沿海地区液晶投影机的维护

刘鹏图 姜德日

摘 要:本文根据在中山大学珠海校区实际工作中汲取的经验,全面地分析了在沿海地区影响投影机主要构件正常工作的因素,提出了比较实用的维护方法,以尽量降低因环境原因对教学的影响。

关键词:湿度 灰尘 液晶投影机

液晶投影机目前在各高校已经广泛使用,地处沿海地区的高校在高温、高湿、富含盐分的空气环境下,投影机常常出现寿命缩短的现象,灯泡衰减明显,增加了设备维护费用,迫切需要我们采取切实可行的、科学的方法来维护投影机,以减低费用,有效地保障教学活动。

一、沿海环境

1.天气湿度

投影机的工作湿度通常为20%-80%湿度(无凝结)。珠海属于南亚热带海洋性季风气候。经过笔者的记录,中山大学珠海校区夏季的湿度平均介于88%～100%,秋季湿度在75%～99%,冬季湿度仍有70%～90%,已超过投影机的正常工作湿度要求。且珠海雨季漫长及降水量大,由于地处海边,且校内湖泊众多,空气中盐分较多,空气潮湿,颗粒容易在投影机的内部特别是光路部件(液晶投影机的UV镜、PBS偏振镜、RGB液晶板、光整合棱镜等,数字投影机的聚光透镜、色轮、修整透镜以及DMD芯片)附着,且LCD(液晶)板表面的偏振片和PBS的偏振层是有机高分子膜,这容易造成腐蚀,降低光通过量,对投影画面影响比较大,出现模糊现象。在潮湿天气,还会因湿度过大水珠附着出现电路板短路的现象,有的时候局部积温及热胀冷缩导致灯泡炸裂现象。

2.环境灰尘

我们目前使用的液晶投影机LCD(液晶)板一般只有1英寸左右,分辨率达1024X768(标准),即每个像素只有0.0008mm,尘粒足够把它遮盖。投影机 LCD板的散热一般都有专门的风扇以每分钟几十升空气的流量对其送风冷却,高速气流经过滤尘网后可能会夹带微小尘粒(经常带有盐分),它们相互磨擦产生静电而吸附于散热系统中,进而吸附到光学系统(LCD液晶片或DMD芯片)上,会出现微小的杂色斑点,这将对投影画面产生影响。因此,在投影机使用环境中防尘非常重要,特别是湿度大的季节,要经常或定期清洗进风口处的滤尘网。

3.环境的温度和投影机的散热

投影机的工作温度通常在5～40℃。珠海夏天的温度基本上在29～37℃,而我们课室没有空调,通风差,里面的温度基本上比外面高2～3℃,由于投影机吊装,热空气上升,温度环境更高。夏季雨多,课室里尽管有小风扇,但仍感觉潮湿闷热。

在投影机的成像系统处理投影输入信号时,投影机需要强度很高的亮度,这就需要投影机采用大功率的光源,长时间工作将会积聚大量的热量,热量汇聚在投影机的一个狭小的空间内,势必要向投影机外围扩散。另外,投影机的开关电源(功率开关管和变压器)在工作时也散发出很大的热量,从而使投影机内部的温度升高。再有,为了能达到很高的投影亮度,必须采用更大功率的投影灯泡,目前珠海校区的EPSON液晶投影机采用的是UHE灯泡(短弧超高压汞灯),UHE灯泡是230w,有较高的发热量,对投影机散热系统要求高,灯泡发出的光经过光学系统会聚后,会聚于液晶板,虽然经过了UV/IR镀膜、冷反光镜等多种滤除红外线的措施,但仍有很多热量集中在液晶板、偏振片等小面积器件上。总之,投影机灯泡、成像系统、电源等产生的热量都在机器内部狭小的空间内汇聚,其产生的高温如果不及时把这些热量从投影机中迅速排开,不仅对于投影机的正常使用有影响,降低使用效率,而且会大大缩短内部元器件的使用寿命。

