數(shù)字放映機(jī)光引擎液冷系統(tǒng)維護(hù)及常見案例檢修方法

任訓(xùn)亞 佟廣志

（1.武警部隊(duì)宣傳文化中心，北京100089）（2.華夏影聯(lián) （北京）數(shù)碼科技有限公司 ，北京100085）

基于DLP技術(shù)的數(shù)字放映機(jī)，光源在運(yùn)行中發(fā)出耀眼光芒并產(chǎn)生大量熱量。光線在到達(dá)銀幕前，要經(jīng)過(guò)光引擎整形、勻光、濾色、分色等處理。在此過(guò)程中，光引擎內(nèi)的透鏡、棱鏡和DMD芯片等器件都會(huì)承受強(qiáng)光照射和高溫炙烤。為防止損壞，除自身應(yīng)具備耐高溫能力外，多數(shù)機(jī)型還需增設(shè)液冷系統(tǒng)降溫功能。

近年來(lái)，隨著設(shè)備廠商大力普及放映知識(shí)和放映人員不斷努力學(xué)習(xí)實(shí)踐，對(duì)于設(shè)備的使用和簡(jiǎn)單保養(yǎng)已有了很好掌握，但在光引擎液冷系統(tǒng)方面的維護(hù)和檢修，還頗顯薄弱。而目前無(wú)論是熒光粉激光光源還是氙燈光源數(shù)字放映機(jī)，光引擎仍是最重要的成像部件，了解和掌握它的維護(hù)和常見案例檢修方法十分必要。為此，筆者將相關(guān)資料及工作經(jīng)驗(yàn)整理成文，希望能為放映人員提供點(diǎn)滴幫助。

為便于理解，本文以DP2K-20C機(jī)型為例，進(jìn)行說(shuō)明。

1 光引擎液冷系統(tǒng)組成和循環(huán)過(guò)程

1.1 光引擎液冷系統(tǒng)組成

光引擎液冷系統(tǒng)主要由儲(chǔ)液罐、冷卻泵、熱交換器組件、光引擎冷卻組件和軟管組成，如圖1。

光引擎實(shí)際由光處理器裝置、光閘和光管三個(gè)子部件組成，如圖2。

圖1中A裝在光處理器棱鏡上端，B、C、E緊貼光處理器上的紅、綠、藍(lán)DMD芯片背面，K裝在光管入口端，J、L、G、I固定在放映機(jī)光引擎?zhèn)}內(nèi)。系統(tǒng)液流方向如儲(chǔ)液罐下方箭頭所示。A由導(dǎo)熱塊、3片珀?duì)柼?（工作時(shí)將底部熱量傳遞頂部）和通用冷卻塊組成，B、C、E均由導(dǎo)熱塊、珀?duì)柼屠鋮s塊組成，如圖3。

圖1 光引擎液冷系統(tǒng)部件組成

圖2 光引擎部件組成

圖3 DMD成像芯片前端冷卻塊和紅、綠、藍(lán)DMD芯片冷卻塊組成

1.2 液冷系統(tǒng)循環(huán)過(guò)程

當(dāng)光源點(diǎn)亮，液冷系統(tǒng)隨之工作，圖1中J內(nèi)的冷卻液在L的作用下推向A，A中導(dǎo)熱塊將棱鏡處的熱量傳遞到珀?duì)柼锥?，珀?duì)柼賹⒌锥藷崃恳频巾敹?，傳遞給通用冷卻塊，由流過(guò)的冷卻液將這些熱量帶走，并先后流經(jīng)C、E、B。C、E、B工作原理與A處相同，流到K時(shí)，將K接受照射產(chǎn)生的熱量一起帶入到I，I由彎曲銅管制成，G自下向上吸氣為其冷卻，最后流回J中，如此就構(gòu)成了液流冷卻循環(huán)回路。

2 維護(hù)注意事項(xiàng)和更換冷卻液方法

2.1 維護(hù)注意事項(xiàng)

光引擎液冷系統(tǒng)若要保持工作良好，需要放映人員對(duì)其進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，并在操作過(guò)程中應(yīng)注意以下內(nèi)容：

