Katot ışını Tüpü

Katot ışını tüpü


Katot ışını tüpü, elektronik devre sistemleriyle görüntü veren bir aygıttır Sözgelimi, televizyon alıcıları, RADAR ekranları ve OSİLOSKOP gibi bilimsel aletlerde, bu tür aygıtlar kullanılır

Katot ışını tüpü, havası boşaltılmış bir cam tüpten oluşur Cam tüpün bir yüzüne, ekran görevi yapmasını sağlayacak bir biçim (genellikle düz bir plaka) verilmiş ve iç tarafına flüorışıl Özelliği olan bir madde kaplanmıştır Tüpün öteki ucunda bir elektron tabancası bulunur (elektron tabancası, bir elektron demetini odaklayarak, ekran üstüne düşürebilen bir düzenektir) Ekrandaki flüorışıl maddeye çarpan elektronlar, bu maddedeki atomları uyararak, çarptıkları noktada bir ışık parıldamasına yolaçarlar Ekrandaki görüntüyü bu parıldamalar oluşturur işık parlaklığının şiddeti, elektron tabancası içindeki bir öğe tarafından denetlenen elektron demetinin şiddetiyle orantılıdır

Ne var ki, söz konusu parçalarla belirli bir görüntü elde edilemez Tabancadan çıkan elektronlar, her yana saçılarak, ekran üstünde büyük ve sönük bir leke oluştururlar Bu yüzden, elektronların bir odaklama sistemiyle odaklanması ve ekran üstünde küçük parlak bir nokta oluşturacak biçimde bir araya toplanması gerekmektedir Bundan başka, saptırıcı sistemlere de gereksinim vardır Saptırıcı sistemlerle, elektron demeti (ve buna bağlı olarak ekrandaki parlak nokta) istenen biçimde hareket ettirilebilir

Elektron tabancası:

Elektron tabancasının çalışma ilkesi, vakum tüpününkîne benzer Üç temel öğesi vardır: Katot; ızgara; anot Anot, ALKALİ METALLER'den sezyumdan yapılmış olan katodunkine göre çok daha yüksek bir gerilimde tutulur Katot küçük bir ısıtıcıyla ısıtıldığında, sezyum elektron salmaya başlar Eksi yüklü elektronlar anoda doğru hareket ederler Anodun ortasında, elektronların ekrana doğru yönelmesini sağlayan küçük bir delik vardır Katot ile anot arasına yerleştirilen bir ızgara devresi yardımıyla, elektron demetinin şiddeti denetlenebilir Izgara üstündeki gerilim değiştirilerek, geçen elektron miktarı azaltılıp çoğaltılabilir

Odaklama sistemi:

Elektron demetini odaklamak için, ya ELEKTROSTATİK alan ya da magnetik alan «mercek»leri kullanılır Bunlar, ışığın odaklanmasında kullanılan merceklerin benzeridir İki yöntemde de (elektrostatik ya da magnetik), dikkatle biçim verilen alanlar, içlerinden geçen elektronların ekran üstünde bir noktada toplanmasını sağlarlar

Saptırıcı sistemler:

Saptırma işlemi de elektrostatik ya da magnetik alanlarla yapılır Saptırma işi için iki sistem gereklidir Biri elektron demetini yatay doğrultuda (sağa, sola), ikincisi ise düşey yönde (aşağı, yukarı) saptırmak içindir Böylece, ekran üstündeki her nokta taranabilir
Elektrostatik saptırıcılar kullanılıyorsa, bunların, havası boşaltılmış tüp içine yerleştirilmesi zorunludur Buna karşılık, magnetik sistemlerde bobinler, tüpün dışına yerleştirilebilir Böylece, hem daha ucuz, hem de daha yalın bir yol izlenmiş olur

Flüorışıl malzemeler:

Siyah beyaz görüntü veren katot ışını tüplerinde, flüorışıl malzeme olarak, gümüş katılmış çinko sülfür ya da gene gümüş karıştırılmış çinkokadmiyum sülfür kullanılır Doğru oranlarda bir karışım yapıldığı zaman, bu maddeler, elektron bombardımanı altında mavimsi beyaz bir parıltı verirler
Televizyon alıcılarında görüntünün sürekli kılınabilmesi için, elektron ışınıyla, ekranın bütün yüzü yatay satırlar halinde taranır (ışının şiddeti, konunun parlaklığına göre değişir) Bu işlemin yapılması çok hızlı, satır kalınlıkları da çok ince olduğundan, gözümüz resmi sürekli olarak algılar

