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加固显示器的结构设计要点

  1电磁兼容性加固,无论是复杂系统还是简单设备,任何干扰都必须满足三个基本条件;有干扰源;有传播干扰能量的方法;被干扰物体有反应。

  1.1屏蔽技术

  工业显示器电磁屏蔽是一种基于金属隔离原理控制电磁干扰从一个区域到另一个区域的感应和辐射传播的方法,目的是切断电磁波的传播路径,将从一个区域到另一个区域的电磁能量传输抑制到非常小的量。电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一。大多数电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来解决。这种方法大的优点是不会影响电路的正常工作。

  1.2材料选择

  根据屏蔽原理,电场波和平面波应选用反射损耗大的金属材料;对于磁场波,应选择吸收损耗大的金属材料。对于低频磁场波,建议选择吸收损耗大的铁磁金属材料。此外,为了增加反射损耗和提高屏蔽效率,可以在铁磁材料表面涂覆一层高导电性的非铁磁材料。在实际设计中,考虑到金属材料的力学性能和加工条件,通常采用钢板、铝板或铜板。为了增加材料的导电性和磁导率,钢板常采用镀铜、镀镍或镀锌,铝板常采用导电氧化或镀镍。大多数加固机都是铝结构和铝合金结构。由于其导电性好、不易变形、铣削精度高,很容易解决电磁兼容设计中的间隙问题。通过缝隙的电磁泄漏使屏蔽效能下降最严重。为了减少通过缝隙的电磁泄漏,增加屏蔽效能,一方面在结构设计中广泛采用弯曲和焊接工艺,以尽量减少接头数量;另一方面,通过采用折叠工艺、增加导电焊盘和增加孔的深度,提高了孔的屏蔽效果。

  1.3缝隙屏蔽

  影响盾构完整性的主要因素是盾构上的接缝。为了提高屏蔽的屏蔽效果,要求每个接头都要电磁密封。实际上,由于接头表面不平整、焊接质量差、紧固件之间的间隙未密封等原因。金属板的接合处会留下一些细长的缝隙。改善这些间隙的电接触是屏蔽结构设计的关键问题。加固显示器有两个机械接头,一个是前盒模块和后盒模块的装配面,另一个是后盖板和后盒模块的装配面。这两个关节的处理方法是一样的。具体设计考虑以下几个方面:1)增加金属之间的重叠面,增加间隙深度。根据电磁场理论,一定深度的缝隙可以看作波导,波导在一定条件下可以衰减在其中传播的电磁波。深度越深,衰减越多。2)在装配面增加电磁密封垫,实现缝隙的电磁密封。

  1.4显示窗的电磁屏蔽

  显示窗口是电磁屏蔽的薄弱环节。液晶显示屏的视窗中安装了带有金属丝网的屏幕玻璃,屏蔽效率高。在安装过程中,通过组装过程,屏幕玻璃周围的金属丝网与导电面板接触良好。根据以往工程项目的测试结果,经过这样的处理后,显示窗的电磁屏蔽效果比较理想。

  1.5螺钉间距和电磁屏蔽

  缩短螺杆间距也是防止电磁场泄漏的重要手段。当接合面没有设置导电焊盘时,在可能的结构情况下,应尽量增加连接螺钉的数量,以减小螺钉间距(即间隙长度)。当结合面没有设置导电焊盘时,螺钉间距至少应保持在30m m以下,越小越好。安装螺丝时,要注意不要因为螺丝与螺纹孔的配合问题而使机箱或其他部件翘曲,增加间隙宽度。

  1.6过滤器设计

  加强型显示器的电磁兼容设计的指导思想是保证电子设备常规的电磁兼容设计,对电源线的传导发射和灵敏度、电场辐射的发射和灵敏度采取一些有针对性的措施。在电磁兼容设计中,采取屏蔽、源抑制、接地等措施,降低辐射发射强度,增强抗电磁干扰能力。为了防止电磁干扰信号通过电力线传输和发射,在电源的输入端安装了高质量的军用电源滤波器。该滤波器极大地衰减了通过电力线传输的电磁干扰信号,并保护设备免受其害。同时可以抑制设备本身产生的电磁干扰信号。安装滤波器时,请将滤波器的输入端和输出端隔离在机箱内部。过滤器的外壳必须与底盘完全电连接。此外,电源输入电缆在箱体连接处采用高性能屏蔽航空插座,保证航空插座的法兰与外壳形成完整的电接触面,从而达到良好的电磁屏蔽效果。

  1.7接地

  接地是电路或系统正常运行的基本技术要求之一,因为任何电路的电流都必须通过接地线形成回路。但接地线或接地层总是有一定的阻抗,共同阻抗使两个接地点之间产生一定的电压,从而造成接地干扰。同时,适当的接地为高频干扰信号形成低阻抗通路,抑制高频信号对其他电子设备的干扰。可见,接地是一种抑制干扰的技术措施,干扰是由接地阻抗引起的。相比较而言,良好的接地是提高设备或系统电磁兼容性的有效而经济的方案。

  2抗振动和冲击设计

  由于恶劣的自然环境,军事工程装备会受到碰撞、冲击、离心加速度和振动的影响。因此,抗振减震加固技术是军用计算机加固技术的重要组成部分。目的是消除或减少振动和冲击对计算机系统正常运行的影响。增强显示器对振动和冲击敏感的部件主要是控制板、液晶屏芯和连接器。在加强型显示器的抗振减震设计中,主要采用结构的刚度设计,通过提高振动敏感器件的固有频率来增强其抗振减震能力。结构的刚度设计主要包括:1)箱体采用铝板拼接焊接而成,刚度高,提高了基础零件的固有频率,不会放大外部激振力,也不会与安装在其上的模块发生局部共振;2)对液晶显示模块分别进行隔振和缓冲处理;3)对于控制模块板,增加印刷电路板的厚度、安装孔的数量和各器件的合理布局,以增强其自身的刚度,从而提高其固有频率和抗振动冲击能力;4)所有带锁定机构的连接器刚度设计可以提高系统的整体刚度,从而提高局部装置和整个系统的固有频率,从而避免危险的激励频率。通过对液晶显示模块进行隔振和缓冲,可以减少环境振动对液晶显示模块本身的损害,提高设备的可靠性。

  2.1液晶模块的隔振缓冲设计

  显示器中的振动敏感元件是液晶屏。LCD屏为大而薄的薄板结构,对纵轴振动最敏感,是加固设计的重点。为了防止液晶屏损坏,提高其在恶劣条件下的可靠性,必须进行有效的防振设计。一般采用刚度强度设计和隔振缓冲设计。刚度增强主要是提高液晶屏的固有频率,从而增强抗冲击和抗振动的能力。液晶屏通过刚性连接固定在减震框内。阻尼架采用硬质铝合金加工而成,其一阶固有频率远大于液晶屏,可以保证液晶屏不产生局部共振。隔振缓冲设计是在LCD模块和后底盘之间安装一个减震器。振动源产生的振动大部分被减震器吸收。机载加固设备一般采用被动隔振。选择减振器时要综合考虑放大区和隔振区的要求,隔振系统的设计主要是正确选择和合理布置减振器。隔振器的主要技术指标是刚度、固有频率和阻尼。由于LCD模块的质量分布均匀,减震器可以均匀对称的布置。

  3散热设计

  加固显示器的主要热源是液晶屏和电源模块。根据以往的设计经验,金属传导和自然对流散热可以满足设计要求。

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