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顯像管是一種電子(陰極)射線管,是電視接收機監視器重現圖像的關鍵器顯像管剖視圖件。它的主要作用是將發送端(電視台)攝像機攝取轉換的電信號(圖像信號)在接收端以亮度變化的形式重現在熒光屏上。為了高質量地重現圖像,要求顯像管屏幕尺寸要大,圖像清晰度要高,熒光屏有足夠的發光亮度。此外對不同用途的顯像管有各種具體要求。

1發展歷史

1950年3月29日,美國無線電公司成功地展示出一隻全電子彩色電視顯像管。該公司主席戴維·薩爾諾夫宣
顯像管所處位置

  顯像管所處位置

布「我們已踏上電視新紀元的門檻——彩色電視時代」。
美國無線電公司實際上展出兩隻彩色顯像管。一隻使用單枝電子槍,而另一隻使用三枝電子槍,以產生彩色圖象。這兩隻顯像管的規格與現行的黑白電視機的相同。美國無線電公司正在同使用機械掃描盤產生彩色圖像的哥倫比亞廣播公司進行競爭。美國無線電公司的顯像管的優點在於它與現有的黑白電視傳播設備一致,因而觀眾可使用他們家中的電視機。而哥倫比亞公司的電視系統則不然。

2分類

黑白
黑白顯像管是一種顯示黑白圖像的電真空器件,一支標準黑白顯像管從外形上可分管頸、圓錐和屏幕三個部分。
(1)管頸:內部裝有電子槍,包括發射電子的陰極、控制電子發射量的控制極、加速電子形成電子束的第一陽極和第二陽極,使電子束聚焦在熒光屏上的第三陽極等。電子槍內的電子分佈近似光學的透鏡系統,故稱為「電子光學系統」。
(2)圓錐體:它的內壁和外壁都塗有導電的石墨層,內壁與第二陽極相連,內外之間形成一隻電容,可吸收二次電子和對第二陽極起高壓濾波作用。此外石墨層還可以遮擋來自顯像管後部的雜散光線,擴大顯像管的偏轉角,使圓錐部分縮小,這樣顯像管的厚度就會變薄。
(3)熒光屏(屏幕):顯像管前面內壁玻璃表面塗有一層薄薄的熒光粉,當電子槍發射的電子束打到它上面時熒光粉就會發光,這部分叫作熒光屏。它的發光顏色有藍白、黃白和灰白等幾種,電子束停止作用后,熒光屏發光經過一段時間才會消失,這叫作「餘輝」,一般電視顯像管的餘輝時間屬中短餘輝。為了減少光暈和光反射影響對比度的下降,顯像管的管面採用煙灰色玻璃。為了防止電子射線中的負離子對熒光屏中心的轟擊造成熒光膜的損壞,和提高屏幕亮度、現代顯像管均採用金屬化熒光屏。
(4)圖像的掃描過程:為了實現電子束的掃描,在顯像管的根部裝上偏轉線圈,當線圈中有和發送端掃描同步的鋸齒波電流分別流過場、行偏轉線圈時,電子束會控制熒光屏上的光點上下左右移動,此時圖像視頻信號加到顯像管的控制極(G)上,使電子束髮生強弱變化,即熒光屏上的光點亮度變化,從而顯示出與發送端相同的黑白圖像。
玻殼
現代顯像管的外殼都用玻璃製成。玻殼分三部分:屏、玻錐和管頸
顯像管實物圖

