从技术原理出发谈投影保养和维护

honggu · 发表于 2009-5-17 13:44:12

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前言：这些年来，随着技术成熟度不断提高，投影产品的价格正持续走低，它也正以超人想象的速度在国内普及开来。特别是在教育领域，由于国家正逐步加强现代化教育设施的建设力度，也带动了学校多媒体教室的建设和使用。
再加上中国教育人口众多，学校分布极为广泛，这都决定了国内的教育投影市场仍处于并将长期处于主导地位，而教育部“亿万工程”已进入实战阶段，各级学校都在通过购进先进的教学设备——投影机来加强自身建设，于是在教育领域里，投影产品的普及率已经相当高，甚至已经趋于饱和。
相应的，投影设备的使用和维护问题也就日益凸显。广大师生只是对投影的亮度和图像效果有明确的要求，大多只是期望得到最佳的演示效果，而对投影产品的使用和维护却重视不够，也使得当前很多学校里，投影机出问题的几率大增，浪费教育经费不说，也严重的影响了正常的教学工作。
所以说，笔者认为有必要在此向广大教育用户介绍一下投影的日常保养和维护。咱们知道，当前的投影技术分化为两大阵营，也就是LCD和DLP，二者相比，各有所长。只不过，LCD投影的色彩绚烂、色度还原性好、稳定性高，其产品的制造技术也更为成熟早一些，被更多的应用与教育、科研等活动当中。本文中，笔者也较多的以LCD投影为例，来浅显地谈一下教育投影的保养和维护。
LCD投影技术原理
一般来讲，LCD投影机的光路构成是这样的，光线由灯泡发出，经红外线、紫外线滤镜后，到偏振光转换透镜组，经过分色镜组分成R、G、B三路色光后分别射入RGB液晶板，然后由光整合棱镜聚合、最后经投影镜头合成，将影像投射在大屏幕上。
先说分色镜片组，这部分一般由两片双面镀膜透镜片和色光补偿凸透镜组成，一个分色镜片透射红光、反射蓝绿光；另一个则用于反射绿光、透射蓝光。而分光镜片的特性与光源色谱特性和三原色原理有关。另外，在光路当中，还有一个凸透镜的作用非常明显，主要用于色光补偿。
再谈另一重要环节——偏振光转换棱镜组，该部分由附有液晶材料的棱镜组构成，主要是为了让灯泡射出的自然光，经过偏振光分离膜棱镜和半波板的透射和反射，成为两个正交的偏振光，以满足液晶板和光整合部分的需要，提高光源利用效率。
有一点还应该特别注意，偏振光转换棱镜组是LCD投影光路中距灯泡(也就是通常所说的主要热源)最近的部件，对温度也是最为敏感，如果我们平常不注意投影机的通风散热，该部件就很容易被损坏或烧掉。
最后需要重点说明的是投影镜头，它是投影光路构成中最后的一环，主要是用于将光整合棱镜聚合后的光，做进一步的合成，最后投射在屏幕上。一般的，投影机的亮度指标是指镜头焦距与光学镜片直径的比最小值，举个例子说，当镜头焦距增大时，光线射入镜头的夹角就会变小，镜头的有效使用面积减小，光通量必然会降低，投射出光线的亮度自然也就要降低。
