أنبوب الأشعة المهبطية

توضيح صمام شعاع كاثودي ، ينشأ فيض الإلكترونات من القطب الكاثودي السالب متجها. ويتحكم فيه هنا ملفات كهرومغناطيسية لتغيير اتجاهه
أنبوب الأشعة المهبطية لراسم إشارات

صمام الشعاع الكاثودي بالأنجليزية cathode ray tube هو صمام إلكتروني ينتج فيضا من الإلكترونات على هيئة شعاع دقيق.

ويستخدم هذا الصمام الإلكتروني في أجهزة الرادار وفي أجهزة التلفزة . في تلك الأجهزة تتحكم أقطاب كهربية موجبة الشحنة وتعمل على انحراف شعاع الإلكترونات الناشئة من القطب السالب (كاثود cathode) ليقع على شاشة الصمام فيحدث نقطة مضيئة . وبتغيير مقدار الشحنة على أقطاب التحكم يمكن انحراف الشعاع الإلكتروني ليرسم منحنى أو شكلا هندسيا منتظما. وفي أجهزة التلفزة و في شاشات الحاسوب تستعمل لولبيات لإنتاج مجال كهرومغناطيسي يمكن بواسطتها التحكم في انحراف شعاع الإلكترونات لتغطية مدي زوايا كبيرة .

وهناك نوع آخر من صمامات الشعاع الكاثودي مثل صمام إنتاج الأشعة السينية أو صمامات إنتاج فيض الإلكترونات في معجلات الإلكترونات . وهذان النوعان لا يحتاجا لملفات أو أقطاب لتوجية شعاع الإلكترونات .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

طريقة عمل الصمام

ينكون صمام الشعاع الكاثودي من انبوبة مغلقة من الزجاج تتسع بشكل قمعي وتنتهي بشاشة للعرض . والأنبوب مفرغ من الهواء . يوجد في أول الأنبوب الكاثود أو المهبط على هيئة فتيل يولد الإلكترونات (مثل فتيل اللمبة العادية) ويخرج شعاع الإلكترنات منجذبا نحو المصعد الموجب الشحنة ويمر بعدة أقطاب تعمل على تركيز الشعاع في بؤرة عند لقائه للشاشة .

وغالبا ما يتكون المصعد من عدة اجزاء :

  • ويبدأ بقطب أسطواني لتسريع الإلكترونات الخارجة من المهبط ،
  • ويكون السطح الأسطواني موازيا لمسار الإلكترونات ، ويمكن تكوينه عن طريق طلاء سطح الأنبوب الداخلي بمادة موصلة للكهرباء ،
  • الجزء القمعي الشكل من الصمام وينتهي بالشاشة ، وتطلى الشاشة بمركبات معدنية ينبعث منها الضوء عند اصتدام الإلكترونات بها .

(يلتقي شعاع الإلكترونات في نقطة على الشاشة إذا كان جهد المصعد ثابتا غير متردد.)

  • يزود الأنبوب بملفات كهربايئية Ablenkungsspulen (أنظر الشكل أعلاه ) تعمل على توليد مجال كهرومغناكيسي ذو تردد سريع يعمل على توجيه شعاع الإلكترون وانحرافه متتابعا حتى يغطي مساحة الشاشة في عدد نحو 625 . 1200 من النقاط لتكوين الصورة.

ويطلى الجزء القمعي من الخارج بطبقة من الجرافيت (وهو موصل جيد للكهرباء) ويوصل بالأرضي لمنع تراكم الشحنة الكهربية على الصمام .


صمام التلفزة الملونة

مقطع يبين داخل صمام للتلفزة الملونة : 1.فتيلة الإلكترونات 2.أشعة الإلكترونات3.التجميع في بؤرة4.ملفات انحراف الشعاع 5.توصيلة المصعد6.شبكة لفصل الألوان الأحمر والأخضر والأزرق 7. تغطية لنقط الألوان 8.طلاء فسفوري للألوان الأحمر والاخضر والازرق

توجد في أجهزة التلفزيون الحديثة ثلاثة أشعة إلكترونية ، حيث يمكن أن تلتقى الثلاثة أفياض الإلكترونية في أي بقعة علي الشاشة ، ونطرا لوجود شبكة ملامسة للشاشة من الداخل يمكن لكل شعاع التأثير على المادة الملونة التابعة له فتضيئ . ويثير كل شعاع لونا يتبعه .و تختار فتحات الشبكة بحيث تكون اصغر من قطر الشعاع عند اصتدامه بالشاشة حتي يكون مستوى لمعان اللون ثابتا .

