6. Взрыв элт

Поскольку внутри ЭЛТ вакуум, за счет давления воздуха на один только экран 17-дюймового монитора приходится нагрузка около 800 кг. Из-за особенностей конструкции давление на экран и конус ЭЛТ является положительным, а на боковую часть экрана — отрицательным, что вызывает опасность взрыва.

Начиная со второй половины 1960-х годов опасная часть кинескопа прикрывается специальным металлическим взрывозащитным бандажом, выполненным в виде цельнометаллической штампованной конструкции либо намотанной в несколько слоев ленты. Такой бандаж исключает возможность самопроизвольного взрыва.

Несмотря на применение защитных систем, не исключается поражение людей осколками при умышленном разбивании кинескопа. В связи с этим при уничтожении последнего для безопасности предварительно разбивают штенгель − технологическую стеклянную трубку в торце горловины под пластмассовым цоколем, через которую при производстве осуществляется откачка воздуха. Малогабаритные ЭЛТ и кинескопы с диаметром или диагональю экрана до 15 см опасности не представляют и взрывозащитными приспособлениями не оснащаются.

Достоинством ЭЛТ как средств отображения видимой информации является:

• высокая разрешающая способность;

• возможность получения качественных цветных, черно-белых и монохромных изображений;

• возможность создания любых графических объектов;

• достаточно большой угол обзора;

• большое быстродействие.

Недостатками ЭЛТ как средств отображения видимой информации является:

• наличие достаточно большого числа опасных факторов: высокое напряжение, возможность взрыва, ионизирующее излучение.

• трудность получения кинескопов малых габаритов (узких) из-за значительной длины ЭЛТ;

• трудность получения плоских и больших экранов.

16.4.2 Газоразрядные устройства отображения видимой информации

Принцип работы газоразрядных электронных устройств отображения видимой информации основан на ионизации газового промежутка под действием высоких напряжений. Ранее на этом принципе работали только газоразрядные индикаторы знакомодулирующего типа или матричные панели небольшого размера. В настоящее время эта технология модифицирована и на основе ее создают газоразрядные (плазменные панели), которые получили широкое применение из-за целого ряда достоинств.

16.4.2.1 Газоразрядные индикаторы

Как и в твердом теле, при переходе электрона с одного энергетического уровня на более низкий газ излучает свет. Однако в газе электроны отделяются от атомов. При потере одного электрона большинством атомов газа говорят, что газ ионизирован. В пределе каждый атом может потерять один электрон, однако свечение наблюдается лишь тогда, когда концентрация электронов и ионов превышает 1% и газ переходит в плазму. В этом состоянии излучение происходит наиболее интенсивно. Возникновение плазмы возможно как при переменном, так и постоянном токе.

Для ионизации газа необходимо приложить энергию, достаточную для вывода электрона из поля иона. Эта энергия называется потенциалом ионизации. При соударении электронов с неионизированными атомами освобождаются другие электроны, что и способствует развитию процесса ионизации. Электроны, находящиеся в метастабильных состояниях, могут тоже получить большую энергию благодаря длительному времени существования в этом состоянии повышают вероятность ионизации. Она может начаться при напряжениях, гораздо меньших напряжения нормальной ионизации газа. В результате этих процессов состояние плазмы поддерживается до тех пор, пока внешняя приложенная энергия достаточна.

Базовая схема газоразрядной ячейки и распределение интенсивности излучения вдоль трубки приведена на рис.16.12. Из рисунка ясно, что излучает не весь газоразрядный промежуток, а только отдельные его части. Эти светящиеся области чередуются с областями, в которых свечение либо вообще отсутствует, либо очень слабое. Существует два светящихся участка: участок отрицательного тлеющего свечения и положительный столб. В большинстве газоразрядных индикаторов именно участок отрицательного тлеющего разряда используется в качестве источника света, а в флуоресцентных лампах для возбуждения люминофора используется положительный столб.

Основной излучающей областью разряда является отрицательное свечение. Светоотдача излучения в этой области, однако, невелика около 0,1 лм/Вт. Поэтому в последнее время ведутся работы по использованию свечения положительного столба.

Долговечность приборов с газовым разрядом ограничивается, как правило, распылением материала катода, что приводит к увеличению тока утечки и коротким замыканиям между электродами, уменьшению выхода света из индикатора, уменьшению давления газа. Основными способами увеличения службы газоразрядного индикатора является уменьшение рабочего тока (и соответственно снижение яркости) или введение в ячейку некоторого количества ртути, что придает процессам деградации в ячейке существенно иной характер.

Основными приборами с газовым разрядом, применяемых как устройства вывода видимой информации являются знаковые (цифровые) индикаторы. Газоразрядные индикаторы содержат множество катодов, окруженных общим анодом. Электродная структура знакомоделирующего цифрового индикатора, показанная на рис. 16.13, содержит набор из десяти катодов, каждый из которых имеет форму цифры, окруженной со всех сторон анодным электродом. Для вывода излучения верхняя часть анода выполнена в виде оптически прозрачной сетки. Прибор работает в режиме аномального слабо тлеющего разряда, т.е. при токах, чуть превышающих ток полного покрытия катода свечением. Так как давление газа в приборе составляет несколько тысяч Паскаль, то свечение тлеющего разряда образует тонкую (толщиной в десятые доли миллиметра) область, плотно окружающую катод. В связи с этим область свечения имеет форму достаточно близкую к контуру катода, т.е. отображаемой цифры. Катоды выполняются в виде цифр от 0 до 9, знаков +, -, букв Ом, В, А и других символов. Высота цифр 8-30 мм.

Преимущества газоразрядных знаковых индикаторов сводятся к следующему:

• большие размеры знака,

• постоянная готовность к работе,

• малая потребляемая мощность,

• широкий сектор обзора,

• отсутствие зависимости яркости знака от угла обзора

• низкая стоимость.

Недостатками этих индикаторов являются

• необходимость коммутирования высоких управляющих напряжений,

• экранирование одних символов другими,

• уменьшение угла обзора вследствие большой толщины катодного пакета,

• ограниченное число используемых знаков.

До появления вакуумных люминесцентных, светодиодных и жидкокристаллических индикаторов они были наиболее распространенными индикаторными приборами в вычислительной и измерительной технике. В настоящее время в новых разработках практически не применяются.