数字放映机光引擎液冷系统维护及常见案例检修方法

任训亚 佟广志

（1.武警部队宣传文化中心，北京100089）（2.华夏影联 （北京）数码科技有限公司 ，北京100085）

基于DLP技术的数字放映机，光源在运行中发出耀眼光芒并产生大量热量。光线在到达银幕前，要经过光引擎整形、匀光、滤色、分色等处理。在此过程中，光引擎内的透镜、棱镜和DMD芯片等器件都会承受强光照射和高温炙烤。为防止损坏，除自身应具备耐高温能力外，多数机型还需增设液冷系统降温功能。

近年来，随着设备厂商大力普及放映知识和放映人员不断努力学习实践，对于设备的使用和简单保养已有了很好掌握，但在光引擎液冷系统方面的维护和检修，还颇显薄弱。而目前无论是荧光粉激光光源还是氙灯光源数字放映机，光引擎仍是最重要的成像部件，了解和掌握它的维护和常见案例检修方法十分必要。为此，笔者将相关资料及工作经验整理成文，希望能为放映人员提供点滴帮助。

为便于理解，本文以DP2K-20C机型为例，进行说明。

1 光引擎液冷系统组成和循环过程

1.1 光引擎液冷系统组成

光引擎液冷系统主要由储液罐、冷却泵、热交换器组件、光引擎冷却组件和软管组成，如图1。

光引擎实际由光处理器装置、光闸和光管三个子部件组成，如图2。

图1中A装在光处理器棱镜上端，B、C、E紧贴光处理器上的红、绿、蓝DMD芯片背面，K装在光管入口端，J、L、G、I固定在放映机光引擎仓内。系统液流方向如储液罐下方箭头所示。A由导热块、3片珀尔帖 （工作时将底部热量传递顶部）和通用冷却块组成，B、C、E均由导热块、珀尔帖和冷却块组成，如图3。

图1 光引擎液冷系统部件组成

图2 光引擎部件组成

图3 DMD成像芯片前端冷却块和红、绿、蓝DMD芯片冷却块组成

1.2 液冷系统循环过程

当光源点亮，液冷系统随之工作，图1中J内的冷却液在L的作用下推向A，A中导热块将棱镜处的热量传递到珀尔帖底端，珀尔帖再将底端热量移到顶端，传递给通用冷却块，由流过的冷却液将这些热量带走，并先后流经C、E、B。C、E、B工作原理与A处相同，流到K时，将K接受照射产生的热量一起带入到I，I由弯曲铜管制成，G自下向上吸气为其冷却，最后流回J中，如此就构成了液流冷却循环回路。

2 维护注意事项和更换冷却液方法

2.1 维护注意事项

光引擎液冷系统若要保持工作良好，需要放映人员对其进行定期检查和维护，并在操作过程中应注意以下内容：

（1）厂商认证冷却液由1/3乙二醇和2/3软化水制成，冷却液有效期为2年。使用非认证冷却液在液冷系统内部容易形成絮状结晶，造成管道堵塞，且冷却效果不佳。

（2）建议每隔3个月检查1次储液罐内冷却液液位，应位于Min与Max刻度之间。若高于Max刻度，设备运行液面滚动，罐盖未拧紧时容易溢出，流到引擎上；低于Min刻度，会导致液冷系统循环达不到理想冷却效果。

（3）当液面低于Min刻度时，应及时添加冷却液，应使用漏斗插在罐口倒入，也可使用剪去瓶底的洁净空饮料瓶替代，不可直接倒入。

（4）设备运行1年应更换冷却液，否则容易形成结晶堵塞管道，严重时设备将无法正常运行。

（5）更换新液时，需要使用厂商提供的工具，如图4。

图4 液冷系统循环使用工具

2.2 更换冷却液方法

图5 排空冷却液方法

目前，很多放映人员对于更换冷却液方法还掌握不够，具体操作应分为排空冷却液、清洗冷却回路和加入新液三个步骤。

步骤1：排空冷却液

关闭设备，卸下左盖板、密封箱盖板和放映机顶盖，将原储液罐盖换成图4中的d（以下操作均使用图4中的工具）拧紧并接上g。将图5中圈内的接头断开，接上c并插入f中。使用g打气，直到f内不再有冷却液流出为止；断开c，再将b接在之前断开的另一接头，再次打气，同样直至f内不再有液体流出，此时整个系统内冷却液已排空。取下c、g，移走f，准备下步操作。

