數(shù)字放映機(jī)氙燈光源故障解析

楊洪濤

（中國電影器材有限責(zé)任公司，北京100088）

在日常工作中，放映人員偶爾會(huì)遇到氙燈映中熄滅現(xiàn)象，多數(shù)認(rèn)為是放映機(jī)內(nèi)部溫度過高引起，常采取機(jī)房降溫或電風(fēng)扇直吹設(shè)備解決。這種方法也不無道理，若確是如此，的確可臨時(shí)改善，但往往好景不長，問題又再次復(fù)現(xiàn)。若并非如此，這種“送清涼”招數(shù)，也就難顯靈驗(yàn)了。從放映機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)來看，造成這種現(xiàn)象的原因很多，診斷時(shí)還需抽絲剝繭，找到 “患處”，方能對癥下藥，得以根治。

本文以巴可2代系列機(jī)型為例，對常見的幾個(gè)原因進(jìn)行說明。

1 放映風(fēng)機(jī)排風(fēng)量不足

氙燈在工作時(shí)，發(fā)出耀眼光芒并產(chǎn)生大量熱量，且氙燈功率越高，產(chǎn)生的熱量越多，為確保恒久運(yùn)行，除自身應(yīng)具備耐高溫能力外，還常需利用放映風(fēng)機(jī)將內(nèi)部熱氣及時(shí)排出，并從外界吸入相對冷氣，以滿足氙燈適宜的工作環(huán)境。

數(shù)字放映機(jī)使用的放映風(fēng)機(jī)一般是工程中用于通風(fēng)除塵的通風(fēng)機(jī)，常見的有離心式和軸流式兩種。離心式通風(fēng)機(jī)原理是氣流軸向進(jìn)入旋轉(zhuǎn)葉道，在離心力作用下被拋向葉輪外緣，再從出風(fēng)口排出。軸流式通風(fēng)機(jī)原理是氣流軸向進(jìn)入葉道被加壓后再從另一面軸向排出。無論使用哪種，都應(yīng)滿足放映機(jī)最低排風(fēng)量要求。

巴可放映機(jī)安裝手冊明確指出：B系列機(jī)型安裝的放映風(fēng)機(jī)的最低排風(fēng)量必須達(dá)到10m/min（350CFM）；C系列機(jī)型安裝的放映風(fēng)機(jī)的最低排風(fēng)量必須達(dá)到6.65m/min（235CFM）；S系列機(jī)型安裝的放映風(fēng)機(jī)的最低排風(fēng)量必須達(dá)到4m/min（140CFM）。以上數(shù)據(jù)均由放映機(jī)排氣口處測量所得。

外接的放映風(fēng)機(jī)一般是使用直徑為201～203mm的鋁箔管，將其入氣口和放映機(jī)的排氣口相連接。如圖1，圖中圈注處為放映機(jī)排氣口。

圖1 放映風(fēng)機(jī)與放映機(jī)連接方式

在實(shí)際測量中，常通過測得放映機(jī)排氣口處風(fēng)速值來判斷放映風(fēng)機(jī)排風(fēng)量是否滿足需求。操作時(shí)先確保連接的風(fēng)管接口緊密，管壁無破損，管徑無過大彎折等。再將測量處風(fēng)管取下，啟動(dòng)放映風(fēng)機(jī)，將風(fēng)速計(jì)置于管口中央稍向內(nèi)得出數(shù)據(jù)。然后參照各系列機(jī)型風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)：DP2K/4K-32B使用4k W～7k W氙燈時(shí)，放映機(jī)排風(fēng)口處風(fēng)速需滿足≥10～15m/s；DP2K-xxC系列機(jī)型和DP2K/4K-23B使用2k W～4k W氙燈時(shí)，放映機(jī)排風(fēng)口處風(fēng)速需滿足≥8～12m/s；DP2K-xxS系列機(jī)型使用0.8k W～2.2k W氙燈時(shí)，放映機(jī)排風(fēng)口處風(fēng)速需滿足≥3～5m/s，來衡量放映風(fēng)機(jī)排風(fēng)量是否符合要求。值得注意的是DP2K-xxS系列機(jī)型因使用的氙燈功率較小，可不加放映風(fēng)機(jī)，但需要加裝排風(fēng)管將機(jī)內(nèi)熱量排出機(jī)房，避免室內(nèi)環(huán)境溫度升高，影響設(shè)備運(yùn)行。

