Обзор современных методов измерения концентрации газа и выбор оптимального

РЕФЕРАТ

 

Дипломный проект: с., рис., табл., приложений, источников.

Объект исследования – мультигазовый анализатор.

Цель работы – разработка мультигазового анализатора предназначен для непрерывного мониторинга атмосферы рабочей зоны в подземных выработках шахт и рудников, в том числе опасных по газу или пыли, а также предприятий химической, нефтегазовой, энергетической промышленности, объектов общепромышленного назначения.

В данном дипломном проекте магистра разработан мультигазовый анализатор (далее – газоанализатор). В основу работы газоанализатора положен на физико-химический метод измерения концентрации газов в воздухе посредством измерительного преобразователя и преобразование полученной величины в цифровой код, соответствующий определенной концентрации газа в атмосфере помещения или шахты.

Новизна разработки заключается в использовании измерительной платы, которая подключается к персональному компьютеру (ПК) и работает с помощью установленого програмного обеспечения. Это позволяет повысить быстродействие, по сравнению с обычными стационарными измерительными приборами, значительно уменьшить габариты, за счет использования вычислительных возможностей компьютера, использовать всего одну плату как многофункциональное устройство, изменяя всего лишь программное обеспечение для управления этой платой.

Прогнозные предположения о развитии объекта исследования – внедрение мультигазового газоанализатора в производство.

ПОРТАТИЫНЫЙ ПРИБОР, ГАЗОАНАЛИЗАТОР, НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОЕ, ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ,

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Эндогенные пожары, возникающие от самовозгорания угля, являются наиболее распространенным видом аварий на угольных шахтах стран СНГ. В результате самовозгорания угля рудничная атмосфера заполняется токсичными продуктами окисления и термического разложения угля, а возникший очаг может воспламенить взрывоопасные скопления горючих газов и угольной пыли. Эндогенные пожары наносят шахтам и огромный экономический ущерб, обусловленный затратами на тушение и ликвидацию последствий пожаров, а также потерями дорогостоящей угледобывающей техники, горных выработок, подготовленных к выемке запасов угля.

Сложность борьбы с самовозгоранием угля в основном обусловлена тем, что большая часть эндогенных пожаров возникает в выработанном пространстве, что существенно затрудняет обнаружение процесса самовозгорания, определение местонахождения и параметров очага. Серьезные трудности представляет и тушение таких пожаров. Для предотвращения попадания токсичных продуктов горения в действующие выработки и снижения концентрации кислорода в зоне горения пожарный участок приходится изолировать. Подача хладагента в таких случаях зачастую малоэффективна из-за отсутствия достоверных данных о местонахождении очага.

В настоящее время основным способом обнаружения самовозгорания угля в выработанном пространстве шахт является анализ рудничной атмосферы на содержание индикаторных газов, к которым относят оксид углерода, водород, предельные и непредельные углеводороды. Однако результаты исследования показали, что такие газы выделяются также при низкотемпературном окислении и разрушении угля, что существенно затрудняет идентификацию очагов самовозгорания в выработанном пространстве по составу рудничной атмосферы.

Согласно НПАОП 10.0-1.01-10 утвержденных приказом № 62 от 23.03.2010 государственным комитетом Украины по промышленной безопасности, охране труда и горного надзора в таблицах 1 и 2 приведены допустимые и недопустимые примеси газов в атмосфере угольных шахт.