步骤2：清洗冷却回路

冷却液排出后，液冷系统中可能残留少量杂质，在添加新液前，需进行清洗。

将连接的软管b提起至水平高于储液罐罐口上方几厘米，如图6中❶所示，并确保软管连接处低于储液罐底部。将漏斗插入罐口并缓慢倒入纯净水，直至液体到达图6中❷中位置。

再重复执行步骤1和步骤2，对管道进行1～2次清洗，最后排空液体。

图6 加液液位标准

步骤3：加入新冷却液

按照步骤2方法加入新冷却液，储液罐液位应处于Min与Max刻度之间，断开b，恢复图5中圆圈内的接头连接，检查设备内部及电路板卡是否有液体溅入，确认无误后，将设备开机，在触摸屏中点击 “安装”—— “高级”—— “激活补充模式”，此时储液罐液面滚动，并一般会有气泡排出，多运行几分钟后，直到气泡不再溢出，点击 “退出补充模式”，观察储液罐液面会停止滚动，液位稍有下降，再次加液至Max刻度，还原所有盖板，消除安全认证报错信息，至此换液操作完成。

因 “激活补充模式”是在光源未点亮下进行的，所以在清洗冷却回路时，也可以使用此方法。

3 液冷系统常见案例检修方法

液冷系统工作出现异常，多与未定期添加、更换新液，未定期对设备清洁，机房环境恶劣或使用未经厂商认证冷却液和冷却泵寿命终结等因素有关。常见检修方法如下。

3.1 热交换器风扇转速过低

根据数字放映机内部部件散热要求不同，选配的风扇种类和系统默认设定的风扇转速最小值、最小告警值也不同，但均由风扇控制板实时监测控制。当风扇控制板监测到某风扇转速低于设定值时，系统便会自动弹出报错信息，热交换器风扇亦是如此。当热交换器风扇转速低于1000rpm （Revolutions Per Minute的缩写，即转/分）时，将会弹出“5063——热交换器风扇转速低”报错。在进行检修风扇时，风扇及其线路连接和风扇控制板均应考虑。

热交换器风扇转速降低，主要有几个原因导致：（1）放映人员使用吹风机直吹叶片；（2）风扇连接插头接触不良；（3）风扇长时间缺少清理，叶片表面积满灰尘或油脂；（4）风扇性能下降；（5）风扇控制板不良。

以上原因的形成和解决方法是：

（1）有些放映人员在维护时，使用大功率吹风机直吹风扇 “嗡嗡”作响，风扇被迫超速运转，造成内部结构损伤。损伤后转动时会持续发出响声，甚至有的转速过低，直接弹出相应报错信息。正确方法是使用柔软毛刷和吸尘器，一边轻轻擦拭，一边进行吸附。若使用这种方式难以清除干净，需拆下来进行清理。

（2）风扇接头接触不良，可使用毛刷清洁插头表面并反复插拔几次，目的是除去插头表面灰尘和插接处氧化层。插接好后，最好将接头处用扎带扎紧，防止松动。若接头处过松，建议更换。

（3）风扇表面积满灰尘或油脂，多与运行环境及维护有关。有的影院机房临近发尘源或位于餐饮区附近，设备内部容易被污染，且由于该风扇安装位置相对隐蔽，常易被维护人员遗忘，这就使得风扇上的灰尘或油脂越积越厚，致使叶片负荷越来越重，不断影响其转速，若出现此种情况，应拆下清理。方法为：分开热交换器左上方接头，使用偏口钳剪断热交换器风扇接头处扎带并拔掉接头，将热交换器右方出液软管从固定槽中取出，拧开热交换器组件两颗紧固螺丝并将其拉出。如图7。

图7 热交换器位置及取出方法

使用3mm内六角扳手将四颗固定风扇螺丝（如图7圈注位置）拧松，取下风扇。使用毛刷、干湿布等清洁。若风扇表面积满油脂，可使用少量除油清洗剂和干布清理。最后将风扇装好 （注意风扇方向），开机点灯测试，若报错仍无法消除，可与其它厅相同机型风扇对调锁定故障点或报修处理。

对于积灰严重的风扇，清理后可对风扇加注润滑油，减少内部干摩擦。可使用热吹风机将风扇标识加热后轻轻揭开，使用注射器或牙签等将润滑油注入或蘸入如图8箭头所指孔中，然后转动风扇，让润滑油从间隙流入，再将多余润滑油擦净，将标签粘好，避免灰尘进入。

值得注意的是，放映人员应对机房空气质量引起重视，必要时应采取措施改善，并强化设备维护相关内容。

对于风扇性能下降和风扇控制板不良引起的问题，一般需更换，建议进行报修处理。

图8 风扇注油位置

3.2 冷却泵转速低

放映机中使用的冷却泵是小型无电刷直流电机驱动屏蔽泵，具有结构紧凑、重量轻、噪音低、发热量小、防泄漏、使用寿命长等特点。其最大流量为6L/min，最高扬程9m，额定电压24VDC，工作电压为14～24VDC，运行温度及环境温度0～40℃。冷却泵位于引擎右后方，仅当设备点灯或激活补充模式时，才开始工作。

冷却泵转速同样受风扇控制板监测控制，当运行中转速低于最小告警值1472rpm时，将出现“5213——冷却泵速度低”报错，若未及时处理，当转速低于最小值1024rpm时，将出现 “5212——冷却泵速度过低”报错，此时系统会自动采取强制关闭氙灯保护措施，避免光引擎部件过热损坏。

在检修案例中，发现冷却泵转速降低的原因主要有：泵内部受堵、泵线路连接不良、泵性能下降等。

值得注意的是，排查前应考虑冷却泵有效使用时间4年这一因素。有些冷却泵虽然寿命已到，但在运行中却未出现过不良状况，建议这时可通过“诊断”—— “当前状态”—— “风扇速度”定期查看实际转速，若接近最小告警值，为不影响正常放映，最好更换。

在检修相关报错时，可先在系统中查看实际转速值进行初步了解。然后再将设备关闭，打开引擎仓，重新开启设备并点亮氙灯让冷却泵运转。之后用手触摸冷却泵外壳，是否能感觉到震动。若能感觉到，说明冷却泵转动；若无，说明冷却泵未动，需要分情况进行排查。

（1）转动

可将设备再次关机，着重检查冷却泵与信号底板之间的接线两端接头是否松动，重新插好后，再开机点灯运行一段时间，观察报错是否仍会出现。若再次出现，常说明冷却泵内部受堵或自身不良，需要拆卸冷却泵进行检查。

图9 冷却泵接头软管切断处

卸下冷却泵的方法为：排空冷却系统中液体，取出光引擎 （需具有厂商认证的DCIC2资质技术人员等），断开冷却泵接线，切断泵两端软管 （不宜太长），如图9。

使用尖嘴钳将固定软管夹取下，使用3mm内六角和7mm开口扳手将冷却泵取出，使用十字螺丝刀打开冷却泵内部进行检查。如图10。

图10 冷却泵内部

检查时观察零部件是否存在结晶或堵塞情况，若有将其清除 （常见冷却泵会在运行中出现异响），并使用干布将内部擦净，此时液冷系统中可能含有过多杂质，建议清洗并加注新液。若未受堵，很可能是冷却泵自身不良，需要更换。

（2）不转

首先检查冷却泵与信号底板之间的接线两端接头是否松动。排除后，极大可能是冷却泵已坏，需要更换。

另外，由风扇控制板和信号底板不良引起的案例很少见，仅当上述方法无效时，才加以考虑更换确认。

3.3 冷却系统受堵

冷却液形成絮状结晶是造成液冷系统堵塞的直接原因。这多与使用未经厂商认证的冷却液或未定期进行换液有关。形成的絮状结晶，轻者造成液流缓慢，重则导致管道堵死，液流停止。因堵塞情况及位置不同，常伴有红、绿、蓝DMD芯片温度过高或光管入口过热等报错出现。在检修时，可观察运行时储液罐中液面是否滚动进行分析排查。

（1）液面滚动

图11 连接正确和错误对比

液面滚动，首先检查液冷系统自封闭阀接头安装是否正确，如图11。

接错一般会出现芯片温度过高及光源熄灭现象，更正后再继续观察。若仍出现芯片温度过高或光管入口过热现象，说明液冷系统中冷却液虽在循环流动，但因絮状结晶物流经某处或在某处形成堆积，造成该处冷却块散热不良且被相应温度传感器检测并发出报警，这种情况可使用打液方式将内部液体全部排出。

方法为关机后打开引擎仓，断开液冷系统两侧接头，如图12。

图12 液冷系统接头连接处

将配有凹、凸形DP接头的60cm长塑料管连接，插入到装有冷却液的透明瓶中，使用配置的注射器从瓶中抽取冷却液，如图13。

断开自封闭阀接头，将两个接头分别接到光引擎液冷部分管道的两端。使用注射器往内加液，此时放入瓶中的软管将有冷却液流出。使用此方法对管道多次打液，一般可见瓶中有絮状结晶物排出。之后将注射器换到另一接头，从另一端继续打液，目的是避免絮状结晶从一个方向难以流出。然后断开接头分别接在热交换器和连接冷却泵的接头上，使用同样方法检查。

图13 注射器抽入冷却液

若刚开始便打出絮状结晶物，可改换为纯净水继续打液，直至清理干净，这样可以节省冷却液，然后再清洗液冷回路，添加新冷却液。

（2）液面不滚动

液面不滚动，首先应检查是否存在液冷系统软管接头未连接情况，然后再排除冷却泵不良问题。由于维护人员在操作中忘记连接接头，从而出现开机无法正常点亮氙灯，并报有 “5646——点灯失败”的报警提示。以上情况排除后，说明液冷系统已完全堵死。

这种情况也可使用注射器进行打液尝试，但最好将接头及软管处使用扎带扎紧，且不可力度过大，避免接头处崩开，液体溅落到引擎电路板上。可正反两个方向尝试，若仍无法打动，应进行报修，由售后人员将接头和冷却块卸下处理。

3.4 温度传感器报错

在光引擎上配置的温度传感器共12个。3个DMD芯片的正面和背面 （在导热块内）和它们的冷却块上各1个共9个，可参考图1和图3对照。另外3个分别配置在图1中A的导热块内和其附近的金属架上，以及K上。这些温度传感器用于监测光引擎周围环境温度和帮助系统驱动6个珀尔帖元件 （A中装有3个，B、C、E中各有1个），防止光处理器过热。

该机型中安装的温度传感器，使用了不同颜色的接线表示，见表1。这些温度传感器均插接在信号底板对应的插槽中，如图14。

表1 温度传感器位置及接线颜色

图中可见，前两列为黑、红、棕色线插接位置，后三列依次为红、绿、蓝DMD芯片对应连接的橙、黄、绿线插接位置。

图14 信号底板插接温度传感器位置

当设备在运行中出现DMD温度报错时，可查询代码找到对应位置的温度传感的插头，使用万用表表笔进行测量。一般测量值为10KΩ左右，若测量阻值为0Ω，表示温度传感器短路，若测量阻值无穷大，表示开路。无论短路或开路，应进行报修处理。

对于红、绿、蓝DMD芯片及DMD成像芯片前端冷却块的温度传感器报错原因，常为内部管道堵塞所致。位于光管入口处的温度传感器，除内部堵塞外，还与引擎仓温度过高有关，需要排查解决。

至此，冷却液循环系统组成、维护及常见案例检修方法已介绍完毕。建议放映人员在日常工作中，多进行液冷系统方面学习和经验积累，或许还有很多巧妙的方法等待您的发现。

作者贡献声明：

任训亚：设计论文框架，实验测试，撰写和修订论文，全文文字贡献90%；

佟广志，参与修订论文，全文文字贡献10%。