教学用投影仪使用寿命的若干分析

共8页，第5页关于教学用投影仪使用寿命的若干分析CHAPTER1背景介绍投影仪的成像原理及其优缺点：投影机自问世以来发展至今已形成三大系列：LCD（LiquidCrystalDisplay）液晶投影机、DLP（DigitalLightingProcess）数字光处理器投影机、CRT（CathodeRayTube）阴极射线管投影机。

LCD投影机的技术是透射式投影技术，目前最为成熟。投影画面色彩还原真实鲜艳，色彩饱和度高，光利用效率很高，LCD投影机比用相同瓦数光源灯的DLP投影机有更高的ANSI流明光输出，目前市场高流明的投影机主要以LCD投影机为主。它的缺点是黑色层次表现不是很好，对比度低，投影画面的像素结构明显。

DLP投影机的技术是反射式投影技术，是现在高速发展的投影技术。它的采用，使投影图像灰度等级、图像信号噪声比大幅度提高，画面质量细腻稳定，尤其在播放动态视频有图像流畅，没有像素结构感，形象自然，数字图像还原真实精确。由于出于成本和机身体积的考虑，目前DLP投影机多半采用单片DMD芯片设计，所以在图像颜色的还原上比LCD投影机稍逊一筹，色彩不够鲜艳生动。

CRT投影机是采用的最早的投影技术。它的优点是寿命长，显示的图像色彩丰富,还原性好,具有丰富的几何失真调整能力。由于技术的制约，无法在提高分辨率的同时提高流明，直接影响CRT投影机的亮度值，到目前为止,其亮度值始终徘徊在300流明以下，加上体积较大和操作复杂，已经被淘汰。我校使用的投影仪主要是HITACHICP-HX2080A，是一款单片0.9英寸LCD液晶投影仪，采用的是250WUHB灯泡作为光源，整机功率为410W。标准分辨率1024×768，标称亮度3000流明。下面，针对这一款投影仪，详细介绍一下其成像原理。液晶投影机是液晶技术、照明技术及集成电路技术的发展带来的产物。其关键技术是液晶板的制造。LCD投影机利用液晶的光电效应，即液晶分子的排列在电场作用下发生变化，影响其液晶单元的透光率或反射率，从而影响它的光学性质，产生具有不同灰度层次及颜色的图像。现在的LCD投影机最高支持分辨率可以达到1600×1200(UXGA)，使用时间可以至8小时以上，具有很高的亮度和高保真的图像色彩，可以方便地接入各种视频信号。它们体积小巧，重量轻，便于携带。液晶投影机的底层技术——液晶板一直只有Sony和Epson两家公司具备研发和生产能力，经过多年发展，液晶板技术日臻成熟。液晶板技术一直致力于提高性能和降低加工成本两个方面。在提高性能方面它主要是通过提高开口率来提高光效率，另外还采用微镜阵列技术来提高液晶板的透光率，降低显示图像的像素化，使图像更细腻。目前LCD投影机在亮度指标和图像精细程度方面都已经达到相当高的水平。除了高端影院产品外，在普通应用产品和低端高性能投影机产品中，LCD产品保持了对单片DLP产品的亮度领先优势。LCD投影机的生产厂家主要为日韩厂商。液晶有活性液晶体和非活性液晶体。活性液晶体具有透光性，做成LCD液晶板，用在投影机上。TFT是“thin-filmtransistor”的缩写，意为“薄膜晶体管”。TFT活性矩阵利用每一独立的晶体管控制LCD板上的每一个像素，由于TFT活性矩阵液晶板可产生更快的反应速度及对比度，是目前使用最广的液晶板。通过控制系统，可以控制通过LCD的光的亮度、颜色、对比度等。LCD液晶板的大小决定着投影机的大小。LCD越小，则投影机的光学系统就能做得越小，从而使投影机越小。而要在越小的LCD上做到高分辨率，并且保持高亮度，其技术工艺越难。单片液晶投影仪的成像原理是这样的：液晶投影机是被动式的投影方式，其外光源有金属卤素灯泡、UHP灯泡、UHE灯泡、UHB灯泡。这几种灯泡的共同特点是发热量都很大，在使用过程中，需要有良好的散热，否则会严重的影响整机的使用寿命。优点缺点LCD液晶投影仪画面色彩还原真实鲜艳，色彩饱和度高，光利用效率很高；体积小、重量轻；维护简单，便于使用；使用环境苛刻，需要良好的散热；怕震动；耗材（灯泡）价格昂贵；画面颗粒感严重，不够细腻；过热问题所产生的进一步的问题及对机器的影响：机器过热会严重影响机器的使用寿命。