وتوجد للصمامات الملونى عدة معطيات اتصحيح الصورة . فلا بد من أن تلتثى الثلاثه إشعاعات إلكترونية عند النقطة المطلوبة على الشاشة . وهذا يمكن التوصل إليه بوساطة الملف الكهرومغناطيسي الذي يوجه الأشعة . ولا بد من سقوط كل من الثلاثة أفياض إلكترونية على فتحة الشبكة بالزاوية المضبوطة لكي يصتدم ببقعة اللون الخاصة به . بذلك تعلو نقاوة اللون ووضوحه . وهذا يحتاج إلى دقة عالية في تصنيع الملف وأجزاءه الغلأكترونية التي تتحكم في الثلاثة أفياض الإلكترونات .

والحصول على ثلاثة أفياض من الإلكترونات تتجمع في عدد 625 في 1200 نقطة على الشاشة متتابعا يمكن تحقيقه بملفات محسوبة بدقة ويمونها الترددات الكهرومغناطيسية المضبوطة . ولتحسين وضوح الصورة أصبح من المتبع الاستغناء عن الترددات المسماة نبضات سن المنشار التصاعدية بنبضات حديثة أكثر تعقيدا . وما يتبقى من أخطاء في تشكيل الصورة على الشاشة يمكن تحسينه بإضافة بعض من المغناطيسات الذاتية حول الأنبوب أو عند مصدر الإلكترونات .

المخاطر الصحية

الإشعاع المؤيّن

CRTs can emit a small amount of X-ray radiation; this is a result of the electron beam's bombardment of the shadow mask/aperture grille and phosphors, which produces bremsstrahlung (braking radiation) as the high-energy electrons are decelerated. The amount of radiation escaping the front of the monitor is widely considered to be not harmful. The Food and Drug Administration regulations in قالب:CodeFedReg are used to strictly limit, for instance, TV receivers to 0.5 milliroentgens per hour at a distance of 5 cm (2 in) from any external surface; since 2007, most CRTs have emissions that fall well below this limit.[1] Note that the roentgen is an outdated unit and does not account for dose absorption. The conversion rate is about .877 roentgen per rem.[2] Assuming that the viewer absorbed the entire dose (which is unlikely), and that they watched TV for 2 hours a day, a .5 milliroentgen hourly dose would increase the viewers yearly dose by 320 millirem. For comparison, the average background radiation in the United States is 310 millirem a year. Negative effects of chronic radiation are not generally noticeable until doses over 20,000 millirem.[3]

The density of the x-rays that would be generated by a CRT is low because the raster scan of a typical CRT distributes the energy of the electron beam across the entire screen. Voltages above 15,000 volts are enough to generate "soft" x-rays. However, since CRTs may stay on for several hours at a time, the amount of x-rays generated by the CRT may become significant, hence the importance of using materials to shield against x-rays, such as the thick leaded glass and barium-strontium glass used in CRTs.[4]


مخاوف أمنية

Under some circumstances, the signal radiated from the electron guns, scanning circuitry, and associated wiring of a CRT can be captured remotely and used to reconstruct what is shown on the CRT using a process called Van Eck phreaking.[5] Special TEMPEST shielding can mitigate this effect. Such radiation of a potentially exploitable signal, however, occurs also with other display technologies[6] and with electronics in general.[بحاجة لمصدر]

التدوير

Due to the toxins contained in CRT monitors the United States Environmental Protection Agency created rules (in October 2001) stating that CRTs must be brought to special e-waste recycling facilities. In November 2002, the EPA began fining companies that disposed of CRTs through landfills or incineration. Regulatory agencies, local and statewide, monitor the disposal of CRTs and other computer equipment.[7]

As electronic waste, CRTs are considered one of the hardest types to recycle.[8] CRTs have relatively high concentration of lead and phosphors, both of which are necessary for the display. There are several companies in the United States that charge a small fee to collect CRTs, then subsidize their labor by selling the harvested copper, wire, and printed circuit boards. The United States Environmental Protection Agency (EPA) includes discarded CRT monitors in its category of "hazardous household waste"[9] but considers CRTs that have been set aside for testing to be commodities if they are not discarded, speculatively accumulated, or left unprotected from weather and other damage.[10]

Various states participate in the recycling of CRTs, each with their reporting requirements for collectors and recycling facilities. For example, in California the recycling of CRTs is governed by CALRecycle, the California Department of Resources Recycling and Recovery through their Payment System.[11] Recycling facilities that accept CRT devices from business and residential sector must obtain contact information such as address and phone number to ensure the CRTs come from a California source in order to participate in the CRT Recycling Payment System.

