數字放映機光引擎液冷系統維護及常見案例檢修方法

任訓亞 佟廣志

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

基于DLP技術的數字放映機，光源在運行中發出耀眼光芒并產生大量熱量。光線在到達銀幕前，要經過光引擎整形、勻光、濾色、分色等處理。在此過程中，光引擎內的透鏡、棱鏡和DMD芯片等器件都會承受強光照射和高溫炙烤。為防止損壞，除自身應具備耐高溫能力外，多數機型還需增設液冷系統降溫功能。

近年來，隨著設備廠商大力普及放映知識和放映人員不斷努力學習實踐，對于設備的使用和簡單保養已有了很好掌握，但在光引擎液冷系統方面的維護和檢修，還頗顯薄弱。而目前無論是熒光粉激光光源還是氙燈光源數字放映機，光引擎仍是最重要的成像部件，了解和掌握它的維護和常見案例檢修方法十分必要。為此，筆者將相關資料及工作經驗整理成文，希望能為放映人員提供點滴幫助。

為便于理解，本文以DP2K-20C機型為例，進行說明。

1 光引擎液冷系統組成和循環過程

1.1 光引擎液冷系統組成

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

光引擎實際由光處理器裝置、光閘和光管三個子部件組成，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DMD芯片背面，K裝在光管入口端，J、L、G、I固定在放映機光引擎倉內。系統液流方向如儲液罐下方箭頭所示。A由導熱塊、3片珀爾帖 （工作時將底部熱量傳遞頂部）和通用冷卻塊組成，B、C、E均由導熱塊、珀爾帖和冷卻塊組成，如圖3。

圖1 光引擎液冷系統部件組成

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DMD芯片冷卻塊組成

1.2 液冷系統循環過程

當光源點亮，液冷系統隨之工作，圖1中J內的冷卻液在L的作用下推向A，A中導熱塊將棱鏡處的熱量傳遞到珀爾帖底端，珀爾帖再將底端熱量移到頂端，傳遞給通用冷卻塊，由流過的冷卻液將這些熱量帶走，并先后流經C、E、B。C、E、B工作原理與A處相同，流到K時，將K接受照射產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，如此就構成了液流冷卻循環回路。

2 維護注意事項和更換冷卻液方法

2.1 維護注意事項

光引擎液冷系統若要保持工作良好，需要放映人員對其進行定期檢查和維護，并在操作過程中應注意以下內容：

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

（2）建議每隔3個月檢查1次儲液罐內冷卻液液位，應位于Min與Max刻度之間。若高于Max刻度，設備運行液面滾動，罐蓋未擰緊時容易溢出，流到引擎上；低于Min刻度，會導致液冷系統循環達不到理想冷卻效果。

（3）當液面低于Min刻度時，應及時添加冷卻液，應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）設備運行1年應更換冷卻液，否則容易形成結晶堵塞管道，嚴重時設備將無法正常運行。

（5）更換新液時，需要使用廠商提供的工具，如圖4。

圖4 液冷系統循環使用工具

2.2 更換冷卻液方法

圖5 排空冷卻液方法

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

步驟1：排空冷卻液

關閉設備，卸下左蓋板、密封箱蓋板和放映機頂蓋，將原儲液罐蓋換成圖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中圈內的接頭斷開，接上c并插入f中。使用g打氣，直到f內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內不再有液體流出，此時整個系統內冷卻液已排空。取下c、g，移走f，準備下步操作。

步驟2：清洗冷卻回路

冷卻液排出后，液冷系統中可能殘留少量雜質，在添加新液前，需進行清洗。

將連接的軟管b提起至水平高于儲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，直至液體到達圖6中?中位置。

再重復執行步驟1和步驟2，對管道進行1～2次清洗，最后排空液體。

圖6 加液液位標準

步驟3：加入新冷卻液

按照步驟2方法加入新冷卻液，儲液罐液位應處于Min與Max刻度之間，斷開b，恢復圖5中圓圈內的接頭連接，檢查設備內部及電路板卡是否有液體濺入，確認無誤后，將設備開機，在觸摸屏中點擊 “安裝”—— “高級”—— “激活補充模式”，此時儲液罐液面滾動，并一般會有氣泡排出，多運行幾分鐘后，直到氣泡不再溢出，點擊 “退出補充模式”，觀察儲液罐液面會停止滾動，液位稍有下降，再次加液至Max刻度，還原所有蓋板，消除安全認證報錯信息，至此換液操作完成。

因 “激活補充模式”是在光源未點亮下進行的，所以在清洗冷卻回路時，也可以使用此方法。

3 液冷系統常見案例檢修方法

液冷系統工作出現異常，多與未定期添加、更換新液，未定期對設備清潔，機房環境惡劣或使用未經廠商認證冷卻液和冷卻泵壽命終結等因素有關。常見檢修方法如下。

3.1 熱交換器風扇轉速過低

根據數字放映機內部部件散熱要求不同，選配的風扇種類和系統默認設定的風扇轉速最小值、最小告警值也不同，但均由風扇控制板實時監測控制。當風扇控制板監測到某風扇轉速低于設定值時，系統便會自動彈出報錯信息，熱交換器風扇亦是如此。當熱交換器風扇轉速低于1000rpm （Revolutions Per Minute的縮寫，即轉/分）時，將會彈出“5063——熱交換器風扇轉速低”報錯。在進行檢修風扇時，風扇及其線路連接和風扇控制板均應考慮。

熱交換器風扇轉速降低，主要有幾個原因導致：（1）放映人員使用吹風機直吹葉片；（2）風扇連接插頭接觸不良；（3）風扇長時間缺少清理，葉片表面積滿灰塵或油脂；（4）風扇性能下降；（5）風扇控制板不良。

以上原因的形成和解決方法是：

（1）有些放映人員在維護時，使用大功率吹風機直吹風扇 “嗡嗡”作響，風扇被迫超速運轉，造成內部結構損傷。損傷后轉動時會持續發出響聲，甚至有的轉速過低，直接彈出相應報錯信息。正確方法是使用柔軟毛刷和吸塵器，一邊輕輕擦拭，一邊進行吸附。若使用這種方式難以清除干凈，需拆下來進行清理。

（2）風扇接頭接觸不良，可使用毛刷清潔插頭表面并反復插拔幾次，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。若接頭處過松，建議更換。

（3）風扇表面積滿灰塵或油脂，多與運行環境及維護有關。有的影院機房臨近發塵源或位于餐飲區附近，設備內部容易被污染，且由于該風扇安裝位置相對隱蔽，常易被維護人員遺忘，這就使得風扇上的灰塵或油脂越積越厚，致使葉片負荷越來越重，不斷影響其轉速，若出現此種情況，應拆下清理。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內六角扳手將四顆固定風扇螺絲（如圖7圈注位置）擰松，取下風扇。使用毛刷、干濕布等清潔。若風扇表面積滿油脂，可使用少量除油清洗劑和干布清理。最后將風扇裝好 （注意風扇方向），開機點燈測試，若報錯仍無法消除，可與其它廳相同機型風扇對調鎖定故障點或報修處理。

對于積灰嚴重的風扇，清理后可對風扇加注潤滑油，減少內部干摩擦。可使用熱吹風機將風扇標識加熱后輕輕揭開，使用注射器或牙簽等將潤滑油注入或蘸入如圖8箭頭所指孔中，然后轉動風扇，讓潤滑油從間隙流入，再將多余潤滑油擦凈，將標簽粘好，避免灰塵進入。

值得注意的是，放映人員應對機房空氣質量引起重視，必要時應采取措施改善，并強化設備維護相關內容。

對于風扇性能下降和風扇控制板不良引起的問題，一般需更換，建議進行報修處理。

圖8 風扇注油位置

3.2 冷卻泵轉速低

放映機中使用的冷卻泵是小型無電刷直流電機驅動屏蔽泵，具有結構緊湊、重量輕、噪音低、發熱量小、防泄漏、使用壽命長等特點。其最大流量為6L/min，最高揚程9m，額定電壓24VDC，工作電壓為14～24VDC，運行溫度及環境溫度0～40℃。冷卻泵位于引擎右后方，僅當設備點燈或激活補充模式時，才開始工作。

冷卻泵轉速同樣受風扇控制板監測控制，當運行中轉速低于最小告警值1472rpm時，將出現“5213——冷卻泵速度低”報錯，若未及時處理，當轉速低于最小值1024rpm時，將出現 “5212——冷卻泵速度過低”報錯，此時系統會自動采取強制關閉氙燈保護措施，避免光引擎部件過熱損壞。

在檢修案例中，發現冷卻泵轉速降低的原因主要有：泵內部受堵、泵線路連接不良、泵性能下降等。

值得注意的是，排查前應考慮冷卻泵有效使用時間4年這一因素。有些冷卻泵雖然壽命已到，但在運行中卻未出現過不良狀況，建議這時可通過“診斷”—— “當前狀態”—— “風扇速度”定期查看實際轉速，若接近最小告警值，為不影響正常放映，最好更換。

在檢修相關報錯時，可先在系統中查看實際轉速值進行初步了解。然后再將設備關閉，打開引擎倉，重新開啟設備并點亮氙燈讓冷卻泵運轉。之后用手觸摸冷卻泵外殼，是否能感覺到震動。若能感覺到，說明冷卻泵轉動；若無，說明冷卻泵未動，需要分情況進行排查。

（1）轉動

可將設備再次關機，著重檢查冷卻泵與信號底板之間的接線兩端接頭是否松動，重新插好后，再開機點燈運行一段時間，觀察報錯是否仍會出現。若再次出現，常說明冷卻泵內部受堵或自身不良，需要拆卸冷卻泵進行檢查。

圖9 冷卻泵接頭軟管切斷處

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

使用尖嘴鉗將固定軟管夾取下，使用3mm內六角和7mm開口扳手將冷卻泵取出，使用十字螺絲刀打開冷卻泵內部進行檢查。如圖10。

圖10 冷卻泵內部

檢查時觀察零部件是否存在結晶或堵塞情況，若有將其清除 （常見冷卻泵會在運行中出現異響），并使用干布將內部擦凈，此時液冷系統中可能含有過多雜質，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

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

另外，由風扇控制板和信號底板不良引起的案例很少見，僅當上述方法無效時，才加以考慮更換確認。

3.3 冷卻系統受堵

冷卻液形成絮狀結晶是造成液冷系統堵塞的直接原因。這多與使用未經廠商認證的冷卻液或未定期進行換液有關。形成的絮狀結晶，輕者造成液流緩慢，重則導致管道堵死，液流停止。因堵塞情況及位置不同，常伴有紅、綠、藍DMD芯片溫度過高或光管入口過熱等報錯出現。在檢修時，可觀察運行時儲液罐中液面是否滾動進行分析排查。

（1）液面滾動

圖11 連接正確和錯誤對比

液面滾動，首先檢查液冷系統自封閉閥接頭安裝是否正確，如圖11。

接錯一般會出現芯片溫度過高及光源熄滅現象，更正后再繼續觀察。若仍出現芯片溫度過高或光管入口過熱現象，說明液冷系統中冷卻液雖在循環流動，但因絮狀結晶物流經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溫度傳感器檢測并發出報警，這種情況可使用打液方式將內部液體全部排出。

方法為關機后打開引擎倉，斷開液冷系統兩側接頭，如圖12。

圖12 液冷系統接頭連接處

將配有凹、凸形DP接頭的60cm長塑料管連接，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。使用注射器往內加液，此時放入瓶中的軟管將有冷卻液流出。使用此方法對管道多次打液，一般可見瓶中有絮狀結晶物排出。之后將注射器換到另一接頭，從另一端繼續打液，目的是避免絮狀結晶從一個方向難以流出。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晶物，可改換為純凈水繼續打液，直至清理干凈，這樣可以節省冷卻液，然后再清洗液冷回路，添加新冷卻液。

（2）液面不滾動

液面不滾動，首先應檢查是否存在液冷系統軟管接頭未連接情況，然后再排除冷卻泵不良問題。由于維護人員在操作中忘記連接接頭，從而出現開機無法正常點亮氙燈，并報有 “5646——點燈失敗”的報警提示。以上情況排除后，說明液冷系統已完全堵死。

這種情況也可使用注射器進行打液嘗試，但最好將接頭及軟管處使用扎帶扎緊，且不可力度過大，避免接頭處崩開，液體濺落到引擎電路板上。可正反兩個方向嘗試，若仍無法打動，應進行報修，由售后人員將接頭和冷卻塊卸下處理。

3.4 溫度傳感器報錯

在光引擎上配置的溫度傳感器共12個。3個DMD芯片的正面和背面 （在導熱塊內）和它們的冷卻塊上各1個共9個，可參考圖1和圖3對照。另外3個分別配置在圖1中A的導熱塊內和其附近的金屬架上，以及K上。這些溫度傳感器用于監測光引擎周圍環境溫度和幫助系統驅動6個珀爾帖元件 （A中裝有3個，B、C、E中各有1個），防止光處理器過熱。

該機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底板對應的插槽中，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DMD芯片對應連接的橙、黃、綠線插接位置。

圖14 信號底板插接溫度傳感器位置

當設備在運行中出現DMD溫度報錯時，可查詢代碼找到對應位置的溫度傳感的插頭，使用萬用表表筆進行測量。一般測量值為10KΩ左右，若測量阻值為0Ω，表示溫度傳感器短路，若測量阻值無窮大，表示開路。無論短路或開路，應進行報修處理。

對于紅、綠、藍DMD芯片及DMD成像芯片前端冷卻塊的溫度傳感器報錯原因，常為內部管道堵塞所致。位于光管入口處的溫度傳感器，除內部堵塞外，還與引擎倉溫度過高有關，需要排查解決。

至此，冷卻液循環系統組成、維護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，多進行液冷系統方面學習和經驗積累，或許還有很多巧妙的方法等待您的發現。

作者貢獻聲明：

任訓亞：設計論文框架，實驗測試，撰寫和修訂論文，全文文字貢獻90%；

佟廣志，參與修訂論文，全文文字貢獻10%。