當(dāng)放映風(fēng)機(jī)排風(fēng)量不足時(shí)，容易造成燈箱倉內(nèi)氣流流動(dòng)變緩，熱量聚積，倉內(nèi)溫度不斷升高，而數(shù)字放映機(jī)具備保護(hù)功能，在排氣口內(nèi)裝有溫度傳感器，當(dāng)溫度達(dá)到上限時(shí)，將自動(dòng)保護(hù)，氙燈被強(qiáng)制關(guān)閉。

2 放映機(jī)風(fēng)路堵塞

數(shù)字放映機(jī)在運(yùn)行中，需要實(shí)時(shí)與外界進(jìn)行氣體交換，為確保各發(fā)熱部件能夠得到有效降溫，在其內(nèi)部設(shè)有專用風(fēng)道。根據(jù)不同系列機(jī)型配置的發(fā)熱部件種類和作用不同，設(shè)計(jì)的風(fēng)路數(shù)目和實(shí)際氣流走向也略有差異。如果以DP2K-20C數(shù)字放映機(jī)為例，內(nèi)部風(fēng)路可分為：

（1）流向燈箱內(nèi)風(fēng)路

該機(jī)型采用陰、陽極分別供風(fēng)方式為燈箱中氙燈散熱。氙燈在工作時(shí)，放映機(jī)機(jī)頭處板卡箱風(fēng)扇和開關(guān)電源板風(fēng)扇將外界空氣吸入，吸入前由前面濾塵網(wǎng)濾塵，吸入后先經(jīng)板卡箱電路板卡和開關(guān)電源板，將它們工作時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走，然后兵分兩路，一路經(jīng)板卡箱側(cè)面網(wǎng)孔進(jìn)入氙燈陰極通道并由氙燈陰極風(fēng)扇作用到達(dá)氙燈陰極送風(fēng)口處；另一路先由引擎風(fēng)扇將其送入引擎?zhèn)}，再與經(jīng)底部濾塵網(wǎng)濾塵由熱交換器風(fēng)扇送入引擎?zhèn)}的空氣，一起被引擎?zhèn)}下方的陽極風(fēng)扇帶入氙燈陽極通道，并到達(dá)氙燈陽極送風(fēng)口處，途經(jīng)引擎?zhèn)}的氣體，先為光引擎、熱交換器等部件降溫。兩路到達(dá)氙燈陰、陽極送風(fēng)口處后，再通過燈箱對應(yīng)的兩處入口進(jìn)入，為氙燈進(jìn)行降溫，然后再從另一側(cè)網(wǎng)孔排到放映機(jī)排氣口內(nèi)，最后由放映風(fēng)機(jī)帶走。

（2）流向燈箱倉內(nèi)風(fēng)路

流向燈箱倉內(nèi)的實(shí)際是分別為冷鏡和燈信息板降溫的風(fēng)路。

冷鏡安裝在燈箱倉內(nèi)，正對燈箱出光口，接受氙燈發(fā)出的經(jīng)反光鏡聚光、UV鏡濾除紫外線后的光線，進(jìn)行吸收紅外線處理，并將可見光反射到光引擎的光線導(dǎo)管入光口處。在反射過程中，要承受高溫炙烤，所以除自身應(yīng)具備耐高溫能力外，也要進(jìn)行降溫。冷鏡背面裝有散熱片，頂部裝有冷鏡風(fēng)扇和頂部濾塵網(wǎng)。當(dāng)氙燈工作時(shí)，冷鏡風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，將頂部濾塵網(wǎng)濾塵后的空氣送向冷鏡散熱片處，之后流入燈箱倉內(nèi)。

燈信息板安裝在燈箱背部，其外面裝有金屬網(wǎng)孔保護(hù)罩，作用是存儲(chǔ)燈的類型、運(yùn)行時(shí)間、物品編號(hào)、燈序列號(hào)、點(diǎn)燈次數(shù)等信息。由于背靠箱體，氙燈發(fā)光時(shí)，燈箱有很高溫度，為確保自身的電子元件工作性能穩(wěn)定，所以在其下方，也設(shè)有風(fēng)扇為其降溫。當(dāng)氙燈點(diǎn)亮，風(fēng)扇開始轉(zhuǎn)動(dòng)，從投影燈蓋板對應(yīng)的進(jìn)氣口吸入空氣，然后直接吹向燈信息板，因燈箱安裝在燈箱倉內(nèi)，所以吹過的氣體便在倉內(nèi)了。

