一種智能噴灑除塵裝置

吳文秀+仵尚正

摘要：隨著城市的迅速發(fā)展，交通的發(fā)展，為臃腫的交通提供便利的同時(shí)也隨著大量機(jī)動(dòng)車高速行駛，產(chǎn)生了大量灰塵，污染了城市環(huán)境，尤其是對(duì)周邊居民生活環(huán)境帶來(lái)極大影響。針對(duì)城市立交橋、公路、高架橋面的灑水除塵作業(yè)，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)一套具備智能化、高效性、實(shí)時(shí)性的噴灑除塵裝置。它能大大提高橋面的除塵效率，控制除塵成本，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化管理，為城市生態(tài)提供有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：智能噴灑；裝置構(gòu)造及原理；應(yīng)用前景

一、前言

節(jié)能抑塵噴水裝置采用紅外線感受器檢測(cè)灰塵濃度，數(shù)值信號(hào)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，智能面板會(huì)根據(jù)內(nèi)部設(shè)定濃度等級(jí)自動(dòng)打開(kāi)不同路段的閥門控制噴灑的流量，以此為依據(jù)確定噴頭噴灑的水的流量，達(dá)到智能除塵的效果，此裝置作用范圍包括城市立交橋、高架橋、公路等地，應(yīng)用廣泛、方便。它是依據(jù)現(xiàn)有立交橋、高架橋、公路的結(jié)構(gòu)，固定在不同路段，等距安裝噴頭和灰塵濃度感受器，全面覆蓋整個(gè)路段，數(shù)值信號(hào)在不同的區(qū)域時(shí)控制中心控制閥門打開(kāi)不同流量的噴頭，而且能24小時(shí)智能監(jiān)測(cè)灰塵濃度，不受時(shí)間限制的打開(kāi)不同流量的噴頭，噴出不同形狀的水柱和水霧除去空氣中灰塵。

二、裝置結(jié)構(gòu)

本套節(jié)能抑塵噴水裝置適用范圍極廣，并且整體裝置體積小，易于操作，便于維護(hù)，且直接可以接入水力管網(wǎng)之中進(jìn)行除塵作業(yè)，所以可以普遍適用于工地，公路，高架橋等灰塵“重災(zāi)區(qū)”。

本套節(jié)能抑塵噴水裝置主要由兩部分組成，第一部分是接入城市主要水力管網(wǎng)的管道部分。用于噴水抑塵的水源來(lái)于城市主要水力管網(wǎng)，再由管道把水源引入需要除塵的區(qū)域，這部分裝置主要包括管道，控水閥門，噴頭。水源由管道進(jìn)入閥門，經(jīng)過(guò)控制流入噴頭噴出。第二部分則是本套裝置的核心部分即：水流量控制系統(tǒng)。這套水流量控制系統(tǒng)包括灰塵檢測(cè)器，微型計(jì)算機(jī)，和可以控制水流量的電動(dòng)比例控水閥門?；覊m檢測(cè)器將實(shí)時(shí)灰塵數(shù)據(jù)檢測(cè)并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)由微型計(jì)算機(jī)處理轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再控制電動(dòng)閥門實(shí)時(shí)改變閥門開(kāi)度，以控制水流量的改變。

三、裝置原理

城市高架橋日益增多，提高了道路密度，為臃腫的交通提供便利，也為城市除塵提供了一個(gè)可利用的載體。本節(jié)能抑塵噴水裝置以城市高架橋?yàn)橐劳?，充分利用其區(qū)域優(yōu)勢(shì)，高度優(yōu)勢(shì)和無(wú)行人優(yōu)勢(shì)，來(lái)架設(shè)管道，噴水除塵。

