Компьютерная Томография

Рис. 5.3 Страница "Дополнительно" диалогового окна программы.

      Необходимо отметить, что производить настройку программы необходимо после изменения настройки схемы на динамический диапазон АЦП. Данные о настройке программы, о использовании динамического диапазона АЦП, а также углы запуска и остановки программы захвата видеопоследовательности сохраняются в ini - файле. 

                                5.6 Использование программы.

     Программу обработки данных можно запускать как до, так и после включения устройства сопряжения. Перед первым использованием, а также после изменения используемого динамического диапазона АЦП (путем настройки аппаратной части) программа нуждается в настройке. Настройка производится при положениях гантрии 170 и 190 градусов (см. пункт  "Настройка программы"). Необходимость в настройке может возникнуть и при утере файла настроек, хранящегося в каталоге Windows. Если файл с настройками отсутствует в данном каталоге, а также если настройки неверны (при загрузке файла происходит проверка их корректности) выдается предупреждающее сообщение, в котором оператору предлагается произвести настройку программы.  Диалоговое окно программы на странице "Слежение" показано на рис. 5.3.

    Рис. 5.3. Диалоговое окно программы на странице "Слежение".

     После запуска страница блокнота Слежение является активной (см. рис. 5.3.). Она содержит два поля редактирования  и две кнопки - "Старт " и "Стоп". Если программа настроена, то можно производить исследования. Моменты запуска и остановки программы захвата видеопоследовательности вводятся непосредственно в градусах в двух полях редактирования. После потери фокуса полем редактирования происходит проверка корректности введенного значения, в случае некорректного его ввода (например углы запуска и остановки равны) отображается соответствующее сообщение, и восстанавливается предыдущее значение. Запуск и остановка слежения за углом поворота гантрии производятся соответственно кнопками "Старт" и "Стоп". При активизации слежения (нажатие на кнопку "Старт"), происходит блокировка страницы настроек, для устранения возможности их изменения. Аналогично, и в процессе настройки невозможно выполнять слежение. В процессе слежения происходит непрерывное (по таймеру) считывание данных о положении гантрии симулятора и сравнение их с углами запуска и остановки захвата видеопоследовательности. При обнаружении превышения углом поворота гантри заданного угла начала захвата эмулируется нажатие на клавишу "Enter", а после прохода заданного угла конца захвата эмулируется нажатие на "Escape". В режиме сканирования в правой нижней части окна непрерывно отображается угол поворота гантри симулятора.

      Необходимым условием правильного функционирования системы является наличие активного (!) диалогового окна программы захвата видеопоследовательности. Причем в фокусе должна находится кнопка, отвечающая за старт этой программы (это происходит автоматически при выводе окна). При выполнении данных условий сэмулированные  нажатия на клавиши "Enter" и "Escape" приведут к запуску и остановке захвата видеопоследовательности при достижении гантри симулятора определенных (заданных) углов. Для обеспечения вышеуказанных событий необходимо после запуска слежения за углом поворота гантрии (нажатия на кнопку "Старт") произвести активизацию окна запуска и остановки программы захвата видеопоследовательности. Затем можно осуществлять рентгеноскопию объекта вращающимися источником и приемником рентгеновского излучения расположенными на противоположных концах гантри. Запись получаемого изображения начнется и закончится в заданные моменты, т.е. при заданных углах поворота гантри.

     После окончания работы с программой, ее необходимо закрыть, при этом произойдет сохранение настроек, а также углов начала и конца записи изображения.

      Как будет показано ниже, программу можно запускать и закрывать как до, так и после включения или выключения устройства. Однако можно порекомендовать сначала запускать программу, и лишь затем включать устройство, т.к. при запуске происходит инициализация порта с установкой в требуемые значения используемых разрядов.

     Необходимо отметить, что разработанная программа имеет возможность правильно функционировать на компьютерах, параллельный порт которых может работать в двунаправленном режиме. Используя компьютер, у которого есть возможность работы параллельного порта в разных режимах, необходимо установить режим работы порта как EPP.

6. Конструкторский раздел

6.1. Расчет надежности

     В общем случае при конструировании надежность оценивается показателями безотказности и долговечности. Нормируемыми показателями безотказности изделия являются вероятность безотказной работы, средняя наработка до первого отказа или наработка на отказ, параметр потока отказов или интенсивность отказов. Основные показатели долговечности  -  средний

(гамма - процентный) срок службы и средний (гамма - процентный) ресурс. При прогнозировании надежности изделия радиоэлектронных систем используют расчетные и экспериментально-статические методы. [14] Аналитические методы оценки надежности имеют ограниченные области применения в отношении различных групп изделий, компонентов, видов отказов.

     Методы оценки показателей безотказности радиоэлектронных систем при внезапных отказах базируются на упрощенной логико-вероятностной модели независимых отказов компонентов и на наличии исходной справочной информации о l - характеристиках комплектующих элементов. Такие методы наиболее применимы для оценки надежности изделий с типовой (унифицированной) базой.

     При расчете показателей надежности принимаются следующие допущения : -  элементы могут находиться в двух состояниях - работоспособности и неработоспособности;

-  функция вероятности безотказной работы элементов подчиняется экспоненциальному закону.

     Интенсивность отказов определяется по формуле :

     ,

     где lрэа - суммарная интенсивность отказов РЭА;

    Кам - коэффициент, учитывающий наличие амортизации аппаратуры ( Кам = 0,85  при наличии амортизации, Кам = 1 без амортизации) ;

   Кк обсл - коэффициент качества обслуживания аппаратуры ( Кк обсл = 1 для бытовой РЭА, Кк обсл = 0,5 для РЭА производственно-технического назначения );

   lэi - эксплуатационная интенсивность отказов i - го типа изделий ;

    n - количество типов изделий в РЭА.