In Europe, disposal of CRT TVs and monitors is covered by the WEEE Directive.[12]

Multiple methods have been proposed for the recycling of CRT glass. The methods involve thermal, mechanical and chemical processes.[13][14][15][16] All proposed methods remove the lead oxide content from the glass. Some companies operated furnaces to separate the lead from the glass.[17] A coalition called the Recytube project was once formed by several European companies to devise a method to recycle CRTs.[18] The phosphors used in CRTs often contain rare earth metals.[19][20][21][22] A CRT contains about 7 grams of phosphor.[23]

The funnel can be separated from the screen of the CRT using laser cutting, diamond saws or wires or using a resistively heated nichrome wire.[24][25][26][27][28]

Leaded CRT glass was sold to be remelted into other CRTs,[29] or even broken down and used in road construction or used in tiles,[30][31] concrete, concrete and cement bricks,[32] fiberglass insulation or used as flux in metals smelting.[33][34]

A considerable portion of CRT glass is landfilled, where it can pollute the surrounding environment.[18] It is more common for CRT glass to be disposed of than being recycled.[35]

انظر أيضا

Applying CRT in different display-purpose:

Historical aspects:

Safety and precautions:

المراجع

  1. ^ "Subchapter J, Radiological Health (21CFR1020.10)". U.S. Food and Drug Administration. 1 April 2006. Retrieved 13 August 2007.
  2. ^ "Rad Pro Calculator: Frequently Asked Questions (FAQ)". www.radprocalculator.com. Retrieved 2022-03-06.
  3. ^ "US Department of Energy, Dose Ranges Rem/Sievert Chart" (PDF).
  4. ^ خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة auto35
  5. ^ van Eck, Wim (1 December 1985). "Electromagnetic radiation from video display units: An eavesdropping risk?". Computers & Security. 4 (4): 269–286. CiteSeerX 10.1.1.35.1695. doi:10.1016/0167-4048(85)90046-X.
  6. ^ Kuhn, Markus G. (2005). "Electromagnetic Eavesdropping Risks of Flat-Panel Displays". Privacy Enhancing Technologies. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 3424. Berlin, Heidelberg: Springer. pp. 88–107. CiteSeerX 10.1.1.9.7419. doi:10.1007/11423409_7. ISBN 978-3-540-26203-9.
  7. ^ "Final Rules on Cathode Ray Tubes and Discarded Mercury-Containing Equipment". Retrieved 4 October 2009.
  8. ^ WEEE: CRT and Monitor Recycling. Executiveblueprints.com (2 August 2009). Retrieved on 26 August 2013.
  9. ^ Morgan, Russell (21 August 2006). "Tips and Tricks for Recycling Old Computers". SmartBiz. Archived from the original on 6 May 2020. Retrieved 17 March 2009.
  10. ^ RCRA exclusion for cathode ray tubes finalized. (2006). Hazardous Waste Consultant, 24(5), 2.1-2.5.
  11. ^ "Covered Electronic Waste Payment System". www.calrecycle.ca.gov.
  12. ^ "WEEE and CRT Processing". Archived from the original on 3 June 2009. Retrieved 4 October 2009.
  13. ^ Issues in Global Environment—Pollution and Waste Management: 2013 Edition. ScholarlyEditions. May 1, 2013. ISBN 9781490107066 – via Google Books.
  14. ^ Yuan, Wenyi; Li, Jinhui; Zhang, Qiwu; Saito, Fumio; Yang, Bo (1 January 2013). "Lead recovery from cathode ray tube funnel glass with mechanical activation". Journal of the Air & Waste Management Association. 63 (1): 2–10. Bibcode:2013JAWMA..63....2Y. doi:10.1080/10962247.2012.711796. PMID 23447859. S2CID 24723465.