 

Таблица №1 Недопустимые концентрации метана

Вентиляционная струя, трубопровод	Недопустимая концентрация метана, % по объему.
Исходящая из очистной или тупиковой выработки, камеры, выемочного участка, поддерживаемой выработки	Более 1
Исходящая крыла, шахты	Более 0,75
Поступающая на выемочный участок, в очистные выработки, к забоям тупиковых выработок и в камеры	Более 0,5
Местное скопление метана в очистных, тупиковых и других выработках.	2 и более
На выходе из смесительных камер	2 и более
Трубопроводы дл изолированного отвода метана с помощью вентиляторов (эжекторов)	Более 3,5
Дегазационные трубопроводы	От 3,5 до 25

 

Таблица №2 Допустимые концентрации газов

Вредные газы	Предельно допустимая концентрация газа в действующих выработках шахт
% по объему	мг/м3
Оксид углерода (СО)	0,00170
Оксид азота (в пересчете на NO2)	0,00025
Диоксид азота (NO2)	0,00010
Сернистый антигрид (SO2)	0,00038
Сероводород (H2S)	0,00071

 

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ

 

Газоанализаторы призваны обеспечить безопасность во многих отраслях (промышленность, энергетика, нефтегазовый комплекс, сельское хозяйство, оборонный комплекс, транспорт и т.д.). Один класс приборов должен обеспечить обнаружение возможных утечек взрывоопасных газов и паров до достижения нижнего предела взрываемости. Другой класс приборов обеспечивает обнаружение возможных утечек токсичных газов и паров жидкостей до достижения уровня предела допустимых концентраций. И в первом, и во втором случае газоанализаторы должны подавать сигналы, которые используются для устранения процессов, приводящих к появлению утечек.

В системах экологического и аналитического контроля внешней среды и физико-химических свойств веществ широко применяются датчики и измерительные преобразователи. Эти устройства в сфере экологического контроля и медико-биологических исследований часто называют анализаторами.

Под общим понятием "анализатор" чаще всего подразумевают автоматически или полуавтоматически действующее измерительное устройство (или измерительный преобразователь), которое указывает количественно и качественно состав анализируемого вещества на основе параметров, характеризующих его физические или физико-химические свойства.

Действие анализатора может быть непрерывным или периодическим. Отбор проб также может быть непрерывным или периодическим, ручным или автоматическим. Результат анализа указывается по шкале или регистрируется. О критических значениях результата могут формироваться специальные предупреждающие сигналы.

Типичными анализаторами являются, например, приборы, основанные на измерении поглощения излучения, теплопроводности, магнитной восприимчивости и т.п. К анализаторам можно отнести автоматически действующие вискозиметры, плотномеры, влагомеры, рефрактометры и т.п., поскольку их показания характеризуют состав веществ.

Полуавтоматический анализатор является более низкой ступенью автоматическою анализатора. Полуавтоматический анализатор в своей работе обычно предполагает наличие ручных операций, которые состоят либо в периодической подаче анализируемой пробы, либо в дополнительной обработке результатов анализа. Приборы такого типа не могут применяться в качестве элементов автоматических регулирующих систем. Полуавтоматическим анализатором является, например, хроматограф с ручным дозированием пробы.

Автоматический анализатор относится к числу устройств, которые действуют полностью автоматически, начиная с отбора пробы и кончая выходным сигналом. Эти приборы могут служить в качестве элементов автоматических регулирующих систем или сигнализирующих устройств, так называемых сигнализаторов. Автоматические анализаторы по своим размерам и массе обычно представляют собой стационарные устройства. Для своего функционирования они требуют, за очень редкими исключениями, подвода вспомогательной энергии, чаще всего электрической. В большинстве случаев они работают непрерывно.

 

Физические газоанализаторы

Физические газоанализаторы работают благодаря физическим процессам и подразделяются на следующие виды:

§ магнитные;

§ термокондуктометрические;

§ оптические;

§ денсиметрические.

Магнитные газоанализаторы предназначены для определения процента О₂ в смеси газов.

Магнитные анализаторы газа подразделяются на 2 группы:

1) магнитомеханические;

2) термомагнитные.

В них момент вращения ротора, функционально связанный с концентрацией О2 в анализируемой смеси, уравновешивается известным моментом, для создания которого используются магнитоэлектрические или электростатические системы. Роторные газоанализаторы ненадежны в промышленных условиях, их сложно юстировать.

