數(shù)字放映機氙燈光源故障解析

楊洪濤

（中國電影器材有限責任公司，北京100088）

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

本文以巴可2代系列機型為例，對常見的幾個原因進行說明。

1 放映風機排風量不足

氙燈在工作時，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，為確保恒久運行，除自身應具備耐高溫能力外，還常需利用放映風機將內(nèi)部熱氣及時排出，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)字放映機使用的放映風機一般是工程中用于通風除塵的通風機，常見的有離心式和軸流式兩種。離心式通風機原理是氣流軸向進入旋轉(zhuǎn)葉道，在離心力作用下被拋向葉輪外緣，再從出風口排出。軸流式通風機原理是氣流軸向進入葉道被加壓后再從另一面軸向排出。無論使用哪種，都應滿足放映機最低排風量要求。

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

外接的放映風機一般是使用直徑為201～203mm的鋁箔管，將其入氣口和放映機的排氣口相連接。如圖1，圖中圈注處為放映機排氣口。

圖1 放映風機與放映機連接方式

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

當放映風機排風量不足時，容易造成燈箱倉內(nèi)氣流流動變緩，熱量聚積，倉內(nèi)溫度不斷升高，而數(shù)字放映機具備保護功能，在排氣口內(nèi)裝有溫度傳感器，當溫度達到上限時，將自動保護，氙燈被強制關(guān)閉。

2 放映機風路堵塞

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

（1）流向燈箱內(nèi)風路

該機型采用陰、陽極分別供風方式為燈箱中氙燈散熱。氙燈在工作時，放映機機頭處板卡箱風扇和開關(guān)電源板風扇將外界空氣吸入，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)孔進入氙燈陰極通道并由氙燈陰極風扇作用到達氙燈陰極送風口處；另一路先由引擎風扇將其送入引擎?zhèn)}，再與經(jīng)底部濾塵網(wǎng)濾塵由熱交換器風扇送入引擎?zhèn)}的空氣，一起被引擎?zhèn)}下方的陽極風扇帶入氙燈陽極通道，并到達氙燈陽極送風口處，途經(jīng)引擎?zhèn)}的氣體，先為光引擎、熱交換器等部件降溫。兩路到達氙燈陰、陽極送風口處后，再通過燈箱對應的兩處入口進入，為氙燈進行降溫，然后再從另一側(cè)網(wǎng)孔排到放映機排氣口內(nèi)，最后由放映風機帶走。

（2）流向燈箱倉內(nèi)風路

流向燈箱倉內(nèi)的實際是分別為冷鏡和燈信息板降溫的風路。

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，進行吸收紅外線處理，并將可見光反射到光引擎的光線導管入光口處。在反射過程中，要承受高溫炙烤，所以除自身應具備耐高溫能力外，也要進行降溫。冷鏡背面裝有散熱片，頂部裝有冷鏡風扇和頂部濾塵網(wǎng)。當氙燈工作時，冷鏡風扇轉(zhuǎn)動，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)孔保護罩，作用是存儲燈的類型、運行時間、物品編號、燈序列號、點燈次數(shù)等信息。由于背靠箱體，氙燈發(fā)光時，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)有風扇為其降溫。當氙燈點亮，風扇開始轉(zhuǎn)動，從投影燈蓋板對應的進氣口吸入空氣，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，最后由放映風機將其經(jīng)過放映機排氣口排走。

（3）直接流向外界風路

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

上述的這些風路，如遇到受阻情況，可能會出現(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，光引擎光線導管，光引擎中紅、綠、藍DMD芯片及前端、塊前端和紅、綠、藍各色塊等溫度偏高或過高報錯現(xiàn)象。當出現(xiàn)溫度過高時，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時忽視的地方，望能引起注意。如圖2，圖2中幾處分別為燈箱陰極進風口、放映機底部熱交換器和燈電源底部進風口、光引擎下方陽極風扇處網(wǎng)罩。

3 液冷系統(tǒng)循環(huán)不暢

數(shù)字放映機除利用風扇對各個部件進行散熱降溫外，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行降溫使用的。