（1）廠商認(rèn)證冷卻液由1/3乙二醇和2/3軟化水制成，冷卻液有效期為2年。使用非認(rèn)證冷卻液在液冷系統(tǒng)內(nèi)部容易形成絮狀結(jié)晶，造成管道堵塞，且冷卻效果不佳。

（2）建議每隔3個(gè)月檢查1次儲(chǔ)液罐內(nèi)冷卻液液位，應(yīng)位于Min與Max刻度之間。若高于Max刻度，設(shè)備運(yùn)行液面滾動(dòng)，罐蓋未擰緊時(shí)容易溢出，流到引擎上；低于Min刻度，會(huì)導(dǎo)致液冷系統(tǒng)循環(huán)達(dá)不到理想冷卻效果。

（3）當(dāng)液面低于Min刻度時(shí)，應(yīng)及時(shí)添加冷卻液，應(yīng)使用漏斗插在罐口倒入，也可使用剪去瓶底的潔凈空飲料瓶替代，不可直接倒入。

（4）設(shè)備運(yùn)行1年應(yīng)更換冷卻液，否則容易形成結(jié)晶堵塞管道，嚴(yán)重時(shí)設(shè)備將無(wú)法正常運(yùn)行。

（5）更換新液時(shí)，需要使用廠商提供的工具，如圖4。

圖4 液冷系統(tǒng)循環(huán)使用工具

2.2 更換冷卻液方法

圖5 排空冷卻液方法

目前，很多放映人員對(duì)于更換冷卻液方法還掌握不夠，具體操作應(yīng)分為排空冷卻液、清洗冷卻回路和加入新液三個(gè)步驟。

步驟1：排空冷卻液

關(guān)閉設(shè)備，卸下左蓋板、密封箱蓋板和放映機(jī)頂蓋，將原儲(chǔ)液罐蓋換成圖4中的d（以下操作均使用圖4中的工具）擰緊并接上g。將圖5中圈內(nèi)的接頭斷開，接上c并插入f中。使用g打氣，直到f內(nèi)不再有冷卻液流出為止；斷開c，再將b接在之前斷開的另一接頭，再次打氣，同樣直至f內(nèi)不再有液體流出，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)冷卻液已排空。取下c、g，移走f，準(zhǔn)備下步操作。

步驟2：清洗冷卻回路

冷卻液排出后，液冷系統(tǒng)中可能殘留少量雜質(zhì)，在添加新液前，需進(jìn)行清洗。

將連接的軟管b提起至水平高于儲(chǔ)液罐罐口上方幾厘米，如圖6中?所示，并確保軟管連接處低于儲(chǔ)液罐底部。將漏斗插入罐口并緩慢倒入純凈水，直至液體到達(dá)圖6中?中位置。

再重復(fù)執(zhí)行步驟1和步驟2，對(duì)管道進(jìn)行1～2次清洗，最后排空液體。

圖6 加液液位標(biāo)準(zhǔn)

步驟3：加入新冷卻液

按照步驟2方法加入新冷卻液，儲(chǔ)液罐液位應(yīng)處于Min與Max刻度之間，斷開b，恢復(fù)圖5中圓圈內(nèi)的接頭連接，檢查設(shè)備內(nèi)部及電路板卡是否有液體濺入，確認(rèn)無(wú)誤后，將設(shè)備開機(jī)，在觸摸屏中點(diǎn)擊 “安裝”—— “高級(jí)”—— “激活補(bǔ)充模式”，此時(shí)儲(chǔ)液罐液面滾動(dòng)，并一般會(huì)有氣泡排出，多運(yùn)行幾分鐘后，直到氣泡不再溢出，點(diǎn)擊 “退出補(bǔ)充模式”，觀察儲(chǔ)液罐液面會(huì)停止?jié)L動(dòng)，液位稍有下降，再次加液至Max刻度，還原所有蓋板，消除安全認(rèn)證報(bào)錯(cuò)信息，至此換液操作完成。

