【摘要】电视机影响视力的成因是近距离看电视屏幕，绝大多数近视是在青少年时代出现，由于青少年眼的调节力特别强，对近距离工作学习有高度适应性，所以看近也不易疲劳。但是睫状肌长时间过度紧张，睫状肌会发生疲劳甚至痉挛而出现调节性近视，不及时消除持续发展则可成为不可逆转的真性近视；听力损伤有急性和慢性之分，长时间接触较强电视机声音，会出现耳鸣、听力下降，电视机音响声音开得太大，同时也严重影响他人工作和休息；打雷时，雷电经常入侵电视机系统，使电视机受雷击而损坏。本文就上述问题进行分析和研究，利用声光控技术制作了该保护器。
【关键词】保护视力听力；防雷击；声光控技术
一、发现问题
1.2009年6月6日是全国爱眼日，现代教育报联合新浪教育频道在全国中小学生中进行了“你的眼睛近视吗”的抽样调查。此次调查共回收小学生书面问卷694份、初中生207份，新浪教育频道回收小学生、初中生、高中生的网络问卷共1066份，总计1967份。调查结果显示，小学生、初中生近视率分别为39.05%和64.3%，分别比十年前提高25.7%和26.86%(1999年的一项统计显示，全国小学生近视率为13.35%，初中生近视率为37.44%)。十年间，中小学生的视力为何直线下滑？这究竟是谁惹的祸？书面问卷数据显示，小学生、初中生近视率分别为39.05%和64.3%。在回收的网络问卷“你觉得造成你眼睛近视的原因是什么”选项中，选择“因看电视引起近视的”占46.7%，选择“因上网引起近视的”占44.8%，而选择“作业太多导致近视的”占43.8%。
因看电视引起近视的一个主要原因是：看电视机时间太长又没有及时采取保护视力措施，离电视机屏幕太近，久而久之导致视力下降。
2.有些中小学生看电视机时，声音开得太大，久而久之导致听力下降，同时也严重影响他人工作和休息。声音声级为30～40分贝是比较安静的正常环境；超过50分贝就会影响睡眠和休息。由于休息不足，疲劳不能消除，正常生理功能会受到一定的影响；70分贝以上干扰谈话，造成心烦意乱，精神不集中，影响工作效率，甚至发生事故；长期工作或生活在90分贝以上的声音环境，会严重影响听力和导致其他疾病的发生。
3.打雷时，电视机经常受雷击而损坏。雷电入侵电视机的形式有两种：直击雷和感应雷。雷电直接击中线路并经过电器设备地的雷击过电流称为直击雷：因雷电电流产生强大的电磁脉冲，在导体内感应出的过电压、过电流形成的雷击称为感应雷。电视机网络中形成感应雷电压的几率很高，对建筑物内的低压电子设备威胁巨大。电视机网络系统、电话布线的防雷工作重点是防止感应雷人侵。
二、分析问题
（一）电视机影响视力的成因是环境因素
环境因素主要是近距离作业和不良的作业环境，这是最古老的学说，虽然至今仍存在一些争议，但是从大量国内外有关调查研究报告看，已公认遗传与环境是近视眼形成的主要原因，并指出环境条件是决定近视眼形成的客观因素。但是，在近距离阅读或近距离工作的影响下，为什么能产生近视？对此还没有一致认识，主要有以下几种理论：
(1)调节学说：绝大多数近视是在青少年时代出现，由于青少年眼的调节力特别强，对近距离工作学习有高度适应性，所以看近也不易疲劳。但是睫状肌长时间过度紧张，睫状肌会发生疲劳甚至痉挛而出现调节性近视，不及时消除持续发展则可成为不可逆转的真性近视。或通过其他途径影响到眼球轴的延长。
(2)辐辏学说：近距离工作使用调节时，也需要两眼同时内转的辐辏功能加强，由此可以导致眼肌对眼球加压，而引起眼球轴的延长。
(3)环境适应学说：幼儿时期眼球小，多数呈现远视，随着年龄增长眼球增大达到正视状态。在这一发育过程中近距离阅读过多，眼球为适应这种调节需要而成为近视。这一学说受到许多反对，但是在发育期可塑性很强，对近视发展具有重要影响已是共识。
（二）听力损伤有急性和慢性之分
接触较强噪声，会出现耳鸣、听力下降，只要时间不长，一旦离开噪声环境后，很快就能恢复正常，称为听觉适应。如果接触强噪声的时间较长，听力下降比较明显，则离开噪声环境后，就需要几小时，甚至十几到二十几小时的时间，才能恢复正常，称为听觉疲劳。这种暂时性的听力下降仍属于生理范围，但可能发展成噪声性耳聋。如果继续接触强噪声，听觉疲劳不能得到恢复，听力持续下降，就会造成噪声性听力损失，成为病理性改变。这种症状在早期表现为高频段听力下降。但在这个阶段，患者主观上并无异常感觉，语言听力也无影响，称为听力损伤。病程如进一步发展，听力曲线将继续下降，听力下降平均超过25分贝时，将出现语言听力异常，主观上感觉会话有困难，称为噪声性耳聋。此外，强大的声暴，如爆炸声和枪炮声，能造成急性暴震性耳聋，出现鼓膜破裂，中耳小听骨错位，韧带撕裂，出血，听力部分或完全丧失。主观症状有耳痛、眩晕、头痛、恶心及呕吐等。
