Анализ пирометра "Пётр-1"

Курсовая работа

по дисциплине «Материаловедение в промышленном дизайне»
Тема: «Анализ пирометра "Пётр-1"»
Содержание

Введение
. Установление требований к изделию и характеристика его модельных и конструкторских особенностей

.1 Характеристика изделия
.2 Характеристика требований к изделию
.3 Определение ориентировочного списка материалов для изделия
. Разработка требований к материалам для изделия
.1 Разработка требований к материалам и номенклатуры показателей качества
.2 Разработка иерархической структуры показателей качества
.3 Определение весомости (значимости) показателей качества
.4 Выбор методов оценки показателей качества
.5 Выбор базовых показателей качества
. Анализ ассортимента и выбор конкретных материалов
. Выбор взаимозаменяемых материалов
. Разработка рекомендаций по технологической обработке материалов и способам ухода за изделием
Выводы по работе
Заключение
Список литературы
Введение

С каждым годом дизайнеры со всего мира выпускают много новых товаров на рынок сбыта, из-за чего похожих товаров на рынке сбыта становится всё больше и больше. Конкуренция между товарами, возрастает вслед за увеличением их количества, из-за чего у дизайнеров возникает потребность производить товары, отличающиеся по своей структуре, внешнему виду, объёму. А чтобы добиться успеха на рынке надо производить креативные предметы, по функциям ничем не уступающие самым посредственным их «собратьям». С электронными (вычислительными, измерительными) приборами в наше время дела обстоят хуже, чем с любыми другими приборами на рынке. Поэтому стоит уделить большее внимание не столько измерительным и вычислительным приборам, сколько их дизайну.

Целью данной курсовой работы является анализ существующего пирометра, выявление слабых сторон и внесение предложений по улучшению. Систематизация, расширение, и углубление теоретических и практических знаний, развитие самостоятельности и творчества при решении конкретных задач в области системы качества. А также на реальном примере попробовать свои силы и знания, и, в конечном счёте, получить результаты.
Глава 1. Установление требований к изделию и характеристика его модельных и конструкторских особенностей

.1 Характеристика изделия

Для дизайн-проекта архиважным условием успешной работы является наличие грамотного сочетания композиционного решения и использования материалов, отвечающих определенному набору требований к изделию. В курсовой работе рассматривается пирометр, «Пётр-1», назначение и свойства которого будут указаны далее. Визуальное воплощение представлено на рис.1.

Рис. 1 Эскиз пирометра

Внешне пирометр очень похож на «обрезанный пистолет», сделанный из пластика и резины. Чаще состоит из грубых квадратных частей с плавными/закруглёнными концами/боковинами. Панель навигации располагается лицевой частью к потребителю, что упрощает считывание информации и избежание повреждения объекта посредством выпадения его из рук. Ниже панели располагаются кнопки (каждую кнопку можно запрограммировать на несколько функций для упрощения работы с пирометром). Кнопки выделяются другим цветом, отличным от основного. Сама панель, как и весь пирометр небольшого размера. Помещается в руке. Имеет удобную прорезиненную рукоять с метками для пальцев. У некоторых моделей есть шнур снизу (для страховки прибора на руке). На самых важных частях (типа панели) присутствует яркий цвет.

.2 Характеристика требований к изделию

Требования назначения

1. 
   «Пётр-1» используется для бесконтактного измерения температуры объектов по их тепловому (инфракрасному) излучению.
   
2. 
   Пирометр применяется при проведении различных промышленных измерений, объектами которых могут быть как твердые поверхности, так и различные среды - жидкости и сыпучие вещества.
   
3. 
   Достаточно широкий диапазон измеряемой температуры пирометра «Пётр-1» в сочетании с возможностью передачи измеренных показаний по интерфейсу RS-232 в компьютер делают инфракрасный измеритель температуры «Пётр-1» прекрасным пирометром для самых разных областей: энергетики, ЖКХ, промышленности, торговли и прочего.
   

Технические требования

1. 
   Диапазон измеряемых температур пирометром «Пётр-1»: от -18 С до +1450 С.
   
2. 
   Коэффициент теплового излучения, который можно установить на пирометре «Пётр-1»: от 0,10 до 0,99 с шагом 0,01.
   
3. 
   Температура С, при которой можно использовать данный пирометр: 0,1 при t<1000 и 1 при t>1000.
   
4. 
   Показатель визирования у данного пирометра: 1:50.
   
5. 
   Расстояние, на котором можно измерять температуру объекта, т.е. температура до объекта: от 0,4 до 50 м.
   
6. 
   Предел допускаемой основной погрешности в измерении температуры объекта пирометром: ±3 С при t<0; ±2 С при 0 ±2% С при t>100.
   
7. 
   Пирометр «Пётр-1» может работать в режиме «включения-выключения» от одного элемента питания:
   

1. 
   Без использования подсветки и лазерного целеуказателя он может работать до 15 часов.
   
2. 
   С использованием подсветки и лазерного целеуказателя время его действия сокращается до 10 часов.
   

1. 
   У пирометра есть спектральный диапазон, который варьируется от 8 до 14 мкм.
   
2. 
   Во время эксплуатации пирометра, изменение показаний, вызванное влиянием внешнего переменного магнитного поля напряжённостью 400 А/м с частотой (50±1) Гц, при самых неблагоприятных фазе и направлениях поля не должно превышать 0,5 или 1,0 предела допускаемой основной погрешности пирометра.
   
3. 
   Пирометр должен быстро выдавать результат измерений, т.к. от объекта обычно идёт очень высокое теплоизлучение, поэтому среднее быстродействие пирометра должно быть: 0,2 - 0,5 секунд.
   