因 “激活補(bǔ)充模式”是在光源未點(diǎn)亮下進(jìn)行的，所以在清洗冷卻回路時(shí)，也可以使用此方法。

3 液冷系統(tǒng)常見案例檢修方法

液冷系統(tǒng)工作出現(xiàn)異常，多與未定期添加、更換新液，未定期對(duì)設(shè)備清潔，機(jī)房環(huán)境惡劣或使用未經(jīng)廠商認(rèn)證冷卻液和冷卻泵壽命終結(jié)等因素有關(guān)。常見檢修方法如下。

3.1 熱交換器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速過(guò)低

根據(jù)數(shù)字放映機(jī)內(nèi)部部件散熱要求不同，選配的風(fēng)扇種類和系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)定的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速最小值、最小告警值也不同，但均由風(fēng)扇控制板實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制。當(dāng)風(fēng)扇控制板監(jiān)測(cè)到某風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)彈出報(bào)錯(cuò)信息，熱交換器風(fēng)扇亦是如此。當(dāng)熱交換器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低于1000rpm （Revolutions Per Minute的縮寫，即轉(zhuǎn)/分）時(shí)，將會(huì)彈出“5063——熱交換器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速低”報(bào)錯(cuò)。在進(jìn)行檢修風(fēng)扇時(shí)，風(fēng)扇及其線路連接和風(fēng)扇控制板均應(yīng)考慮。

熱交換器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低，主要有幾個(gè)原因?qū)е拢海?）放映人員使用吹風(fēng)機(jī)直吹葉片；（2）風(fēng)扇連接插頭接觸不良；（3）風(fēng)扇長(zhǎng)時(shí)間缺少清理，葉片表面積滿灰塵或油脂；（4）風(fēng)扇性能下降；（5）風(fēng)扇控制板不良。

以上原因的形成和解決方法是：

（1）有些放映人員在維護(hù)時(shí)，使用大功率吹風(fēng)機(jī)直吹風(fēng)扇 “嗡嗡”作響，風(fēng)扇被迫超速運(yùn)轉(zhuǎn)，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷。損傷后轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)持續(xù)發(fā)出響聲，甚至有的轉(zhuǎn)速過(guò)低，直接彈出相應(yīng)報(bào)錯(cuò)信息。正確方法是使用柔軟毛刷和吸塵器，一邊輕輕擦拭，一邊進(jìn)行吸附。若使用這種方式難以清除干凈，需拆下來(lái)進(jìn)行清理。

（2）風(fēng)扇接頭接觸不良，可使用毛刷清潔插頭表面并反復(fù)插拔幾次，目的是除去插頭表面灰塵和插接處氧化層。插接好后，最好將接頭處用扎帶扎緊，防止松動(dòng)。若接頭處過(guò)松，建議更換。

（3）風(fēng)扇表面積滿灰塵或油脂，多與運(yùn)行環(huán)境及維護(hù)有關(guān)。有的影院機(jī)房臨近發(fā)塵源或位于餐飲區(qū)附近，設(shè)備內(nèi)部容易被污染，且由于該風(fēng)扇安裝位置相對(duì)隱蔽，常易被維護(hù)人員遺忘，這就使得風(fēng)扇上的灰塵或油脂越積越厚，致使葉片負(fù)荷越來(lái)越重，不斷影響其轉(zhuǎn)速，若出現(xiàn)此種情況，應(yīng)拆下清理。方法為：分開熱交換器左上方接頭，使用偏口鉗剪斷熱交換器風(fēng)扇接頭處扎帶并拔掉接頭，將熱交換器右方出液軟管從固定槽中取出，擰開熱交換器組件兩顆緊固螺絲并將其拉出。如圖7。

圖7 熱交換器位置及取出方法

使用3mm內(nèi)六角扳手將四顆固定風(fēng)扇螺絲（如圖7圈注位置）擰松，取下風(fēng)扇。使用毛刷、干濕布等清潔。若風(fēng)扇表面積滿油脂，可使用少量除油清洗劑和干布清理。最后將風(fēng)扇裝好 （注意風(fēng)扇方向），開機(jī)點(diǎn)燈測(cè)試，若報(bào)錯(cuò)仍無(wú)法消除，可與其它廳相同機(jī)型風(fēng)扇對(duì)調(diào)鎖定故障點(diǎn)或報(bào)修處理。

