进口数字发射机水冷系统改进方案

宋晓波 胡骏

（上海东方明珠传输有限公司）

【摘要】 随着国家广电总局推出CMMB手机电视项目，大量进口数字发射机被各省市发射台作为播出发射机。本文主要阐述了所用数字发射机水冷系统一些常见的故障，故障的应急措施，及其整个系统上的缺陷和整改方案。对实际维护工作具有一定的指导意义。【关键词】 水泵 漏水报警器 压力传感器 水温传感器 紧急启动 引言2008年5月，随着国家广电总局推出CMMB手机电视项目，东方明珠发射台引入了第一台数字发射机，该数字发射机具有以下几个特点：（1）激励器利用内置的校正器，对功率放大器的非线性失真、线性失真进行自适应校正。（2）功率放大器使用最新的高性能LD-MOSFET（横型扩散MOSFET），使发射机效率大大提高。（3）功率放大器内置电源，实现了功率放大单元的小型化。（4）发射机控制面板发生故障时，可启用紧急启动开关，直接启动PA，水泵及热交换机风扇。随后，我国地面数字国标DTMB正式亮相，我台又陆续引入3部数字发射机作为央视高清、上海高清以及上海标清3套节目的播出发射机。随着发射机的启用，一些问题逐渐暴露了出来。不过意外的是问题不是出在发射机本身，而是出在为发射机功率放大器进行冷却的水冷系统上面。1. 进口数字发射机水冷系统简介进口数字发射机水冷系统采用双泵模式，泵1工作的同时，泵2作为备份泵使用。发射机功率放大器中水温较高的水经热交换器冷却后，进入水箱，然后由泵把水箱中冷却后的水注入发射机，对功率放大器进行冷却。以下就是整个水冷系统的框图。

图1 进口数字发射机水冷系统框图

从上图中我们可以看出这个水冷系统还是比较简单的，它把所有功率放大器中的水去热交换机进行冷却，水箱中水温低到一定程度时再由加热器进行加热，因此它只能把水温控制在一个范围之内。而不像本台的另几部数字发射机的水冷系统，经由自动三通阀门与温度控制器，可以随时控制进入热交换机冷却和直接进入水箱的水的比例，从而把水箱中的水温控制在一个极小的范围之内。这个水冷系统虽然比较简单，但是问题却不少，下面就来说说具体的故障。2. 水冷系统具体故障及其解决措施发射机使用一段时间后，本身没有什么问题，很稳定，基本没有出现什么故障。但是随后出现了一系列水冷系统方面的故障，比较令人头痛。故障分为以下几个方面。1）水泵故障水泵是水冷系统中最重要的设备，但是往往也是故障最多的设备。发射机使用一个星期以后，就有发生水泵轻微漏水现象，而且不是一个水泵发生这种情况。因为发射台空间有限，水冷系统的控制柜没有和发射机安装在一起，而是在2个楼面。一般值班人员巡机时，如果发射机控制面板上显示正常，就不会特意跑到另一个楼面去检查水冷系统，因为发射机报警中有水冷系统方面的报警。但是水泵轻微漏水不会触发水压或水温报警，因此无法在第一时间发现故障，造成水泵的继续损坏。鉴于这种情况，我们自己设计了一个漏水报警器，以下是报警器的电路图：

图2 漏水报警电路图

电路很简单，J2与J4就是漏水触发开关。正常情况下J2与J4是断开的，LED2或LED6亮绿灯。漏水时闭合，触发漏水报警，LED1和LED5亮红灯，蜂鸣器响。J5和J6是报警测试按钮，测试报警器是否能正常工作。J1和J3可以使蜂鸣器静默。这里只画出了2部发射机的报警器图，此报警器可以无限扩展。报警器设计好了，现在考虑如何让水泵轻微漏水触发报警，我们所使用的方法是这样的。如图3所示，用一个手掌型的塑料夹子，在两个食指上套上两个金属指套，金属指套通过导线连接至漏水报警器触发开关。然后让中指、无名指和小指夹住一层薄纸。再用双面胶把夹子固定在盘子最低处，放在水泵的下方。这样在正常情况下，薄纸的厚度使食指的两个金属指套无法接触，无法触发漏水报警。但是当水泵漏水时，水会滴在薄纸上时，就能使薄纸的厚度变薄，这样食指的两个金属指套就会接触，

图3 漏水报警器探头

触发漏水报警。最后我们把漏水报警器安装在值班室的控制桌上。让值班人员能在一时间发现水泵漏水现象。图4为值班室中的漏水报警器：

图4 漏水报警器控制面板

安装好自己设计的漏水报警器后，效果非常明显，多次在水泵漏水量很小的情况下，触发漏水报警器报警，让值班员及时通知我们的维护人员来进行应急操作和抢修。现在水泵漏水的报警功能我们已经实现，但是这治标不治本，关键是要解决水泵的漏水问题。经过几次水泵漏水故障后，我们发现大多数情况是由于水泵的陶瓷密封环出现了裂缝，使水泵发生漏水现象。而陶瓷密封环之所以出现裂缝，应该是水泵整体震动过大造成后果。为了减小水泵的震动，我们建议大连东芝把水泵的进水口和出水口这两段硬管改成软管，并在水泵底部加装防震垫片。大连东芝听取了我们的意见，并且为了进一步减小震动，他们还降低了泵的功率。最后终于解决了水泵漏水问题。下图就是我们现在使用的水泵，已经许久没有发生漏水现象了。