4. 
   Также требования к электрической прочности изоляции и сопротивлению изоляции пирометра обычно выбирают по ГОСТ 12997 для температуры окружающего воздуха (20±5) С и относительной влажности не более 80%.
   
5. 
   Габаритные размеры «Петра-1» не должны быть как очень большими, так и очень маленькими. Поскольку велика вероятность того, что он либо выпадет из руки, либо наоборот не поместится в неё. Поэтому средние размеры пирометра (ВхШхГ): 220х130х60 мм.
   
6. 
   Пирометр должен весить не очень много, т.к. на протяжении всего времени измерения температуры, его придётся держать в руке, поэтому весить он должен до 500 грамм.
   
7. 
   Средняя наработка на отказ пирометра должна быть не менее 15000 часов.
   
8. 
   Питается прибор от батареи, рассчитанной на 9 Ват, где напряжение должно быть 220В (с допускаемым отклонением от плюс 10 до минус 15%), частотой 50 Гц (с допускаемым отклонением ±2%).
   
9. 
   Средний срок службы большинства пирометров должен быть не менее 9 лет. Поэтому данный пирометр рассчитан на длительный срок службы.
   
10. 
    «Пётр-1» должен эксплуатироваться преимущественно в сухом помещении.
    

Общие требования к пирометрам
Питание пирометров.
От сети: напряжение 220В (с допускаемым отклонением от плюс 10 до минус 15%), частотой 50 Гц (с допускаемым отклонением ±2%).
От источников питания постоянного тока: выбрать из ряда (5, 6, 12, 15, 24, 27, 36, 48 В) (по ГОСТ 18953).
Требования к электрической прочности изоляции и сопротивлению изоляции пирометров выбирают по ГОСТ 12997 для температуры окружающего воздуха (20±5) С и относительной влажности не более 80% (и указывают в технических условиях на пирометры конкретных типов).
Стационарные пирометры должны быть устойчивы к воздействию температуры окружающего воздуха от 5 С до 50 С, относительной влажности от 80% при температуре 35 С и более низких температурах без конденсации влаги. Допускается в обоснованных случаях применение охлаждения пирометрических преобразователей при температуре свыше 35 С.
В технически и экономически обоснованных случаях по требованию потребителя пирометры должны быть устойчивы к воздействию температуры окружающего воздуха от 0 С до 50 С, а первичные пирометрические преобразователи с охлаждением должны быть устойчивы к воздействию температуры окружающего воздуха не ниже 100 С.
Изменение показаний, вызванное влиянием внешнего переменного магнитного поля напряжённостью 400 А/м с частотой (50±1) Гц, при самых неблагоприятных фазе и направлениях поля не должно превышать 0,5 или 1,0 предела допускаемой основной погрешности пирометра.
Пирометры являются восстанавливаемыми изделиями, характеризующимися экспоненциальным законом распределения средней наработки на отказ.
Средняя наработка на отказ пирометров должна быть не менее 15000 часов.
Средний срок службы пирометров должен быть не менее 9 лет.
Пирометры предназначены для бесконтактного измерения температуры в пределах от минус 50 до плюс 4000С в диапазоне длин волн от 0,3 до 40 мкм.
1) Пирометры должны быть доступны, просты, надежны и способны обеспечить достаточно высокую точность измерения.
) Функции, которые могут быть реализованы в пирометрах.
Наличие аналоговых унифицированных выходных сигналов.
Наличие кодовых выходных сигналов.
Наличие позиционных сигналов для сигнализации и регулирования.
Наличие аналоговых отсчётных устройств температуры.
Наличие цифровых отсчетных устройств температуры.
Запоминание текущих и экстремальных значений температуры.
Вычисление разности температур.
Вычисление скорости изменения температур.
Вычисление среднего значение температур.
Интегрирование выходных сигналов.
Компенсация влияния излучения окружающего фона.
Коррекция на значение излучательной способности или на отношение излучательной способности (для пирометров спектрального отношения).
Определение излучательной способности объекта по известному значению его действительной температуры.
Индикация установленного значения излучательной способности.
Индикация режимов работы.
Статистическая обработка результатов измерений по заданной и (или) изменяющейся программе.
Наличие совмещённой окулярной визирной системы.
Возможность перестройки оптической системы для различных расстояний до объекта.
Наличие автоматической калибровки.
Наличие индикации разряда источника питания.
(перечень может добавляться с учётом специфических особенностей пирометров).
3) Эксплуатируется преимущественно в сухом помещении.
) Долгосрочное и долговечное использование объекта.
) Цвет - яркий (в большинстве моделей используется жёлтый, красный, синий или чёрный цвет). Притом сам объект выделен одним цветом, а панель навигации - другим (для лучшего нахождения самой панели и кнопок).
) Материалы: преимущественно пластик + прорезиненные части (для удобства держания/эксплуатации).
) Должен находится (во время эксплуатации) в руке потребителя.
) Храниться в сухом месте. Во избежание повреждения прибора, избегать его падения.

1.3 Определение ориентировочного списка материалов для изделия

Для того чтобы данная модель отвечала предъявляемым требованиям, необходимо наличие следующих видов материалов:

• 
  Для основной конструкции подходит металл и пластик, выдерживающие перепад температур.
  

Требования к свойствам вспомогательных материалов разрабатываются на основе вышеизложенных свойств основного материала. Но обязательной является прорезиненная вкладка «ручки» пирометра на вертикальной части, которая предотвращает скольжение прибора и увеличивает удобство пользования.
пирометр прибор конструкторский качество