RU7792U1

RU7792U1 - ELECTROMAGNETIC AND ELECTROSTATIC PROTECTIVE SCREEN

Info

Publication number: RU7792U1
Application number: RU97116179U
Authority: RU
Inventors: Е.М. Лазарев; А.М. Чешев
Original assignee: Московский Государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1998-09-16

Description

ЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ И ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКРК ЮЗДЕЙСТВИЙELECTROMAGNETIC AND ELECTROSTATIC SCREEN PROTECTIVE SCREEN

Данная полезная модель относится к специальной области электронной техники и может быть применена для ослабления электромагнитного излучения (ЭШ) в диапазоне от радио- до рентгеновских частот, включая инфракрасные, видимые и ультрафиолетовые, а также электростатического воздействия, возникающих при работе различных электронно-лучевых приборов, в частности, устройств отображения информации, например, видеомониторов персональных ЭВМ (ПЭВМ). Та.кого рода воздействия оказывают вредное влияние на операторов, вызывая нежелательные биологические эффекты, а также влияют на работу соседних приборов, л/худшая их качество.This utility model relates to a special field of electronic technology and can be used to attenuate electromagnetic radiation (ES) in the range from radio to x-ray frequencies, including infrared, visible and ultraviolet, as well as electrostatic effects arising from the operation of various electron-beam devices, in particular, information display devices, for example, personal computer video monitors (PCs). These kinds of effects have a harmful effect on operators, causing undesirable biological effects, and also affect the operation of neighboring devices, their worst quality.

К современным электронно-лучевьал приборам предъявляются повышенные требования с точки зрения их экранирования. Поэтому они, как правило, должны быть снабжены экранирующими средствами, как корпусными, так и со стороны лицевой поверхности их экрана (монитора, электронно-лучевой трубки ЭЛТ). В данной заявке рассматривается защитное средство, устанавливаемое со стороны лицевой панели прибора - защитный экран от электромагнитными электростатических воздействий.Modern electron-beam devices are subject to increased requirements in terms of their shielding. Therefore, they, as a rule, should be equipped with shielding means, both case-mounted, and on the side of the front surface of their screen (monitor, CRT tube). This application discusses a protective device installed on the side of the front panel of the device - a protective shield against electromagnetic electrostatic influences.

Известен защитный экран, использованный в устройстве по патенту США № 47I059I, МПК Н 05 К 9/00, 1987 г., предназначенном для комплексной защиты прибора и пользователей от воздействий ЭМИ в диапазоне высоких частот и электростатического воздействия. Защитный экран в этом устройстве представляет собой фильтрующее окно, включающее стеклянный экран, выгнутый по форме ЭЛТ прибора и закрывающую его переднюю панель. Стеклянный экран содержит две выгнутые стеклянные пластины, между которыми заключена медная сетка.Known protective shield used in the device according to US patent No. 47I059I, IPC N 05 K 9/00, 1987, designed to comprehensively protect the device and users from the effects of electromagnetic radiation in the high frequency and electrostatic fields. The protective screen in this device is a filter window, including a glass screen curved in the form of a CRT device and covering its front panel. The glass screen contains two curved glass plates between which a copper mesh is enclosed.

