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也隨著大量機動車高速行駛，產生了大量灰塵，污染了城市環(huán)境，尤其是對周邊居民生活環(huán)境帶來極大影響。針對城市立交橋、公路、高架橋面的灑水除塵作業(yè)，設計并開發(fā)一套具備智能化、高效性、實時性的噴灑除塵裝置。它能大大提高橋面的除塵效率，控制除塵成本，實現(xiàn)無人化管理，為城市生態(tài)提供有力的技術支撐。

關鍵詞：智能噴灑；裝置構造及原理；應用前景

一、前言

節(jié)能抑塵噴水裝置采用紅外線感受器檢測灰塵濃度，數(shù)值信號傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，智能面板會根據(jù)內部設定濃度等級自動打開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，應用廣泛、方便。它是依據(jù)現(xiàn)有立交橋、高架橋、公路的結構，固定在不同路段，等距安裝噴頭和灰塵濃度感受器，全面覆蓋整個路段，數(shù)值信號在不同的區(qū)域時控制中心控制閥門打開不同流量的噴頭，而且能24小時智能監(jiān)測灰塵濃度，不受時間限制的打開不同流量的噴頭，噴出不同形狀的水柱和水霧除去空氣中灰塵。

二、裝置結構

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，且直接可以接入水力管網之中進行除塵作業(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的管道部分。用于噴水抑塵的水源來于城市主要水力管網，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。水源由管道進入閥門，經過控制流入噴頭噴出。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)包括灰塵檢測器，微型計算機，和可以控制水流量的電動比例控水閥門?；覊m檢測器將實時灰塵數(shù)據(jù)檢測并轉化為數(shù)字信號，經由微型計算機處理轉化為電信號，再控制電動閥門實時改變閥門開度，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可利用的載體。本節(jié)能抑塵噴水裝置以城市高架橋為依托，充分利用其區(qū)域優(yōu)勢，高度優(yōu)勢和無行人優(yōu)勢，來架設管道，噴水除塵。

整個節(jié)能抑塵噴水裝置由增壓輸水系統(tǒng)和末端除塵系統(tǒng)兩大部分構成。增壓輸水系統(tǒng)將水源地的水通過增壓水泵加壓后輸送到末端除塵系統(tǒng)。末端除塵系統(tǒng)則由多個除塵單元構成，每個除塵單元都包括一個灰塵檢測裝置，一個流量控制裝置和一個噴灑裝置?；覊m檢測裝置是每個除塵單元的核心部分，由PM10傳感器與51單片機構成。PM10傳感器可以實時檢測其所在區(qū)域的灰塵濃度，其內部的光電晶體管和紅外線發(fā)光二極管成對角安裝，當顆粒物通過光速區(qū)使得光速產生散射光信號，傳感器光敏元件能檢測到散射光信號，并輸出與其信號強度成正比的模擬電壓信號，然后傳輸?shù)絾纹瑱C上，單片機分析接收到的模擬電壓信號的強度后向流量控制裝置輸出對應的電信號，流量控制裝置進而以此來控制閥門開度，實時調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現(xiàn)了由空氣中灰塵濃度實時調整噴水量以節(jié)能抑塵的作用。

四、應用前景

節(jié)能抑塵噴水裝置是一套面向多種除塵環(huán)境的、自動化的、節(jié)能高效的除塵裝置，基于灑水車缺點與立交橋及高架橋結構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進行灑水作業(yè)，灑水車由人工操控不能很好地根據(jù)路況進行實時調整。由于灑水車作業(yè)時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)灰塵量進行實時調整，僅僅依據(jù)達標標準噴灑不同水量，甚至個別路段由于灑水過多而形成泥濘，造成交通安全隱患。3、灑水車、噴灑水量費和人工費用造成成本太高。4、由人工控制，有很大程度的人為因素，不能做到準確實時的除塵。節(jié)能抑塵噴水裝置是固定安裝在不同路段，采用360°可旋轉噴頭，噴灑范圍交錯覆蓋無死角，而灰塵檢測裝置也是等距安裝，在有效范圍內測得不同區(qū)域的灰塵濃度，數(shù)值信號傳輸?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)能的同時有效除塵，降低成本且實現(xiàn)智能化，且能減少人工費用。此裝置體積小便于維護且具有節(jié)能、智能化順應現(xiàn)在科技發(fā)展的趨勢，具有很大的發(fā)展空間。

參考文獻：

[1]蘭冰芯.《移動式環(huán)境空氣質量檢測儀的設計與實現(xiàn)》.西南石油大學. 2015年5月.

[2]馬克-萊斯特.《全球道路清掃機械的發(fā)展趨勢》[D].技術與產品.2008年9月.

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

第二作者簡介：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，專業(yè)：水利水電工程。