Республики Беларусь «24»
| Вид материала | Пояснительная записка |
- В перечень банков Республики Беларусь, имеющих право обязываться по векселю, утверждаемый, 419.3kb.
- Республики Беларусь 15 августа 2006, 202.35kb.
- Одобрен Советом Республики 8 февраля 1999 года общая часть глава 1 общие положения, 799.65kb.
- Об утверждении Инструкции о порядке взаимодействия государственных органов, ответственных, 157.85kb.
- Республики Беларусь «Об органах внутренних дел Республики Беларусь», 9.85kb.
- Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 11.32kb.
- Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 11.74kb.
- Совета Министров Республики Беларусь от 31 октября 2001 г. N 1592 "Вопросы Министерства, 1509.5kb.
- Постановление государственного комитета по авиации республики беларусь, 78.75kb.
- Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 13.86kb.
Утверждена
УМО вузов Республики Беларусь
по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-39-050/тип.
^ ОБСЛУЖИВАНИЕ, ДИАГНОСТИКА И РЕМОНТ СРЕДСТВ МЕДИЦИНСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности І-39 02 03 Медицинская электроника
Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
Составители:
Н.И. Домаренок, доцент кафедры электронной техники и технологии Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук;
^ Н.С. Собчук, старший преподаватель кафедры электронной техники и технологии Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
Рецензенты:
Ю.Х. Мараховский, заведующий кафедрой гастроэнтерологии и нутрициологии Учреждения образования «Белорусская медицинская академия последипломного образования», профессор, доктор медицинских наук;
^ Кафедра интеллектуальных систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет» (протокол № 6 от 10.12.2002 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой электронной техники и технологии Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 5 от 04.11.2002 г.);
Научно-методическим советом по группе специальностей І-39 02 Конструкции радиоэлектронных средств УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 2 от 18.11.2002 г.)
Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.104-98.
^ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа «Обслуживание, диагностика и ремонт средств медицинской техники» разработана в соответствии с Образовательным стандартом РД РБ 02100.5.104-98 для специальности І-39 02 03 Медицинская электроника высших учебных заведений.
Предмет дисциплины - построение и структура измерительно-диагностической аппаратуры, техническая диагностика, контроль качества, прогнозирование и техническая генетика СМЭ в условиях её разработки, производства и эксплуатации.
Целью преподавания дисциплины является изучение:
- основных процессов эксплуатации средств медицинской электроники;
- принципов организации настроечно-регулировочных операций при производстве и эксплуатации СМЭ;
- основ теории технической диагностики, прогноза и генеза состояния СМЭ;
- физических методов и средств неразрушающего контроля;
методов и средств функционального контроля и поиска неисправностей в СМЭ;
- принципов и средств автоматизации процессов контроля, диагностики и прогнозирования принципа работы медицинской электронной аппаратуры;
- технических методов функциональной диагностики;
- методов построения и проектирования медицинской электронной измерительной аппаратуры.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать:
- принципы работы медицинской электронной аппаратуры;
- конструктивно-технологические особенности аппаратуры;
- методы организации и проведения контроля показателей качества СМЭ;
- методы разработки программ технической диагностики и практическое использование методов функционального и неразрушающего контроля;
- поиска неисправностей в СМЭ и прогнозирование её работоспособности в будущем;
- иметь аналитическое представление об измерительной процедуре и метрологических характеристиках СМЭ;
уметь характеризовать:
- физические и электрические процессы, происходящие при съеме биоэлектрической и биомагнитной активности с помощью электродов, во входных цепях, в усилителях, в измерительных преобразователях аналоговых биосигналов в цифровой код в устройствах обработки, в биомедицинских приборах для регистрации биосигналов, структуру и особенности диагностических методов;
уметь анализировать:
- исходные данные и данные, полученные с помощью измерительных приборов для контроля различных параметров СМЭ и определения неисправностей в СМЭ
приобрести навыки:
- проектирования техпроцессов обслуживания, настройки и ремонта СМЭ
- построения оптимальных методик поиска неисправностей
- прогнозирования состояния СМЭ на всех этапах их жизненного цикла от разработки до эксплуатации;
- анализа технических характеристик СМЭ и выбора наиболее подходящих из них с учетом специфики регистрируемого физиологического процесса.
Изучение дисциплины в IX семестре рассчитано на 80 часов учебных занятий, из них 48 часов лекций, 16 часов практических занятий, 16 часов лабораторных занятий.
Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных из курсов «Аналоговая системотехника СМЭ», «Цифровая и импульсная техника», «Микропроцессоры в СМЭ», «Приборы и системы функциональной диагностики», «Электронная лечебная аппаратура», «Электронные средства лабораторной диагностики и экологического контроля», «Биомедицинские сенсоры и преобразователи», «Элементная база СМЭ» а также других общетехнических дисциплин.
Изучение дисциплины предусматривает систематическую самостоятельную работу студентов со специальной технической литературой, патентной информацией, последними достижениями науки и техники, отражёнными в таких журналах, как «Автометрия», «Современная медицина», «Техника и наука» и др., а также использование технических средств обучения.
Дисциплина является базовой для следующих за ней дисциплин учебного плана, в том числе специальных дисциплин.
^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел. 1 Основные процессы эксплуатации СМЭ
Тема 1.1. Методы достижения высокого
качества эксплуатации СМЭ
Классификация СМЭ (воспринимающие, воздействующие). Общие сведения. Техническое обслуживание. Поверка, хранение, транспортировка. Категорирование и списание. Ведение учета и эксплуатационной документации.
^ Тема 1.2. Ремонт и его организация
Виды ремонта. Освоение ремонта. Показатели ремонтопригодности. Годовой фонд времени по ремонту. Организация технического сервиса СМЭ в учреждениях здравоохранения Республики Беларусь.
Раздел. 2. Техническая диагностика как дисциплина, изучающая техническое состояние СМЭ. Разновидности состояний технических объектов
Тема 2.1. Предмет технической диагностики, технического прогнозирования и технической генетики
Основные понятия, определения и термины. Классификация состояний технического объекта. Неисправность элемента и неисправность объекта; состояние работоспособности; переходы между состояниями.
^ Тема 2.2. Основные этапы диагностирования: контроль, анализ работоспособных состояний и прогнозирование работоспособности в будущем, анализ отказавших состояний
и поиск неисправностей в ремонтопригодной аппаратуре
^ Раздел. 3. Неразрушающие методы и приборы контроля. Значение визуального восприятия информации
для достоверности неразрушающего контроля. Приборы визуализации невидимых для человека изображений контролируемых объектов
^ Тема 3.1. Измерения, контроль и испытания –
особенности и отличия
Технический контроль: этапы контроля, первичная и вторичная информация; разновидности контроля в зависимости от стадий жизненного цикла СМЭ. Контроль на стадии разработки. Производственный контроль: входной, операционный, выходной. Эксплуатационный контроль.
^ Тема 3.2. Физико-химические методы контроля
Разрушающий контроль. Испытания СМЭ. Неразрушающий контроль. Общая классификация методов неразрушающего контроля. Неразрушающий контроль как контроль качества изделий, не изменяющий их качественных и количественных характеристик.
^ Тема 3.3. Радиационные методы неразрушающего контроля
Электронная и ионная микроскопия. Физические принципы радиационных методов неразрушающего контроля. Классификация радиационных методов по видам используемого излучения. Классификация радиационных методов неразрушающего контроля по способу регистрации излучения, несущего информацию об объекте: промышленная радиография и радиоскопия, радиометрическая дефектоскопия.
^ Тема 3.4. Рентгеновский проекционный микроскоп
Рентгено-телевизионная микроскопия : структура МТР, применение МТР на различных стадиях производства СМЭ (разработка, отладка технологического процесса, операционный выходной контроль, анализ причин отказов, испытания на долговечность).
^ Тема 3.5. Контроль качества ИЭТ потоками заряженных частиц
Электронная микроскопия. Схема и принцип действия просвечивающего электронного микроскопа и растрового электронного микроскопа.
Ионная микроскопия. Схема и принцип действия ионного микроскопа.
Тема 3.6. Оптические методы контроля
Классификация методов оптического контроля. Оптическая микроскопия, микроинтерферометрия, спетроскопия, голография, эллипсометрия.
Тема 3.7. Микроскопия и микроинтерферометрия
Основные параметры оптических микроскопов; режимы работы в «светлом и темном полях». Особенности и применение ультрафиолетовых и инфракрасных микроскопов. Получение фазового контраста в световой микроскопии.
Тема 3.8. Телевизионные микроскопы
Лазерный сканирующий микроскоп. Микроинтерферометры : оптическая схема, принцип действия и области применения. Лазерный интерферометр.