6I€1K H 05 К 9/006I € 1K H 05 K 9/00

выходящая за пределы пластины и образующая рукав. Наружная стеклянная пластина меньше внутренней, вследствие чего на ней образован уступ, на котором поверх рукава сетки расположена изолирующая эластичная прокладка из неопрена или силикона, и на нее в один оборот закручен рукав. Стеклянный экран с помощью специальных зажрШов сложного профиля, снабженных выступами и кольцами, предотвращающими смещение экрана в ортогональной плоскости, с помощью винтов закрепляется на лицевой панели прибора. Кроме того, фильтр; тощее окно Стеклянный экран + лицевая панель) через упругую медно-бериллиевую прокладку электрически соединяется с металлическшл кожухом прибора в непосредственной близости от лицевой поверхности прибора (ЭЛТ, монитора).extending beyond the plate and forming a sleeve. The outer glass plate is smaller than the inner one, as a result of which a ledge is formed on it, on which an insulating elastic gasket made of neoprene or silicone is located on top of the mesh sleeve, and the sleeve is twisted into it in one revolution. The glass screen using special fixtures of a complex profile, equipped with protrusions and rings that prevent the screen from shifting in the orthogonal plane, is fixed with screws on the front panel of the device. In addition, a filter; skinny window Glass screen + front panel) through an elastic copper-beryllium gasket is electrically connected to the metal casing of the device in the immediate vicinity of the front surface of the device (CRT, monitor).

Таким образом, защитный экран имеет сложную дорогостошщ/ю конструкцию, в которой чрезвычайно важное значение имеют специальные прокладки и крепежные элементы. Изготовление такой конструкции для различных модификаций и размеров приборов, для которых она предназначена, а также ее сборка весьма трудоемки и возможны только в заводских условиях.Thus, the protective screen has a complex expensive construction, in which special gaskets and fasteners are extremely important. The manufacture of such a design for various modifications and sizes of the devices for which it is intended, as well as its assembly is very time-consuming and possible only in the factory.

Более простым и надежным по сравнению с вьштеописанным аналогом является защитный экран, используемый в устройстве по патенту РФ № 2С46564, 61vinK Н 05 К 9/00, 1993 г., который обеспечивает ослабление ЭМИ в диапазоне от радио- до рентгеновских частот, включая инфракрасные, видимые и ультрафиолетовые излучения. Это техническое решение выбрано нами за прототип.A simpler and more reliable compared to the analogue described above is a protective screen used in the device according to the patent of the Russian Federation No. 2С46564, 61vinK Н 05 К 9/00, 1993, which provides attenuation of electromagnetic radiation in the range from radio to x-ray frequencies, including infrared, visible and ultraviolet radiation. This technical solution was chosen by us for the prototype.

Защитный экран - прототип выполнен в виде оптически прозрачного фильтрующего окна, включающего лицевую панель и выгнутый по форме лицевой поверхности ЭЛТ прозрачный экран с токопроводящим элементом, электрически связанным с внутренней токопроводящей повррхностью лицевой панели, при этом токопроводящий элемент прозрачногоProtective screen - the prototype is made in the form of an optically transparent filter window, including a front panel and a transparent screen curved in shape of the face of a CRT with a conductive element electrically connected to the internal conductive surface of the front panel, while the conductive element is transparent

экрана представляет собой многослойное покрытие с поверхностным омическим сопротивлением 4 1C Ом/О расположенное на внутренней и/или внешней стороне прозрачного экрана, по перголетру которого установлена токопроводящая рамка с поверхностным омическим сопротивлением 0,2-0,5 Ом/а . Фильтрующее окно жестко соединяется . корпусом прибора с обеспечением поджатия прозрачного экрана к лицевой панели прибора с помощью винтов, имеющихся в комплекте прибора. Для многослойного токопроводящего покрытия используют чередующиеся слои металла из группы 1Б и оксида металла из группы ША и/или 1УА. Защитный экран обеспечивает ослабление ультрафиолетовых, инфракрасных, рентгеновских излучений и электростатического воздействия от 9о;:з до IQC%, а ослабление электромагнитного поля на частотах от 0,01 до 30 Жц соответственно от 90 дБ до 40 дБ.the screen is a multilayer coating with a surface ohmic resistance of 4 1C Ohm / O located on the inner and / or outer side of the transparent screen, along the percolation of which a conductive frame with a surface ohmic resistance of 0.2-0.5 Ohm / a is installed. The filter window is rigidly connected. the case of the device with ensuring the preload of the transparent screen to the front panel of the device using the screws available in the device kit. For a multilayer conductive coating, alternating layers of metal from group 1B and metal oxide from group ША and / or 1УА are used. The protective screen provides attenuation of ultraviolet, infrared, x-ray radiation and electrostatic effects from 9 °;: h to IQC%, and the attenuation of the electromagnetic field at frequencies from 0.01 to 30 Zhts, respectively, from 90 dB to 40 dB.