对于电源部分来说，由于电源中有大量用于给电路稳压和抗干扰的电容，这些电容大部分是电解电容。电解电容内部有电解液。如果温度过高，电解液就会干凅，从而使电容失效，进而导致电源波动大，使投影机电源功率开关管烧毁。对于液晶板来说，过高的温度会使液晶变性，永久失效，从而不能够正确的显示图像，甚至是液晶板报废。对于机器中的集成电路芯片来说，芯片板自身的物理性质决定了它的工作温度不允许太高，过高的温度会使其工作不正常，甚至是烧毁芯片。对于机器中的光学系统来说，温度过高，会使镜片的光学性能变差，致使图像模糊。对于灯泡自身来说，过高的温度会使灯泡内壁的石英在高温下发生失透现象，产生白色的斑点。由于失透处大量阻挡光线，使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，并且很可能导致灯泡爆炸。目前，投影仪在机器内部都安装温度传感器，并通过它来即时监控投影机内部空气的温度变化，并把这一温度变化信号反馈给投影机内部专门的电路来处理，一旦机器检测到温度变化已经达到该区域工作临界点以上，投影机内部的保护程序将自动运行启动，来将投影机电源自动切断，以免投影机在高温条件下继续工作时会受到损伤。我校使用投影仪时的不足之处：日常维护不足。学校一般情况下除了投影仪出现故障外，是不会对投影仪作太多额外维护的。在吊装箱的顶部、内部，及投影仪后部的出风口处，都积聚有大量的灰尘。灰尘可是投影仪最大的天敌。因为投影仪内部装有空气过滤器，防止空气中的小颗粒进入投影仪。但是随着使用时间的增加，过滤器的网格外会积攒越来越多的灰尘，阻塞空气的通路，影响进入投影仪内空气的量，进而影响散热效果，使使用时投影仪内的温度升高。同时，由于网格被堵塞，空气进入的量减少，使得机器内的空气负压增加，这会使许多本来不会进入机器内的灰尘由于额外的压力进入机器内，影响光学系统的透光性。过滤器阻塞后，机器是有提示的。但即使是这样，出现问题后还是很少有人及时处理。维修不及时。往往在教学区的投影仪出现故障很长时间也没有人修理。常见的故障有投影仪的灯泡亮度严重不足或损坏，由于机器内部连接液晶板的排线松动造成的花屏，投影仪内散热风扇由于使用时间过长缺油而造成的震动大等。灯泡的问题和花屏的问题除了对教学造成一定影响外，不会对机器造成不良影响。但是散热风扇的问题除了会在课堂上发出巨大的噪声以外，还会给正在使用的投影仪造成伤害。由于在使用的时候灯泡的温度极高，而这时灯泡自身的强度最低，灯丝几乎处于半熔化状态，一旦外界有震动，就有可能影响灯丝的位置和形状，使得光线聚焦发生问题。另外，光学系统中各个透镜的位置也有可能由于震动而改变位置。一旦这样的问题发生，恢复起来是很困难的。吊装箱设计不够合理。我们使用的吊装箱，体积巨大，长度是投影仪的150％。虽然这样的设计会给配线和连接带来方便，但对投影仪的散热一点好处也没有。由于我们使用的投影仪的出风口在后部，虽然后部有两个大大的散热孔，但是由于内部体积过大，热空气不会立刻排出箱体外部，而是滞留在吊装箱内。这样，热空气就有可能再次被吸入进风口，使散热效果大打折扣。吊装箱有很多的散热孔，但这些散热孔都是直接在铁板上的开口，没有防尘作用，会导致灰尘直接进入吊装箱内部。日常使用存在隐患。学校使用中控电源对一个教室里的所有的设备进行控制。这样就可以对功放、电脑、投影仪、话筒接收器等设备统一的开机和关机，当用到投影的时候幕布会自动的降下，不用投影的时候幕布自动收起。好处是大大简化了老师上课时需要考虑的事情。但这样也带来一个问题，就是不正常的关机（对投影仪来说）。因为投影仪的关机要比电脑和幕布的收起都要慢，其过程是先关闭灯泡，为了避免热量积累在机器内部，散热风扇继续工作，等温度探测器探测到温度在阈值以下后才会关机。这个过程有的时候会比较长，上课老师在电脑关闭和屏幕收起后就以为系统关闭了，就会关闭总电源，当然，散热风扇也就不会再工作了。如果不正常关机，热量就会积攒在机器内部，长期这样对灯泡和液晶板的寿命都有影响。有些投影仪中，有一块专门记录灯泡使用时间的芯片，其工作原理是在灯泡点亮的时候计时，在灯泡熄灭以后把时间写入存储器里，其作用是控制灯泡的使用寿命，防止超时使用后的的炸灯现象的发生。