Тема 3.9. Размерный контроль ИЭТ с использованием лазерных источников излучения
Лазерный интерферометр, измеритель прогиба полупроводниковых пластин по сходящимся лучам лазера, голография, голографическая интерферометрия.
^ Тема 3.10. Физические основы эллипсометрии (законы отражения, преломления и поляризации световых волн)
Способы получения эллиптически поляризованного света. Основное уравнение эллипсометрии. У-, А-номограммы. Конструкция и оптическая схема лазерного эллипсометра. Достоинства эллипсометрии, области её применения.
^ Тема 3.11. Тепловые методы неразрушающего контроля
Физические принципы теплового контроля СМЭ. Классификация и модели теплового контроля. Типы выявляемых дефектов; активный и пассивный тепловой контроль; односторонний, двусторонний и комбинированный тепловой контроль.
^ Тема 3.12. Приборы теплового контроля
Классификация : контактные и бесконтактные; оптические пирометры и системы тепловидения. Системы контроля тепловых полей и изображений с помощью несканирующих преобразователей (системы прямой визуализации): эвапорографы, жидкокристаллические преобразователи и термокраски, эджеографы, электронно-оптические преобразователи.
^ Тема 3.13. Методы акустической дефектоскопии
и неразрушающего контроля
Физические принципы методов неразрушающего контроля, основанные на применении упругих колебаний. Классификация методов акустической дефектоскопии. Методы акустографии. Способы визуализации акустических полей с использованием акустоэлектронных преобразователей: пьезоэлектрический видикон с кварцевой мишенью; акустооптический эффект Брэгга; акустоэлектронные сканирующие микроскопы; акустическая голография. Разрешающая способность акустических изображений; соотношение между энергиями фотона и фонона, определяющее основное преимущество методов акустографии (акустовидения).
^ Тема 3.14. Методы неразрушающего контроля, использующие статические магнитные и электрические поля
Физические принципы методов магнитного неразрушающего контроля. Основные этапы методов магнитной дефектоскопии. Способы намагничивания и размагничивания деталей. Классификация методов и приборов магнитного контроля :индукционные и феррозондовые дефектоскопы, магнитопорошковый метод дефектоскопии, магнитографические дефектоскопы, магнитные толщиномеры, приборы для исследования и контроля магнитных свойств и характеристик ферромагнитных материалов.
Тема 3.15. Электрические методы неразрушающего контроля и дефектоскопии
Общая классификация методов. Электроразрядный метод дефектоскопии.
Раздел 4. Электропараметрические методы неразрушающего контроля и диагностики элементной базы СМЭ
Тема 4.1. Оценка качества радиоэлементов по уровню собственных шумов
Оценка качества контакта в радиоэлементах по уровню третьей гармоники. Оценка качества полупроводниковых приборов по их вольт-амперной характеристике.
Раздел 5. Функциональные методы контроля качества ИМС. Контроль статических и динамических параметров ИМС
Тема 5.1. Обобщённая модель ЦИМС и обобщённая передаточная характеристика логического вентиля
Система статических параметров ЦИМС : принципы и основные понятия; виды функционального контроля. Основные способы функционального контроля: сравнение с физическим эталоном, сравнение с расчётным эталоном (метод эмуляции тестов и помодульного функционального контроля микропроцессорных БИС); функциональный контроль с алгоритмической генерацией тестов. Основные алгоритмические функциональные тесты для БИС ОЗУ.
^ Тема 5.2. Методы контроля аналоговых ИМС
Схемотехнические особенности ИМС операционных усилителей, компараторов напряжения, цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей. Контроль и измерение статических и динамических параметров операционных усилителей и компараторов напряжения (дифференциального коэффициента усиления, входных токов, смещение нуля, скорости нарастания выходного напряжения, частотной характеристики). Основные погрешности ИМС ЦАП и АЦП, характеризующие их качество. Контроль и измерение статических параметров ИМС ЦАП и АЦП с использованием образцовых АЦП и ЦАП.
^ Раздел 6. Автоматизация контроля с использованием систем технического зрения. Алгоритмы решения задач обнаружения и распознавания дефектов
по электронным изображениям контролируемых объектов
Тема 6.1. Автоматизация визуального технического контроля
Системы технического зрения. Системы технического зрения для визуального технического контроля СМЭ (структура, основные функции, назначение). Классификация методов визуализации и распознавания изображений. Автоматизированные системы контроля «внешнего вида». Методы автоматизированного измерения геометрических параметров изображений. Программное обеспечение систем технического зрения.