 

Изображение____. Магнитомеханический газоанализатор: 1-ротор; 2-полюсы магнита; 3-растяжка; 4-зеркальце; 5-осветитель; 6-шкала вторичного прибора.

Действие термомагнитных газоанализаторов основано на термомагнитной конвекции газовой смеси, содержащей О2, в неоднородных магнитном и температурном полях. Часто применяют приборы с кольцевой камерой (изображение____), к-рая представляет собой полое металлическое кольцо. Вдоль его диаметра установлена тонкостенная стеклянная трубка, на которую намотана платиновая спираль, нагреваемая электрическим током. Спираль состоит из двух секций - R1 и R2, первая из которых помещается между полюсами магнита. При наличии в газовой смеси О2 часть потока направляется через диаметральный канал, охлаждая первую секцию платиновой спирали и отдавая часть тепла второй. Изменение сопротивлений R1 и R2 вызывает изменение выходного напряжения U, пропорциональное содержанию О2 в анализируемой смеси.

 

 

Изображение____Термомагнитный газоанализатор: 1 -кольцевая камера; 2-стеклянная трубка; 3-постоянный магнит; 4-источник стабилизированного напряжения; 5-вторичный прибор; Rt и R2 -соотв. рабочий и сравнит. терморезисторы (секции платиновой спирали); R3 и R4 -постоянные резисторы.

Данные устройства измеряют силу, которая возникает в неоднородном магнитном поле и воздействует на ротор устройства, и позволяет измерять концентрации в диапазоне 10-2.

Термокондуктометрические газоанализаторы позволяют определить состав газовой смеси при помощи такой физической величины, как теплопроводность.

 

 

Изображение ____. Термокондуктометрический газоанализатор: 1 - источник стабилизированного напряжения; 2 - вторичный прибор; R1 и R3 - рабочие терморезисторы; R2 и R4 - терморезисторы; R0 и Rg потенциометры; вход и выход анализируемой газовой смеси показаны стрелками.

На изображении ___ приведена схема, применяемая во многих Термокондуктометрических газоанализаторах. Чувствительные элементы R1 и R3 (рабочие терморезисторы) омываются анализируемой смесью; сравнит. терморезисторы R2 и R4 помещены в герметичные ячейки, заполненные сравнит. газом точно известного состава. Потенциометры R0 и предназначены для установки нулевых показаний и регулировки диапазона измерения. Мера концентрации определяемого компонента – электрический ток, проходящий через , который измеряется вторичным (т.е. показывающим или регистрирующим) прибором. Термокондуктометрические газоанализаторы широко применяют для контроля процессов в производстве H2SO4, NH3, HNO3, в металлургии и др.
Принцип действия заключатся в том, что при изменении качественного и количественного состава газовой смеси, изменяется теплопроводность и соответственно сопротивления в терморезисторах, в результате чего полученные данные анализируются, и по шаблону определяется состав определенных компонентов газа.

 

Оптические газоанализаторы работают по принципу изменения оптических свойств газовой смеси (оптическая плотность, спектральное излечение, показатель преломления и т.д.).

Данные газоанализаторы могут определять как органические (метан СН4, ацетилен С2Н2, этан С2Н6, и т.д.) так и неорганические (хлор, аммиак, сероводород и т.д.) вещества.

Оптические газоанализаторы подразделяются на:

· ультрафиолетовые;

· инфракрасные;

· спектрофотометрические;

· интерферометрические.

