浅谈当前舞台烟雾机的种类及应用

曹 阳

（南京市歌舞剧院舞美工程中心，江苏 南京 210014）

近二十年来，随着舞台灯光向电脑灯等高科技灯具的方向迅猛发展，舞台上对烟雾的需求也越来越强烈，歌舞演出中尤其如此。烟雾机可以很好地折射灯具发出的光束，烘托演出气氛，增强视觉效果，是舞台灯光设备的常备品。但是灯光设计师群体平时可能不太会把视线重点放在研究烟雾机的种类、结构及效果上面。本文将结合舞台烟雾机的发展历史，介绍烟雾机的种类、原理、结构特点和应用技巧，供同仁参考。

过去，制造烟雾的手段有烟饼、氯化铵、烟粉等落后方法，此类化学用品有明显的刺激性气味，对人体有害，且严重腐蚀灯具。在重视环保且演出器材精密、昂贵的今天，这类方法已经被禁用，取而代之的是用各种烟雾机方便快捷地制造对人和灯具无害的环保烟雾。

1 烟雾机的种类和工作原理

目前，市场上的烟雾机按照工作原理可以分为两种，即加热式和气压式；加热式又可以细分为传统加热包式和新型加热管式两种。另外，用户对各类烟雾机的称呼到现在仍未统一，各厂商的产品命名也各不相同。但是无论称谓如何，烟雾机的工作原理无非以下三种：

（1）传统加热包式烟雾机，又称浓雾机；

（2）加热管式烟雾机，又称效果烟雾机；

（3）压缩机虹吸式烟雾机，又称薄雾机或油性雾机等。

1.1 传统加热包式

传统加热包式烟雾机（见图1）是进入中国的第一代烟雾机。

1.1.1 工作原理及使用特点

工作原理如下：

一个可温度控制的加热包，约一个易拉罐大小，铝制材质。其通电之后即加热，到达一定的温度后，温控开关控制其断电，随即相关电路允许油泵开始抽取烟雾油进入加热包。当烟雾油喷射到炙热的加热包内部后，瞬间气化，体积膨胀为液体的几十倍，从加热包的前方喷嘴喷出。烟雾油气化形成的微小油雾颗粒弥漫在演出空间，形成折射灯光的效果。

其烟雾量控制方式有三种：最简单的是直接喷射开闭控制；较好一点的有电位器旋钮调节喷射量大小；再先进的还有DMX信号控制，由数字0～100%控制喷雾量。

这类烟雾机喷雾时会产生很大的噪声，影响演出环境效果；而且烟雾浓重，如同神话剧里妖魔鬼怪上场前的铺垫，往往破坏画面的和谐与统一。以致很多灯光师不得不在烟雾机之前加一个电风扇，然后将喷雾量压到最小，慢慢喷射，以获得柔和的烟雾效果。

1.1.2 管路堵塞分析：设计缺陷所致

这类烟雾机在使用一定的时间后就会发生管路堵塞的现象。由于其加热包是封装焊死的（见图2），一旦堵塞即宣告报废。为什么会发生堵塞呢？很多人都认为是烟雾油的质量有问题。确实，国内有些无品牌的烟雾油产品使用的不是蒸馏水配置，而是自来水等硬水，水蒸发后会产生一些水垢，造成堵塞。但是，技术人员拆检堵塞的机器之后发现，造成这类烟雾机堵塞的更大原因是其设计上存在缺陷，即不能很好地控制加热包温度。

众所周知，此类烟雾机的加热包上有一个温控开关，一般设置在245℃左右；加热包加热到245℃就会停止加热，此时允许泵油喷出烟雾。但是，当温控开关在245℃断开供电之后，温度并不是马上就停止上升，电热丝的余温还会使加热包继续升温，甚至超过300℃。就像家用燃气热水器一样，洗澡的时候温度是正常的；一旦关闭热水喷头，热水器内的贮水会被灼热的热交换片继续加温；当再次打开热水喷头，刚流出来的水会更烫一些。热水器的这个现象叫“水停温升”；而烟雾机的这个现象叫做“电停温升”。这类烟雾机的加热包温度实际不是恒定在245℃，它相当于在245℃～350℃上下波动地工作。当加热包的温度上升到一个非正常气化烟雾油的炙热高温时，泵抽取的烟雾油就会在加热包里产生烧焦的现象，气化的瞬间产生一些焦炭残留物。久而久之，也会堵塞加热包。所以，此类烟雾机的损坏是其设计缺陷造成的。