對(duì)于積灰嚴(yán)重的風(fēng)扇，清理后可對(duì)風(fēng)扇加注潤(rùn)滑油，減少內(nèi)部干摩擦?？墒褂脽岽碉L(fēng)機(jī)將風(fēng)扇標(biāo)識(shí)加熱后輕輕揭開，使用注射器或牙簽等將潤(rùn)滑油注入或蘸入如圖8箭頭所指孔中，然后轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇，讓潤(rùn)滑油從間隙流入，再將多余潤(rùn)滑油擦凈，將標(biāo)簽粘好，避免灰塵進(jìn)入。

值得注意的是，放映人員應(yīng)對(duì)機(jī)房空氣質(zhì)量引起重視，必要時(shí)應(yīng)采取措施改善，并強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)相關(guān)內(nèi)容。

對(duì)于風(fēng)扇性能下降和風(fēng)扇控制板不良引起的問題，一般需更換，建議進(jìn)行報(bào)修處理。

圖8 風(fēng)扇注油位置

3.2 冷卻泵轉(zhuǎn)速低

放映機(jī)中使用的冷卻泵是小型無(wú)電刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)屏蔽泵，具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、噪音低、發(fā)熱量小、防泄漏、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。其最大流量為6L/min，最高揚(yáng)程9m，額定電壓24VDC，工作電壓為14～24VDC，運(yùn)行溫度及環(huán)境溫度0～40℃。冷卻泵位于引擎右后方，僅當(dāng)設(shè)備點(diǎn)燈或激活補(bǔ)充模式時(shí)，才開始工作。

冷卻泵轉(zhuǎn)速同樣受風(fēng)扇控制板監(jiān)測(cè)控制，當(dāng)運(yùn)行中轉(zhuǎn)速低于最小告警值1472rpm時(shí)，將出現(xiàn)“5213——冷卻泵速度低”報(bào)錯(cuò)，若未及時(shí)處理，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于最小值1024rpm時(shí)，將出現(xiàn) “5212——冷卻泵速度過(guò)低”報(bào)錯(cuò)，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采取強(qiáng)制關(guān)閉氙燈保護(hù)措施，避免光引擎部件過(guò)熱損壞。

在檢修案例中，發(fā)現(xiàn)冷卻泵轉(zhuǎn)速降低的原因主要有：泵內(nèi)部受堵、泵線路連接不良、泵性能下降等。

值得注意的是，排查前應(yīng)考慮冷卻泵有效使用時(shí)間4年這一因素。有些冷卻泵雖然壽命已到，但在運(yùn)行中卻未出現(xiàn)過(guò)不良狀況，建議這時(shí)可通過(guò)“診斷”—— “當(dāng)前狀態(tài)”—— “風(fēng)扇速度”定期查看實(shí)際轉(zhuǎn)速，若接近最小告警值，為不影響正常放映，最好更換。

在檢修相關(guān)報(bào)錯(cuò)時(shí)，可先在系統(tǒng)中查看實(shí)際轉(zhuǎn)速值進(jìn)行初步了解。然后再將設(shè)備關(guān)閉，打開引擎?zhèn)}，重新開啟設(shè)備并點(diǎn)亮氙燈讓冷卻泵運(yùn)轉(zhuǎn)。之后用手觸摸冷卻泵外殼，是否能感覺到震動(dòng)。若能感覺到，說(shuō)明冷卻泵轉(zhuǎn)動(dòng)；若無(wú)，說(shuō)明冷卻泵未動(dòng)，需要分情況進(jìn)行排查。

（1）轉(zhuǎn)動(dòng)

可將設(shè)備再次關(guān)機(jī)，著重檢查冷卻泵與信號(hào)底板之間的接線兩端接頭是否松動(dòng)，重新插好后，再開機(jī)點(diǎn)燈運(yùn)行一段時(shí)間，觀察報(bào)錯(cuò)是否仍會(huì)出現(xiàn)。若再次出現(xiàn)，常說(shuō)明冷卻泵內(nèi)部受堵或自身不良，需要拆卸冷卻泵進(jìn)行檢查。

