電光液位開關在水冷式DX發射機中的應用

謝桂明 國家廣電總局623臺

電光液位開關在水冷式DX發射機中的應用

謝桂明 國家廣電總局623臺

本文詳細介紹了電光液位開關的工作原理及在水冷式DX發射機中的應用。

電光液位開關；滲漏檢測

1.概述

發射機的冷卻系統是發射機的重要組成部分，水冷式DX發射機中的冷卻系統包含兩個部分，即風冷部分和水冷部分，它們共同確保發射機的正常穩定運行。如果冷卻系統發生故障，輕則降功率，關機，重則損壞發射機元器件，威脅安全播音，所以冷卻系統的維護是一項重要的工作。在水冷式DX發射機中的冷卻系統中，首先是通過射頻放大器和一個水冷散熱板之間的一個散熱塊直接對射頻放大器進行冷卻，另外還經過一個閉環的循環風吹到一個水冷式熱交換系統把其它元器件殘留的熱量帶走。這樣，就能有效地將機器中的熱量從功放單元中帶走，然后排放到室外。為了防止液體滲漏對機器造成危害，發射機采用多種方法對滲漏進行控制，如與水接觸使用的只有銅管和硅膠軟管，因此可以防止銹蝕和腐爛;不使用螺紋式的接頭，所有內部管路的接頭都是焊接或者用軟管卡具進行連接;系統中所有的軟管連接都應該安全卡牢;所有功放單元內部的管路，出廠運輸前都做過壓力測試;所有有電的單元器件和有可能造成漏水的區域都要經過屏蔽，注水通道遠離電子元器件，以防漏水;在水路安裝時還裝有一些水流開關，用以監測水流的任何變化，最后，為了保證機箱循環水的封閉性，在每個功放單元中都裝有六個漏水檢測器，分別位于擴展機柜、左機柜、中機柜、右機柜、熱交換機箱和整流機柜，一旦檢測到有漏水，將立即關斷功放單元以及整個水路，以保護發射機，本文重點介紹電光液位開關在水冷式DX發射機中的應用。

2.電光液位開關簡介

前面提及的漏水檢測器，即是一種電光液位開關（Electro-Optic Level Switches ），是一種結構簡單、使用方便、安全可靠的液位控制器，它使用紅外線探測，可避免陽光或燈光的干擾而引起誤動作。其體積小、安裝容易，有雜質或帶黏性的液體均可使用，且耐油、耐水、耐酸堿，因此在生產生活的各方面都得到了廣泛的應用。

電光傳感器包含一個紅外線發光二極管和一個光接收器，發光二極管所發出的光被導入傳感器頂部的棱鏡。利用光線的折射及反射原理，光線在兩種不同介質的分界面將產生反射或折射現象。當被測液體處于高位時則被測液體與光電開關形成一種分界面，當被測液體處于低位時，則空氣與光電開關形成另一種分界面，這兩種分界面使光電開關內部光接收晶體所接收的反射光強度不同，即對應兩種不同的開關狀態，通過感應這一變化，接收器可以驅動內部的電氣開關，從而啟動外部報警或控制電路。（如圖一）

圖一

圖二

3.電光液位開關的外形及引腳

在我臺水冷式DX發射機中使用了美國GEMS公司生產的ELS-1100系列的電光液位開關，它的外殼和棱鏡采用聚礬或尼龍，工作溫度在－17.8℃～+80℃，吸入電流約18mA，輸出TTL/CMOS兼容，集電極開路輸出的最大吸入電流為40mA，輸入電源10～28VDC,它的外形及引腳功能如圖二所示。

4.電光液位開關在水冷式DX發射機中的應用

在每個功放單元中都裝有六個電光液位開關，分別位于擴展機柜、左機柜、中機柜、右機柜、熱交換機箱和整流機柜，一旦檢測到有漏水，將立即關斷功放單元以及整個水路，以保護發射機。具體電路如圖三所示。

4.1 整流機柜漏水檢測電路分析

6U1為整流柜漏水檢測器，+30V電源和+5v電源通過漏水檢測接口板的1、3號端子送到漏水檢測器的紅線端和黑線端，白線端為漏水檢測器的狀態輸出端，該信號經漏水檢測接口板的7號端子送到PS控制板的J9-7,并經電阻R101和R24的分壓送到比較器U12-10,正常情況下，U12-10的電壓為7V，而U12-11為5V，所以比較器U12的輸出端U12-13為低電平，該電平分成兩路輸出，一路送到反相器U8-4,經反相后U8-15輸出高電平,經PB接口板J2-12送到EPLD U37-61，為供電正常信號;另一路信號經J10-4接到水流開關S6，送到PS控制板J10-7，至反相器U11-5,當發射機水路工作正常時，水流接點S6閉合，U11-6為高電平，該電平又經過兩級反相器U20和U8,在U8-4輸出高電平去控制板，如圖三所示。

當6U1檢測到機箱漏水時，U12-10的電壓小于5V， 故U12的輸出端U12-13為高電平，該信號一路經反相器U8-15輸出低電平到PB接口板的EPLD U37-61后，又送到PB PLC,并送到TCU的PLC,產生關閉水路的信號，經串行線送到冷卻控制箱的冷卻控制模塊的TB1的6、7、8端子，關閉水路，從而也使整部發射機關機，同時TCU的MMI 會指示相應PB漏水。另一路信號經水流開關S6送到反相器U11-5，經三極反相器后由J6-5送出溫度故障（低電平）信號，去控制板關閉功放單元。該低電平信號還經U17送到Q3的柵極，使Q3截止，從而控制K3關斷驅動級電源。從圖中可以看到，當水流不足S6斷開時，也會產生溫度故障低電平信號去關斷功放單元，該信號還經J8-7送到PS顯示板U16-15,點亮冷卻故障指示燈DS7。

4.2 PB機柜漏水檢測電路分析

為了保證機箱循環水的封閉性，在PB機柜分別位于右機柜、中機柜、左機柜、擴展機柜、熱交換機箱中裝有1U2、1U3、1U4、2U5、4U1五個電光液位開關，一旦檢測到有漏水，將立即關斷功放單元以及整個水路，以保護發射機。

如圖三所示，1U2、1U3、1U4、2U5、4U1的紅線端為+15V電源端，黑線為接地端，白線端為狀態輸出端，狀態輸出分別接至發射機接口板J29的4、3、2、1、6，然后送到冷卻PAL U11的5、4、3、2、7腳，正常情況下，在這些腳上可測得+3V電壓。冷卻PAL U11-18腳輸出+5V高電平，并經發射機接口板J25-13、PB接口板J6-13送至PB接口板的EPLD U37-57，同時，冷卻PAL U11-23腳也輸出+5V高電平去控制板。

當1U2、1U3、1U4、2U5、4U1五個光電液位開關中的一個一旦檢測到有漏水時，冷卻PAL U11的5、4、3、2、7腳中對應的一腳將由+3V電壓變為0，此時冷卻PAL U11-23腳輸出低電平，此低電平信號會送到控制板產生關斷當前PB的信號，同時，PB顯示板DS27(冷卻故障)、發射機接口板DS5(冷卻劑泄漏)故障燈變紅。另外，冷卻PAL U11-18腳（冷卻狀態輸出）也變為低電平，送到PB接口板的EPLD U37-57，此信號又送到PLC,并送到TCU的PLC,產生關閉水路的信號，經串行線送到冷卻控制箱的冷卻控制模塊的TB1的6、7、8端子，關閉水路，從而也使整部發射機關機，同時TCU的MMI 會指示相應PB漏水。需要說明的是，冷卻PAL U11-8為水流開關4S1狀態輸入，正常時為+5V，當水流開關斷開時，該腳變為低電平，使冷卻PAL U11-23腳輸出低電平去控制板關斷相應PB，同時發射機接口板DS9（低流量）、PB顯示板DS27(冷卻故障)故障燈變紅。冷卻PAL U11-14為發射機接口板上溫度開關S2狀態輸入，正常情況下溫度開關S2是斷開的，U11-14為低，當環境溫度超過70℃時，S2閉合，U11-14為+5V，此時冷卻PAL U11-23腳也輸出低電平，去控制板關斷相應PB，同時發射機接口板DS7（環境過溫）、PB顯示板DS27(冷卻故障)故障燈變紅，但以上兩種情況都不會使冷卻PAL U11-18腳（冷卻狀態輸出）變為低電平，所以不會關斷水路，機器仍可N—1狀態工作，這也是與冷卻劑泄漏信號的區別。

5.結束語

從以上分析可以看出，一旦電光液位開關檢測到有漏水時，將會關斷整個水路，從而關閉整部發射機，造成停播，因而在日常的維護工作中，應加強對水路管道的檢查，發現管道有滲水現象時，及時處理。如在播音中發生PB因管道滲漏而關閉水路時，應及時關閉該PB的進出水閥門，斷開該PB的低壓電源，采取N-1工作方式。當電光液位開關探頭有臟物時，也會引起誤動作，造成停播，所以還應加強對電光液位開關的清潔工作，避免誤動作。當電光液位開關性能不良時，會偶發滲漏故障，此時可用替換法逐一排除，同時，一旦在播音中發生因誤動作造成的關閉水路而關機時，應及時脫開相應的PB，斷開該PB的低壓電源，以N—1方式恢復播音，減少停播時間。

[1] 廣播電視發送與傳輸維護手冊

[2] 電光液位開關使用說明書