苏 杨

（国家广播电视总局七五一台，福建 南平 354000）

0 引言

美国哈里斯公司生产的DX 系列中波发射机在我国大功率广播发射台广泛应用，由射频系统、音频系统、电源系统、冷却系统、控制系统五部分组成，每个部分均有众多的电路板、电缆、控制开关等构成。清洁、检查与紧固是发射机日常维护的三要素，清洁是必不可少的。以DX-200 发射机为例，每部发射机包括239块功率放大模块及数十块不同工作任务的的电路板，清洁要求高、任务重。此外，由于发射机所处机房环境必须保持无灰尘，清洁度高；各种板卡插接件若带有灰尘也容易引起电路短路等误动作，对发射机安全播音会带来较大的安全隐患，这就需要较多维护人员对一些板卡等设备进行周期性保洁，因此发射机电路板日常清洁工作形势相当严峻。

为了提高发射机清洁工作的效率，减少机器不必要软故障的发生，减轻清洁工作人员的负担，提高发射机的安全性和稳定性，寻求一种高效、安全、绿色的新技术迫在眉睫。超声波清洗技术作为一种成熟的清洗技术，已经在航天工业、食品工业、电子工业、医药卫生等行业得到广泛应用，本文着重介绍超声波清洗技术在DX 系列中波发射机日常维护中的应用和清洁电路板效果，从而保障发射机工作稳定性。

1 中波发射机日常维护与电路板清洁

1.1 发射机的日常维护

DX 系列中波发射机为全固态发射机，应用了大量大规模和超大规模的集成电路，机器长时间运转工作会造成元器件和线路松动、老化甚至损伤，清洁不力更是会加重机器负担，造成发射机各类故障频繁发生，影响正常播出。为了保障发射机安全、稳定工作，实现发射任务“优质零秒”完成，制定科学合理的维护计划并按时完成，同时不断改进完善尤为重要[1-2]。其中，电路板清洁在发射机日常维护中占据很重要的位置。

1.2 电路板清洁的意义

DX 系列中波发射机各种电路板在运行维护中容易产生如下垃圾，需要维护人员周期性清洁。

（1）在印刷电路板时，产生的“印刷污染”，主要由树脂类物质、加热变形物质、强性物质、溶剂、表面清洗剂等构成的焊接溶剂残留。这些残留会腐蚀电路板，引起板上焊点和导体松动，造成电路板绝缘性能变差。

（2）发射机工作在高压高频状态下，周围环境封闭、潮湿，电路板高密度线路之间和IC 脚之间极易吸附空气中的灰尘颗粒，当环境湿度大，易出现高密度线路间和引脚间短路故障，环境干燥时，故障又自行消失，此类故障查找困难，不易排查。此外，灰尘在电路板长期积累，阻碍电路板上电子元器件热量散发，致使元器件温度升高，使元器件烧坏率增大，导致漏电等故障，降低一些重要线路电压参数而引起误动作，对安全播音产生极大安全隐患。同时，灰尘吸收空气中的水分，对电子线路造成难以预测的腐蚀，引起线路断开、虚接等隐形故障，同样查找困难，不易恢复。

（3）电路板在长时间运行工作中，因电压电流不稳定、使用寿命等问题造成损伤，进行必要的焊接维修时，难免会在板上残留松香、焊锡等垃圾，引起短路和漏电。

因此，需要对电路板进行彻底清洁，避免“焊接垃圾”和“印刷污染”引起的电路板短路、断路故障，维护发射机的运行安全。

2 超声波清洗技术的原理特点

人类耳朵能听到的声波频率为20～20 000 Hz，频率超过20 000 Hz 的声波，被称为超声波。超声波以一种机械振动模式存在，会产生干涉、反射、共振和叠加现象，是一种能量的传播形式。它通常以纵波的方式在弹性介质内传播，传播方向性强，能量大且集中，当其强度超过一定数值时，就会与传播介质相互作用，改变、影响或破坏后者的状态及性质。超声波频率高，振动疏密，在液体介质中传播时，介质中的压力交替变化，形成空化效应。

所谓空化效应，是指超声波以每秒两万次以上的高频变换的压缩力和减压力向液体进行透射，形成非稳态的空泡和微小气泡，称为真空核群泡。随着超声波的高频振动，液体中反复生成真空核群泡，并迅速闭合、增大，闭合时产生几百至几千帕压强的微激波，这些真空核群泡在受到压缩力和碰撞时爆裂，微激波的能量在极小的空间和极短的时间内释放，使其周围产生成百上千个大气压，造成强大的冲击力。超声波清洗技术正是基于空化效应而达到清洗目的。