1.2 加热管式烟雾机

1.2.1 加热管式烟雾机特点

由于第一类传统型烟雾机存在噪声、浓烟、堵塞等缺陷，灯光设计师需要一种弥漫均匀的缓释型烟雾机。在新型袖珍不锈钢发热管技术出现的基础上，近些年烟雾机厂商开始制造一种新型烟雾机。这种烟雾机一般放在特制的航空箱内，集成了风扇、储油桶位（见图3）。其油泵的抽取量可以控制到很小，能0～100%精确地控制输出量，最小能控制在零点几毫升一次；没有了老式烟雾机喷烟时发出的噪声，而且输出的烟雾很均匀，烟雾油的耗油量也很低；并可以用DMX数字信号定时定量地控制。这种烟雾机一出现立即获得了业内的认可。

1.2.2 袖珍不锈钢发热管技术

加热管式烟雾机使用了一种袖珍不锈钢发热管（见图4）。发热管体积很小，功率却可以很高，轻易就能达到1 500 W，开机加热时间只有几十秒。加热管在中心，不锈钢镜面输油管围绕其外，温度控制和油泵抽油的量由电脑芯片精确计算，气化烟雾油时的温度波动非常小，气化温度和质量稳定。无论浓烟效果还是微烟效果，都是同一气化温度。解决了传统式烟雾机加热包温度不易控制、会发生烧焦烟雾油堵塞机器的弊病。

新型电加热管可以根据烟雾机设定的喷雾量来自动调整加热功率，如：可以在30%烟雾输出设定时，只使用30%的电加热管工作，消耗30%的电力；50%烟雾输出时，则50%电力加热工作。这样既节约了能源，也避免了加热管长时间满负荷工作，延长了其寿命。它还可以在油泵100%持续输出的时候不停歇加热，烟雾输出不会停顿。就像家用的即热型电热水器，可以一直洗澡不担心热水用完，而传统加热包式烟雾机，类似贮水式电热水器，烧好的热水变冷了，就要停止洗澡继续等待烧水。

1.2.3 如何辨识真正的加热管式烟雾机

目前，市场上还有一些缓释型烟雾机使用的仍是上一代传统烟雾机的加热包，本文只能将其归纳为1.5代产品。从外形看，它与加热管式烟雾机差不多，但是内部到底是用传统加热包还是新型加热管，一般用户在购买时并不知晓。两者对比测试，如果只输出25%的喷烟量时，看不出两者有太大差异；100%输出时，就会发现加热包式烟雾机喷射15 s之后，会停顿约10 s，然后再喷15 s，又停顿约10 s，断断续续出烟。出现这种情况，是因为当烟雾机使用传统加热包时，烟雾油气化时会带走加热包的大量热量，100%泵油输出时烟雾油带走的热量增大，使加热包冷却，不得不关闭油泵，等待加热包温度再次到位。这种结构的缓释型烟雾机，即使在喷油控制和风扇集成方面做到了缓释烟雾的功能，但是其核心的加热气化结构仍然消除不了铝块加热包的弊端。温度高低波动，使气化质量上下波动，如果一次加热可以持续喷射15 s，那么前5 s烟雾气化会有点焦，中间5 s气化正常，后5 s又气化不完全。它喷出来的烟雾会有明显的分层现象（见图5）。

