蘇 楊

（國家廣播電視總局七五一臺(tái)，福建 南平 354000）

0 引言

美國哈里斯公司生產(chǎn)的DX 系列中波發(fā)射機(jī)在我國大功率廣播發(fā)射臺(tái)廣泛應(yīng)用，由射頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)五部分組成，每個(gè)部分均有眾多的電路板、電纜、控制開關(guān)等構(gòu)成。清潔、檢查與緊固是發(fā)射機(jī)日常維護(hù)的三要素，清潔是必不可少的。以DX-200 發(fā)射機(jī)為例，每部發(fā)射機(jī)包括239塊功率放大模塊及數(shù)十塊不同工作任務(wù)的的電路板，清潔要求高、任務(wù)重。此外，由于發(fā)射機(jī)所處機(jī)房環(huán)境必須保持無灰塵，清潔度高；各種板卡插接件若帶有灰塵也容易引起電路短路等誤動(dòng)作，對(duì)發(fā)射機(jī)安全播音會(huì)帶來較大的安全隱患，這就需要較多維護(hù)人員對(duì)一些板卡等設(shè)備進(jìn)行周期性保潔，因此發(fā)射機(jī)電路板日常清潔工作形勢(shì)相當(dāng)嚴(yán)峻。

為了提高發(fā)射機(jī)清潔工作的效率，減少機(jī)器不必要軟故障的發(fā)生，減輕清潔工作人員的負(fù)擔(dān)，提高發(fā)射機(jī)的安全性和穩(wěn)定性，尋求一種高效、安全、綠色的新技術(shù)迫在眉睫。超聲波清洗技術(shù)作為一種成熟的清洗技術(shù)，已經(jīng)在航天工業(yè)、食品工業(yè)、電子工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，本文著重介紹超聲波清洗技術(shù)在DX 系列中波發(fā)射機(jī)日常維護(hù)中的應(yīng)用和清潔電路板效果，從而保障發(fā)射機(jī)工作穩(wěn)定性。

1 中波發(fā)射機(jī)日常維護(hù)與電路板清潔

1.1 發(fā)射機(jī)的日常維護(hù)

DX 系列中波發(fā)射機(jī)為全固態(tài)發(fā)射機(jī)，應(yīng)用了大量大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路，機(jī)器長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)工作會(huì)造成元器件和線路松動(dòng)、老化甚至損傷，清潔不力更是會(huì)加重機(jī)器負(fù)擔(dān)，造成發(fā)射機(jī)各類故障頻繁發(fā)生，影響正常播出。為了保障發(fā)射機(jī)安全、穩(wěn)定工作，實(shí)現(xiàn)發(fā)射任務(wù)“優(yōu)質(zhì)零秒”完成，制定科學(xué)合理的維護(hù)計(jì)劃并按時(shí)完成，同時(shí)不斷改進(jìn)完善尤為重要[1-2]。其中，電路板清潔在發(fā)射機(jī)日常維護(hù)中占據(jù)很重要的位置。

1.2 電路板清潔的意義

DX 系列中波發(fā)射機(jī)各種電路板在運(yùn)行維護(hù)中容易產(chǎn)生如下垃圾，需要維護(hù)人員周期性清潔。

（1）在印刷電路板時(shí)，產(chǎn)生的“印刷污染”，主要由樹脂類物質(zhì)、加熱變形物質(zhì)、強(qiáng)性物質(zhì)、溶劑、表面清洗劑等構(gòu)成的焊接溶劑殘留。這些殘留會(huì)腐蝕電路板，引起板上焊點(diǎn)和導(dǎo)體松動(dòng)，造成電路板絕緣性能變差。

（2）發(fā)射機(jī)工作在高壓高頻狀態(tài)下，周圍環(huán)境封閉、潮濕，電路板高密度線路之間和IC 腳之間極易吸附空氣中的灰塵顆粒，當(dāng)環(huán)境濕度大，易出現(xiàn)高密度線路間和引腳間短路故障，環(huán)境干燥時(shí)，故障又自行消失，此類故障查找困難，不易排查。此外，灰塵在電路板長期積累，阻礙電路板上電子元器件熱量散發(fā)，致使元器件溫度升高，使元器件燒壞率增大，導(dǎo)致漏電等故障，降低一些重要線路電壓參數(shù)而引起誤動(dòng)作，對(duì)安全播音產(chǎn)生極大安全隱患。同時(shí)，灰塵吸收空氣中的水分，對(duì)電子線路造成難以預(yù)測(cè)的腐蝕，引起線路斷開、虛接等隱形故障，同樣查找困難，不易恢復(fù)。