如果非正常关机的话，有可能使时间记录不正确，增加使用时的风险。在在上课的时候有时老师发现投影仪不能正常显示图像，不管什么原因，都会频繁的关闭—起动投影仪。有的时候这样做可以解决问题，但有时由于不是投影仪自身的问题造成的图像无法显示，这样的重启也无法解决。可是，频繁的开关机对投影仪来说却很不好。如果刚关机又马上开机，灯泡将在没有完全冷却的情况下重新预热，因为灯泡在预热的时候的电流和正常工作时的不一致（在预热时电流更大），冲击电流会导致本来就很热的灯泡电极，是灯泡更容易出现早衰现象，并且由于预热时灯泡所消耗的功率也比正常工作时要大，这样，在本来温度就很高的灯泡上就会产生更大的热量。同时，短时间内频繁开关机还会加大投影仪灯泡供电电路的负荷，使供电电路容易损坏。CHAPTER4目标介绍怎样才能让投影仪更好的在教学中发挥作用要想在教学中更好的使用，就必须在平常对投影仪更加的“呵护”。那么具体应该怎样“呵护”呢？针对我校投影仪的使用情况，提出如下几点建议：在教学设备上提示说明投影仪的正确使用方法。加强日常维护，如吊装箱的清扫、投影仪散热风扇的上油、投影仪空气过滤器的清理，对损坏的灯泡进行更换等。在每个学年进行一次专业的投影仪维护。如对投影仪内部进行清洗、除尘，对排线进行加固等。改善投影仪的工作环境，即改装吊装箱。改变投影仪的供电电路，使既做到不会在没有上课的时候开机，又不会在上完课后老师关闭主控电源后由于散热没有完成而影响寿命。CHAPTER5解决方案教学中投影仪的正确使用方法：①关掉正对投影屏幕的灯，拉上窗帘。【因为屏幕通常是白色，外部光线直接照射到屏幕上会造成观众视觉不适应；最关键的是，这会造成投影亮度相对不够，影像不清晰。】②投影机开机后如果没有立即显示图像，请不要着急，稍等一下就会好。【投影机开机后有一个预热过程。在30秒左右的预热过程中，图像可能会不清晰。不必担心，等一会就好了。】③检查电脑分辨率是否与投影机匹配。【电脑的分辨率和投影机的分辨率应该设置成一致。我们的投影机分辨率为1024×768，这样数据源的笔记本电脑也应该调整成1024×768。】④应尽量减少开关次数。【因为开机的冲击电流会影响灯泡的寿命；另外，关机后应等待5分钟以上才能再次开机操作。】⑤在使用过程中，如果机器有过热的提示，应该先停机，等待风扇停转后，关掉电源使其冷却，并检查通风散热情况。如果通风散热良好，等投影仪充分冷却后（约20分钟），再开机使用。日常维护工作：①为保证投影机的正常工作，定时的检查和保养是必不可少的。清理过滤器就是其中的一项重要工作。如果投影机通风过滤器被灰尘堵塞，会影响投影机内部的通风，并引起投影机过热而损坏机器。任何时候，务必确保通风过滤器妥善安装好好。每使用100小时对投影机通风过滤器进行清理。②光学设备的清洁总是一个大问题。问题出在两个地方，一是清洁用的溶剂，二是清洁用的用具。首先要说明的是，清洁投影机的光学镜头，绝对不能使用普通的有机溶剂，有机溶剂会对镜头产生腐蚀作用。一般情况下，用中性的清水就可以了。其次，是擦拭的用具。随便找一块抹布擦拭镜头，坚硬的纤维或者抹布中的固体硬质灰尘颗粒会对镜头产生不可恢复的硬划伤。最好用清洁光学用品专用的无尘布或者无尘纸。每使用一个月对投影机的镜头进行清理。③在周末的时候应该对吊装箱进行简单的清理，用潮湿的抹布擦除表面和通风孔出的灰尘即可。一定要是潮湿的抹布，干抹布不能吸附灰尘，只能让灰尘搬家，受害者还是投影仪自己；抹布也不能太湿，否则有可能让水分进入机器。④及时更换损坏了的灯泡。投影仪的灯泡一般只能使用2000小时左右。使用寿命到后，灯泡的可见光会迅速的衰减。而所发出的红外线和紫外线的量会迅速上升。红外线和紫外线对液晶板的使用寿命有很大的影响。所以，不要以为灯泡不太亮了凑合一下就行了，其实这是对机器很不好的。专业维护工作：①在学校寒暑假的时候，最好要对投影机进行一次年中保养。此次的保养比较专业，因此最好由经过培训的校方人员来完成。年中保养主要是在基础护理的基础上，进行电源板、高压板、主板灰尘清洁，液晶板、偏光板清洗，风扇除尘，关键部位校试、调准等