在燈箱倉內(nèi)的氣體，最后由放映風(fēng)機(jī)將其經(jīng)過放映機(jī)排氣口排走。

（3）直接流向外界風(fēng)路

該機(jī)型在放映機(jī)后下方裝有兩個(gè)燈電源。燈電源是向觸發(fā)器提供140伏直流升壓電壓以及氙燈點(diǎn)亮后，提供20～45伏直流電壓，及相應(yīng)電流驅(qū)動(dòng)燈的裝置。每個(gè)燈電源背面并排裝有2個(gè)風(fēng)扇，兩組一共4個(gè)風(fēng)扇，工作時(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)從放映機(jī)底部網(wǎng)孔吸氣并送入燈電源內(nèi)部，為其內(nèi)部電路板卡降溫，然后再從放映機(jī)后蓋板的百葉風(fēng)口中排出。

上述的這些風(fēng)路，如遇到受阻情況，可能會(huì)出現(xiàn)周圍環(huán)境，ICP板卡，開關(guān)電源板主散熱器、副散熱器、PFC散熱器，氙燈，光引擎光線導(dǎo)管，光引擎中紅、綠、藍(lán)DMD芯片及前端、塊前端和紅、綠、藍(lán)各色塊等溫度偏高或過高報(bào)錯(cuò)現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)溫度過高時(shí)，氙燈便停止工作。

由此看來，若要保持氙燈穩(wěn)定發(fā)光，除保持各部件性能正常外，還需各路送來 “清涼”，且要保證輸送通道一切暢通，若有任何受阻之處，放映機(jī)便叫停氙燈，開始罷工。

圖2 易被遺忘的入氣口

以下幾處是常被放映人員維護(hù)時(shí)忽視的地方，望能引起注意。如圖2，圖2中幾處分別為燈箱陰極進(jìn)風(fēng)口、放映機(jī)底部熱交換器和燈電源底部進(jìn)風(fēng)口、光引擎下方陽極風(fēng)扇處網(wǎng)罩。

3 液冷系統(tǒng)循環(huán)不暢

數(shù)字放映機(jī)除利用風(fēng)扇對各個(gè)部件進(jìn)行散熱降溫外，對于使用大功率氙燈光源的還裝有液冷裝置，主要是對光引擎一些組件進(jìn)行降溫使用的。

如DP2K-20C數(shù)字放映機(jī)在工作時(shí)，光引擎中光線導(dǎo)管接受冷鏡反射來的可見光，通過內(nèi)部導(dǎo)光柱、透鏡組、濾色片和折射鏡等對光進(jìn)行處理后，傳遞給棱鏡，棱鏡分出紅、綠、藍(lán)光后分別照射到對應(yīng)的紅、綠、藍(lán)DMD芯片上，三塊DMD芯片根據(jù)顯示圖像信息進(jìn)行內(nèi)部微鏡相應(yīng)翻轉(zhuǎn)反射，反射后的光最后經(jīng)過棱鏡出光口、鏡頭、3D偏振片、放映窗等，到達(dá)影廳銀幕。

光引擎在進(jìn)行光處理過程中，一些組件要接受強(qiáng)光照射和高溫炙烤。根據(jù)實(shí)際需求，在光線導(dǎo)管入口處、棱鏡上端及三塊DMD芯片背面都裝有相應(yīng)冷卻塊，且與冷卻泵、熱交換、儲(chǔ)液罐等通過軟管密閉相連，內(nèi)部充滿冷卻液，組成液冷系統(tǒng)。

當(dāng)光源點(diǎn)亮，冷卻泵開始工作，儲(chǔ)液罐中的冷卻液受其作用，依次流過棱鏡上端、三塊DMD芯片和光線導(dǎo)管入口處的冷卻塊，將這些地方的熱量帶走，使其降溫，之后流進(jìn)熱交換器，通過熱交換冷卻處理，又流回儲(chǔ)液罐，之后再從儲(chǔ)液罐流出，如此反復(fù)，周而復(fù)始，便達(dá)到了實(shí)時(shí)降溫目的。

為對光引擎進(jìn)行溫度保護(hù)，在光線導(dǎo)管冷卻塊、三塊DMD芯片前后面及冷鏡上端冷卻塊處，也同樣裝有溫度傳感器，當(dāng)任何一處溫度過高時(shí)，放映機(jī)也會(huì)采取保護(hù)措施，強(qiáng)制關(guān)閉氙燈。

一般情況下，造成這些冷卻塊溫度過高，常見有以下幾個(gè)原因：

（1）冷卻液管道堵塞

由于放映設(shè)備未按時(shí)定期更換冷卻液，使用非原廠認(rèn)證冷卻液造成的液冷循環(huán)管路形成絮狀結(jié)晶而堵塞較為常見。冷卻液應(yīng)每年更換一次，更換時(shí)對液冷循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行清洗，清洗后注入廠商認(rèn)證的冷卻液。