投影机光源
上面笔者就提到了，灯泡是投影机的主要光源，而实际上，投影的光源还包括一般由灯泡、抛物线反光器和灯供电器等，而灯泡则是其中最重要的一环。
从发光类型上看，投影机灯泡可以分为金属卤素灯泡和超高压汞灯泡，而后者又可以包括UHE、UHP等。
所谓卤素灯泡，就是指灯泡中填充了金属卤化物，其优点是价格便宜，更换成本比较低。在灯泡处在点亮状态时，灯丝处于半熔状态，温度则高达上千度，对投影机的散热能力要求较高，也是经常应用在LCD投影机上。其缺点就是寿命较短，使用寿命不过2000小时，在使用过程中，金属卤素灯泡的亮度会衰减得非常厉害。
UHE灯泡则属于超高压汞一类灯泡，比较适合长时间使用。其价格也比较适中，大概在2000元左右，目前主流投影普遍采用的就是UHE。UHE灯泡利用光学原理滤除了红外线，发出冷光，热量比较小，能有效降低投影机功耗。这种采用超高压汞填充技术的灯泡通常被称为冷光源灯泡，最突出的特点是寿命长，一般能达到3000小时以上。
新型的UHP灯泡同样属于超高压汞灯泡，其寿命较长，一般标称6000小时，最长的甚至标称12000小时，累计工作时间4000小时后亮度也不会出现明显的衰减。它是飞利浦公司发明的一种专利技术，当灯泡衰竭时会即刻熄灭。
相比于前两者，UHP灯泡则是投影机更为理想的光源，只是其专利技术为飞利浦垄断，价格也是偏高，一般都在3000元以上，一般只有高档投影机才会使用它。不过，随着投影机的逐渐普及和技术的更新，很多主流中端LCD投影也开始使用UHP灯泡。
下面，我们主要介绍一下UHP灯泡，通过对其工作原理和特点的了解，来看我们在使用投影时还应该注意哪些内容。
与普通灯泡相比，UHP灯的点亮和工作条件更为复杂，其启动电路产生点燃高压气体放电灯所需的高压脉冲。电源接通后，UHP灯回路处于短路状态，高压脉冲电流的峰值极大，并处于最大输出状态。也就可以使得电极进行弧光放电，这样，UHP才能被点亮。
点燃后，等两极间电弧形成，两极间电压便逐步提升，电流持续下降至一定值时，高压点灯电路便处于断路；下面就转而由恒流管供电，于是，两极间放电时间便得到增加，灯内温度升高，电极两端电压达到额定值；最后，UHP灯便稳定运行，控制电路会对其进行精确的控制，保证其正常工作。
看了上面的介绍，我们可以发现，UHP灯和投影光源构成是非常复杂的，即便是目前主流的UHE也是一样的，它们的构造和组成都是经由专业人士精心设计，我们可不能任意所为，对这些关键部件做动作。
就算是在更换灯泡时，笔者都建议广大投影用户要采用所用投影的原配型号的灯泡。当然了，为了节省经费，我们也可以选用其它品牌的代用灯泡，但是一定要注意其各项技术指标要和原机型的灯泡一致。如果乱用灯泡，极有可能导致灯泡中电弧出现异常，更有可能使得灯泡的供电电路遭到损坏。
防尘与散热