（3）電路板在長時(shí)間運(yùn)行工作中，因電壓電流不穩(wěn)定、使用壽命等問題造成損傷，進(jìn)行必要的焊接維修時(shí)，難免會(huì)在板上殘留松香、焊錫等垃圾，引起短路和漏電。

因此，需要對(duì)電路板進(jìn)行徹底清潔，避免“焊接垃圾”和“印刷污染”引起的電路板短路、斷路故障，維護(hù)發(fā)射機(jī)的運(yùn)行安全。

2 超聲波清洗技術(shù)的原理特點(diǎn)

人類耳朵能聽到的聲波頻率為20～20 000 Hz，頻率超過20 000 Hz 的聲波，被稱為超聲波。超聲波以一種機(jī)械振動(dòng)模式存在，會(huì)產(chǎn)生干涉、反射、共振和疊加現(xiàn)象，是一種能量的傳播形式。它通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)傳播，傳播方向性強(qiáng)，能量大且集中，當(dāng)其強(qiáng)度超過一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)與傳播介質(zhì)相互作用，改變、影響或破壞后者的狀態(tài)及性質(zhì)。超聲波頻率高，振動(dòng)疏密，在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)中的壓力交替變化，形成空化效應(yīng)。

所謂空化效應(yīng)，是指超聲波以每秒兩萬次以上的高頻變換的壓縮力和減壓力向液體進(jìn)行透射，形成非穩(wěn)態(tài)的空泡和微小氣泡，稱為真空核群泡。隨著超聲波的高頻振動(dòng)，液體中反復(fù)生成真空核群泡，并迅速閉合、增大，閉合時(shí)產(chǎn)生幾百至幾千帕壓強(qiáng)的微激波，這些真空核群泡在受到壓縮力和碰撞時(shí)爆裂，微激波的能量在極小的空間和極短的時(shí)間內(nèi)釋放，使其周圍產(chǎn)生成百上千個(gè)大氣壓，造成強(qiáng)大的沖擊力。超聲波清洗技術(shù)正是基于空化效應(yīng)而達(dá)到清洗目的。

將清洗溶液放入超聲波清洗機(jī)的清洗槽體內(nèi)，由于超聲波的空化效應(yīng)，在液體中會(huì)產(chǎn)生大量強(qiáng)有力的沖擊波，沖擊波減小了被清洗件和污垢之間的粘著力，使得污垢被剝離。如果被清洗件的表面附有油污，在超聲波的作用下，油污逐漸被乳化，并迅速脫落。同時(shí)，超聲波在清洗液體中沿著聲的傳播方向會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)，這種現(xiàn)象叫直進(jìn)流。超聲波強(qiáng)度在0.5 W/cm2時(shí)，通過肉眼可以看到直進(jìn)流垂直于振動(dòng)方向產(chǎn)生流動(dòng)，流動(dòng)速度約為10 cm/s。通過直進(jìn)流的作用，附著在被清洗物表面的污垢被攪拌，清洗液在污垢表面產(chǎn)生快速對(duì)流，新液加速?zèng)_擊被清洗物表面，使得污垢脫落、溶解加速，清洗更加快捷、徹底。

3 超聲波清洗技術(shù)在中波發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用

3.1 超聲波清洗機(jī)的構(gòu)成

超聲波清洗機(jī)主要由電源驅(qū)動(dòng)器、清洗槽體、發(fā)振器三部分構(gòu)成，如圖1 所示。清洗槽體用來盛放清洗溶液和被清洗物（見圖2），發(fā)振器用來將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通常稱之為換能器或振子，現(xiàn)在大部分超聲波清洗機(jī)使用的為壓電型換能器，當(dāng)施加給它的電壓做一定頻率變化時(shí)，換能器即可產(chǎn)生超聲波。