（2）冷卻泵工作不良或性能劣化

當(dāng)冷卻泵工作存在不良時(shí)，將導(dǎo)致液冷系統(tǒng)中冷卻液液流緩慢，當(dāng)放映機(jī)監(jiān)測到光引擎中任一受熱部件溫度達(dá)到上限，滅燈現(xiàn)象也就在所難免。

排查冷卻泵時(shí)，可先打開引擎密封箱，點(diǎn)亮氙燈，用手觸摸冷卻泵外殼表面是否有震感，觀察儲(chǔ)液罐液面是否翻滾和在觸摸屏中查看冷卻泵轉(zhuǎn)速信息是否正常等，綜合診斷冷卻泵工作情況。

另外，還需注意冷卻泵使用壽命問題。冷卻泵使用壽命為4年，但在實(shí)際使用中，確實(shí)有不少超出壽命但仍在使用的情況，因該部件費(fèi)用及人工更換成本較高，一般也未做強(qiáng)制要求。但超期使用的冷卻泵不可否認(rèn)性能已逐漸劣化，因此，在日常維護(hù)時(shí)，還需查看冷卻泵壽命時(shí)間，對于超期使用的冷卻泵，要留意轉(zhuǎn)速信息，當(dāng)接近于告警轉(zhuǎn)速值時(shí)，應(yīng)提前進(jìn)行更換。

（3）維護(hù)保養(yǎng)操作不足

圖3 接頭兩端有紅色扎帶做標(biāo)記

造成液冷系統(tǒng)循環(huán)不暢的還有人為原因?qū)е?。如放映人員未及時(shí)添加冷卻液，添加冷卻液液位未滿足min～max刻度范圍，更換冷卻液時(shí)，管徑出現(xiàn)彎曲擠壓，將接頭虛接、接錯(cuò)等。安裝接頭時(shí)，左側(cè)應(yīng)接有扎帶標(biāo)記的一端，如圖3方框標(biāo)記所示。

4 使用氙燈不當(dāng)或自身不良

氙燈作為放映光源沿用已久，與早期光源相比，其優(yōu)點(diǎn)在于具有較高的發(fā)光效率，較好的色彩還原性能，能夠保證銀幕有足夠的照度，且使用壽命較長等。其中一個(gè)突出特點(diǎn)是，通過調(diào)節(jié)氙燈電流，來達(dá)到調(diào)節(jié)輸出光通量大小目的，且光譜特性并不改變，這是其它光源所不能比擬的。

氙燈主要由陰極、陽極、石英玻殼和引出電極等組成，內(nèi)部充滿高純度高壓氙氣。氙燈在工作過程中，需要經(jīng)歷三種電壓變換。觸發(fā)時(shí)，兩端加上瞬間4～5萬伏高頻高壓，使氙氣形成火花放電初始電離；然后，同時(shí)適時(shí)加入150伏左右直流電壓和20～45伏，最高可到達(dá)180A （視燈類型）的直流電壓，使氙燈由火花放電過渡到弧光放電。

4.1 氙燈使用不當(dāng)

氙燈在每次觸發(fā)時(shí)，都會(huì)引起陰極尖端和陽極表面耗損。頻繁點(diǎn)燈，將加快兩極耗損且間距變大，當(dāng)燈電流不足以維持氙燈正常工作時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)難以點(diǎn)亮或映中滅燈現(xiàn)象。所以，在日常放映中，要盡量減少觸發(fā)次數(shù)，更不能短時(shí)間內(nèi)頻繁開關(guān)燈。當(dāng)場間時(shí)間不足20分鐘時(shí)，可適當(dāng)降低燈電流，待開始放映時(shí)再提前將燈電流調(diào)節(jié)到合適范圍，這樣可以減輕兩極耗損速度。

另外，因氙燈工作在強(qiáng)電流狀態(tài)，使用時(shí)必須確保氙燈同燈箱各連接處緊固，在一些影院，由于放映人員換燈操作不當(dāng)，造成連接處未擰緊，這樣便在接觸不良處產(chǎn)生極大的耗散功率并產(chǎn)生高溫，以至連接處熔斷，氙燈也就隨之熄滅。這種疏忽的操作，應(yīng)時(shí)刻警惕，以免為后續(xù)檢修恢復(fù)及備件更換帶來諸多不便。