灯光设计师真正需要的是一种非常柔和的烟雾，就像自然界中真正的降雾一样，看不见烟雾的流动，也看不见烟雾分层。观众不知道烟雾是从哪里来的，但是整个演出空间中弥漫着薄薄的烟雾。在追求精细舞美效果的戏剧、戏曲、舞剧演出中，出现这种分层的烟雾，就会破坏画面的和谐，从摄影、摄像的镜头里的视觉效果就会感到灯光光束不整齐，达不到灯光设计要求的效果。

1.3 压缩机虹吸式烟雾机

压缩机虹吸式烟雾机使用压缩机作为动力源，没有加热系统，开机即可工作，无需预热，而且使用的是不含水分的高纯度烟雾油，用量很省（见图6）。它的工作原理和老式香水瓶或者医用口腔喷雾器类似（见图7），用压缩气体的虹吸法推动烟雾油雾化。其主要动力来自一个微型压缩机，产生的压力约为0.75 MPa，喷头的小孔则是一个比头发丝还细的孔，管道中间有一个支路连接烟雾油油管。在压缩机往前推进压缩空气的时候，烟雾油被虹吸至管路中雾化，由于压力大，烟雾油被雾化为极其微小的颗粒，弥漫在空气之中，滞空时间久，不易飘散，甚至可以不受空调出风的干扰。这种烟雾机产生的烟雾几乎看不出烟雾的明显边界分层，雾化效果好过以往的加热型烟雾机，尤其适合舞台、体育馆和户外露天演出使用。由于其没有加热部件，寿命就取决于产生压力的压缩机，如果使用优质压缩机，那么使用寿命可以很长。

2 烟雾油对烟雾效果的影响

烟雾油的质量对产生烟雾的效果有着很大的影响。其实烟雾油成分不复杂，由蒸馏水、乙二醇、丙二醇、甘油等组成。各个厂家还会加一些特别配方。如果是正规的烟雾机制造商，都会按照自己的烟雾机特点，经过多次试验，配置最合适的烟雾油。不同烟雾机的发热方式不同，不同比例配方的烟雾油会产生不一样的烟雾效果。如果水分太大，会造成烟雾消散迅速，滞空时间缩短，同时过多地带走机器加热部件的热量；如果油分太大，又会造成烟雾消散弥漫不好，形成“团雾”，甚至压在舞台演区不升空。

目前市场上有些无品牌烟雾油，其生产者为降低成本，不是采用蒸馏水配制，而是使用自来水配制。这类产品在使用的前几次效果差别不大，但一年半载后烟雾机便开始出现堵塞现象。有些灯光设计师不在意油品质量，用的都是无品牌白皮烟雾油，尽管买了最好的机器，却用了最差的烟雾油，烟雾质量完全无法控制，造成一种“放出来什么样就是什么样”的局面，实在可惜。

事实上，如果使用好的加热管式烟雾机，加上原厂烟雾油，可以实现很均匀的弥漫薄雾效果。所以，烟雾机固然重要，使用的烟雾油耗材也同样重要。两者配合好，才能发挥最好的效果。

3 烟雾机的应用技巧

要在舞台上产生理想的烟雾效果，掌握烟雾机的使用技巧很关键。

3.1 加热包烟雾机的使用

如果使用的是传统的第一代加热包式烟雾机，除了做爆炸等特效外，正常使用时大烟量猛喷是很破坏效果和意境的，需要将输出量调整至很小，约15%左右慢慢释放，再配合一个风扇，将烟雾吹散开，才能取得较好的效果。

3.2 加热管式烟雾机使用技巧

在使用第二代加热管式烟雾机时，通常的剧场需要使用两台。若只使用一台，会出现烟雾偏台的情况，这种烟雾机喷射出来的烟雾一般会以水平角度40°左右扩散：上场门放一台，烟雾效果最好的地方是下场门附近；上下场门各放置一台，才会使整个舞台充满均匀的烟雾。

由于第二代烟雾机采用新型加热管加热，烟雾机可以在100%烟雾量输出的时候不间断地工作，加热管温度控制精确，产生的烟雾温度较低。于是，可以衍生出一种新的干冰地烟效果的方法：将一定分量的干冰块塞入特制的铝箔管内，将管子一头接在机器出烟口；打开100%烟雾量并输出100%风量，于是就会有干冰地烟从管子另外一头喷出，烟雾贴近地面铺满整个舞台（见图8）。