所有投影机维护的说明书上都要求工作在通风散热良好的环境中,珠海校区多媒体课室的投影机平均使用时间10小时/天,我们长时间在使用环境要求的临界状态下使用投影机,成像系统发出的大量热量会导致其内部温度迅速升高,而投影灯泡内壁的石英在高温下会发生失透现象(结晶),产生白色的斑点,由于失透处阻挡光线,会导致该局部区域温度异常升高,进而引起失透区域进一步扩大,从而使亮度迅速衰减,很可能导致灯泡爆炸。通常投影机的灯泡在良好的空调环境下,首次使用可以达到2000小时以上,更换后使用可以到1600小时;而在珠海校区首次使用可达1600小时左右,更换后基本维持在1300小时。此外投影机内部的芯片板自身的物理性质决定了它的工作温度不允许太高,其他光学部件一旦温度超过其承受范围也会造成光学元器件的损坏,例如透镜和镜片上的反射膜、分色膜、增透膜等,在非正常温度下容易脱落、产生斑点,造成永久性损伤。通过对比发现,在珠海校区使用2年后的约3000小时的EPSON投影机与在广州使用3年约4500小时的EPSON投影机在光照度lux上基本相同。

4.投影机灯泡问题

灯泡是投影机不可缺少的配件,由于投影机灯泡是高科技含量的产物,所以一个原装灯泡的价格比较贵。目前投影机可以使用的国产灯泡,主要是台湾的××、北京的××、广东的××等灯泡。共同点是灯泡寿命不长,炸灯率较高,灯泡价格较低(900多元),但平均使用成本很高.由于使用时间短(约400小时),亮度衰减快,更换次数频繁,有的甚至会造成光路损伤。特别在潮湿天气,由于工艺不过关,灯壁薄厚不均匀以及灯座的吻合性,更容易炸灯。

5.使用问题

投影机要是在非正常方式下关闭电源的话,投影机内部组件很容易被损坏,这是因为投影机在工作的过程中散发出了大量的热量,即使投影机已经停止工作的话,散热风扇仍然还要继续工作,直到内部的热量被充分散发出来为止,这样机内的光学或电气元件的安全就会得到保证,投影机寿命就会得到延长。有的老师和学生不按标准操作,为了省事,直接断电,在投影机仍在工作时断开电源,尽管我们拥有快速关机的投影机和断电保护的中央控制器,但这样除了对电脑的冲击外,也使得投影过程中产生的大量热量,得不到充分散发,导致内部元件的寿命缩短。

投影机内部有许多光学组件,它们对电流大小都有着十分严格的限制,一旦出现电流不稳定或者有较大冲击电流时,就很容易损坏。为了避免这些器件受损,不要频繁开关投影机,因为投影机在每次开关时,都会产生很大的冲击电流,而投影机内部的光学器件在多次受到冲击电流的撞击后,寿命可能会大为缩短,千万不要以为具有快速开关机的产品就可以例外,毕竟快速开关机并不等于快速重复开机。

二、解决对策

1.加强多媒体课室的环境建设

建议在多媒体课室加装空调,在潮湿和闷热的天气,启动空调,避免潮湿短路和高温损坏机器的现象发生。投影机都是通过在投影机内部安装风扇组的方法,进行散热的,工作时在散热风扇的作用下,其内部就会处于一种热平衡状态。当然这个平衡状态是与投影机使用环境的温度也是有关系的,要是投影机使用环境的温度超过一定温度的话,投影机内部重要部件的温度也会超过其额定标准。因此像我校这种环境温度已经达到临界温度的情况下,再通过安装风扇的方法就不能使进入投影机内部的空气温度下降,而且即使风扇安装在投影机外,也不能有效提高投影机内空气流速,所以安装风扇并不是解决投影机散热的惟一措施。为了保证投影机能正常连续工作,最好投影机放置在有空调的环境中,以便降低投影机的使用环境温度和湿度。