（三）雷电入侵电视机系统的途径
1.由交流电220V电源供电线路入侵
电视机系统的电源由电力线路输入室内，电力线路可能遭受直击雷和感应雷。直击雷击中高压电力线路，经过变压器耦合到220V低压，入侵电视机供电设备；低压线路也有可能被直击雷击中或产生感应雷过电压。
2.由有线电视通信线路入侵可分为三种情况
(1)当地面突出物遭直击雷打击时，强雷电压将邻近土壤击穿。雷电流直接入侵到电缆外皮，进而击穿外皮，使高压入侵线路。
(2)雷云对地面放电时，在导体中感应出很高的过电压，击坏与线路相连的电器设备，通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播，涉及面广，危害范围大。
(3)若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时，当某一导线被雷电击中时，会在相邻的导线感应出过电压，击坏低压电子设备。
3.地电位反击电压通过接地体入侵
雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄人大地，在接地体附近产生放射型的电位分布。若有连接电子设备的其他接地体靠近时即产生高压地电位反击。入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线人地，在附近空间产生强大的电磁场变化，会在相邻的导线（包括电源线和信号线）上感应雷过电压，因此必须建立多层次的电视机防雷系统，层层防护，确保电视机网络系统的安全。
三、解决问题
1.针对电视机影响视力的成因是环境因素，而环境因素主要是近距离作业的原因，我设计了保护视力的电路，当电视机使用者眼与显示器屏幕之间的距离小于3米左右时，电视机视频输入信号被切断，电视机屏幕因没有视频输入信号而变成蓝屏，保护人的视力。只有当人眼距离电视机屏幕大于3米左右时，电视机视频输入信号才被接通，电视机屏幕才能重新出现图象。因为使用者与电视机显示器屏幕之间的距离保持大于3米左右是预防近视眼的最好方法，同时中小学生的视力的减退一时半会儿感觉不太出来，因为人的视力是双侧性的，它有双侧的互补和（代侧性），有一侧视力不行了，另一侧挺好，那么这个视力在损失的过程中，可能逐渐发展过来的，有的时候你可能没有注意，但在自己的感觉当中，这个过程认知不了。
2.针对听力损伤的成因是接触强噪声的时间较长的因素，我设计了保护听力的电路，当电视机的声音超过50分贝时，电视机的音频输入信号被切断，声音自动关掉，保护人的听力，同时也使声音不干扰别人。只有当电视机音量小于50分贝，1分钟后音频输入信号才被接通，声音才能恢复正常。因为声音声级为30～40分贝是比较安静的正常环境；超过50分贝就会影响睡眠和休息。同时中小学生的听力的减退一时半会儿感觉不太出来，因为人的听力是双侧性的，它有双侧的互补和（代侧性），有一侧听力不行了，另一侧挺好，那么这个听力在损失的过程中，可能逐渐发展过来的，有的时候你可能没有注意，偶尔觉得听的声音有偏差性，一只耳朵听的清楚、一只耳朵听的不清楚，可能在听的过程中有方向的偏导性、耳朵侧向你或者偏向你，那么这个实际上可能多少有点问题，但在自己的感觉当中，这个过程认知不了。
3.针对雷电入侵电视机系统的途径有由交流电220V电源供电线路入侵和由有线电视通信线路入侵的因素，我设计了防雷击的电路，当雷声太大时，电视机总电源被切断，电视机自动关机。因为雷电入侵电视机系统使电视机受雷击时，雷电往往距离我们很近，这时雷声很大。
四、原理图（见图1）
五、工作原理
1.当人眼距离电视机屏幕小于3米左右时，红外传感器感应到人体的信号，传感器的光电开关接通，继电器线圈两端加上24V电压，与继电器的常闭开关串联的电视机视频输入信号被切断。电视机屏幕没有信号变成蓝屏，保护人的视力。只有当人眼距离电视机屏幕大于3米左右时，电视机视频输入信号才被接通，电视机屏幕才能重新出现图象。
2.当电视机的声音超过50分贝时，声音传感器受触发，继电器线圈两端加上24V电压，与继电器的常闭开关串联的音频输入信号被切断，声音自动被关掉，保护人的听力，同时也使声音不干扰别人。只有当电视机音量小于50分贝，1分钟后音频输入信号才被接通，声音才能恢复正常。
3.当雷声太大时，声音传感器受触发，继电器线圈两端加上24V电压，与继电器的常闭开关串联的电视机总电源被切断，电视机自动关机。使电视机不受雷击。
六、应用范围
任何有影响视力、听力和怕雷击的设备都可应用该保护器。
七、创新点
1.利用红外线光电开关保护视力。
2.利用声控电路保护听力。
3.利用声控电路和继电器防雷。