

Таблица 8

Исходя из сетевого графика, определяем длину критического пути: нед. Т.к. в рабочей неделе 5 рабочих дней, то дней.

Таблица 9.

Таблица 10.

Суммарные амортизационные отчисления .

Таблица 11.

Работник	Оклад, руб.	Время работы, дни	Затраты, руб.
Разработчик 1	15000	185	126136,36
Разработчик 2	15000	155	105681,82
Разработчик 3	15000	50	34090,91
Конструктор 1	15000	60	40909,09
Конструктор 2	15000	40	27272,72
Конструктор 3	15000	40	27272,72
Программист 1	15000	50	34090,91
Программист 2	15000	40	27272,72
Программист 3	15000	40	27272,72
ИТОГО			450000

Расходы на дополнительную заработную плату:

руб.

Общие расходы на оплату труда

руб.

Отчисления на социальные нужды.

Отчисления от суммы затрат на оплату труда работников, непосредственно занятых в НИОКР.

Рассчитываются в соответствии с законодательством по принятой ставке единого социального налога. В настоящее время ставка налога равна 26%, поэтому:

Накладные расходы.

Эта статья включает в себя управленческие и общехозяйственные расходы, и прочие, которые не представляется возможным взаимоувязать с конкретными НИОКР. Таким образом, все накладные расходы будут включаться в себестоимость НИОКР как косвенные. Данные расходы определяются в процентах от основной заработной платы. Известны следующие нормативы накладных расходов (табл. 12).

Таблица 12.

Наименование вида расходов	Норматив, % от осн. зарплаты
Эксплуатационные расходы на содержание производственных помещений (в том числе на электроэнергию, отопление, водоснабжение, услуги связи, ремонт помещений и т.д.)	55
Расходы на содержание службы охраны	33
Расходы на содержание административно-управленческого персонала	20
Расходы на содержание общетехнических служб (служба стандартов, научно- техническая библиотека и т.д.)	17
Расходы на мероприятия по охране труда, пожарной безопасности и производственной санитарии	7
Налоги и сборы в бюджет (налоги на автодороги, имущество, на содержание жилищного фонда и т.д.)	3
ИТОГО	135

Таким образом, накладные расходы составляют

руб.

Расчёт себестоимости НИОКР.

Себестоимость НИОКР определяется суммой затрат по всем калькуляционным статьям (табл. 13).

Таблица 13.

Наименование	Сумма, руб	Доля, %
Затраты на материалы и покупные изделия	24927	1,78
Амортизация спецоборудования и программного обеспечения	83768	6,00
Затраты на оплату труда работников	540000	38,67
Отчисления на социальные нужды	140400	10,05
Накладные расходы	607500	43,50
ИТОГО	1396595	100,00

По рассчитанным долям строим круговую диаграмму распределения затрат Видно, что наиболее существенную долю себестоимости составляют накладные расходы. Это объясняется спецификой такого рода деятельности, как проведение НИОКР.

Рис. 19 Круговая диаграмма распределения затрат.

Таблица 14.

Признак (весомость признака )	Показатели признака	Характеристика	Оценка баллы
Новизна результатов НИР (0,34)	Превышает мировые достижения	Получение принципиально новых результатов, неизвестных науке, разработка оригинальных теорий, принципиально новых устройств, веществ, способов	9-10
	Находится на уровне мировых достижений	Установление некоторых общих закономерностей, разработка новых устройств, методов, способов, алгоритмов, принципиальные усовершенствования	7-8
	Приближается к мировым достижениям	Положительное решение поставленных задач на основе простых обобщений, анализ связей между фактами, распространение известных принципов на новые объекты, воспроизводство устройств, агрегатов.	3-5
	Тривиальный	Описание отдельных элементарных факторов, реферативные обзоры, передача и распространение опыта	1-2
Широта использования результатов НИР (0,33)	Значительная	Могут найти применение в изделиях нескольких отраслей	8-10
	Средняя	Могут найти применение в изделиях одной отрасли	4-7
	Слабая	Могут найти применение в изделиях одного типа	1-3
Степень воздействия результатов на качество объекта НИР (0,33)	Значительная	Позволяют существенно улучшить основной признак, характеристику, процесс	9-10
	Средняя	Улучшают основные параметры изделия или процесса	6-8
	Слабая	Позволяют существенно улучшить второстепенные, вспомогательные устройства или параметры	3-5
	Незначительная	Способствуют незначительному улучшению второстепенных параметров и устройств	1-2

Вывод

· Проведен расчет сроков и оценка трудоемкости проведения НИОКР.

· Проведен расчет затрат на выполнение НИОКР, который показал, что полная себестоимость разработки КТВС составляет 1 396 595 руб., при этом максимальные затраты связаны с накладными расходами (607500 руб.)

