Содержание:

1. Введение. Общее технико – экономическое обоснование темы………..3

2. Технико – экономическое обоснование темы …………………………...5

   1. Расчет общего времени проектирования ………………………….5

   2. Расчет сметы затрат на разработку ………………………………..9

   3. Материалы …………………………………………………………..9

   4. Фонд заработной платы …………………………………………...10

   5. Отчисления на социальные нужды ………………………………10

   6. Отчисления на амортизацию оборудования ……………………..11

   7. Прочие расходы …………………………………………………...13

   8. Расчет цены научно-исследовательской работы ………………..13

   9. Экономическая эффективность научной работы ………………..13

3. Анализ литературных данных по энергетическим и временный параметрам импульсов излучения ТЕА – СО₂ лазеров. Постановка задачи ……………………………………………………………………..15

4. Обоснование возможности сокращения длительности ТЕА – СО₂ лазеров …………………………………………………………………….18

5. Экспериментальная часть ………………………………………………..26

   1. Общая схема экспериментальной установки…………………….26

   2. Конструкция активного элемента ТЕА – СО₂ лазера …………...27

   3. Описание конструкции активного элемента ТЕА – СО₂ лазера...27

   4. Методы измерения формы импульсов излучения и энергии излучения в импульсе ……………………………………………..31

      1. Преобразование сигнала …………………………..…………..31

      2. Измерение энергии излучения в импульсе и формы сигнала 35

   5. Система откачки и наполнения активного элемента лазера исследуемыми газами ……………………………………………..37

   6. Исследование влияния исходного химического состава на длительность импульса излучения …………………………….....40

   7. Исследование влияния общего давления рабочей смеси на длительность импульса излучения....………………………...…...42

6. Безопасность и экологичность проекта …………………………………45

   1. Организация рабочего места ……………………………………...45

   2. Анализ опасных и вредных производственных факторов ……...46

   3. Опасность поражения электрическим током ……………………46

   4. Правовое обеспечение охраны труда …………………………….47

   5. Требования безопасности к проектируемому объекту ………….50

   6. Классификация лазерных изделий ……………………………….51

   7. Требования к конструкции ………………………………………52

   8. Требования к размещению лазерных изделий, организации рабочих мест и помещениям …………………………………….53

   9. Требования безопасности при эксплуатации и обслуживании лазерных изделий …………………………………………………55

   10. Микроклимат помещения ………………………………………..56

   11. Уровень шума ……………………………………………………..56

   12. Пожарная безопасность …………………………………………..57

   13. Экологичность проекта …………………………………………...60

7. Заключение ……………………………………………………………….61

8. Библиографический список ……………………………………………...62

5.1. Введение. Общее технико-экономическое обоснование темы

Большое место среди газовых лазеров занимают молекулярные лазеры, то есть лазеры, активной средой которых являются молекулярные газы. Прежде всего, это связано с тем, что многие, даже весьма тугоплавкие элементы, упругость паров которых в обычных условиях исчезающе мала, образуют устойчивые летучие соединения.

Примером того, как в молекулярных лазерах реализуются требования к рабочему веществу мощных газовых лазеров с высоким к. п. д., является СО₂-лазер.

СО₂-лазер, т. е. лазер, излучающей составляющей активной среды которого является углекислый газ СО₂, занимает особое место среди всего многообразия существующих лазеров. Этот уникальный лазер отличается прежде всего тем, что для него характерны и большой энергосъем, и высокий к. п. д. В непрерывном режиме получены огромные мощности — в несколько десятков киловатт, импульсная мощность достигла уровня в несколько гигаватт, энергия в импульсе измеряется в килоджоулях.

К. п. д. СО₂-лазера (порядка 30%) превосходит к. п. д. всех лазеров. Частота следования в импульсно-периодическом режиме может составить несколько килогерц. Длины волн излучения СО₂-лазера находятся диапазоне 9—10 мкм (средний ИК диапазон) и попадают в окно прозрачности атмосферы. Поэтому излучение СО₂-лазера удобно для интенсивного воздействия на вещество, например в технологических целях. Кроме того, в диапазон длин излучения СО₂-лазера попадают резонансные частоты поглощения многих молекул, что делает возможным интенсивное резонансное воздействие лазерного излучения на вещество. При этом следует иметь в виду возможность как дискретной, так и плавной относительно широкодиапазонной перестройки частоты генерации этого лазера, что значительно расширяет его возможности. Добавим к этому, что СО₂-лазер легко может быть одночастотным.