Инфракрасные газоанализаторы. Их действие основано на избирательном. поглощении молекулами газов и паров ИК - излучения в диапазоне 1-15 мкм. Это излучение поглощают все газы, молекулы которых состоят не менее чем из двух различных атомов. Высокая специфичность молекулярных спектров поглощения различных газов обусловливает высокую избирательность таких газоанализаторов и их широкое применение в лабораториях и промышленности. Диапазон измеряемых концентраций 10-3 - 100%. В дисперсионных газоанализаторах используют излучение одной длины волны, полученное с помощью монохроматоров (призмы, дифракционной решетки). В не дисперсионных газоанализаторах, благодаря особенностям оптической схемы прибора (применению светофильтров, специальных приемников излучения и т.д.), используют немонохроматическое излучение. В качестве примера на изображении ___ приведена наиболее распространенная схема такого газоанализатора. Излучение от источника излучения 1 последовательно проходит через светофильтр 2 и рабочую кювету 4, в которую подается анализируемая смесь, и попадает в специальный приемник 5 и далее через усилитель 6 попадает на вторичный прибор 7 для анализа. Если в анализируемой смеси присутствует определяемый компонент, то в зависимости от концентрации он поглощает часть излучения, и регистрируемый сигнал пропорционально изменяется. Источником излучения обычно служит нагретая спираль с широким спектром излучения, реже - ИК-лазер или светодиод, испускающие излучение в узкой области спектра. Если используется источник немонохроматического излучения, избирательность определения достигается с помощью селективного приемника.

 

 

Изображение инфракрасный газоанализатор

На сегодняшний день наибольшее распространение получили оптические, термохимические и электрохимические газоанализаторы. Основные преимущества и недостатков указанных газоанализаторов приведены в таблице 3.

Таблица 3

Название	Достоинства	Недостатки
Термохимические	Низкая стоимость	Низкая избирательность; маленький диапазон измеряемой концентрации; непродолжительный срок службы сенсора; низкое быстродействие и чувстви-тельность; для работы требует наличие кислорода
Электрохимические	Позволяет обнаруживать даже мельчайшие частицы вредных газов; широкий диапазон определения загрязняющих органических и неорганических веществ; низкое энергопотребление; приемлемая цена	Ограниченное быстродействие; низкая селективность; крупные габариты; необходимо дополнительно за собой носить огромное количество реагентов и разнообразных блоков
Оптические	Высокая чувствительность; отсутствуют вредные реагенты, необходимые для анализа смеси газов; высокое быстродействие селективность и чувствительность; позволяют определять практически все загрязняющие газы и вещества	Высокая стоимость

 

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЗРЫВОЗАЩИТЫ

3.1 Уровень взрывозащиты анализатора РО обеспечивается следующими видами взрывозащиты:

- искробезопасная электрическая цепь Иа;

- специальный вид взрывозащиты С;

- особые условия эксплуатации Х.

3.2 Искробезопасность электрических цепей анализатора обеспечивается ограничением тока короткого замыкания аккумуляторной батареи блоком искрозащиты, герметичным совместно с батареей.

3.3 Специальный вид взрывозащиты анализатора обеспечивается:

- безопасной температурой нагрева чувствительных элементов термокаталитического датчика ТХМ 2,8 в рабочем и аварийных режимах;

- автоматическим отключением тока измерительного чувствительного элемента термокаталитического датчика ТХМ-2,8 при увеличении концентрации метана в анализируемой среде до взрывоопасных значений;

- защитой газопроницаемым керамическим стаканом чувствительных элементов термокаталитического датчика ТХМ-2,8 от непосредственного контакта с внешней газо-воздушной средой, воздействия угольной пыли и шахтной вентиляционной струи;

- защитой датчиков от механических повреждений специальной защитной крышкой.

3.4 Особые условия эксплуатации анализатора обеспечиваются следующими мероприятиями и ограничениями:

- анализатор является прибором индивидуального пользования и должен быть закреплен за лицом, несущим за него ответственность, изучившим руководство по эксплуатации, аттестованным и допущенным приказом администрации предприятия к работе с ним;

- запрещается пользоваться анализатором с повреждениями корпуса, которые влияют на его работоспособность и (или) на его уровень взрывозащиты;

- запрещается оставлять анализатор во взрывоопасной зоне, в которой содержание метана превышает нормы, допустимые правилами безопасности;

- замена датчиков и аккумуляторной батареи, а также заряд анализатора должны производиться в безопасной зоне.