· Проведена оценка технического уровня НИОКР по разработке КТВС, на основе которой был сделан вывод о высоком техническом уровне создаваемого изделия.

Охрана труда и экология

Описание прибора

Разрабатываемый прибор представляет собой систему круглосуточного видеонаблюдения за морскими судами и имеет в своем составе два основных узла:

1) Телевизионная система (ночная видеокамера).

Является системой на основе ПЗС видеокамеры, в оптическую схему которой встроен электронно-оптический преобразователь (ЭОП), усиливающий яркость изображения. ЭОП работает в режиме стробирования по дальности, поэтому имеет сложную электронную схему управления, выполненную на печатной плате. Электронная схема обработки видеосигнала в видеокамере также выполнена на печатной плате.

2) Система подсветки. Представляет собой пять сонаправленных полупроводников инжекционных лазеров, работающих в импульсном режиме. Управление излучением осуществляется электронной схемой, выполненной на печатной плате. Излучение лазеров невидимо для глаза и преобразуется оптикой системы подсветки в коллимированные пучки.

Характеристики лазерной системы:

· Тип активной среды: полупроводниковая структура на основе Ga-As.

· Тип накачки: инжекция носителей электрическим током.

· Длина волны излучения λ = 850 нм.

· Длительность импульса τ_и = 10^-7 с.

· Частота следования импульсов F_и = 10 кГц.

· Мощность одного импульса P_и = 20 Вт.

· Угловая расходимость пучка

на выходе из коллиматораσ = 0,5°.

· Диаметр коллимированного пучка

на выходе из коллиматора d_п = 8 · 10^-3 м.

Из вышесказанного следует, что необходимо уделить внимание вопросам безопасности электромонтажа и лазерной безопасности при сборке и эксплуатации изделия.

Определения угла зрения на источник отраженного излучения.

Примем θ = 60°.

Общие положения

Нормируемыми параметрами лазерного излучения являются энергетическая экспозиция H и облученность E, усредненные по ограничивающей апертуре.

Для определения предельно допустимых уровней H_пду и E_пду при воздействии лазерного излучения на кожу усреднение производится по ограничивающей апертуре диаметром 1,1 х 10³ м (площадь апертуры S_а = 10⁶ м²).

Наряду с энергетической экспозицией и облученностью нормируемыми параметрами являются также энергия W и мощность P излучения, прошедшего через указанную ограничивающую апертуру.

При оценке воздействия на глаза лазерного излучения в диапазоне II (380 < λ <= 1400 нм) нормирование энергии и мощности лазерного излучения, прошедшего через ограничивающую апертуру диаметром 7 х 10^-3 м, является первостепенным.

Указанные выше энергетические параметры связаны соотношениями:

; (53)

Параметры H_пду, E_пду и W_пду, P_пду могут использоваться независимо в соответствии с решаемой задачей.

Воспользовавшись параметрами, рассчитанными в п.6.3, и таблицами (3.1)-(3.7)[15], а так же зависимостями (3.1)-(3.15)[15], определим предельно допустимые уровни вышеперечисленных характеристик излучения.

Расчет лазерноопасной зоны

Охрана окружающей среды

Загрязнение атмосферы

В данном изделии отсутствует протекание каких-либо химических реакций, в том числе и горения. При выходе из строя электрических цепей возможно короткое замыкание и расплав электронных компонентов, однако количество испарений пластиков и полупроводников при этом незначительно и ими можно пренебречь.

Температура же испарения металла и стекла слишком высока и не может быть достигнута даже при внештатных режимах работы.

Загрязнение гидросферы

В приборе не используются жидкости, и загрязнение сточных вод отсутствует.

Твердые отходы

Основными отходами (в порядке уменьшения массы) являются металл (сталь, алюминиевые сплавы), стекло, керамика, пластик.

В настоящее время отсутствует общая научная классификация твердых отходов, охватывающая все их многообразие по тем или иным принципам, что объясняется широтой их номенклатуры даже в рамках данного изделия.

Существующие классификации многообразны.

Так, твердые отходы классифицируют по отраслям промышленности (отходы химической, металлургической, топливной и других отраслей) или их группам, по конкретным производствам (например, отходы сернокислотного, содового и других производств), по тоннажности, степени использования, ценностным показателям, воздействию на окружающую среду, способности к возгоранию, коррозионному воздействию на оборудование и т. п.

Многообразие видов твердых отходов, значительное различие состава даже одноименных отходов в значительной степени усложняют задачи их утилизации, вызывая в ряде конкретных случаев необходимость изыскания своеобразных путей их решения.

Тем не менее, для большинства основных видов твердых отходов в настоящее время разработаны и частично реализуются экономически целесообразные технологии их утилизации.

Вывод

· Проведен анализ вредных и опасных факторов при производстве и эксплуатации изделия.

· Проведен расчет лазерно опасной зоны.