     Расчетная модель эксплуатационной интенсивности отказов интегральных микросхем имеет вид :

     l = lо × Кэ × Кпопр ,

Коэффициент, учитывающий условия эксплуатации для стационарной аппаратуры в лабораторных условиях равен 1, переносной аппаратуры - 1,7, подвижной - 1,5, применяемой на судах - 2. При эксплуатации интегральных микросхем в облегченных режимах, а также при условии проведения специальных мероприятий по облегчению надежности аппаратуры (проведения входного контроля, дополнительных отбраковочных испытаний плат, узлов, блоков и т. д.) рекомендуется для определения эксплуатационной интенсивности отказов дополнительно использовать поправочный коэффициент Кпопр, равный :

     0,2 ... 0,4 - при эксплуатации микросхем в облегченных режимах ;

     0,4 ... 0,7 - при проведении комплекса дополнительных мероприятий ;

     0,1 ... 0,3 - при эксплуатации в облегченном режиме и проведении комплекса дополнительных мероприятий.

     В случае отсутствия статических данных по lо для ориентировочной оценки эксплуатационной интенсивности интегральных микросхем можно воспользоваться расчетной моделью :

     lэ = lосг × Ксл × Кэ  ,

     где lосг - интенсивность отказов интегральных микросхем данной группы при нормальных условиях эксплуатации и номинальной электрической нагрузке; для аналоговых и цифровых полупроводниковых интегральных микросхем lосг = 42 × 10-8  1/ч. Коэффициент учитывает степень интеграции  и температуру кристалла (корпуса).

     В проектируемом приборе используются компоненты со следующими интенсивностями отказов.

     Микросхемы К140УД25, К1113ПВ1А имеют интенсивность отказов                                                   lэ = 0,00000042 1/ч 

     Значение интенсивности отказов полупроводниковых приборов в условиях эксплуатации расчитываются по следующим математическим моделям :

для диодов выпрямительных и импульсных

     lэ = lосг × Кр × Кф × Кдн × Кэ1 × Кэ,

    где Кф - коэффициент, учитывающий функциональное назначение прибора и зависит от группы изделия (диоды) и функционального режима работы

(линейный Кф = 1, выпрямительный Кф = 1,5 );

     Кдн - коэффициент, зависящий от величины максимально допустимой по техническим условиям нагрузке по мощности рассеивания или среднему прямому току (для диодов выпрямительных и импульсных Кдн = 1);

     Кэ1 - коэффициент, зависящий от величины отношения рабочего напряжения к напряжению максимально допустимому по техническим условиям ( Кэ1 = 0,75 ).

     Математическая модель для расчета интенсивности отказов кнопок :

     lэ = lосг × Кр × Ккк × Кэ,

     где lосг = 7 × 10-8  1/ч.

     Коэффициент режима для коммутационных изделий зависит от температуры окружающей среды и от отношения рабочего тока к минимально допустимому току по техническим условиям ( Кр = 0,85 ).

     Математическая модель для расчета значений эксплуатационной интенсивности отказов керамических конденсаторов следующая :

     lэ = lосг × Кр × Кс × Кэ,

     где Кр - для каждой группы конденсаторов зависит от температуры окружающей среды и отношения рабочего напряжения к номинальному напряжению;

     коэффициент Кс определяется для соответствующей группы конденсаторов и зависит от величины номинальной емкости.

     Математические модели для расчета значений эксплуатационной интенсивности отказов резисторов следующие :

     для углеродистых интенсивность отказов

                                            lэ = lо × Кр × Кг × Кэ,

     где lо - интенсивность отказов типа  резистора, соответствующая номинальной электрической нагрузке и максимально допустимой по техническим условиям температуре окружающей среды.

     Величина коэффициента Кэ зависит от группы аппаратуры. Величина коэффициента режима Кр определяется группой, к которой принадлежит данный резистор. температурой окружающей среды, отношением рабочей мощности к номинальной мощности Рн.

     Коэффициент Кг зависит от группы резистора и величины номинального сопротивления :

     при R< 100 кОм ,                                              Кг = 0,5

     при 1000 кОм < R < 1 МОм                             Кг = 2,7

     при R > 1 МОм                                                  Кг = 0,7

     Для резисторов переменных непроволочных интенсивность отказов :

     lэ = lо × Кр × Кэ1 × Кг × Кэ.

     Для оценки эксплуатационной интенсивности отказов трансформаторов применяется модель вида :

     lэ = lэсг × Кт × Кэ ,

где lэсг - среднегрупповая интенсивность отказов трансформаторов в бытовой наземной стационарной аппаратуре в лабораторных условиях при температуре эксплуатации 20 градусов ( l эсг = 0,0000017 1/ч ),  Кт - коэффициент режима, являющийся функцией температуры окружающей среды ( при 20 градусах Кт = 11 ),  Кэ - коэффициент, зависящий от условий эксплуатации.

     Кроме этого, в расчетах необходимо учитывать интенсивность отказов проводов и паянных соединений :

     для проводов соединительных  lэ = 1,5×10-9 × 28 = 42 × 10-9 1/ч

     для пайки печатного монтажа  lэ = 1×10-8  × 80 = 80 × 10-8  1/ч

     для пайки навесного монтажа  lэ = 3×10-8  × 32 = 168 × 10-8   1/ч

      Значение коэффициентов и интенсивности отказов радиоэлементов приведены в табл. 6.1.

Табл. 6.1.

 Интенсивность отказа радиоэлементов.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10