图8 烟雾机产生的干冰地烟效果

其实，此烟雾还是烟雾机产生。烟雾流经整个管路时被管路中的干冰降温，变成了低温的冷烟。喷出管子进入空中，因其比空气密度大，所以烟雾将贴近地面弥漫。此效果持续的时间取决于干冰融化的速度，正常情况下，8 kg干冰大约要3～4个小时才能融化完毕。所以，这种工作原理的干冰效果可以不间断喷射持续3～4个小时。地烟量的控制由烟雾机的风量和烟雾量按键控制，随时关闭、打开，方便快捷。烟雾释放后，舞台地面没有任何水迹。传统烧开水的干冰桶，在一个节目中最多只能在开始90 s的时间释放出干冰，而且水温会被干冰降温，如果第二个节目还要释放干冰，就无能为力了。相比之下，这种新技术、新方法方便得多，而且成本并没有很大增加。拿掉管子它还是一台烟雾机，一机两用。作为舞台设计师，笔者曾在10分钟时长的《江河水》钢琴演奏中和8分钟时长的单人杂技《转毯》中使用过这种方法；也可以使用在某个舞台剧的瑶池仙境的荷花池或者小桥流水、溪边浣纱等场景中。它使干冰效果的持续时间大大提高，估计未来将会终结传统烧开水式的干冰桶。

加热管式烟雾机的这种加热管温度控制技术做得很好，可使加热温度稳定。在一些多媒体剧中，需要释放香味的时候，也可以用此类机器释放香味。使用时，将香精直接倒入烟雾油里即可。因为其不是高温加热包，香精和烟雾油混合之后，还是会以原来的香味释放出来，没有糊焦味。

3.3 压缩机虹吸式烟雾机使用技巧

如果使用压缩机虹吸式烟雾机，由于它是以机器本身为中心点，向周围360°扩散薄雾，如果在剧场使用，放置在上下场门的时候，会有一半的烟雾朝着舞台的副台扩散，影响烟雾油的利用率。所以，还是需要配合一个风扇做烟雾导向，将烟雾向舞台演区推送。

3.4 烟雾的臭味是怎么回事

为什么烟雾机喷出来的烟雾有时会有臭味？这个问题还是和加热包有关系。当一次使用烟雾机关机时，管路中的烟雾油会残留，然后余热将水分蒸发，管路中会有残留的化学成分；一段时间后再次使用烟雾机，就等于用加热包的高温去炙烤上一次使用剩余的那些化学残渣。于是臭味便产生了。这种臭味在第二代的加热管式烟雾机中却很少出现。因为加热管式烟雾机温度控制得很好，即使关机，加热管内部也不会烤干；有的更高级的加热管式烟雾机还增加了排空管路功能。设定关机前300 s倒计时然后排空管路关机的程序，这样更不会出现烟雾有臭味的情况。

图9 合格烟雾（左）与不合格烟雾（右）对比

舞台演出对烟雾的艺术效果有严格的要求。作为一种专业的舞台设备，烟雾机也必须达到一定的技术指标，才能用于演出。但遗憾的是，现在国内不少剧院团使用的烟雾机达不到演出要求（合格烟雾与不合格烟雾效果对比见图9）。笔者分析，这主要有三种原因：一是烟雾机不是自己去市场上选购的，而是采购电脑灯时电脑灯生产厂商附送的；二是业主招标采购演出器材时，对烟雾机的性能指标要求太模糊，比如只要求一个功率数和信号控制方式，结果被低价竞争的投标公司用无品牌劣质烟雾机以次充好；三是烟雾机是由不懂专业的采购部门采购的，货不对路。只有剧院团把烟雾机当作重要舞台设备单独招标采购，严格保证设备的品质，灯光设计师才能真正用到好的产品，以更好地保障演出效果。