Televizyonlarda kullanılan katot ışını tüplerinde malzeme seçimi önemlidir; çünkü elektron ışını başka bir noktaya geçtiği zaman, bir önceki noktanın, çok kısa bir süre daha parıldama işlevini (kalıntı parlama) sürdürmesi gerekir Kalıntı parlama, görüntülerin kesintili olmamasını sağlar Televizyon ekranları, saniyede yaklaşık 25 kez taranır Kalıntı parlama süresi 1/25 saniyeyi aşarsa, hareketli sahnelerde bulanıklık oluşur Parlama süresinin 1/25 saniyeden az olmasıysa, titremenin ortaya çıkmasına neden olur Başka bir deyişle, ikinci tarama başlamadan, resim yiter
Osiloskoplarda, özellikle de radar ekranlarında, flüorışıl maddenin son parlama süresi daha uzun olabilir; çünkü bu tür aygıtların görüntüledikleri konularda, olayın değişme hızı daha düşüktür

Renkli televizyonlarda kullanılan katot ışını tüplerinde, ekranın iç yüzü, üç temel rengi (kırmızı, yeşil, mavi) veren farklı flüorışıl malzemeyle, ince mozaik görünümünde kaplanır Her renk için bir elektron tabancası bulunur ve bunlar, ekran üstünde kırmızı, mavi ve yeşil görüntü verecek biçimde düzenlenir Gözümüz bunları karışım olarak algıladığından, resim renklenir
Yapım:
Aşağı yukarı bütün katot tüpleri, bir cam balondan oluşur Ama ön yüz, yani ekran bölümü, ayrı üretilir; ya vakumda ya da bir asal gaz ortamında, tüpe kaynakla yapıştırılır
Osiloskoplarda kullanılan küçük tüplerin yapımı, televizyon ya da radar tüplerinden daha kolaydır En karmaşık tüplerse, renkli televizyon alıcılarında kullanılanlardır Bunlarda ekran, tekdüze bir kaplama yerine, fosfor noktacıklarıyla kaplanır Bu noktalar, ince bir metalden yapılmış gölge maskesi üstündeki düzenli deliklerin tam karşısında yeralacak biçimde ayarlanır

Gölge maskesi, genellikle, nikel alaşımlı çok ince metal levhadan hazırlanır Metal levhanın iki yüsü, ışığa duyarlı bir maddeyle kaplanır Bir şablondan (ekranda noktaların sıralanış biçimine ve açıklığına uygun olarak hazırlanmış bir delikli örnek) geçirilenkuvvetli bir ışık, gölge maskesine düşerek, ışığa duyarlı kaplama üstünde, sertleşmiş bölgeler oluşturur Daha sonra maske, banyo edilip asitle işleme uğratılır ve 0,3 mm çapında 400 000 delik ortaya çıkarılır Metalin iç gerilimini azaltma amacıyla maske, bir fırında tavlanır Son işlem, levhaya, presten geçirme yoluyla televizyon ekranının bükümlü biçimini vermektir

Gölge maskesi, televizyon tüpünün ön camına içerden takılan kuvvetli bir çerçeveye kaynaklanır İyi nitelikli camdan yapılan ön camın, iç gerilmelerinin bulunmaması ve çok duyarlı olması gerekir Üstü, normal olarak beyazımsı gri renkte olan, ama katot ışınıyla bombardıman edildiğinde yeşil renk veren kimyasal bir emülsiyonla kaplanmıştır Gölge maskesinden geçen morötesi bir ışık, bu emülsiyon Üstüne düştüğünde, ışık alan noktalar sertleşir ve yıkandıktan sonra buralarda lekeler kalır Morötesi ışının yeri her seferinde biraz kaydırılarak, işlem, kırmızı ve mavi fosforla da yinelenir Kaplamanın düzgün olması için, fosfor tabakası, ön cam bir santrifüjde döndürülürken çökeltilir Gene aynı işlemler (morötesi ışığa tutma ve yıkama) yapıldıktan sonra, camın üstünde, üç ayrı renkten oluşan fosfor noktacıkları belirir

Tüpün koni biçimli gövdesi ayrı yapılır Hassaslık testi uygulanır, temizlenir Boyun bölgesi ve iç yüzü grafitle, ön camın yapıştırılacağı bölgeyse, «frit»le (cam tozu ve kimyasal bir çözelti) kaplanır Eskiden siyah beyaz tüplerin ön camları, yüksek sıcaklıkta kaynakla yerine takılırdı; ama renkli tüplerde fosfor noktaları ve metal maske ısıya karşı dayanıksız olduklarından, kaynak işlemi «frit»le yapılır Bu durumda, çok yüksek sıcaklığa gereksinim kalmaz


Gölge maskesi ve ön cam, koni biçimli tüpe yapıştırılıp, elektron odaklama sistemi ve saptırıcı plakalar yerleştirildikten sonra, tüpün havası boşaltılır Artık renkli TV tüpü hazırdır Yapılması gereken son işlem, tüpün, atmosfer basıncıyla içe doğru patlamaması için, çemberlenmesidir Bundan sonra, dış yüzü de grafitle kaplanır ve son kez denetimden geçirilir