honggu · 发表于 2009-5-24 13:26:05

上面，笔者主要向广大教育投影用户介绍了一下LCD投影的基本工作原理和一些重要的技术特点，相信有些朋友可能都迷糊了。没关系嘛，大家没必要非得考究投影机工作的每一个环节，毕竟不是专业人士，我们只需要认识到LCD投影机光路构成、光源等关键部件的复杂，进而要对投影的这些关键部位做特殊的保养和维护。
实际上，DLP投影用户也是一样，商务、家庭投影使用者也得注意这些方面，毕竟投影机还不便宜，好几千甚至是上万元的东西，咱们为啥就不能给它多一点的呵护呢?
防尘最重要
咱们知道，LCD的光路构成颇为复杂，而LCD液晶片在成像时也极易产生静电而吸附微小尘粒，这将对投影画面产生不良影响。另外，投影的散热风扇会以每分钟几十升的空气流量对机器进行送风冷却，高速气流经过滤尘网时也可能夹带微小尘粒。
因为学校的环境比较恶劣，导致了投影机内部灰尘堆积如丘陵般的状态所以说，教育投影用户要特别注意了，咱们得定期清洁过滤网，首先把隔尘网拆下来清洗，然后用刷子轻扫灰尘即可;投影镜头上也常会附着有灰尘，用户可用镜头纸擦拭处理，切忌用湿抹布擦拭机身及镜头，这是为了避免划伤镜头，影响以后的投影效果;清洁光路部件也非常重要，对于有光学镀膜的透镜和分色镜片，我们可以用含有表面活性剂的水溶性清洁液浸泡，然后用蒸馏水冲洗;另外，液晶板与光整合棱镜表面的偏振片和偏振层是有机高分子膜，其表面硬度较低，不宜用有机溶剂或丝织物清洁，容易造成腐蚀或划伤，大家可以使用高洁净度压缩空气强力吹走灰尘。
防热也是关键
一般的，灯泡都是由高纯度石英玻璃打造，耐热性非常好，可还是挡不住灯泡工作时放出的巨大热量。特别是UHP灯泡，它工作时电弧短，工作温度也就更高。如果通风散热不良，就可能造成灯泡周边热量积聚而产生的非正常高温会使灯泡壁被灼伤，产生结晶现象，会影响灯泡的日常运行。这还是小事儿，更严重的还会使灯泡壁不透光，造成灯内温度和压力上升，最终导致灯泡爆裂。
另外，LCD液晶板也是对温度很敏感的，其工作温度一般不能超高77度，温度过高可能会让液晶材料失去功效。而且，光路部件中的很多透镜和镜片上的反射膜、分色膜、增透膜等，在非正常高热环境下也会产生脱落、斑点，造成不可补救的损伤。
所以说，对于LCD投影来说，防热也是非常关键的。令人欣喜的是，现在的教育投影一般都搭载了不错的散热系统，可教育投影的使用者也应当掌握一定的防热常识：首先我们要注意投影机的放置位置，机器应被安置在一个相对通风的位置，吊装就是个不错的选择，千万别怕麻烦，机器坏了会更麻烦；如果实在不能采用吊顶安装，放置在桌面上时，也要切忌有物体挡住投影机的通风口。
爱护灯泡
咱们知道，灯泡是投影机最主要的光源，其工作原理非常复杂，更会在使用过程中放出大量的热量，而且每个灯泡都价格不菲，不到万不得已，谁也不会拿灯泡换着玩。所以说，对灯泡，我们是要倍加爱护的首先要注意开关机顺序，先应打开电源开关，再按住投影仪面板上的Lamp按钮不放，直到投影仪绿色信号灯稳定为止;关闭投影仪时，也应该先按下Lamp按钮不放，直到投影风扇停止运行，进而再关闭电源开关。若不按照正确顺序进行，投影机灯泡就很可能得不到好的散热，严重的会引发不可想象的危险。
对于那些不支持即开即关功能的投影来说的，用户在使用完投影机后，应该先关闭投影机控制面板中的软件开关，让灯泡停止工作，进而让投影风扇继续工作一段时间，等工作时产生的热量散尽，散热风扇停止工作后再切断电源，这也会对灯泡有益处。
其次，我们还要注意不要频繁开关机，在开机和关机状态之间进行切换时，用户应保持其间有5分钟左右的时间以供散热，这是由于投影机供电部分采用了变压器和功率开关管等电子元件，这些元件在频繁切换工作状态的过程中会产生很大的热量，从而造成投影仪内部工作温度过高，以至于引发灯泡爆炸。
另外，我们也不要随意移动使用中的投影机，因为在投影过程中，灯泡里面的灯丝通常都在半熔状态下工作，如果在这个时候频繁移动投影，很有可能会损害灯泡。
最后，还要重复上面交待过的东西了，当灯泡需要更换时，我们应该即时查看投影机说明书，以确保更换操作步骤的正确性，更得确认哪些通用型号的灯泡可以与投影机兼容，一定不能使用与投影机不兼容的灯泡，否则将很有可能造成灯泡工作异常，甚至是损坏。
这篇文章里，笔者主要向大伙儿介绍了LCD投影的基本技术原理，并重点说明了投影产品的光路、光源等几大关键部件的工作特点。笔者觉着，大家能够通过本文真正认识到哪些部件是投影机的关键，能够在日后的使用过程中更加重视，就可以更好地维护和保养投影机，并提高其使用效率，还能有效降低投影的使用成本。

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