4.2 氙燈不良

由氙燈自身原因出現(xiàn)映中熄滅的情況也有很多，在使用時(shí)，一定要選擇廠商認(rèn)證的品牌和對應(yīng)型號(hào)的氙燈，在進(jìn)行診斷此類問題時(shí)，一般可進(jìn)行廳與廳同機(jī)型互換燈箱或氙燈快速排查。當(dāng)確定為燈自身問題時(shí)，應(yīng)及時(shí)下載好放映機(jī)診斷包，準(zhǔn)備好燈信息顯示頁照片，氙燈序列號(hào)信息及氙燈陰陽極照片等，及時(shí)向氙燈供應(yīng)商報(bào)修，并告知影院信息，遵循廠商售后處理。

5 機(jī)房溫度過高及安裝空間狹小

數(shù)字放映機(jī)除內(nèi)部需要保持風(fēng)路暢通，液冷系統(tǒng)液流順暢，還需保持機(jī)房適宜的溫濕度環(huán)境。

在工作走訪中，常發(fā)現(xiàn)有的影院機(jī)房存在溫度不達(dá)標(biāo)的情況，多為機(jī)房空調(diào)效果不佳，當(dāng)機(jī)房溫度超出廠家要求的上限值時(shí)，放映機(jī)在運(yùn)行中吸入的空氣較熱，對內(nèi)部部件散熱會(huì)造成一定影響，乃至外部環(huán)境不達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致內(nèi)部部件散熱得不到滿足，所以在放映過程中，就會(huì)出現(xiàn)映中熄滅的情況。尤其當(dāng)烈日來臨之季，影院更應(yīng)落實(shí)好機(jī)房環(huán)境溫濕度檢查工作。

另外，由于放映機(jī)房安裝空間狹小，雖然機(jī)房環(huán)境溫濕度雖已達(dá)標(biāo)，但在運(yùn)行中，放映機(jī)周圍附近溫度依舊很高，常見有以下幾種情況。

有的影院機(jī)房建設(shè)在觀影區(qū)走廊吊頂中，雖然機(jī)房已經(jīng)采取排風(fēng)和空調(diào)降溫措施，但因機(jī)房內(nèi)部拐角等區(qū)域通風(fēng)仍不順暢，放映機(jī)從機(jī)殼表面?zhèn)鬟f出來的熱量一時(shí)難以疏散，堆積在放映機(jī)周圍，隨著放映時(shí)間的增長，周圍環(huán)境溫度逐漸升高，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定程度時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)映中滅燈情況。

有的影院將放映機(jī)安裝于獨(dú)立小房間且層高不夠，放映機(jī)在運(yùn)行時(shí)，頂部熱量難以散開，導(dǎo)致頂部溫度過高，造成映中滅燈現(xiàn)象。

有的影院，將設(shè)備塞入僅能容下設(shè)備的空間內(nèi)，雖已采用空調(diào)降溫，甚至風(fēng)扇送風(fēng)方式，但運(yùn)行不久也出現(xiàn)溫度過高現(xiàn)象，導(dǎo)致點(diǎn)燈滅燈現(xiàn)象發(fā)生。

還有的影院采用吊裝方式，將放映機(jī)置于廳內(nèi)的吊裝箱內(nèi)，為了美觀，將吊裝架四周加裝了側(cè)蓋板且無通風(fēng)孔，放映機(jī)在箱內(nèi)運(yùn)行不久，便出現(xiàn)滅燈現(xiàn)象。

以上幾種情況均是未達(dá)到放映機(jī)散熱要求，解決此類問題的辦法是，做好濾塵措施，采用送風(fēng)及排風(fēng)方式，保持機(jī)房空氣流動(dòng)順暢，并同時(shí)保持機(jī)房處于正壓狀態(tài)。若放映設(shè)備為自排風(fēng)機(jī)型，改換成放映風(fēng)機(jī)排風(fēng)方式，同時(shí)注意保持設(shè)備附近空氣流通，對于空間過于狹小，無法滿足設(shè)備正常運(yùn)行的，應(yīng)進(jìn)行整改。

以上僅是對正常放映設(shè)備日常放映中，遇到的一些常見滅燈原因進(jìn)行了說明。其實(shí)還有很多方面，由于篇幅有限，就不再贅述了。針對映中滅燈現(xiàn)象，最有效的規(guī)避方法，無非是滿足放映設(shè)備運(yùn)行環(huán)境需求，正確使用放映設(shè)備，定期維護(hù)保養(yǎng)放映設(shè)備。當(dāng)問題發(fā)生時(shí)，根據(jù)所學(xué)知識(shí)及對放映設(shè)備結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)，進(jìn)行具體分析，然后鎖定故障范圍，進(jìn)行層層排除，最終找到 “患處”并快速有效解決。