Однако, конструкция защитного экрана - прототипа остается достаточно сложной и, прежде всего, с технологической точки зрения, так как при ее изготовлении необходимо обеспечить требуемую форму прозрачного экрана, соответствующ -то форме экрана конкретного типа и размера прибора, для которого она предназначается, выполнить напыление чередующихся слоев токопроводящего покрытия из разных металлов и окислов, обеспечить сплошной электрический слой, образованный токопроводящим покрытием на поверхности прозрачного экрана, лицевой панели, а также на корпусе прибора с помощью дополнительных конструктивных элементов. Все это делает конструкцию трудоемкой и экономически менее эффективной. Кроме того, прототип не обеспечивает защиты от излучений на инфранизких частотах ( 5-10 Гц) из-за большого омического сопротивления токопроводящей пленки на этих частотах.However, the design of the protective screen - prototype remains quite complex and, above all, from a technological point of view, since during its manufacture it is necessary to provide the required form of a transparent screen, corresponding to the shape of the screen of the specific type and size of the device for which it is intended, to spray alternating layers of a conductive coating of different metals and oxides, provide a continuous electric layer formed by a conductive coating on the surface of a transparent screen, front panel, and t Also on the device case with the help of additional structural elements. All this makes the design time-consuming and economically less efficient. In addition, the prototype does not provide protection against radiation at infra-low frequencies (5-10 Hz) due to the large ohmic resistance of the conductive film at these frequencies.

приборов (в частности, средств отображения информации) при существенном упрощении его конструкции и снижении стоимости.instruments (in particular, information display facilities) with a significant simplification of its design and cost reduction.

При этом достигается следующий технический результат, заключающийся в полной защите от электростатических воздействий, обеспечении эффективности экранирования до 99 ослабления ЗШ на частотах от инфранизких до 400 кГц. Устройство высокотехнологично, так как его контрукция предельно проста и не требует сложных технологических операций при изготовлении. При этом коэффициент пропускания обеспечивается на требуемом уровне.At the same time, the following technical result is achieved, which consists in complete protection against electrostatic influences, ensuring shielding efficiency of up to 99 GS attenuation at frequencies from infralow to 400 kHz. The device is high-tech, as its design is extremely simple and does not require complex manufacturing operations. In this case, the transmittance is provided at the required level.

Указанный технический результат достигается в защитном экране от электромагнитных и электростатических воздействий, содержащем оптически прозрачное токопроводящее окно, закрепленное в рамке с элементами фиксации для установки экрана на лицевой поверхности прибора и электрически соединенное с выводом заземления, благодаря тому, что оптически прозрачное токопроводящее окно выполнено в виде металлической регулярной сетки с черным оксидным покрытием и с поверхностным омическим сопротивлением 0,2-0,5 Ом/а , охваченной по периметру токопроводотлей шиной, имеющей вывод заземления, а рамка вьшолнена из ударопрочной шругой пластмассы, причем элементы фиксации рэ.сположены на противоположных сторонах рамки, а в одном из углов рамки вьшолнено гнездо для вывода заземления токопроводящей шины.The specified technical result is achieved in a protective shield against electromagnetic and electrostatic influences, containing an optically transparent conductive window fixed in a frame with fixing elements for mounting the screen on the front surface of the device and electrically connected to the ground terminal, due to the fact that the optically transparent conductive window is made in the form regular metal mesh with a black oxide coating and with a surface ohmic resistance of 0.2-0.5 Ohm / a, covered along the perimeter of the current transformer vodotley tire having a ground terminal, and the frame vsholnena Shrug of impact resistant plastic material, wherein the fixing elements re.spolozheny on opposite sides of the frame, and in one of the corners of frame vsholneno jack grounding conductive O bus.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated in the drawing.