 

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

Настоящая методика поверки распространяется на анализатор мультигазовый именуемый в дальнейшем анализатор, предназначенный для непрерывного автоматического измерения объемной доли метана, углекислого газа и кислорода в воздухе и иных газовых средах и выдачи звуковой и визуальной сигнализации при выходе измеряемых величин за пределы установленных порогов.

Межповерочный интервал – 12 месяцев.

11.2 Операции поверки

11.2.1 При проведении поверки должны выполняться операции, указанные в таблице 11.1.

 

Таблица 11.1

Наименование операции	Номер пункта методики поверки
1 Внешний осмотр	11.6.1
2 Проверка показаний на воздухе	11.6.2.2
3 Определение основной погрешности	11.6.3
4 Определение времени срабатывания аварийной сигнализации по каналу измерений объемной доли метана	11.6.4
5 Определение абсолютной погрешности установки порогов срабатывания аварийной сигнализации	11.6.5

 

11.3 Средства поверки

11.3.1 При проведении поверки должны применяться поверочные газовые смеси (ПГС), метано - воздушные смеси (МВС) и нулевые газы (НГ), приведенные в таблице 11.2 и средства измерительной техники, оснастка и материалы, приведенные в таблице 11.3. Средства измерительной техники, применяемые при проведении поверки, должны быть поверены.

Таблица 11.2

Номер ПГС, МВС, НГ по	Наименование компонента	Объемная доля компонента, %	Пределы допускаемого абсолютного отклонения, %	Пределы допускаемой абсолютной погрешности, %
ТУ У 26.5-33206228-018:2015	ТУ У 24.1-02568182-001:2005
	3907-87	СН4 воздух	1,60 остальное	±0,30	±0,08
	3907-87	СН4 воздух	2,50 остальное	±0,30	±0,08
	-	СН4 воздух	4,3 остальное	±0,5	±0,12
	3795-87	СО2 воздух	4,5 остальное	±0,5	±0,1
	3786-87	СО2 N2	остальное	±3	±0,2
	3894-87	СН4 N2	остальное	±3	±0,8
-	-	азот нулевой ТУ 6-21-39-79	-	-	-
-	-	воздух нулевой ТУ 6-21-5-82	-	-	-

Окончание таблицы 11.2

 

Примечания. 1 Допускается применение вместо воздуха нулевого воздуха атмосферного, при условии, что содержание примесей в нем не превышает ПДК, установленных ГОСТ 12.1.005. 2 ПГС 4 используется для исполнений анализатора с верхним пределом диапазона измерений объемной доли углекислого газа 5%. 3 ПГС 5 используется для исполнений анализатора с верхним пределом диапазона измерений объемной доли углекислого газа 100%.

 

Таблица 11.3

Наименование средства измерительной техники, материала, оснастки	Обозначение НД
Вентиль запорно-регулирующий ВР-2	ТУ 25.07.629
Адаптер	-
Ротаметр РМ-0,04 ГУ 3	ГОСТ 13045
Секундометр СДСпр – 1-2-010	ТУ 25-1819.0021
Термометр лабораторный ТЛ-4 4-Б2	ГОСТ 28498
Барометр-анероид БАММ-1	ТУ 25-11-1513
Трубка ПМ-1/42 4,0х1,0 1м	ТУ 64-2-286
Примечание. Допускается применение других средств измерительной техники, оснастки с параметрами не хуже, чем у указанного.

11.4 Требования безопасности

11.4.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие требования безопасности:

а) помещение, где проводится поверка, должно быть оборудовано вытяжной вентиляцией;

б) при использовании ПГС и НГ в баллонах под давлением должны выполняться «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением».