圖9 冷卻泵接頭軟管切斷處

卸下冷卻泵的方法為：排空冷卻系統(tǒng)中液體，取出光引擎 （需具有廠商認(rèn)證的DCIC2資質(zhì)技術(shù)人員等），斷開冷卻泵接線，切斷泵兩端軟管 （不宜太長(zhǎng)），如圖9。

使用尖嘴鉗將固定軟管夾取下，使用3mm內(nèi)六角和7mm開口扳手將冷卻泵取出，使用十字螺絲刀打開冷卻泵內(nèi)部進(jìn)行檢查。如圖10。

圖10 冷卻泵內(nèi)部

檢查時(shí)觀察零部件是否存在結(jié)晶或堵塞情況，若有將其清除 （常見冷卻泵會(huì)在運(yùn)行中出現(xiàn)異響），并使用干布將內(nèi)部擦凈，此時(shí)液冷系統(tǒng)中可能含有過(guò)多雜質(zhì)，建議清洗并加注新液。若未受堵，很可能是冷卻泵自身不良，需要更換。

（2）不轉(zhuǎn)

首先檢查冷卻泵與信號(hào)底板之間的接線兩端接頭是否松動(dòng)。排除后，極大可能是冷卻泵已壞，需要更換。

另外，由風(fēng)扇控制板和信號(hào)底板不良引起的案例很少見，僅當(dāng)上述方法無(wú)效時(shí)，才加以考慮更換確認(rèn)。

3.3 冷卻系統(tǒng)受堵

冷卻液形成絮狀結(jié)晶是造成液冷系統(tǒng)堵塞的直接原因。這多與使用未經(jīng)廠商認(rèn)證的冷卻液或未定期進(jìn)行換液有關(guān)。形成的絮狀結(jié)晶，輕者造成液流緩慢，重則導(dǎo)致管道堵死，液流停止。因堵塞情況及位置不同，常伴有紅、綠、藍(lán)DMD芯片溫度過(guò)高或光管入口過(guò)熱等報(bào)錯(cuò)出現(xiàn)。在檢修時(shí)，可觀察運(yùn)行時(shí)儲(chǔ)液罐中液面是否滾動(dòng)進(jìn)行分析排查。

（1）液面滾動(dòng)

圖11 連接正確和錯(cuò)誤對(duì)比

液面滾動(dòng)，首先檢查液冷系統(tǒng)自封閉閥接頭安裝是否正確，如圖11。

接錯(cuò)一般會(huì)出現(xiàn)芯片溫度過(guò)高及光源熄滅現(xiàn)象，更正后再繼續(xù)觀察。若仍出現(xiàn)芯片溫度過(guò)高或光管入口過(guò)熱現(xiàn)象，說(shuō)明液冷系統(tǒng)中冷卻液雖在循環(huán)流動(dòng)，但因絮狀結(jié)晶物流經(jīng)某處或在某處形成堆積，造成該處冷卻塊散熱不良且被相應(yīng)溫度傳感器檢測(cè)并發(fā)出報(bào)警，這種情況可使用打液方式將內(nèi)部液體全部排出。

方法為關(guān)機(jī)后打開引擎?zhèn)}，斷開液冷系統(tǒng)兩側(cè)接頭，如圖12。

圖12 液冷系統(tǒng)接頭連接處

將配有凹、凸形DP接頭的60cm長(zhǎng)塑料管連接，插入到裝有冷卻液的透明瓶中，使用配置的注射器從瓶中抽取冷卻液，如圖13。

斷開自封閉閥接頭，將兩個(gè)接頭分別接到光引擎液冷部分管道的兩端。使用注射器往內(nèi)加液，此時(shí)放入瓶中的軟管將有冷卻液流出。使用此方法對(duì)管道多次打液，一般可見瓶中有絮狀結(jié)晶物排出。之后將注射器換到另一接頭，從另一端繼續(xù)打液，目的是避免絮狀結(jié)晶從一個(gè)方向難以流出。然后斷開接頭分別接在熱交換器和連接冷卻泵的接頭上，使用同樣方法檢查。