将清洗溶液放入超声波清洗机的清洗槽体内，由于超声波的空化效应，在液体中会产生大量强有力的冲击波，冲击波减小了被清洗件和污垢之间的粘着力，使得污垢被剥离。如果被清洗件的表面附有油污，在超声波的作用下，油污逐渐被乳化，并迅速脱落。同时，超声波在清洗液体中沿着声的传播方向会产生流动，这种现象叫直进流。超声波强度在0.5 W/cm2时，通过肉眼可以看到直进流垂直于振动方向产生流动，流动速度约为10 cm/s。通过直进流的作用，附着在被清洗物表面的污垢被搅拌，清洗液在污垢表面产生快速对流，新液加速冲击被清洗物表面，使得污垢脱落、溶解加速，清洗更加快捷、彻底。

3 超声波清洗技术在中波发射机中的应用

3.1 超声波清洗机的构成

超声波清洗机主要由电源驱动器、清洗槽体、发振器三部分构成，如图1 所示。清洗槽体用来盛放清洗溶液和被清洗物（见图2），发振器用来将电能转化为机械能，通常称之为换能器或振子，现在大部分超声波清洗机使用的为压电型换能器，当施加给它的电压做一定频率变化时，换能器即可产生超声波。

图1 超声波清洗机主体（发振器嵌于体内）

图2 清洗槽体（内有待洗电路板卡）

3.2 超声波清洗的步骤方法

对中波发射机板卡进行超声波清洗，主要包括洗涤、清洁和干燥三部分。洗涤时，被清洗物应在清洗溶剂中悬挂，避免与洗涤槽体接触。洗涤溶剂主要采用三氯乙烯、三氯乙烷或其他碱性清洗剂等作为常用清洗溶剂，清洗时间一般为3 min 左右。提高清洗温度、适当延长清洗时间（时间不可过长，避免被清洗物表面产生蚀点）和定期更换清洗溶剂都可使清洗效果有所提升。使用清洗溶剂洗涤后，再使用清水漂洗一次，清洗更加彻底。洗涤和漂洗完成后，要对被清洗物进行干燥，干燥方式主要有加热干燥、电扇干燥和自然风干三种方式[3]。

3.3 超声波清洗优于传统清洗方式

对中波发射机电路板的传统清洗方式主要包括使用空压机、吸尘器、毛刷、吹气球、干净抹布等进行除尘，或使用医用酒精、缝纫机油等进行擦拭去污。这些方法不仅效率低，一些狭小缝隙、凹槽和开孔清洁不够彻底，而且会使灰尘再次进入发射机电路板和其他部位，造成二次污染，扩大污染范围，影响机器使用寿命，增加故障发生率。此外，手工除尘会引起灰尘漂浮于空中，对人体健康不利。

将超声波清洗技术应用于电路板清洁项目，由于超声波清洗的原理和特点，只要清洗溶剂能浸到的地方，都可以实现超声波清洗，且清洁效率高达98%以上。凹槽、深孔、狭缝、盲孔以及复杂形状的元器件中的尘污都可以被清洗干净，不用再将电路板上的集成模块、散热片和金手指等影响电路板清洁的元件器拆卸下来，避免手工清洗对电路板元器件的损害。超声波清洗使电路板清洁更加彻底，清洁精度提高，不会造成二次污染扩大污染范围，降低发射机隐形故障发生的概率；改善清洗环境，提高清洗效率，避免劳动强度过大和漂浮空中的灰尘对人体健康造成损害；集成模块、散热片和金手指等元器件拔插次数降低，减少接触不良隐患，增加元器件及电路板使用寿命，为发射机安全可靠运行提高坚实的保障。

4 结论

随着DX 系列中波发射机在我国越来越广泛的应用，针对发射机日常维护的探讨也更加深入，发射机日常维护对发射机安全稳定运行起着至关重要的作用，而电路板的清洁更是日常维护中极其重要的一环。随着科技进步，不同领域的发展飞速向前，在坚持正确经验技术的基础上，不断学习，推陈出新，努力寻求更加安全快捷有效的新技术和工作方法。超声波清洗技术在中国的发展快速且成熟，将之运用于DX 系列中波发射机，不仅提高清洗效率，降低机器故障率，保障机器的安全稳定运行，也降低了工作劳动强度，节省劳动力，为新工作的开展提供更多可能。同时，新技术的新应用也打开未来工作的新思路，更好地保障发射机安全稳定运行，保证安全播出。