  顯像管實物圖

。玻殼內真空度為(1—5)×10帕。顯像管的屏為矩形,通常以對角線的長度表示屏幕的大小,常用的如31厘米(12英寸)、36厘米(14英寸)及48厘米(19英寸)等。
熒光屏
玻屏內壁塗覆熒光粉的部分。熒光粉在受電子束激發時發光。玻屏為煙色,起中性濾光片的作用,光的透過率約50%。照射到熒光屏上的雜光反射到觀察者要經過二次衰減,而熒光屏圖像的光僅經過一次衰減,這就減小了雜光對圖像的影響,從而提高了對比度。熒光粉由發藍光的硫化鋅:銀(ZnS:Ag)和發黃光的硫化鋅鎘:銀〔(ZnCd)S:Ag〕混合而成。控制兩種粉混合的比例,就能發出不同色溫度(如9300K,11000K等)的白光。在熒光粉層上蒸塗厚度為2000—3000埃的光滑鋁膜。其作用是:①藉助鋁膜的鏡面反射將屏的亮度提高70%~80%;②由於鋁層是一等位面,可防止離子對熒光粉層的轟擊而產生離子斑;③由於鋁層不透光,能阻擋從錐體內壁來的反射光,從而提高圖像的對比度。
偏轉系統
顯像管普遍採用磁偏轉系統。磁偏轉系統包括兩組互相垂直的線圈,一組線圈有掃描電流流過時電子束產生水平方向偏轉,另一組線圈有電流流過時電子束的水平掃描線逐漸自上而下地移動。在逐行掃描制中,水平掃描的周期為垂直掃描的1/625;在隔行掃描制中,則為2/625。顯像管外形特徵之一是偏轉角。它是指滿屏掃描時對角線的偏轉角,一般為90°或110°。
熒光屏
在三角形排列的三槍三束管中,蔭罩上有數十萬個圓孔,對應的熒光粉點數目就是蔭罩孔數目的三倍。在PIL管中,採用條孔狀的蔭罩,相對應的是條狀熒光粉條。無論三角形管或 PIL管三束均會聚於蔭罩的圓孔或條孔,然後分別打到三個粉點或粉條上。彩色管用的三基色熒光粉已經過多次的改進,白場的發光效率從1957年的8流/瓦提高到 45流/瓦。常用的發紅光的熒光粉為硫氧化釔:銪(Y2O2S:Eu),發綠光的為硫化鋅鎘:銅,鉛(ZnCd)S:Cu,Al),或用無毒的硫化鋅:金,銅,鋁(ZnS:Au,Cu,Al),發藍光的為硫化鋅:銀(ZnS:Ag)。熒光粉層上也蒸塗鋁膜,其作用和黑白管中的鋁膜相同。為了提高對比度,過去彩色管的屏也是煙色的。1968年出現了黑底屏,即在屏光粉點或粉條間預塗吸收外來光的石墨粉。這樣便不需要採用煙色屏玻璃,提高了透光率(85%)和亮度。70年代末期紅藍兩種熒光粉分別採取了著色工藝,在紅粉上塗了紅色的顏料(α-Fe2O3),藍粉塗了藍色的顏料(Co·nAl2O3),從而提高了對比度。
屏面質量
與黑白管一樣,對彩色管屏面要求亮度和圖像解析度高,此外還有色度的要求。彩色管的亮度指的是白場亮度。60年代以來,由於改進發光材料、採用黑底屏和提高陽極電壓,白場亮度提高了14倍。對比度的提高主要是通過鋁化屏、黑底和著色熒光粉實現的。新型電子槍的研製提高了圖像的解析度。在色度方面,則是要求圖像各部位的彩色與原物景沒有顏色上的失真。
常規檢驗
包括包裝、外觀檢驗:
①包裝檢驗按GB191—90和SJ/T10916—96規定;
②外觀檢驗檢查顯像管玻殼應完整、無裂紋、裂痕,屏面玻璃無影響觀看的氣泡、划痕,管針完整並與管頸軸平行,熒光膜塗層無脫落、無陰陽面。
性能檢驗
包括兩部分:
①顯像管的防爆試驗:按GB2037—89規定。
②防X射線輻射按SJ2484—84規定。
注意事項
顯像管系實施進口安全質量許可制度的產品,國外生產或經營企業須按規定獲得由國家出入境檢驗檢疫局頒發的進口安全質量許可證書,並在產品上加貼相應標誌,方可進口。

3回收技術

日本松下公司2009年10月2日宣布,該公司開發出一種利用激光的顯像管熔融割斷回收技術。與傳統顯像管回收技術相比,採用新技術可更加高效地分離和回收顯像管。
松下公司發布的新聞公報說,由於新技術使用了激光,處理過程中,平均每個顯像管的處理時間僅為50秒,這使新技術的顯像管處理能力達到了傳統技術的3倍。公報說,顯像管屏幕和後面的漏斗狀玻璃的純度不同,回收時需要在一定的地方將兩者分離並且確保兩種玻璃互不摻雜。以往切割顯像管是用金屬線環繞顯像管這兩部分的接合部位,通電加熱金屬線,使這兩部分分離。但是用這種技術也有缺點,一是金屬線需要一定時間加熱,影響處理效率;二是玻璃可能因為局部加熱產生的熱應力而破裂,從而造成切割位置不整齊,還必須手工修正。新技術能讓激光的焦點一直聚焦在玻璃表面,並調節照射到玻璃表面的能量,從而實現穩定的熔融割斷。新技術還能自動測量判定要處理的顯像管尺寸,並根據尺寸選擇適合的激光強度和切割方式,進行全自動化的處理。
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