Защитные экранные фильтры для мониторов

 

Одним из наиболее эффективных технических средств защиты от излучения является защитный экранный фильтр (защитный экран).

Защитный экранный фильтр – нужен ли он для современных мониторов на электронно–лучевых трубках? Общепринятое на настоящий момент мнение однозначно – нет, не нужен, а если и нужен, то не фильтр с защитой от электромагнитных полей, а обычный антибликовый. Данное общепринятое мнение основано на общеизвестном (в общем–то, верном) факте, что у мониторов на электронно–лучевых трубках благодаря усилиям их производителей в последнее время существенно снизились уровни электромагнитных полей. Это подтверждается и результатами многочисленных независимых сертификационных испытаний. Однако настолько ли благополучна сегодняшняя ситуация?

23 ноября 1999 года в газете «Московский комсомолец» было опубликовано сенсационное сообщение:

«Красивые картинки на экране компьютера опасны для здоровья. Вред здоровью постоянных пользователей могут наносить даже совершенно новые модели компьютеров. К такому выводу после проведения целого ряда исследований пришли российские ученые–физики.

Как сообщили «МК» в государственном научно–производственном предприятии «Циклон–Тест», последние модели компьютеров становятся опасными только в определенных режимах работы – например, во время выполнения стандартных программ, выдающих на экран монитора высококонтрастную картинку из множества мелких деталей.

При этом уровень электрических полей в направлении человека, работающего за компьютером, резко увеличивается. В подобном случае допустимые нормы безопасности превышены даже у самых современных мониторов, имеющих гигиенические сертификаты. Ведь сейчас для получения сертификата монитор до сих пор испытывается лишь при текстовой картинке, а в этом режиме работы уровень электромагнитных полей от включенного компьютера остается в норме.

Вредное воздействие на здоровье пользователей новых ПЭВМ специалистам удалось обнаружить только сейчас, когда ученые решили исследовать уровень излучения от компьютеров в расширенном варианте, выходящем за рамки стандартных испытаний на безопасность».

 

В чем же причина подобного явления? Если вы откроете любую (популярную или техническую) литературу, в которой рассматриваются вопросы электромагнитных полей мониторов на электронно–лучевых трубках, то в ней источниками этих полей называются элементы питания, высоковольтные элементы, блоки кадровых и строчных разверток.

При этом энергетический спектр полей от элементов питания и кадровой развертки лежит в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц, а энергетический спектр полей от элементов строчной развертки – в диапазоне частот 2 – 400 кГц.

Это считается классикой. Однако существует еще один элемент, создающий переменные электрические поля мониторов на ЭЛТ – это непосредственно экран монитора.

Экран монитора создает не только классически известный электростатический потенциал, с которым борются (и успешно) разработчики мониторов, но и переменное электрическое поле.

Данное переменное электрическое поле при определенном характере изображения на экране может значительно превышать поля, создаваемые другими элементами как в низкочастотном диапазоне (5 Гц – 2 кГц), так и в более высокочастотном диапазоне (2 – 400 кГц).

Что это за режимы, насколько значительно отличаются они от режимов, в которых тестируются мониторы при сертификационных испытаниях, и насколько близки они к режимам, в которых используются мониторы при реальной работе пользователя на ПЭВМ?

В соответствии с государственным стандартом ГОСТ Р 50949-96 («Дисплеи. Средства отображения информации индивидуального пользования. Методы измерений и оценки эргономических параметров и параметров безопасности») измерение электрических и магнитных полей мониторов при сертификационных испытаниях осуществляется в режиме, когда все поле экрана заполнено черной буквой «М» на белом фоне или белой буквой «М» на черном фоне.

Сразу же можно сделать заключение, что данный режим мало соответствует тем режимам, в которых монитор используется при реальной работе пользователя. Даже если на компьютере обрабатывается текстовая информация, практически всегда на экране одновременно присутствует меню редактора, в котором идет обработка этой текстовой информации. Часто работа осуществляется не в полноэкранном, а в оконном режиме. Именно эти обстоятельства и являются принципиальными. Исследования показывают, что именно в таких режимах уровни электрических полей от экрана монитора возрастают в несколько раз.

В диапазоне частот 2 – 400 кГц на повышение уровня электрических полей в реальных режимах работы влияют иные факторы.

Существенным здесь является характер информации на экране монитора. В частности, резкое увеличение поля происходит при работе с графической информацией. Измерения проводились в режиме, когда весь экран монитора заполнен чередующимися продольными черными и белыми полосами.

Если к изображенным на экране монитора линиям применить фильтр размытия изображения, то уровень поля снижается с величины 2,2 В/м до 1,5 В/м. Двойное размытие линий снижает уровень поля до 1,0 В/м.

Этот факт говорит о том, что на уровень полей в диапазоне частот 2 – 400 кГц сильное влияние оказывает четкость изображения на экране монитора.

При повышении четкости изображения уровень поля увеличивается.