Раздел 7. Функциональные методы контроля качества СМЭ. Характеристики отказов. Анализ отказов
и техническая генетика СМЭ
Тема 7.1. Анализ отказов СМЭ
Характеристика радиоэлектронных систем и их элементов. Понятия функциональных и энергетических элементов и связей. Классификация отказов системы и элементов. Понятие неисправности и отказа. Разновидности неисправностей и отказов.
^ Тема 7.2. Техническая генетика неисправного состояния СМЭ
Общие закономерности процесса поиска причин отказа СМЭ. Цель поиска причин отказа. Понятие функциональной пробы и комплексного выходного параметра. Этапы процесса поиска неисправности. Последовательность поиска неисправности как процедура проведения функциональных проб с последующим логическим анализом их результатов.
Раздел 8. Поиск неисправностей в аналоговых
и цифровых электронных устройствах
Тема 8.1. Методы поиска неисправностей в системах
с приведённой последовательной структурой: последовательный и комбинированный поиск
Оптимизация комбинированного поиска. Формальные схемы поиска неисправности.
^ Тема 8.2. Поиск неисправностей в сложных аналоговых системах с использованием их функциональных диагностических моделей
Принципы построения функциональной диагностической модели радиоэлектронного устройства. Таблица возможных состояний отказавшей системы. Функция предпочтения. Схема поиска неисправностей.
^ Тема 8.3. Поиск неисправности в дискретных
цифровых устройствах
Диагностические модели комбинационных и последовательностных устройств. Неисправности цифровых устройств логического типа: тождественная единица и тождественный ноль.
Тема 8.4. Тесты
Понятие длины теста и набора тестов. Тесты, обнаруживающие неисправность, и тесты, диагностирующие (локализующие) неисправность. Полный тест.
Тема 8.5. Поиск неисправности в комбинационных схемах путём активизации одномерного пути
Принцип активизации одномерного пути в дискретных устройствах. Достоинства и недостатки метода активизации одномерного пути.
Раздел 9. Техническое прогнозирование состояния СМЭ. Методы прогнозирования СМЭ
Тема 9.1. Системные основы теории технической прогностики
Представление процедур технической диагностики и прогнозирования как процедур классификации (идентификации). Теоретический и экспериментальный анализ состояний РЭА на всех этапах её жизненного цикла (проектирование, производство и эксплуатация).
^ Тема 9.2. Эвристическое и математическое прогнозирование
Аналитическое прогнозирование с экстраполяцией; вероятностное прогнозирование; прогнозирование с использованием методов статистической классификации и распознавания образов.
^ Тема 9.3. Индивидуальное прогнозирование элементов РЭА: задачи и основные этапы
Понятия обучающего эксперимента, обучения и экзамена. Оптимизация оператора прогнозирования и непосредственное прогнозирование ЭРЭ, однотипных с ЭРЭ обучающей выборки. Метод пороговой логики: поиск информативных признаков, принципы преобразования значений признаков во входные двоичные сигналы, вычисление весовых коэффициентов, построение решающего правила, определение критериев экзамена.
Раздел 10. Параметры наладочно-регулировочных работ
и организация технологического процесса
Тема 10.1. Основы технологии регулировки и наладки РЭС
Основные понятия и определения. Методы выполнения наладочно-ре-улировочных операций (НРО). Классификация НРО.
Тема 10.2. Проблемы обеспечения качества НРО
Критерии оценки качества НРО. Электронные схемы и особенности критериев качества НРО.
Тема 10.3. Организация технологического процесса регулировки
Техническая документация, необходимая для выполнения операций настройки и регулировки. Методы регулировки. Общие характеристики оборудования, используемого при НРО. Влияние типа производства на организацию техпроцесса НРО.
Раздел 11. Регулировка и настройка источников питания
Тема 11.1. Классификация источников вторичного питания
Основные параметры источников питания. Настройка и регулировка нестабилизированных источников питания. Диагностика неисправностей. Схема измерения характеристик.
^ Тема 11.2. Регулировка и настройка стабилизированных источников питания
Параметрические стабилизаторы. Компенсационные стабилизаторы. Импульсные источники питания.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Разработка новых способов регулировки и настройки СМЭ в связи с конструктивно-технологическим развитием изделий электроники. Разработка новых технологий.
^ ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
- Оценка качества РЭА методами индивидуального прогнозирования.
2. Поиск неисправности в дискретных цифровых устройствах.
3. Исследование методов поиска и устранение дефектов при регулировке РЭС (проводится измерение эталонных сигналов сигнализатора шума, исследование методов разработки оптимальной программы поиска неисправности и применение их для поиска неисправности).
4. Hастpойка и измеpение основных хаpактеpистик источников питания (проводятся измерение параметров и настройка параметрического, компенсационного и импульсного источников питания).
^ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
1. Обслуживание и ремонт рентгеновского компьютерного томографа (проводится на предприятии совместно со специалистами).
2. Обслуживание и ремонт ЯМР-томографа (проводится на предприятии совместно со специалистами).
3. Организация ремонта и ремонт рентгенодиагностической аппаратуры (проводится на предприятии совместно со специалистами).
4. Организация ремонта и ремонт СМЭ для наркоза (проводится на предприятии совместно со специалистами).
5. Общие принципы поиска неисправности. Метод внешних проявлений, метод измерений, метод анализа монтажа.
6. Общие принципы поиска неисправности. Метод замены, метод исключения, метод воздействия, метод электропрогона.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Давыдов П. С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. - М.:Радио и связь, 1988.
2. Ермолов И.Н., Останин Ю.Я. Методы и средства неразрушающего контроля качества: Учеб. пособие для инженерно-техн. спец. вузов.-М.: Высш. шк., 1988.
3. Технические средства диагностирования: Справочник / Под общ. ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1989.
4. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: - Справочник. В 2 кн./ Под ред. В.В.Клюева - М.: Машиностроение, 1976.
5. Измерение и контроль в микроэлектронике / Под ред. А.А. Сазонова - М.:Высш. шк., 1984.
6. Кейджян Г.А. Прогнозирование надежности микроэлектронной аппаратуры на основе БИС. - М.: Радио и связь, 1987.
7. Измерения в промышленности: Справочное издание. В 3 кн.: Пер. с нем. / Под ред. П. Профоса. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1990.
8. Щербаков Н.С. Достоверность работы цифровых устройств. -М.: Машиностроение, 1989.
9. Домарёнок Н. И. Лабораторный практикум по курсу ДПНК и УК ЭА. Ч. 1: Тепловые методы неразрушающего контроля. – Мн.: МРТИ, 1986.
10. Лабораторные работы по курсу ДПНК и УК ЭА. Ч. 2, 3/ Н.И. Домарёнок, Н.С. Собчук, В.М. Марченко. - Мн.: МРТИ, 1988.
11. Игнатович В.Г., Митюхин А.И. Регулировка и ремонт бытовой радиоэлектронной аппаратуры.- Мн.: Выш. шк., 1992.
12. Технология и автоматизация производства РЭА :Учебник для вузов/ И.П.Бушминский, О.Ш.Даутов, А.П.Достанко и др.; Под ред.А.П.Достанко, Ш.М.Чабдарова.- М.Радио и связь.-1989.
13. Основы эксплуатации средств измерительной техники: Сборник статей.- М.: 1992.
14. Малышенко Ю.В., Чипулис В.П., Шаршунов С.Г. Автоматизация диагностирование электронных устройств. - М.: 1986.
15. Домаренок Н.И., Собчук Н.С. Физические основы диагностики и неразрушающего контроля качества МЭА. - Мн., 2001.
Дополнительная
1. Вавилов В.П. Тепловые методы контроля композиционных структур и изделий радиоэлектроники. - М.: Радио и связь, 1984.
2. Кирякин А.В., Железная И.Л. Акустическая диагностика узлов и блоков РЭА. - М.: Радио и связь, 1984.
3. Измерение параметров цифровых интегральных микросхем / Под ред. Д.Ю.Эйдукаса и Б.В.Орлова - М.: Радио и связь, 1982.
4. ТИИЭР. Тематический выпуск «Реконструктивная вычислительная томография». Т. 71. Вып. 3, 1983.
5. Пролейко Е.М. и др. Системы управления качеством изделий микроэлектроники.- М.: Сов.радио, 1976.
6. Лопухин В.А., Гурылёв А.С. Автоматизация визуального технологического контроля в электронном приборостроении. - Л.: Машиностроение, Ленингр.отд-ние, 1987.
7. Распознавание, классификация, прогноз. Математические методы и их применение. Вып.2. - М.:Наука, 1989. - 302.