Защитный экран состоит из оптически прозрачного токопроводящего окна I, выполненного в виде металлической регулярной сетки. В качестве материала сетки целесообразно использовать медь или бронзу (или их сплавы), обеспечивалощие поверхностное омическое сопротивление 0,2-0,5 Ом/О . На сетву нанесено черное оксидное покрытие для снижения коэффициента отражения с целью ; т/еньшения бликов и повышения яркостного контраста изображения на экране прибора. Металлическая сетка окна I по периметру охвачена токопроводящей шиной 2, предпочтительно из того же материала, что и материал самой сетки, то есть с таким же поверхностным омическим сопротивлением. Токопроводящая шина 2 имеет вывод заземления 3, Сетка токопроводящего оптически прозрахшого окна I заодно с токопроводящей шиной 2 укреплена в рамке 4, которая выполняется из ударопрочной упругой пластмассы, например,тина АБС 2020. Б рамке 4, в одном из ее углов, предпочтительно нижнем, выполнено гнездо 5 для вывода заземления 3 токопроводящей шины 2. На противоположных, например, боковых сторонах рамки 4 имеются фиксирующие элементы б, с помощью которых защитный экран устанавливается на лицевой стороне прибора (непосредственно на его экране) путем заделки фиксирующих элементов б под лицевую панель прибора. Благодаря гибкости металлической сетки окна I и 4 плоская после изготовления конструкция защитного экрана принимает форлу экрана прибора после установки, что позволяет исключить из технологического цикла его изготовления сложные операции по приданию ему выгнутой форлы, соответствующей экрана прибора.The protective screen consists of an optically transparent conductive window I, made in the form of a regular metal grid. As a mesh material, it is advisable to use copper or bronze (or their alloys), providing a powerful surface ohmic resistance of 0.2-0.5 Ohm / O. A black oxide coating is applied to the net to reduce the reflection coefficient for the purpose; t / decrease glare and increase the brightness contrast of the image on the device screen. The metal mesh of the window I around the perimeter is covered by a conductive bus 2, preferably from the same material as the material of the mesh itself, that is, with the same surface ohmic resistance. The conductive bus 2 has a ground terminal 3, the mesh of the conductive optically overhanging window I at the same time as the conductive bus 2 is mounted in a frame 4, which is made of impact-resistant elastic plastic, for example ABS 2020, in frame 4, in one of its corners, preferably lower, a socket 5 is made for earthing terminal 3 of the conductive bus 2. On the opposite, for example, lateral sides of the frame 4, there are fixing elements b, with which a protective shield is installed on the front side of the device (directly on its screen) by We embed the fixing elements b under the front panel of the device. Due to the flexibility of the metal mesh of windows I and 4, the flat after the construction design of the protective screen accepts the trout of the device screen after installation, which eliminates complex operations from giving it a complicated process of giving it a curved trout corresponding to the screen of the device.