圖1 超聲波清洗機(jī)主體（發(fā)振器嵌于體內(nèi)）

圖2 清洗槽體（內(nèi)有待洗電路板卡）

3.2 超聲波清洗的步驟方法

對(duì)中波發(fā)射機(jī)板卡進(jìn)行超聲波清洗，主要包括洗滌、清潔和干燥三部分。洗滌時(shí)，被清洗物應(yīng)在清洗溶劑中懸掛，避免與洗滌槽體接觸。洗滌溶劑主要采用三氯乙烯、三氯乙烷或其他堿性清洗劑等作為常用清洗溶劑，清洗時(shí)間一般為3 min 左右。提高清洗溫度、適當(dāng)延長清洗時(shí)間（時(shí)間不可過長，避免被清洗物表面產(chǎn)生蝕點(diǎn)）和定期更換清洗溶劑都可使清洗效果有所提升。使用清洗溶劑洗滌后，再使用清水漂洗一次，清洗更加徹底。洗滌和漂洗完成后，要對(duì)被清洗物進(jìn)行干燥，干燥方式主要有加熱干燥、電扇干燥和自然風(fēng)干三種方式[3]。

3.3 超聲波清洗優(yōu)于傳統(tǒng)清洗方式

對(duì)中波發(fā)射機(jī)電路板的傳統(tǒng)清洗方式主要包括使用空壓機(jī)、吸塵器、毛刷、吹氣球、干凈抹布等進(jìn)行除塵，或使用醫(yī)用酒精、縫紉機(jī)油等進(jìn)行擦拭去污。這些方法不僅效率低，一些狹小縫隙、凹槽和開孔清潔不夠徹底，而且會(huì)使灰塵再次進(jìn)入發(fā)射機(jī)電路板和其他部位，造成二次污染，擴(kuò)大污染范圍，影響機(jī)器使用壽命，增加故障發(fā)生率。此外，手工除塵會(huì)引起灰塵漂浮于空中，對(duì)人體健康不利。

將超聲波清洗技術(shù)應(yīng)用于電路板清潔項(xiàng)目，由于超聲波清洗的原理和特點(diǎn)，只要清洗溶劑能浸到的地方，都可以實(shí)現(xiàn)超聲波清洗，且清潔效率高達(dá)98%以上。凹槽、深孔、狹縫、盲孔以及復(fù)雜形狀的元器件中的塵污都可以被清洗干凈，不用再將電路板上的集成模塊、散熱片和金手指等影響電路板清潔的元件器拆卸下來，避免手工清洗對(duì)電路板元器件的損害。超聲波清洗使電路板清潔更加徹底，清潔精度提高，不會(huì)造成二次污染擴(kuò)大污染范圍，降低發(fā)射機(jī)隱形故障發(fā)生的概率；改善清洗環(huán)境，提高清洗效率，避免勞動(dòng)強(qiáng)度過大和漂浮空中的灰塵對(duì)人體健康造成損害；集成模塊、散熱片和金手指等元器件拔插次數(shù)降低，減少接觸不良隱患，增加元器件及電路板使用壽命，為發(fā)射機(jī)安全可靠運(yùn)行提高堅(jiān)實(shí)的保障。

4 結(jié)論

隨著DX 系列中波發(fā)射機(jī)在我國越來越廣泛的應(yīng)用，針對(duì)發(fā)射機(jī)日常維護(hù)的探討也更加深入，發(fā)射機(jī)日常維護(hù)對(duì)發(fā)射機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，而電路板的清潔更是日常維護(hù)中極其重要的一環(huán)。隨著科技進(jìn)步，不同領(lǐng)域的發(fā)展飛速向前，在堅(jiān)持正確經(jīng)驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷學(xué)習(xí)，推陳出新，努力尋求更加安全快捷有效的新技術(shù)和工作方法。超聲波清洗技術(shù)在中國的發(fā)展快速且成熟，將之運(yùn)用于DX 系列中波發(fā)射機(jī)，不僅提高清洗效率，降低機(jī)器故障率，保障機(jī)器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也降低了工作勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力，為新工作的開展提供更多可能。同時(shí)，新技術(shù)的新應(yīng)用也打開未來工作的新思路，更好地保障發(fā)射機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證安全播出。