11.5 Условия поверки

11.5.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

а) температура окружающей среды (20 ± 5) °С;

б) относительная влажность воздуха до 80%;

в) содержание горючих компонентов в атмосфере помещения, где проводится поверка, не должно превышать значений, установленных санитарными нормами по ГОСТ 12.1.005;

г) баллоны с ПГС, НГ и анализатор должны быть выдержаны в помещении, где проводится поверка, до выравнивания их температур с температурой воздуха помещения.

11.6 Проведение поверки

11.6.1 Внешний осмотр проводится с целью установления соответствия анализатора следующим требованиям:

а) комплектность должна соответствовать разделу 4 паспорта МОЭМ.418120.007 ПС;

б) анализатор должен иметь неповрежденные пломбы предприятия-изготовителя или ремонтной организации;

в) анализатор не должен иметь механических повреждений, влияющих на его работоспособность и взрывобезопасность;

г) анализатор должен иметь четкую маркировку.

Примечание. Комплектность проверяется только при выпуске из производства.

11.6.2 Опробование

11.6.2.1 Включите анализатор и прогрейте его в течение не менее 10 мин.

11.6.2.2 Проверьте показания на воздухе, которые должны соответствовать значениям, указанным в таблице 11.4. В противном случае анализатор к дальнейшей поверке не допускается.

Таблица 11.4

Анализируемый компонент, верхний предел диапазона измерений, об. доля, %	Показания на воздухе, об. доля, %
Метан	± 0,20
Углекислый газ, - 5 - 100	± 0,20 ± 0,2
Кислород	± 0,5

 

11.6.3 Для определения основной погрешности установите на защитную крышку блока датчиков адаптер. Соберите схему, приведенную в Приложении А.

ПГС, МВС и НГ подаются на анализатор с расходом (0,15 ± 0,05) л/мин.

Последовательность и время подачи ПГС, МВС и НГ на анализатор, в зависимости от исполнения представлены в таблице 11.5.

Таблица 11.5

Номер ПГС, МВС, наименование НГ	Верхний предел диапазона измерений объемной доли СО2, %	Время подачи, мин
Первичная поверка	Периодическая поверка	Первичная поверка	Периодическая поверка
	+	-	+	-
	+	+	+	+
	+	-	+	-
	+	+	+	+
	+	+	-	-
	-	-	+	+
N2	+	+	+	+
Примечание. Знак «+» означает, что ПГС, МВС и НГ подаются на анализатор, а знак «-» означает, что они не подаются.

 

Перед завершением подачи ПГС, МВС и НГ на анализатор зафиксируйте показания.

Рассчитайте основные абсолютные погрешности (∆) на ПГС 1, ПГС 2, ПГС 4, ПГС 5, ПГС 6 и азоте нулевом как разности между показаниями анализатора и паспортными данными ПГС.

При подаче на анализатор азота нулевого показания фиксируются по каналу измерения кислорода (нулевые показания).

Рассчитайте основную относительную погрешность (δ) на МВС 3 по выражению:

δ = [(П – С) / С] ∙ 100, %

 

где П – показания анализатора, % объемной доли;

С – значение объемной доли анализируемого компонента по паспорту ПГС (МВС), %.

Анализатор считается выдержавшим испытание, если рассчитанные значения ∆ и δ не превышают значений, представленных в табл. 11.6.

 

Таблица 11.6

Номер ПГС, МВС, наименование НГ	Предельно допустимые значения основных погрешностей измерений
∆, об. доля, %	δ, %
	±0,20	-
	±0,20	-
	-	±8
	±0,20	-
	±4,0	-
	±2,5	-
N2	±0,5	-

 

11.6.4 Определение времени срабатывания аварийной сигнализации по каналу измерений объемной доли метана проводится следующим образом. На анализаторе предварительно устанавливается первый порог срабатывания аварийной сигнализации (1,00 ± 0,10)%. Для проверки используется ПГС 1.