Более подробные исследования показывают, что при изменении режимов работы с изображением на экране монитора и при изменении характера изображенной на экране информации меняется не только интегральный уровень создаваемых монитором полей, но и их спектральный состав.

Рассмотренную выше проблему можно решить, установив на экран монитора защитный фильтр.

К категории фильтров полной защиты относятся фильтры, обеспечивающие практически полную защиту от всех вредных воздействий монитора.

Это Ergostar, Xenium, UNUS, как правило, высококачественные изделия, изготовленные из оптического стекла с нанесением многослойных покрытий, позволяющих добиться очень низкого коэффициента отражения (блика), повышения контраста, защиты от электромагнитных и электростатических полей.

Можно использовать и фильтр класса «Полная защита» Depender Ergan – первый российский фильтр с международным протоколом качества. Коэффициент светопропускания может варьироваться в пределах от 30 до 70 %, ослабление ультрафиолетового и рентгеновского излучения – 100 %, ослабление электростатического поля – не менее 99 %.

Защитным изделием в настоящее время является фильтр АО СИНКО (Московский филиал Самарской инновационной компании), выпускаемый на базе НПО «Астрофизика». В 1993 – 1994 г.г. защитными фильтрами СИНКО на мониторы оснащались Министерство обороны, ФСК (ФСБ), МВД, Институт ядерных исследований (г. Дубна), военные госпитали, некоторые школьные классы.

В качестве вывода необходимо отметить преимущества от применения защитных фильтров для пользователей ПЭВМ.

Защитные фильтры при правильном их выборе могут улучшить качество изображения, а именно:

1) повысить контрастность и четкость изображения и, как следствие, улучшить читаемость информации, снизить зрительное утомление;

2) практически исключить блики, затрудняющие восприятие изображения на экране монитора;

3) уменьшить ощущение мельканий изображения, особенно при низких частотах кадровой развертки.

Высококачественные и правильно установленные фильтры снижают степень воздействия на человека полей и излучений мониторов и ПК, а именно:

– дополнительно поглощают рентгеновское и ультрафиолетовое излучения (если они имеются у данного дисплея);

– практически полностью защищают от электростатического поля;

– значительно уменьшают напряженность электрической составляющей электромагнитного поля мониторов.

Значительно снижает значение электростатического потенциала и уменьшает напряженность электрической составляющей электромагнитного поля ПЭВМ правильное ее подключение к питающей сети и зануление корпуса системного блока.

Правильное подключение ПЭВМ к сети, принятой в России, показано на плак.17.4.

Для того, чтобы исключить появление потенциала на нулевом рабочем проводнике при подключении ПЭВМ в квартире или офисе от однофазной двухпроводной сети, необходимо ее занулить. Для этого надо протянуть нулевой провод (N) в квартиру (офис) от вводного щита, который будет выполнять роль НЗП для ПЭВМ (см. плак.17.4).

 

 

Плакат 17.4. Подключение системного блока ПЭВМ к сети с глухозаземленной нейтралью в квартире (офисе):

ВЩ – вводной щит; R ₀– рабочее заземление нейтрали сети; R₃ – защитное заземление корпуса ВЩ, которое выполняет роль повторного заземления нулевого провода R_ПЗ; СФ – сетевой фильтр; СБ – системный блок ПЭВМ; ШН – шина нулевого провода сети (НРП); НЗП – нулевой защитный проводник; QF – автоматический выключатель

Достаточно часто на практике при подключении к ПЭВМ внешних устройств появляется разность потенциалов между ПЭВМ и внешними устройствами. Посмотрим, что происходит при соединении двух устройств (компьютера и принтера) интерфейсным кабелем.

Общий провод интерфейсов последовательных и параллельных портов связан с НЗП и корпусом устройства. Если соединяемые устройства надежно занулены через отдельный провод на НЗП, который идет к устройствам от вводного щита (ВЩ), разность потенциалов между компьютером и принтером отсутствует (плак.17.5).

 

 

Плакат 17.5. Правильное подключение ПЭВМ и внешних устройств к электрической сети:

ВЩ – вводной щит; Ф – фазный провод сети под U = ~ 220 В; НРП – нулевой рабочий проводник; НЗП – нулевой защитный проводник; СБ – системный блок ПЭВМ; П – принтер; V – вольтметр, измеряющий разность потенциалов между корпусами СБ и П

 

Если же в качестве НЗП использовать НРП питающей сети, подключив его в трехполюсные розетки двухжильным проводом, то на НРП будет появляться потенциал. Между корпусами СБ ПЭВМ и внешними устройствами будет появляться разность потенциалов. Оба случая появления потенциалов на НРП и на корпусах устройств являются результатом падения напряжения при протекании рабочего (номинального) тока.

Если в эти же розетки включать устройства достаточно большой (по сравнению с ПЭВМ) потребляемой мощности, то разность потенциалов между корпусами и импульсные помехи при включении – выключении будут весьма ощутимы, до 110 В.