  15. ^ Lu, Xingwen; Ning, Xun-an; Chen, Da; Chuang, Kui-Hao; Shih, Kaimin; Wang, Fei (1 June 2018). "Lead extraction from Cathode Ray Tube (CRT) funnel glass: Reaction mechanisms in thermal reduction with addition of carbon (C)". Waste Management. 76: 671–678. Bibcode:2018WaMan..76..671L. doi:10.1016/j.wasman.2018.04.010. PMID 29650298. S2CID 4800544.
  16. ^ Veit, Hugo Marcelo; Oliveira, Erich de; Richter, Guilherme (September 2015). "Thermal processes for lead removal from the funnel glass of CRT monitors". Rem: Revista Escola de Minas. 68 (3): 287–294. doi:10.1590/0370-44672014680141. hdl:10183/129448.
  17. ^ "Nulife closing down and giving up on US business". September 14, 2017.
  18. ^ أ ب خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة auto76
  19. ^ Yin, Xiaofei; Tian, Xiangmiao; Wu, Yufeng; Zhang, Qijun; Wang, Wei; Li, Bin; Gong, Yu; Zuo, Tieyong (20 December 2018). "Recycling rare earth elements from waste cathode ray tube phosphors: Experimental study and mechanism analysis". Journal of Cleaner Production. 205: 58–66. Bibcode:2018JCPro.205...58Y. doi:10.1016/j.jclepro.2018.09.055. S2CID 105023020.
  20. ^ "Green emitting yttrium silicate phosphor and cathode-ray tube using the same". Retrieved 18 December 2022.
  21. ^ "Rare earth recovery from phosphor material and associated method". Retrieved 18 December 2022.
  22. ^ خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة auto23
  23. ^ Önal, Mehmet Ali Recai; Binnemans, Koen (1 January 2019). "Recovery of rare earths from waste cathode ray tube (CRT) phosphor powder by selective sulfation roasting and water leaching". Hydrometallurgy. 183: 60–70. Bibcode:2019HydMe.183...60O. doi:10.1016/j.hydromet.2018.11.005. S2CID 105122120.
  24. ^ "Lasers recycle CRT funnel glass". Industrial Laser Solutions. June 29, 2005.
  25. ^ Yu, Miao; Liu, Lili; Li, Jinhui (1 January 2016). "An overall Solution to Cathode-Ray Tube (CRT) Glass Recycling". Procedia Environmental Sciences. 31: 887–896. Bibcode:2016PrEnS..31..887Y. doi:10.1016/j.proenv.2016.02.106.
  26. ^ Ledwaba, Pontsho; Sosibo, Ndabenhle (16 February 2017). "Cathode Ray Tube Recycling in South Africa". Recycling. 2 (1): 4. doi:10.3390/recycling2010004.
  27. ^ "Waste CRT (Cathode Ray Tube) glass disassembling and recycling device". Retrieved 18 December 2022.
  28. ^ Herat, Sunil (2008). "Recycling of Cathode Ray Tubes (CRTs) in Electronic Waste". CLEAN – Soil, Air, Water. 36 (1): 19–24. Bibcode:2008CSAW...36...19H. doi:10.1002/clen.200700082. hdl:10072/22550.
  29. ^ خطأ استشهاد: وسم <ref> غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة auto20
  30. ^ "With demand dwindling, questions swirl around Videocon". 1 February 2018.
  31. ^ Weitzman, David. The CRT Dilemma: Cathode Ray Tube Or Cruel Rude Trash Archived 27 يوليو 2011 at the Wayback Machine. RRT Design & Construction
  32. ^ (2011) "A Study on Recycling of CRT Glass Waste" in 2011 International Conference on Environment and Industrial Innovation.. 
  33. ^ "Data" (PDF). www.eera-recyclers.com. Archived (PDF) from the original on 2020-11-27. Retrieved 2020-12-10.
  34. ^ "Panasonic Glass Recycling". 9 November 2011.
  35. ^ "California CRT glass heads to disposal sites amid downstream challenges". 22 September 2016.

براءات اختراع مختارة


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

وصلات خارجية


قالب:Thermionic valves

تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=أنبوب_الأشعة_المهبطية&oldid=4041176"