Таким образом, интерес к СО₂-лазерам понятен.

Лазеры, работающие при атмосферном давлении, получили наименование TEA СО₂-лазеров, т. е. СО₂-лазеров атмосферного давления с поперечным возбуждением (Transversly Excited Atmospheric).

Рис.1. Типичная форма импульса излучения TEA СО₂-лазера.

Сокращение длительности импульса позволит получать более точные измерения расстояния, определение координат движущихся объектов; более точные измерения процессов, протекающих в наносекундных диапазонах; позволит создать лазер, концентрация энергии в выходном импульсе которого будет сравнима с выбросом энергии при ядерном взрыве; резка и обработка поверхности без ее разогрева.

Такие лазеры найдут широкое применение в медицине, например лазерной хирургии. Сокращение длительности импульса в этой области позволит сократить до минимального значения поражение здоровых тканей, окружающих место воздействия.

Применение лазеров с короткой длительностью импульса необходимо и в промышленности: резки, сварки и пайки деталей из различных материалов и как указующие устройства. Сокращение длительности импульса в данном случае, если применить это достижение допустим к сварке, значительно сократить размер сварочного шва.

Технико-экономическое обоснование.

Расчет общего времени проектирования

При проведении научно-исследовательской работы по изучению возможности сокращения длительности импульса излучения лазера ТЕА-СО2 до 10 нс при ограничении на срок разработки, необходимо предварительно спланировать проектные мероприятия. Одной из основных задач планирования работы является определение общей продолжительность ее проведения. В этом случае наиболее удобным является ленточный график проведения работы. Данный тип графика является наиболее наглядным для понимания, и вместе с тем позволяет эффективно решить поставленную задачу планирования. Для построения ленточного графика необходимо определить перечень работ, трудоемкость, численность исполнителей, длительность выполнения каждого вида работ.

В данном дипломном проекте был выполнен следующий перечень работ:

• разработка технического задания;

• подбор и изучение литературы;

• анализ литературных данных по энергетическим и временным параметрам импульсов излучения ТЕА-СО2 лазеров;

• разработка общей экспериментальной схемы;

• изучение методов измерения формы импульса излучения и энергии излучения в импульсе;

• проведение исследований влияния различных факторов на длительность излучения (таких факторов как: изменение исходного химического состава, изменение уровня накачки, изменение общего давления рабочей смеси);

• оформление пояснительной записки;

• оформление графического материала;

• оформление отчета по научно-исследовательской работе и сдача работы на кафедру.

Трудоемкость выполнения всей проектной разработки определяется по сумме трудоемкости этапов и видов работ, оцениваемых экспертным путем в человеко-днях. При построении ленточного графика продолжительность каждой работы Т_п будет определяться по формуле:

где T_i – трудоемкость работ, человеко-дни;

n_i – численность исполнителей, человек.

Время, затраченное на выполнение работы на определенных стадиях, представлено в таблице 1.

Таблица 1. Время, затраченное на работы по стадиям

Стадия	Этапы работ	Содержание работ		Исполнитель	Ti		ni		Тn
1	Техническое задание	1.1. Постановка задачи		Руководитель проекта Инженер-исследователь Консультант эконом. Консультант БЖД	4		4		1
		1.2. Сбор исходных материалов		Инженер-исследователь	4		1		4
		1.3. Определение критериев выполнения задания		Руководитель проекта Инженер-исследователь	8		2		4
2	Эскизный проект	2.1 Разработка общей структурной схемы экспериментальной установки		Руководитель проекта	16		1		16
3	Технический проект	3.1 Разработка конструкции активного элемента ТЕА-СО2 лазера		Инженер-исследователь	12		1		12
4	Рабочий проект	4.1. Исследование влияния исходного химического состава на длительность импульса излучения		Инженер-исследователь	26		1		26
		4.2. Исследование влияния уровня накачки на длительность импульса излучения		Инженер-исследователь	15		1		15
		4.3. Исследование влияния общего давления рабочей смеси на длительность импульса излучения		Инженер-исследователь	4		1		4
		4.4 Анализ полученных экспериментальных данных		Руководитель проекта Консультант эконом. Консультант БЖД	3		3		1
Всего						92				83

По результатам расчетов таблицы построим ленточный график ведения работ:

Расчеты сметы затрат на разработку.

Смета затрат представляет собой стоимостную оценку, используемую в процессе проектирования и разработки. Перечень затрат, включаемых в плановое выполнение, группируется в соответствии c их экономическим содержанием по следующим статьям: