沿海地區液晶投影機的維護

劉鵬圖 姜德日

摘 要:本文根據在中山大學珠海校區實際工作中汲取的經驗,全面地分析了在沿海地區影響投影機主要構件正常工作的因素,提出了比較實用的維護方法,以盡量降低因環境原因對教學的影響。

關鍵詞:濕度 灰塵 液晶投影機

液晶投影機目前在各高校已經廣泛使用,地處沿海地區的高校在高溫、高濕、富含鹽分的空氣環境下,投影機常常出現壽命縮短的現象,燈泡衰減明顯,增加了設備維護費用,迫切需要我們采取切實可行的、科學的方法來維護投影機,以減低費用,有效地保障教學活動。

一、沿海環境

1.天氣濕度

投影機的工作濕度通常為20%-80%濕度(無凝結)。珠海屬于南亞熱帶海洋性季風氣候。經過筆者的記錄,中山大學珠海校區夏季的濕度平均介于88%～100%,秋季濕度在75%～99%,冬季濕度仍有70%～90%,已超過投影機的正常工作濕度要求。且珠海雨季漫長及降水量大,由于地處海邊,且校內湖泊眾多,空氣中鹽分較多,空氣潮濕,顆粒容易在投影機的內部特別是光路部件(液晶投影機的UV鏡、PBS偏振鏡、RGB液晶板、光整合棱鏡等,數字投影機的聚光透鏡、色輪、修整透鏡以及DMD芯片)附著,且LCD(液晶)板表面的偏振片和PBS的偏振層是有機高分子膜,這容易造成腐蝕,降低光通過量,對投影畫面影響比較大,出現模糊現象。在潮濕天氣,還會因濕度過大水珠附著出現電路板短路的現象,有的時候局部積溫及熱脹冷縮導致燈泡炸裂現象。

2.環境灰塵

我們目前使用的液晶投影機LCD(液晶)板一般只有1英寸左右,分辨率達1024X768(標準),即每個像素只有0.0008mm,塵粒足夠把它遮蓋。投影機 LCD板的散熱一般都有專門的風扇以每分鐘幾十升空氣的流量對其送風冷卻,高速氣流經過濾塵網后可能會夾帶微小塵粒(經常帶有鹽分),它們相互磨擦產生靜電而吸附于散熱系統中,進而吸附到光學系統(LCD液晶片或DMD芯片)上,會出現微小的雜色斑點,這將對投影畫面產生影響。因此,在投影機使用環境中防塵非常重要,特別是濕度大的季節,要經?；蚨ㄆ谇逑催M風口處的濾塵網。

3.環境的溫度和投影機的散熱

投影機的工作溫度通常在5～40℃。珠海夏天的溫度基本上在29～37℃,而我們課室沒有空調,通風差,里面的溫度基本上比外面高2～3℃,由于投影機吊裝,熱空氣上升,溫度環境更高。夏季雨多,課室里盡管有小風扇,但仍感覺潮濕悶熱。

在投影機的成像系統處理投影輸入信號時,投影機需要強度很高的亮度,這就需要投影機采用大功率的光源,長時間工作將會積聚大量的熱量,熱量匯聚在投影機的一個狹小的空間內,勢必要向投影機外圍擴散。另外,投影機的開關電源(功率開關管和變壓器)在工作時也散發出很大的熱量,從而使投影機內部的溫度升高。再有,為了能達到很高的投影亮度,必須采用更大功率的投影燈泡,目前珠海校區的EPSON液晶投影機采用的是UHE燈泡(短弧超高壓汞燈),UHE燈泡是230w,有較高的發熱量,對投影機散熱系統要求高,燈泡發出的光經過光學系統會聚后,會聚于液晶板,雖然經過了UV/IR鍍膜、冷反光鏡等多種濾除紅外線的措施,但仍有很多熱量集中在液晶板、偏振片等小面積器件上?？傊?投影機燈泡、成像系統、電源等產生的熱量都在機器內部狹小的空間內匯聚,其產生的高溫如果不及時把這些熱量從投影機中迅速排開,不僅對于投影機的正常使用有影響,降低使用效率,而且會大大縮短內部元器件的使用壽命。

所有投影機維護的說明書上都要求工作在通風散熱良好的環境中,珠海校區多媒體課室的投影機平均使用時間10小時/天,我們長時間在使用環境要求的臨界狀態下使用投影機,成像系統發出的大量熱量會導致其內部溫度迅速升高,而投影燈泡內壁的石英在高溫下會發生失透現象(結晶),產生白色的斑點,由于失透處阻擋光線,會導致該局部區域溫度異常升高,進而引起失透區域進一步擴大,從而使亮度迅速衰減,很可能導致燈泡爆炸。通常投影機的燈泡在良好的空調環境下,首次使用可以達到2000小時以上,更換后使用可以到1600小時;而在珠海校區首次使用可達1600小時左右,更換后基本維持在1300小時。此外投影機內部的芯片板自身的物理性質決定了它的工作溫度不允許太高,其他光學部件一旦溫度超過其承受范圍也會造成光學元器件的損壞,例如透鏡和鏡片上的反射膜、分色膜、增透膜等,在非正常溫度下容易脫落、產生斑點,造成永久性損傷。通過對比發現,在珠海校區使用2年后的約3000小時的EPSON投影機與在廣州使用3年約4500小時的EPSON投影機在光照度lux上基本相同。

4.投影機燈泡問題

燈泡是投影機不可缺少的配件,由于投影機燈泡是高科技含量的產物,所以一個原裝燈泡的價格比較貴。目前投影機可以使用的國產燈泡,主要是臺灣的××、北京的××、廣東的××等燈泡。共同點是燈泡壽命不長,炸燈率較高,燈泡價格較低(900多元),但平均使用成本很高.由于使用時間短(約400小時),亮度衰減快,更換次數頻繁,有的甚至會造成光路損傷。特別在潮濕天氣,由于工藝不過關,燈壁薄厚不均勻以及燈座的吻合性,更容易炸燈。

5.使用問題

投影機要是在非正常方式下關閉電源的話,投影機內部組件很容易被損壞,這是因為投影機在工作的過程中散發出了大量的熱量,即使投影機已經停止工作的話,散熱風扇仍然還要繼續工作,直到內部的熱量被充分散發出來為止,這樣機內的光學或電氣元件的安全就會得到保證,投影機壽命就會得到延長。有的老師和學生不按標準操作,為了省事,直接斷電,在投影機仍在工作時斷開電源,盡管我們擁有快速關機的投影機和斷電保護的中央控制器,但這樣除了對電腦的沖擊外,也使得投影過程中產生的大量熱量,得不到充分散發,導致內部元件的壽命縮短。

投影機內部有許多光學組件,它們對電流大小都有著十分嚴格的限制,一旦出現電流不穩定或者有較大沖擊電流時,就很容易損壞。為了避免這些器件受損,不要頻繁開關投影機,因為投影機在每次開關時,都會產生很大的沖擊電流,而投影機內部的光學器件在多次受到沖擊電流的撞擊后,壽命可能會大為縮短,千萬不要以為具有快速開關機的產品就可以例外,畢竟快速開關機并不等于快速重復開機。

二、解決對策

1.加強多媒體課室的環境建設

建議在多媒體課室加裝空調,在潮濕和悶熱的天氣,啟動空調,避免潮濕短路和高溫損壞機器的現象發生。投影機都是通過在投影機內部安裝風扇組的方法,進行散熱的,工作時在散熱風扇的作用下,其內部就會處于一種熱平衡狀態。當然這個平衡狀態是與投影機使用環境的溫度也是有關系的,要是投影機使用環境的溫度超過一定溫度的話,投影機內部重要部件的溫度也會超過其額定標準。因此像我校這種環境溫度已經達到臨界溫度的情況下,再通過安裝風扇的方法就不能使進入投影機內部的空氣溫度下降,而且即使風扇安裝在投影機外,也不能有效提高投影機內空氣流速,所以安裝風扇并不是解決投影機散熱的惟一措施。為了保證投影機能正常連續工作,最好投影機放置在有空調的環境中,以便降低投影機的使用環境溫度和濕度。

2. 建立定期清塵制度

由于珠海校區比較潮濕,投影機過濾器上的濾網會積聚塵埃,為保證機器正常運行,需定期清洗濾網。另外,在投影機內部光路部件上容易積聚帶有鹽分水分和灰塵顆粒,所以要注意清潔光路部件。對于有光學鍍膜的透鏡和分色鏡片等,可以用含有表面活性劑的水溶性清潔液浸泡或者超聲波清洗,然后用蒸餾水沖洗。對于液晶板和PBS,由于表面硬度很低,不能用有機溶劑和鹿皮等清潔,容易造成腐蝕或劃傷,應該使用高潔凈度的空氣強力吹拂灰塵(氣刀除塵),進行深度清塵。鏡頭表面油污可以用麂皮擦凈。清潔電源部分由于潮濕,經常在電子原件上附著灰塵和水珠,特別是老化的設備,需要經常用風筒或氣泵進行清塵和烘干。對于某些沒有過濾網的DLP投影機也要定期清潔。因此,建議每月1次初級清塵(過濾網、鏡頭),1個學期一次中級清塵(電源板、主板、風扇等,潮濕天氣來臨前一定要做),1年1次深度清塵(光路部分)。

3.選擇防塵耐高溫的設備

在設備選型上,購買全密閉的防塵型并可以在高溫下正常運行的投影機。

(1)增大過濾網面積

增大過濾網是增強投影機防塵能力的一個簡單有效方法。由于過濾網面積加大,在保證冷卻空氣充足進入的前提下,過濾網孔隙可以相應縮小,可以過濾微米級的顆粒,從而提高了防塵效果。另一方面,由于面積增加,也可延長過濾網清潔維護時間,能自動提示清潔。

(2)靜電過濾網

一直帶有靜電,當帶有正電或負電荷的灰塵顆粒接近過濾網時,不管顆粒的大小,都可以被靜電過濾網吸附。

(3)專門的氣流導向通道

把氣流專門導向液晶板或者DMD和燈泡,嚴格控制空氣流向,提升空氣利用率。

(4)全密閉

投影機所有縫隙都進行了密封,包括鏡頭,聚焦和變焦調節部分。

4.非空調環境下的防潮

很多學校因為經費等多種原因,課室并沒有安裝空調或抽濕設備,可以考慮以下幾種方法防潮。

(1)投影機通電

提過中控提供投影機24h通電狀態,保持一定的溫度,驅散附著電子原件上的濕氣。如果濕度過大(98%以上),需要將投影機保持待機狀態(很多DLP投影機沒有待機功能),以便確保風扇運轉以及投影機內的溫度較高。

(2)氣體吹干

對于那些老化的投影機,在上課前,需要用風筒或者氣泵吹干附著的水珠。否則容易引起電路短路。但工作量大,操作比較麻煩。

(3)塑料袋遮罩

可以在定制塑料袋或普通塑料帶里放置了干燥劑,罩好投影機,密封,上課前打開。此法簡單有效,不浪費資源。

(4)保持良好通風環境

良好的通風能夠保證投影機內部有很好的空氣對流,濕度比較小的空氣是不會對投影機產生很大的不良影響的。因為,投影機在長時間不用的情況下,內部元件很容易被潮濕的空氣腐蝕掉。

5.用等離子電視替換投影機

隨著科技的發展,液晶電視和等離子電視的價格越來越低,在學校的小型無黑板課室,完全可以使用大尺寸(55寸以上)的等離子電視機,無論從畫質亮度以及壽命保養等方面都優于投影機,工作溫度濕度范圍大,且操作簡便,降低了工作人員的工作量,減少了學校的投資。

三、結束語

在沿海地區投影機的維護保養是件十分重要的事情,從細節上做好防潮防塵的工作,將會減低維護費用,延長使用壽命。我們仍需不斷探討在現有條件下如何更好更有效地保障教學活動,全力為教學服務。

參考文獻

[1]www.epson.com/2009-3

[2]www.nec.com.cn/2009-3

[3]www.panasonic.com.cn/2009-2

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