2. 建立定期清尘制度

由于珠海校区比较潮湿,投影机过滤器上的滤网会积聚尘埃,为保证机器正常运行,需定期清洗滤网。另外,在投影机内部光路部件上容易积聚带有盐分水分和灰尘颗粒,所以要注意清洁光路部件。对于有光学镀膜的透镜和分色镜片等,可以用含有表面活性剂的水溶性清洁液浸泡或者超声波清洗,然后用蒸馏水冲洗。对于液晶板和PBS,由于表面硬度很低,不能用有机溶剂和鹿皮等清洁,容易造成腐蚀或划伤,应该使用高洁净度的空气强力吹拂灰尘(气刀除尘),进行深度清尘。镜头表面油污可以用麂皮擦净。清洁电源部分由于潮湿,经常在电子原件上附着灰尘和水珠,特别是老化的设备,需要经常用风筒或气泵进行清尘和烘干。对于某些没有过滤网的DLP投影机也要定期清洁。因此,建议每月1次初级清尘(过滤网、镜头),1个学期一次中级清尘(电源板、主板、风扇等,潮湿天气来临前一定要做),1年1次深度清尘(光路部分)。

3.选择防尘耐高温的设备

在设备选型上,购买全密闭的防尘型并可以在高温下正常运行的投影机。

(1)增大过滤网面积

增大过滤网是增强投影机防尘能力的一个简单有效方法。由于过滤网面积加大,在保证冷却空气充足进入的前提下,过滤网孔隙可以相应缩小,可以过滤微米级的颗粒,从而提高了防尘效果。另一方面,由于面积增加,也可延长过滤网清洁维护时间,能自动提示清洁。

(2)静电过滤网

一直带有静电,当带有正电或负电荷的灰尘颗粒接近过滤网时,不管颗粒的大小,都可以被静电过滤网吸附。

(3)专门的气流导向通道

把气流专门导向液晶板或者DMD和灯泡,严格控制空气流向,提升空气利用率。

(4)全密闭

投影机所有缝隙都进行了密封,包括镜头,聚焦和变焦调节部分。

4.非空调环境下的防潮

很多学校因为经费等多种原因,课室并没有安装空调或抽湿设备,可以考虑以下几种方法防潮。

(1)投影机通电

提过中控提供投影机24h通电状态,保持一定的温度,驱散附着电子原件上的湿气。如果湿度过大(98%以上),需要将投影机保持待机状态(很多DLP投影机没有待机功能),以便确保风扇运转以及投影机内的温度较高。

(2)气体吹干

对于那些老化的投影机,在上课前,需要用风筒或者气泵吹干附着的水珠。否则容易引起电路短路。但工作量大,操作比较麻烦。

(3)塑料袋遮罩

可以在定制塑料袋或普通塑料带里放置了干燥剂,罩好投影机,密封,上课前打开。此法简单有效,不浪费资源。

(4)保持良好通风环境

良好的通风能够保证投影机内部有很好的空气对流,湿度比较小的空气是不会对投影机产生很大的不良影响的。因为,投影机在长时间不用的情况下,内部元件很容易被潮湿的空气腐蚀掉。

5.用等离子电视替换投影机

随着科技的发展,液晶电视和等离子电视的价格越来越低,在学校的小型无黑板课室,完全可以使用大尺寸(55寸以上)的等离子电视机,无论从画质亮度以及寿命保养等方面都优于投影机,工作温度湿度范围大,且操作简便,降低了工作人员的工作量,减少了学校的投资。

三、结束语

在沿海地区投影机的维护保养是件十分重要的事情,从细节上做好防潮防尘的工作,将会减低维护费用,延长使用寿命。我们仍需不断探讨在现有条件下如何更好更有效地保障教学活动,全力为教学服务。

参考文献

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

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

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

[4]www.taxan-pj.com/2009-3