图5 水泵

2）压力传感器与温度传感器故障水冷系统中有两个故障会导致发射机保护关机，一个是水温异常报警，另一个是水压异常报警。水压由压力传感器测得，水温则由温度传感器测得。但是从这套水冷系统几年的使情况来看，真的由于水温异常或水压异常造成发射机关机的情况微乎其微，更多的情况是压力传感器与温度传感器本身发生故障，使发射机控制器获得错误的数据，造成发射机关机。下图即是安装在水泵控制柜上的压力传感器与温度传感器：

图6 温度、压力传感器

温度传感器的作用是测得水箱中水的实际温度，如果温度过高，就启动热交换机风扇，对水进行冷却。如果水温过低，就启动加热器对水箱中的水进行加热。现在的典型故障是温度传感器本身故障，测得水箱中水的温度为负值，造成加热器不断给水箱中的水加热，最后造成发射机功放温度过高而保护关机。遇到这种情况时，我们可以把发射机切为手动状态，水冷系统也会变成手动状态，这时我们可以手动关闭加热器。若是还无法关闭加热器，我们可以在控制柜中关闭加热器的电源CB。压力传感器的作用是测得水管中的水压，如果水压不在正常范围内，就关闭发射机，关闭水泵。现在的典型故障是压力传感器本身故障，测得水压数值正确（图6中显示的水压数值正常），但是压力传感器发送给发射机的数据异常，显示水压为0，造成发射机保护关机。遇到这种情况时，我们在确认水压无误的情况下，可以启动发射机的应急开关，强制开启发射机。紧急启动开关在发射机底部最右侧，如图7所示：

图7 紧急启动开关

除了压力传感器与温度传感器本身故障外，还有可能发生传感器接点接触不良导致所 测数据出错。这种情况就需要我我们定期给传感器各接点清洁及紧固。3. 紧急启动时存在的隐患紧急启动开关是在发射机控制器发生故障无法开启发射机，而发射机本身和水冷系统不存在故障的情况下能进行强制开机。它实现了以下3个功能：1、跳过控制器直接给予功放PA ON CONT信号开启功放。2、跳过控制器直接给予热交换机FAN ON CONT信号开启热交换机风扇。3、跳过控制器直接给予泵1开启信号开启泵1。这3个功能中前两个都没问题，只要事先确认功放与热交换机都正常。但是第三个功能存在不小的问题。因为它只能开启泵1，而不能开启泵2，但是说明书中并没有提到这一点，所以这个问题也是在使用紧急启动开关时发现的。曾经有一次由于泵1漏水，我们使用的是泵2。但不巧的是正好碰上压力传感器发生故障导致发射机关机，于是我们在确认发射机本身，水冷系统以及天馈线系统都没有故障的情况下，启用了紧急启动开关。但是此时发现泵2不运转，于是马上关闭了紧急启动开关。查找图纸后才发现到问题。以下为紧急启动开关与功放和水泵控制线路图：

图8 紧急启动开关线路图

根据图8中所示，紧急启动开关或者本控启动按钮开启的只能是泵1，泵2只能使用发射机控制器进行开启。所以当泵1和控制器同时出现故障时，不论紧急启动开关或本控启动按钮都无法开启正常的泵2，这对安全播出是一个很严重的隐患。基于应急操作必须保证在很短时间内完成，所以换泵是肯定不行的。再加装泵2本控启动按钮也需要不小的改造，看来最简单的应该就是改良一下紧急启动开关了。从图中可知，我们只要在启动紧急启动开关时做到短接X2两端即可启动泵2。来看下实物图9：

图9 紧急启动开关线路修改

我们只要把泵1运行上接在N24上的蓝线换到泵2运行上的N24，把接在泵1运行213上的红线接到泵2运行的214上，即可实现在启动紧急启动开关时开启泵2。所以我们只要在泵1无法正常运转的时期，按照上图改变接线位置，保证紧急启动开关开启时启动泵2即可。4. 总结经过几年的对我台数字发射机水冷系统维护工作，从中发现了一些设备缺陷，也及时的向厂方提出意见和改进方案，现在这套系统工作已经比较稳定。希望我们的维护经验对各地有同样发射机的发射台的同仁们有所帮助。当然，水冷系统能用在各种需要冷却的系统中，并不一定是发射机，所以也希望此文对使用类似水冷系统的人们有所帮助。 编辑：中国新闻技术工作者联合会