Разработка конструкции системы видеонаблюдения Циклоп (стр. 6 из 8)
Давление среды H1i=H2i, мм.рт.ст - 770;
Мощность рассеевания элементов Pэл., Вт - 3,5;
Максимально допустимая температура тепловыделяющего элемента (DA1) Тэ.эл1., К – 358;
Максимально допустимая температура элемента (ZQ1) Тэ.эл2., К – 343;
Максимально допустимая температура для материала корпуса Тк1, К - 473;
Температура среды Тв., К – 323.
— Рассчитывается поверхность корпуса блока:
м2, (4.16) где 
и 
- горизонтальные размеры корпуса аппарата, м.
- вертикальный размер, м.
м2.— Определяется условная поверхность нагретой зоны:
м2, (4.17)где
- коэффициент заполнения корпуса аппарата по объему, 
— Определяется удельная мощность корпуса блока:
Вт/ м2 , (4.18)где Р - мощность, рассеиваемая в блоке, Вт.
Вт/ м2— Определяется удельная мощность нагретой зоны:
Вт/ м2, (4.19) 
Вт/ м2.— Находится коэффициент
в зависимости от удельной мощности корпуса блока:
, (4.20) 
— Находится коэффициент
в зависимости от удельной мощности нагретой зоны:
, (4.21) 
— Находится коэффициент
в зависимости от давления среды вне корпуса блока 
: 
, (4.22)где
- давление окружающей среды в Па. 
.— Находится коэффициент
в зависимости от давления среды внутри корпуса блока 
:
, (4.23)где
- давление внутри корпуса аппарата в Па. 
.— Определяется перегрев корпуса блока:
K, (4.24) 
К.— Рассчитывается перегрев нагретой зоны:
К, (4.25) 
К.— Определяется средний перегрев воздуха в блоке:
К, (4.26) 
К.— Определяется удельная мощность элемента:
Вт/ 
, (4.27)где
- мощность, рассеиваемая теплонагруженным элементом (узлом), температуру которого требуется определить, Вт; 
площадь поверхности элемента (вместе с радиатором), омываемая воздухом, 
. Т. к. в данном случае радиатором будет являться корпус блока, то за 
принимаем площадь корпуса равную Sк . 
Вт/ м2.— Рассчитывается перегрев поверхности элемента:
К, (4.28)
К.— Рассчитывается перегрев среды, окружающей элемент:
К, (4.29) 
К.— Определяется температура корпуса блока:
K, (4.30)где
- температура среды, окружающей блок , К. 
К.— Определяется температура нагретой зоны:
, K, (4.31)
.— Находится температура поверхности элемента:
К, (4.32)
К.— Находится средняя температура воздуха в блоке:
K, (4.33)
К.— Находится температура среды, окружающей тепловыделяющий элемент:
К, (4.34)
К.При сравнении расчётных данных с необходимыми условиями: Тэ.эл 1> Тэ.эл2 > Т в (343>358 > 331,7 K),
Тэ.эл 1> Тэ.эл2 > Т эс(343>358 > 330,7 K),
Тэ.эл 1> Тэ.эл2 > Т з (343>358 > 338,5 K),
Тк1 > Tк (473>326,9 К).
Подтверждается, что тепловой режим блока соблюдается.
4.4 Расчет надежности
Исходными данными для данного расчета является схема электрическая принципиальная устройства «Циклоп» ПАЛ.437291.002.Э3, а также перечень элементов.
Время наработки на отказ tз = 30000 ч.
Коэффициенты электрической нагрузки элементов РЭУ:
Активные: 0,6
Резисторы: 0,7
Конденсаторы: 0,8
Другие: 0,8
В данном расчете учитываются электрический режим и условия эксплуатации элементов, кроме того, принимаются во внимание конструктивные элементы устройства.
1. Используя справочные данные [8], определяем поправочные коэффициенты (учитывающие влияние температуры и коэффициента нагрузки-α1,2; влияние механических воздействий- α3; влияние относительной влажности- α4; влияние атмосферного давления- α5; вносим их в таблицу. Подсчитываем суммарный поправочный коэффициент:
αΣ = α1,2 ∙ α3∙ α4 ∙ α5, (4.35)
Результаты расчета занесены в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 – Суммарный поправочный коэффициент
| Элемент | Коэффициенты | αΣ | |||
| α1,2 | α3 | α4 | α5 | ||
| Конденсатор | 0,5 | 1,07 | 1 | 1 | 0,535 |
| Конденсатор электролитический полярный | 0,9 | 1,07 | 1 | 1 | 0,963 |
| Кнопка | 1,3 | 1,07 | 1 | 1 | 1,391 |
| Фотоприемник | 0,7 | 1,07 | 1 | 1 | 0,749 |
| Резистор | 0,9 | 1,07 | 1 | 1 | 0,963 |
| Стабилизатор напряжения | 0,8 | 1,07 | 1 | 1 | 0,856 |
| Микросхема | 0,8 | 1,07 | 1 | 1 | 0,856 |
| Стабилитрон | 0,9 | 1,07 | 1 | 1 | 0,963 |
| Индикатор сегментный | 0,8 | 1,07 | 1 | 1 | 0,856 |
| Транзистор кремниевый | 0,7 | 1,07 | 1 | 1 | 0,749 |
| Дроссель | 0,5 | 1,07 | 1 | 1 | 0,535 |
| Разъем | 1,2 | 1,07 | 1 | 1 | 1,284 |
| Оптопара | 0,8 | 1,07 | 1 | 1 | 0,856 |
| Резонатор | 0,5 | 1,07 | 1 | 1 | 0,535 |
| Светодиод | 0,9 | 1,07 | 1 | 1 | 0,963 |
| Провод монтажный | 0,8 | 1,07 | 1 | 1 | 0,856 |
| Соединение пайкой | 0,7 | 1,07 | 1 | 1 | 0,749 |
| Плата печтная | 0,5 | 1,07 | 1 | 1 | 0,535 |
2. Определяем суммарную интенсивность отказов элементов с учетом коэффициентов электрической нагрузки и условий их работы в составе устройства [8]: