谢桂明 国家广电总局623台

电光液位开关在水冷式DX发射机中的应用

谢桂明 国家广电总局623台

本文详细介绍了电光液位开关的工作原理及在水冷式DX发射机中的应用。

电光液位开关；渗漏检测

1.概述

发射机的冷却系统是发射机的重要组成部分，水冷式DX发射机中的冷却系统包含两个部分，即风冷部分和水冷部分，它们共同确保发射机的正常稳定运行。如果冷却系统发生故障，轻则降功率，关机，重则损坏发射机元器件，威胁安全播音，所以冷却系统的维护是一项重要的工作。在水冷式DX发射机中的冷却系统中，首先是通过射频放大器和一个水冷散热板之间的一个散热块直接对射频放大器进行冷却，另外还经过一个闭环的循环风吹到一个水冷式热交换系统把其它元器件残留的热量带走。这样，就能有效地将机器中的热量从功放单元中带走，然后排放到室外。为了防止液体渗漏对机器造成危害，发射机采用多种方法对渗漏进行控制，如与水接触使用的只有铜管和硅胶软管，因此可以防止锈蚀和腐烂;不使用螺纹式的接头，所有内部管路的接头都是焊接或者用软管卡具进行连接;系统中所有的软管连接都应该安全卡牢;所有功放单元内部的管路，出厂运输前都做过压力测试;所有有电的单元器件和有可能造成漏水的区域都要经过屏蔽，注水通道远离电子元器件，以防漏水;在水路安装时还装有一些水流开关，用以监测水流的任何变化，最后，为了保证机箱循环水的封闭性，在每个功放单元中都装有六个漏水检测器，分别位于扩展机柜、左机柜、中机柜、右机柜、热交换机箱和整流机柜，一旦检测到有漏水，将立即关断功放单元以及整个水路，以保护发射机，本文重点介绍电光液位开关在水冷式DX发射机中的应用。

2.电光液位开关简介

前面提及的漏水检测器，即是一种电光液位开关（Electro-Optic Level Switches ），是一种结构简单、使用方便、安全可靠的液位控制器，它使用红外线探测，可避免阳光或灯光的干扰而引起误动作。其体积小、安装容易，有杂质或带黏性的液体均可使用，且耐油、耐水、耐酸碱，因此在生产生活的各方面都得到了广泛的应用。

电光传感器包含一个红外线发光二极管和一个光接收器，发光二极管所发出的光被导入传感器顶部的棱镜。利用光线的折射及反射原理，光线在两种不同介质的分界面将产生反射或折射现象。当被测液体处于高位时则被测液体与光电开关形成一种分界面，当被测液体处于低位时，则空气与光电开关形成另一种分界面，这两种分界面使光电开关内部光接收晶体所接收的反射光强度不同，即对应两种不同的开关状态，通过感应这一变化，接收器可以驱动内部的电气开关，从而启动外部报警或控制电路。（如图一）

图一

图二

3.电光液位开关的外形及引脚

在我台水冷式DX发射机中使用了美国GEMS公司生产的ELS-1100系列的电光液位开关，它的外壳和棱镜采用聚矾或尼龙，工作温度在－17.8℃～+80℃，吸入电流约18mA，输出TTL/CMOS兼容，集电极开路输出的最大吸入电流为40mA，输入电源10～28VDC,它的外形及引脚功能如图二所示。

4.电光液位开关在水冷式DX发射机中的应用

在每个功放单元中都装有六个电光液位开关，分别位于扩展机柜、左机柜、中机柜、右机柜、热交换机箱和整流机柜，一旦检测到有漏水，将立即关断功放单元以及整个水路，以保护发射机。具体电路如图三所示。

4.1 整流机柜漏水检测电路分析

6U1为整流柜漏水检测器，+30V电源和+5v电源通过漏水检测接口板的1、3号端子送到漏水检测器的红线端和黑线端，白线端为漏水检测器的状态输出端，该信号经漏水检测接口板的7号端子送到PS控制板的J9-7,并经电阻R101和R24的分压送到比较器U12-10,正常情况下，U12-10的电压为7V，而U12-11为5V，所以比较器U12的输出端U12-13为低电平，该电平分成两路输出，一路送到反相器U8-4,经反相后U8-15输出高电平,经PB接口板J2-12送到EPLD U37-61，为供电正常信号;另一路信号经J10-4接到水流开关S6，送到PS控制板J10-7，至反相器U11-5,当发射机水路工作正常时，水流接点S6闭合，U11-6为高电平，该电平又经过两级反相器U20和U8,在U8-4输出高电平去控制板，如图三所示。

当6U1检测到机箱漏水时，U12-10的电压小于5V， 故U12的输出端U12-13为高电平，该信号一路经反相器U8-15输出低电平到PB接口板的EPLD U37-61后，又送到PB PLC,并送到TCU的PLC,产生关闭水路的信号，经串行线送到冷却控制箱的冷却控制模块的TB1的6、7、8端子，关闭水路，从而也使整部发射机关机，同时TCU的MMI 会指示相应PB漏水。另一路信号经水流开关S6送到反相器U11-5，经三极反相器后由J6-5送出温度故障（低电平）信号，去控制板关闭功放单元。该低电平信号还经U17送到Q3的栅极，使Q3截止，从而控制K3关断驱动级电源。从图中可以看到，当水流不足S6断开时，也会产生温度故障低电平信号去关断功放单元，该信号还经J8-7送到PS显示板U16-15,点亮冷却故障指示灯DS7。

4.2 PB机柜漏水检测电路分析

为了保证机箱循环水的封闭性，在PB机柜分别位于右机柜、中机柜、左机柜、扩展机柜、热交换机箱中装有1U2、1U3、1U4、2U5、4U1五个电光液位开关，一旦检测到有漏水，将立即关断功放单元以及整个水路，以保护发射机。

如图三所示，1U2、1U3、1U4、2U5、4U1的红线端为+15V电源端，黑线为接地端，白线端为状态输出端，状态输出分别接至发射机接口板J29的4、3、2、1、6，然后送到冷却PAL U11的5、4、3、2、7脚，正常情况下，在这些脚上可测得+3V电压。冷却PAL U11-18脚输出+5V高电平，并经发射机接口板J25-13、PB接口板J6-13送至PB接口板的EPLD U37-57，同时，冷却PAL U11-23脚也输出+5V高电平去控制板。

当1U2、1U3、1U4、2U5、4U1五个光电液位开关中的一个一旦检测到有漏水时，冷却PAL U11的5、4、3、2、7脚中对应的一脚将由+3V电压变为0，此时冷却PAL U11-23脚输出低电平，此低电平信号会送到控制板产生关断当前PB的信号，同时，PB显示板DS27(冷却故障)、发射机接口板DS5(冷却剂泄漏)故障灯变红。另外，冷却PAL U11-18脚（冷却状态输出）也变为低电平，送到PB接口板的EPLD U37-57，此信号又送到PLC,并送到TCU的PLC,产生关闭水路的信号，经串行线送到冷却控制箱的冷却控制模块的TB1的6、7、8端子，关闭水路，从而也使整部发射机关机，同时TCU的MMI 会指示相应PB漏水。需要说明的是，冷却PAL U11-8为水流开关4S1状态输入，正常时为+5V，当水流开关断开时，该脚变为低电平，使冷却PAL U11-23脚输出低电平去控制板关断相应PB，同时发射机接口板DS9（低流量）、PB显示板DS27(冷却故障)故障灯变红。冷却PAL U11-14为发射机接口板上温度开关S2状态输入，正常情况下温度开关S2是断开的，U11-14为低，当环境温度超过70℃时，S2闭合，U11-14为+5V，此时冷却PAL U11-23脚也输出低电平，去控制板关断相应PB，同时发射机接口板DS7（环境过温）、PB显示板DS27(冷却故障)故障灯变红，但以上两种情况都不会使冷却PAL U11-18脚（冷却状态输出）变为低电平，所以不会关断水路，机器仍可N—1状态工作，这也是与冷却剂泄漏信号的区别。

5.结束语

从以上分析可以看出，一旦电光液位开关检测到有漏水时，将会关断整个水路，从而关闭整部发射机，造成停播，因而在日常的维护工作中，应加强对水路管道的检查，发现管道有渗水现象时，及时处理。如在播音中发生PB因管道渗漏而关闭水路时，应及时关闭该PB的进出水阀门，断开该PB的低压电源，采取N-1工作方式。当电光液位开关探头有脏物时，也会引起误动作，造成停播，所以还应加强对电光液位开关的清洁工作，避免误动作。当电光液位开关性能不良时，会偶发渗漏故障，此时可用替换法逐一排除，同时，一旦在播音中发生因误动作造成的关闭水路而关机时，应及时脱开相应的PB，断开该PB的低压电源，以N—1方式恢复播音，减少停播时间。

[1] 广播电视发送与传输维护手册

[2] 电光液位开关使用说明书