如DP2K-20C數(shù)字放映機在工作時，光引擎中光線導管接受冷鏡反射來的可見光，通過內(nèi)部導光柱、透鏡組、濾色片和折射鏡等對光進行處理后，傳遞給棱鏡，棱鏡分出紅、綠、藍光后分別照射到對應的紅、綠、藍DMD芯片上，三塊DMD芯片根據(jù)顯示圖像信息進行內(nèi)部微鏡相應翻轉(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，到達影廳銀幕。

光引擎在進行光處理過程中，一些組件要接受強光照射和高溫炙烤。根據(jù)實際需求，在光線導管入口處、棱鏡上端及三塊DMD芯片背面都裝有相應冷卻塊，且與冷卻泵、熱交換、儲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)。

當光源點亮，冷卻泵開始工作，儲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，之后流進熱交換器，通過熱交換冷卻處理，又流回儲液罐，之后再從儲液罐流出，如此反復，周而復始，便達到了實時降溫目的。

為對光引擎進行溫度保護，在光線導管冷卻塊、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，當任何一處溫度過高時，放映機也會采取保護措施，強制關(guān)閉氙燈。

一般情況下，造成這些冷卻塊溫度過高，常見有以下幾個原因：

（1）冷卻液管道堵塞

由于放映設(shè)備未按時定期更換冷卻液，使用非原廠認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。冷卻液應每年更換一次，更換時對液冷循環(huán)系統(tǒng)進行清洗，清洗后注入廠商認證的冷卻液。

（2）冷卻泵工作不良或性能劣化

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

排查冷卻泵時，可先打開引擎密封箱，點亮氙燈，用手觸摸冷卻泵外殼表面是否有震感，觀察儲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，但在實際使用中，確實有不少超出壽命但仍在使用的情況，因該部件費用及人工更換成本較高，一般也未做強制要求。但超期使用的冷卻泵不可否認性能已逐漸劣化，因此，在日常維護時，還需查看冷卻泵壽命時間，對于超期使用的冷卻泵，要留意轉(zhuǎn)速信息，當接近于告警轉(zhuǎn)速值時，應提前進行更換。

（3）維護保養(yǎng)操作不足

圖3 接頭兩端有紅色扎帶做標記

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，管徑出現(xiàn)彎曲擠壓，將接頭虛接、接錯等。安裝接頭時，左側(cè)應接有扎帶標記的一端，如圖3方框標記所示。

4 使用氙燈不當或自身不良

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。其中一個突出特點是，通過調(diào)節(jié)氙燈電流，來達到調(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，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，同時適時加入150伏左右直流電壓和20～45伏，最高可到達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

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

另外，因氙燈工作在強電流狀態(tài)，使用時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，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，應時刻警惕，以免為后續(xù)檢修恢復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，一定要選擇廠商認證的品牌和對應型號的氙燈，在進行診斷此類問題時，一般可進行廳與廳同機型互換燈箱或氙燈快速排查。當確定為燈自身問題時，應及時下載好放映機診斷包，準備好燈信息顯示頁照片，氙燈序列號信息及氙燈陰陽極照片等，及時向氙燈供應商報修，并告知影院信息，遵循廠商售后處理。

5 機房溫度過高及安裝空間狹小

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

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

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

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

有的影院將放映機安裝于獨立小房間且層高不夠，放映機在運行時，頂部熱量難以散開，導致頂部溫度過高，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，甚至風扇送風方式，但運行不久也出現(xiàn)溫度過高現(xiàn)象，導致點燈滅燈現(xiàn)象發(fā)生。

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

以上幾種情況均是未達到放映機散熱要求，解決此類問題的辦法是，做好濾塵措施，采用送風及排風方式，保持機房空氣流動順暢，并同時保持機房處于正壓狀態(tài)。若放映設(shè)備為自排風機型，改換成放映風機排風方式，同時注意保持設(shè)備附近空氣流通，對于空間過于狹小，無法滿足設(shè)備正常運行的，應進行整改。

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行了說明。其實還有很多方面，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)備運行環(huán)境需求，正確使用放映設(shè)備，定期維護保養(yǎng)放映設(shè)備。當問題發(fā)生時，根據(jù)所學知識及對放映設(shè)備結(jié)構(gòu)認識，進行具體分析，然后鎖定故障范圍，進行層層排除，最終找到 “患處”并快速有效解決。