Технология изготовления такого защитного экрана достаточна проста и заключается в следующем. Металлическую сетку требуемых размеров (в зависимости от размеров экрана прибора, для которого предназначен защитный экран) натягивается на технологическую матрицу, покрывается черной оксидной пленкой. Затем производят сборку металлической сетки и рамки 4, которую ос лцествляют в процессе формовки рамки из пластмассы. Для чего матрицу с натянутой на нее сеткой устанавливают на пуансон технологического пресса, ос; тцествляют операцию формовки рамки толщиной 2-3 мм, в результате которой сетка оказывается прикрепленной к рамке 4. После полимеризации с пуансона снимают матрицу с напрессованной на сетку рамкой, освобождают рамку с сеткой от матрицы и на зачищенную по периметру сетки поверхность наносят токопроводящ то шину 2, вывод заземления 3 которой размещают в гнезде 5, образованном в одном из углов рамки 4 при ее формовании.The manufacturing technology of such a protective screen is quite simple and is as follows. The metal mesh of the required size (depending on the size of the screen of the device for which the protective screen is intended) is stretched onto the technological matrix, covered with a black oxide film. Then, the metal mesh and frame 4 are assembled, which is realized during the molding of the plastic frame. Why the matrix with the mesh stretched over it is installed on the punch of the technological press, wasps; the operation of molding a frame with a thickness of 2-3 mm is performed, as a result of which the mesh is attached to the frame 4. After polymerization, the matrix with the frame pressed onto the mesh is removed from the punch, the frame with the mesh is removed from the matrix and a conductive bus 2 is applied to the surface cleaned along the perimeter of the mesh , the ground terminal 3 of which is placed in the socket 5 formed in one of the corners of the frame 4 during its formation.

При работе прибора с установленным защитньФ экраном ЭМИ с его лицевой поверхности, попадая на металлическую сетку оптически прозрачного токопроводящего окна I, затухают и отводятся посредством вывода заземления 3, обеспечивая эффективное экранирование ЭМИ на частотах от инфранизких до 400 кГц. Электростатический заряд, накапливаемый на экране (ЭЛТ, монитора) прибора, посредством металлической сетки с малым поверхностным омическим сопротивлением также через заземляющий вывод 3 полностью отводится на корпус, сни;кая тем ионизацию воздуха.When the device is installed with an EMF protective shield from its front surface, falling onto a metal grid of an optically transparent conductive window I, they are attenuated and removed by grounding 3, providing effective EMR shielding at frequencies from infralow to 400 kHz. The electrostatic charge accumulated on the screen (CRT, monitor) of the device, through a metal grid with a small surface ohmic resistance, is also completely discharged through the grounding terminal 3 to the housing, thereby lowering the ionization of air.

Размеры ячеек сетки окна I определяются, исходя из оптимальных соотношений защитных и яркостных свойств прибора.The grid cell sizes of window I are determined based on the optimal ratios of the protective and brightness properties of the device.

Конструкция предложенного защитного экрана практически полностью ;;исключает зазор между металлической сеткой и экраном прибора, что позволяет с; тцественно улучшить четкость изображения на экране прибора, а за счет снижения общего интегрального коэффициента отражения (благодаря наличию черного покрытия на металлической сетке) повьшается яркостный контраст и снижается интенсивность бликов.The design of the proposed protective screen is almost complete ;; eliminates the gap between the metal mesh and the screen of the device, which allows with; to improve the clarity of the image on the screen of the device, and by reducing the total integral reflection coefficient (due to the presence of black coating on the metal grid), the brightness contrast is increased and the intensity of glare is reduced.

Предложенную полезную модель можно считать универсальной с точки зрения простоты опытно-конструкторской разработки защитного экрана для различных конкретных типов и размеров приборов, в том числе тех приборов, которые уже находятся в эксплуатации и не снабжены защитньм экраном от ЭШ и электростатических воздействий.The proposed utility model can be considered universal in terms of the simplicity of the experimental design of the protective shield for various specific types and sizes of devices, including those devices that are already in operation and are not equipped with a protective screen against ES and electrostatic influences.

Claims

A protective shield against electromagnetic and electrostatic influences, comprising an optically transparent conductive window fixed in a frame with fixing elements for mounting the screen on the front surface of the device and electrically connected to the ground terminal, characterized in that the optically transparent conductive window is made in the form of a regular metallic grid with black oxide coating and with a surface ohmic resistance of 0.2 - 0.5 Ohm / □, covered along the perimeter by a conductive bus having a ground terminal, and the frame is made of impact-resistant elastic plastic, and the fixing elements are located on opposite sides of the frame, and in one of the corners of the frame there is a socket for grounding the conductive bus.