На анализатор с установившимися показаниями на воздухе подается ПГС 1. С началом реагирования (по показаниям на дисплее) включается секундомер. По секундомеру фиксируется время срабатывания аварийной сигнализации первого порога.

Анализатор считается выдержавшим испытание, если время срабатывания аварийной сигнализации первого порога не превышает 8 с.

Проверка времени срабатывания аварийной сигнализации может быть проведена на ПГС 2. Но при этом значение первого порога срабатывания аварийной сигнализации должно быть установлено (1,60 ± 0,10)%.

11.6.5 Определение абсолютной погрешности установки порогов срабатывания аварийной сигнализации проводится следующим образом. Анализатор переводится в специальный тестовый режим проверки порогов срабатывания аварийной сигнализации. При этом показания анализатора медленно растут (по кислороду – падают), а после срабатывания аварийной сигнализации медленно падают (по кислороду – растут). Фиксируются показания, при которых включается и отключается аварийная сигнализация.

Анализатор считается выдержавшим испытание, если показания, при которых включается и отключается аварийная сигнализация отличаются от значений установленных порогов не более чем на ± 0,10%.

11.7 Оформление результатов поверки

11.7.1 При первичной поверке при выпуске из производства госповеритель делает запись в паспорте (в разделе «Свидетельство о приемке») с нанесением оттиска поверительного клейма. При последующих поверках выдается свидетельство установленной формы.

11.7.2 Анализатор, не удовлетворяющий требованиям настоящей методики поверки, к эксплуатации не допускается, клеймо гасится и свидетельство аннулируется, что оформляется извещением о непригодности с указанием причин.

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

5.1 Цель экономической части

 

Целью данного раздела в дипломном проекте магистра является экономическое обоснование разработки и внедрения мультигазового анализато-ра. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) провести сегментацию рынка прибора;

2) определить конкурентоспособность данной разработки;

3) рассчитать трудоемкость выполнения работ;

4) составить сметы затрат на разработку анализатора;

5) провести расчет заработной платы, определить цену темы и рассчитать ожидаемую прибыль от реализации газоанализатора;

6) рассчитать точку безубыточности и построить график безубыточности.

 

5.2 Фирма изготовитель

 

В качестве фирмы изготовителя была выбрана фирма ООО «НПО «Свет шахтёра», которая специализируется на разработке, изготовлении и реализации контрольно-измерительных приборов для шахт опасных по газу и пыли. Для работы на этом предприятии привлекаются высококвалифицированные специалисты в области электроники, физики и химии, обладающие необходимыми навыками работы.

 

5.3 Сегментирование рынка

 

Сегментирование рынка - это процесс разделения потребителей на группы с учетом различных принципов и факторов сегментирования.

В процессе сегментирования выявляются сегменты рынка. Сегмент - это группа потребителей, одинаково реагирующих на товар. Сегмент рынка оценивают рядом характеристик (описывают профиль сегмента): число возможных потребителей, емкость рынка, возможные темпы роста емкости по годам, потребительские цены, прибыльность продаж и т.д.

Общий порядок сегментирования рынка можно представить следующим образом:

1) выявление основных принципов и факторов сегментирования для рассматриваемого изделия (в первую очередь рассматриваются географические факторы, а затем демографические и остальные);

2) сегментирование рынка: определение состава групп потребителей, деление рынка на сегменты, описание профиля каждого сегмента, расчеты годовой емкости сегментов и всего рынка;

3) оформление результатов сегментирования в виде таблиц;

4) анализ информации о сегментах, выбор сегментов для дальнейшего анализа (сегменты с незначительной емкостью можно дальше не рассматри-вать);

5) позиционирование товара в выбранных сегментах, определение целевой емкости.

Потребителями разрабатываемого мультигазового анализатора являются горнодобывающие предприятия Украины, а также, ближнего и дальнего зарубежья.

Основной характеристикой сегмента является емкость – количество изделий, которые могут быть проданы за год.