· Рассмотрен вопрос обеспечения безопасности при сборке и эксплуатации изделия.

· Произведен анализ возможности загрязнения окружающей среды.

Заключение

В данном дипломном проекте была разработана круглосуточная телевизионная система. В частности:

Приведено обоснование оптической схемы КТВС. Проведен габаритный расчет, который, к сожалению, показывает, что одновременное соблюдение требований ТЗ по габаритам и угловому полю не представляется возможным. Проведен расчет сквозной передаточной функции системы. Проведен расчет дальности действия, на основании которого выбрано число лазеров в ЛОС. Расчет показал, что дальность распознавания для ночного канала составляет 6700 м, для дневного – 11000 м. Проведен аберрационный расчет, в результате которого были получены конструктивные параметры оптических схем КТВС. Проведен анализ вариантов конструкции КТВС, выбран вариант с раздельными каналами для дневной и ночной работы прибора. Проведен анализ вариантов конструкции НУТВ, выбран вариант со структурой Объектив+ЭОП+Объектив+ПЗС. Разработана конструкция основных узлов КТВС. В конструкцию были внедрены конструктивные элементы, позволяющие провести юстировку осей трех каналов с точностью до 3’. Разработан технологический процесс изготовления и контроля вакуумно-плотной волоконной пластины, являющейся основой для МКП. Разработан процесс контроля МКП. Разработан технологический процесс изготовления и контроля ВОЭ180. Разработан сборочный чертеж для сборки вакуумного блока ЭОП. Проведен расчет сроков и оценка трудоемкости проведения НИОКР.

Проведен расчет затрат на выполнение НИОКР, который показал, что полная себестоимость разработки КТВС составляет 1 396 595 руб., при этом максимальные затраты связаны с накладными расходами (607500 руб.). Проведена оценка технического уровня НИОКР по разработке КТВС, на основе которой был сделан вывод о высоком техническом уровне создаваемого изделия. Проведен анализ вредных и опасных факторов при производстве и эксплуатации изделия. Проведен расчет лазерноопасной зоны. Рассмотрен вопрос обеспечения безопасности при сборке и эксплуатации изделия. Произведен анализ возможности загрязнения окружающей среды.

Подытожить работу можно сравнением разработанной КТВС с зарубежным аналогом:

Критерий сравнения	КТВС (дипломный проект)	ARGC-2400 (компания "Obzerv", Канада)
Разрешение изображения (пикс.)	800 х 600	640 х 480
Угловое поле	0,61° х 0,46°	0,61° х 0,46°
Диаметр вх. зрачка	250 мм	240 мм
Мощность импульса подсветки	100 Вт	15 Вт
Габариты	55 х 52 х 37 см³	80 х 63 х 30 см³
Дальность распознавания ночного канала (объект 1,8 х 0,5 м²)	6700 м	2600 м

Оглавление.

1. Введение

2. Научно-исследовательская часть

2.1 Обоснование выбора оптической схемы КТВС

2.2 Габаритный расчет и светоэнергетический расчет

2.3 Аберрационный расчет объектива НУТВ

Вывод

3. Конструкторская часть

3.1 Анализ основных вариантов исполнения КТВС

3.2 Описание конструкции КТВС и ее узлов

Вывод

4. Технологическая часть

4.1 Общие сведения об оптических волокнах и изготовляемых из них деталях

4.2 Изготовление МКП

4.3 Изготовление ВОЭ180

4.4 Изготовление вакуумного блока ЭОП

Вывод

5. Организационно-экономическая часть

5.1 Определение сроков проведения НИОКР

5.2 Расчёт стоимости проведения НИОКР

5.3 Технико-экономическое обоснование

Вывод

6. Охрана труда и экология

Вывод

7. Заключение

Введение

· системы спутниковой навигации;

· акустические приборы для поиска рыбы;

· оптические приборы наблюдения за окружающей обстановкой;

· скрытно (с большого расстояния) вести наблюдение за рыболовецким судном;

· распознавать название судна, нанесенное на его борт;

· определять географические координаты судна;

· проводить видеосъемку обстановки на палубе;

· работать в круглосуточном режиме.

Проводящиеся в данный момент в мире научные разработки в области:

· технологии изготовления усилителей яркости – электронно-оптических преобразователей;

· технологии автоматизированного расчета оптических систем;

· развития спутниковых систем навигации (в том числе отечественных) позволяют создать такой комплекс.

В данном дипломном проекте приведено техническое обоснование оптико-электронной системы комплекса.

· низкоуровневая телевизионная система (НУТВ), имеющая в своем составе ЭОП;

· дневная телевизионная система (ДТВ);

· лазерная осветительная система (ЛОС) на основе пяти полупроводниковых лазеров.

Все эти данные выводятся на монитор, где их наблюдает человек-оператор.

Научно-исследовательская часть

Дата: 2019-05-28, просмотров: 245.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