圖13 注射器抽入冷卻液

若剛開始便打出絮狀結(jié)晶物，可改換為純凈水繼續(xù)打液，直至清理干凈，這樣可以節(jié)省冷卻液，然后再清洗液冷回路，添加新冷卻液。

（2）液面不滾動(dòng)

液面不滾動(dòng)，首先應(yīng)檢查是否存在液冷系統(tǒng)軟管接頭未連接情況，然后再排除冷卻泵不良問題。由于維護(hù)人員在操作中忘記連接接頭，從而出現(xiàn)開機(jī)無(wú)法正常點(diǎn)亮氙燈，并報(bào)有 “5646——點(diǎn)燈失敗”的報(bào)警提示。以上情況排除后，說(shuō)明液冷系統(tǒng)已完全堵死。

這種情況也可使用注射器進(jìn)行打液嘗試，但最好將接頭及軟管處使用扎帶扎緊，且不可力度過(guò)大，避免接頭處崩開，液體濺落到引擎電路板上?？烧磧蓚€(gè)方向嘗試，若仍無(wú)法打動(dòng)，應(yīng)進(jìn)行報(bào)修，由售后人員將接頭和冷卻塊卸下處理。

3.4 溫度傳感器報(bào)錯(cuò)

在光引擎上配置的溫度傳感器共12個(gè)。3個(gè)DMD芯片的正面和背面 （在導(dǎo)熱塊內(nèi)）和它們的冷卻塊上各1個(gè)共9個(gè)，可參考圖1和圖3對(duì)照。另外3個(gè)分別配置在圖1中A的導(dǎo)熱塊內(nèi)和其附近的金屬架上，以及K上。這些溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)光引擎周圍環(huán)境溫度和幫助系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)6個(gè)珀?duì)柼?（A中裝有3個(gè)，B、C、E中各有1個(gè)），防止光處理器過(guò)熱。

該機(jī)型中安裝的溫度傳感器，使用了不同顏色的接線表示，見表1。這些溫度傳感器均插接在信號(hào)底板對(duì)應(yīng)的插槽中，如圖14。

表1 溫度傳感器位置及接線顏色

圖中可見，前兩列為黑、紅、棕色線插接位置，后三列依次為紅、綠、藍(lán)DMD芯片對(duì)應(yīng)連接的橙、黃、綠線插接位置。

圖14 信號(hào)底板插接溫度傳感器位置

當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)DMD溫度報(bào)錯(cuò)時(shí)，可查詢代碼找到對(duì)應(yīng)位置的溫度傳感的插頭，使用萬(wàn)用表表筆進(jìn)行測(cè)量。一般測(cè)量值為10KΩ左右，若測(cè)量阻值為0Ω，表示溫度傳感器短路，若測(cè)量阻值無(wú)窮大，表示開路。無(wú)論短路或開路，應(yīng)進(jìn)行報(bào)修處理。

對(duì)于紅、綠、藍(lán)DMD芯片及DMD成像芯片前端冷卻塊的溫度傳感器報(bào)錯(cuò)原因，常為內(nèi)部管道堵塞所致。位于光管入口處的溫度傳感器，除內(nèi)部堵塞外，還與引擎?zhèn)}溫度過(guò)高有關(guān)，需要排查解決。

至此，冷卻液循環(huán)系統(tǒng)組成、維護(hù)及常見案例檢修方法已介紹完畢。建議放映人員在日常工作中，多進(jìn)行液冷系統(tǒng)方面學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)積累，或許還有很多巧妙的方法等待您的發(fā)現(xiàn)。

作者貢獻(xiàn)聲明：

任訓(xùn)亞：設(shè)計(jì)論文框架，實(shí)驗(yàn)測(cè)試，撰寫和修訂論文，全文文字貢獻(xiàn)90%；

佟廣志，參與修訂論文，全文文字貢獻(xiàn)10%。