Расчет полной емкости рынка будем производить по формуле:

 

S_{полн. l}=N_l∙Q_l∙m_l, (5.1)

 

где N _l – количество предприятий потребителей изделия в i -том сегменте;

Q_l – средняя годовая программа изделий в i -том сегменте, для которых будет поставляться рассматриваемый товар;

m_l – количество комплектующих изделий, идущих в одно изделие-потребитель (1 шт.).

Сегментирование и расчет емкости рынка представлены в таблице 5.1.

 

Таблица 5.1 - Сегментирование и расчет полной емкости рынка

Сегменты рынка	Код сегмента	Количество предприятий-потребителей данного товара	Средняя годовая программа изделий предприятий-потребителей	Полная емкость, шт./год
Предприятия потребители Украины	А
Предприятия потребители СНГ	Б
Предприятия потребители дальнего зарубежья	В
Итого

 

Как видно из таблицы 5.1, полная емкость рынка составляет 204 шт./год.

 

5.4 Анализ конкурентоспособности

 

Конкурентоспособность товара – это степень его соответствия выбран-ному рынку по коммерческим, техническим и экономическим показателям, обеспечивающие возможность сбыта товара на этом рынке. Это те характеристики, которые выгодно отличают данный товар от товаров-конкурентов.

Проведем оценку конкурентоспособности разрабатываемого анализатора.

Разрабатываемый газоанализатор не является уникальным, но имеет ряд преимуществ по сравнению с конкурентами. Эти преимущества обусловлены возможностью газоанализатора более точно (до 1,5 %) производить измерения концентрации метана в атмосфере шахт, также система выполняет. Прибор, защищенный от проникновения внутрь прибора влаги, что увеличивает ее работоспособность и долговечность. Недостатком комплекса является достаточно высокая цена.

На основании имеющихся данных о технических характеристиках разработок конкурентов и техническими данными разрабатываемого прибора, произведем анализ конкурентоспособности разрабатываемого комплекса.

Наиболее сильными конкурентами на рынке следует считать следующих производителей:

- ООО «Техновек» (Россия) (Х1);

- «Взлет-Премьер» (Украина) (Х2).

Разработанному комплексу присвоим индекс – 0. Для оценки позиций конкурентов построим таблицу 5.2. При этом ключевыми факторами успеха будут показатели, которые определяют итоговые характеристики: технология производства; обзор сбыта; чистая прибыль; себестоимость; область сбыта.

Разрабатываемый комплекс необходимо сравнить с аналогичными комплексами-конкурентами. При сравнении целесообразно применить методику комплексного анализа показателей качества с расчетами обобщенных показателей и уровня качества.

По таблице 5.2 можем сформулировать перечень основных показателей, характерных для рассматриваемой системы:

- компактность;

- простота эксплуатации;

- быстродействие;

- универсальность применения.

 

Таблица 5.2 - Анализ фирм конкурентов

Ключевые факторы успеха	Результаты ранжирования фирм конкурентов по силе/слабости позиций на рынке
Сила ……………………………… слабость
Технология производства		Х1	Х2
Обзор сбыта	Х1	Х2
Чистая прибыль		Х1	Х2
Себестоимость		Х2	Х1
Область сбыта	Х1		Х2

 

Определим абсолютные значения і -х показателей j вариантов P_ij в баллах. Показателем качества присваиваем коэффициенты весомости b_i:

 

и , i=1, (5.2)

 

где n – номера показателей качества.

Показатели качества разделяют на минимизируемые и максимизируемые и формируют гипотетический (эталонный) вариант.

Рассчитаем для каждого j- го варианта относительные значения i- хпоказателей (k_ij)путем сравнения P_ij с P_iГИП (с учетом условия kij 1):

- для минимизируемых показателей;

- для максимизируемых показателей.

Полученные результаты сводим в таблицу 5.3.

 

Таблица 5.3 - Анализ конкурентоспособности