整個(gè)節(jié)能抑塵噴水裝置由增壓輸水系統(tǒng)和末端除塵系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成。增壓輸水系統(tǒng)將水源地的水通過(guò)增壓水泵加壓后輸送到末端除塵系統(tǒng)。末端除塵系統(tǒng)則由多個(gè)除塵單元構(gòu)成，每個(gè)除塵單元都包括一個(gè)灰塵檢測(cè)裝置，一個(gè)流量控制裝置和一個(gè)噴灑裝置?；覊m檢測(cè)裝置是每個(gè)除塵單元的核心部分，由PM10傳感器與51單片機(jī)構(gòu)成。PM10傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)其所在區(qū)域的灰塵濃度，其內(nèi)部的光電晶體管和紅外線發(fā)光二極管成對(duì)角安裝，當(dāng)顆粒物通過(guò)光速區(qū)使得光速產(chǎn)生散射光信號(hào)，傳感器光敏元件能檢測(cè)到散射光信號(hào)，并輸出與其信號(hào)強(qiáng)度成正比的模擬電壓信號(hào)，然后傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)上，單片機(jī)分析接收到的模擬電壓信號(hào)的強(qiáng)度后向流量控制裝置輸出對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，流量控制裝置進(jìn)而以此來(lái)控制閥門開(kāi)度，實(shí)時(shí)調(diào)整噴灑裝置的流量及噴灑距離，由此本節(jié)能抑塵噴水裝置便實(shí)現(xiàn)了由空氣中灰塵濃度實(shí)時(shí)調(diào)整噴水量以節(jié)能抑塵的作用。

四、應(yīng)用前景

節(jié)能抑塵噴水裝置是一套面向多種除塵環(huán)境的、自動(dòng)化的、節(jié)能高效的除塵裝置，基于灑水車缺點(diǎn)與立交橋及高架橋結(jié)構(gòu)的智能化灑水除塵裝置以輔助現(xiàn)有的灑水車等除塵手段。針對(duì)目前主要存在以下不足：1、在立交橋、高架橋、公路按照規(guī)章制度采用三班制定時(shí)進(jìn)行灑水作業(yè)，灑水車由人工操控不能很好地根據(jù)路況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。由于灑水車作業(yè)時(shí)行駛速度太慢所以行駛在除塵路段上，不可避免的影響車流速度，造成交通擁堵。2、噴水區(qū)域和噴水量較為固定，不能根據(jù)灰塵量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，僅僅依據(jù)達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)噴灑不同水量，甚至個(gè)別路段由于灑水過(guò)多而形成泥濘，造成交通安全隱患。3、灑水車、噴灑水量費(fèi)和人工費(fèi)用造成成本太高。4、由人工控制，有很大程度的人為因素，不能做到準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的除塵。節(jié)能抑塵噴水裝置是固定安裝在不同路段，采用360°可旋轉(zhuǎn)噴頭，噴灑范圍交錯(cuò)覆蓋無(wú)死角，而灰塵檢測(cè)裝置也是等距安裝，在有效范圍內(nèi)測(cè)得不同區(qū)域的灰塵濃度，數(shù)值信號(hào)傳輸?shù)娇刂泼姘?，智能面板根?jù)不同區(qū)域數(shù)值控制該段的閥門控制噴頭的不同流量，節(jié)能的同時(shí)有效除塵，降低成本且實(shí)現(xiàn)智能化，且能減少人工費(fèi)用。此裝置體積小便于維護(hù)且具有節(jié)能、智能化順應(yīng)現(xiàn)在科技發(fā)展的趨勢(shì)，具有很大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘭冰芯.《移動(dòng)式環(huán)境空氣質(zhì)量檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》.西南石油大學(xué). 2015年5月.

[2]馬克-萊斯特.《全球道路清掃機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)》[D].技術(shù)與產(chǎn)品.2008年9月.

第一作者簡(jiǎn)介：吳文秀（1995年4月18日），女，漢族，湖北省荊州市；單位：鄭州大學(xué)，專業(yè)：水利水電工程。

第二作者簡(jiǎn)介：仵尚正（1996年4月7日），男，漢族，河南省鎮(zhèn)平縣，單位：鄭州大學(xué)，專業(yè)：水利水電工程。