一种高温高湿隧道自动除雾系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高温高湿隧道自动除雾系统，包括有设置在隧道内的若干碳晶电热板，隧道分成长度相等的若干段；每段隧道内还设置有除雾风机，除雾风机的进风侧设置有金属丝加热板，隧道内设置有能见度探测器、湿度探测器和隧道内外温度差探测器。还包括有控制方法，S1、测量车辆数据；S2、计算热交换的空气体积Qz；S3、计算时间周期T内的n辆车带动隧道内的空气总体积Qqz；S4、计算碳晶电热板的制热温度T2；S5、计算除雾时的需补偿交换的空气体积Qbc；S6、计算除雾风机的工作风速Vfj；S7、进行除雾工作；S8、除雾作业判断；S9、循环步骤S7

【技术实现步骤摘要】
[0013]ΔL
min
＝L2+L3[0014]车道顶部激光测距传感器的高度L
a
，L1为若干处车道顶部激光测距传感器测得的最小距离值，L
b
为车道左侧激光测距传感器与车道右侧激光测距传感器的距离，L2为车道左侧激光测距传感器的测量值，L3为车道右侧激光测距传感器的测量值，V1为风速仪测得的车辆速度；ΔL
min
为若干组车道两侧激光测距传感器测得的最小值；
[0015]S2：计算车辆经过隧道带动隧道内空气进行热交换的空气体积Q
z
；
[0016]Qz＝Tc
×
Qjh
[0017][0018]每段隧道的长度为L
s
，车辆经过每段隧道的时间为T
c
；车辆在隧道中的速度较快，车辆经过每段隧道的时间T
c
内的风速视为匀速；
[0019]S3：设定除雾时间周期为T，采集计算时间周期T内的n辆车带动隧道内的空气总体积Q
qz
，作为车流量低峰期内的除雾机风速数据；
[0020][0021]S4：根据隧道所需的升温温度ΔT，车辆经过隧道时带走的碳晶电热板制热量Q2和碳晶电热板的总产热量Q
t
；得到除雾时间周期T内的碳晶电热板和金属丝加热板所需的制热温度T2；
[0022]Q2＝Qt
[0023]Q2＝C
×
W
×
(T2‑
T1)
[0024]W＝Q
qz
×
ρ
[0025]Q
t
＝C
×
S
s
×
L
zs
×
ρ
×
ΔT
[0026]由上式得到C
×
S
s
×
L
zs
×
ρ
×
ΔT＝C
×
Q
qz
×
ρ
×
(T2‑
T1)，计算得到T2；
[0027]W为空气的质量流量kg/S，C为空气的等压比热容J/(kg℃)，ρ为空气密度；ΔT为隧道所需升温温度；碳晶电热板的制热温度T2；T1为除雾前隧道内的温度，由隧道内外温度差探测器测量得到；Q
t
为N块碳晶电热板单位时间内的总产热量，Q2为高峰时间段T内n辆车与碳晶电热板交换带走的总产热量；S
s
为隧道的横截面积，L
zs
为隧道的总长度；
[0028]S5：计算除雾时间周期T内的单位时间内需补偿交换的空气体积Q
bc
；
[0029][0030]S6：根据空气体积Q
bc
计算得到除雾风机的工作风速V
fj
；从而计算除雾时间周期T内的除雾风机工作风速V
fj
；
[0031]Q
bc
＝L
fj
[0032]L
fj
＝3600*S
fj
*V
fj
[0033][0034]L
fj
为除雾风机的风量，S
fj
为除雾风机的通风面积，V
fj
是除雾风机的工作风速，R
fj
为除雾风机的风扇半径；除雾风机的金属丝加热板提供的产热值可以忽略不计；
[0035]S7：当若干传感器检测到隧道内能见度、隧道内外温度差、隧道内湿度中的任一检测数据超过阀值时，在车流量低峰期时进行除雾工作，除雾时间周期T内，碳晶电热板和金
属丝加热板以制热温度T2制热，除雾风机以风速V
fj
持续运行；
[0036]S8：一个除雾时间周期T后，隧道内能见度或隧道内外温度差或隧道内湿度的测量值仍有大于阀值时，返回步骤S7，继续执行一个周期T的除雾工作；
[0037]S9：循环步骤S7
‑
S8，直到隧道内能见度、隧道内外温度差、隧道内湿度的测量值均低于阀值时，完成除雾工作。
[0038]进一步地，所述隧道所需升温温度ΔT的取值范围为2.5
‑
5度。
[0039]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过安装在隧道内的若干碳晶电热板对隧道中的空气进行加热，使空气中的雾气加热生成水蒸气，从而进行除雾作用；碳晶电热板加热的同时，车辆在隧道内移动带动隧道边缘位置的空气流动，增强隧道内空气的交换效果，从而使隧道内的空气均匀受热，使得隧道内的除雾作业效果更好。本专利技术还可以根据车辆高峰时段采集的数据，进行碳晶电热板的加热温度控制和除雾风机的风速控制，在车辆低峰时段对隧道进行除雾作业，在车辆高峰时段前做好除雾工作，除雾效果好，使隧道内不会出现雾气，保证隧道内的能见度，进而保证隧道内车辆的行驶安全。
附图说明
[0040]图1为本专利技术的结构示意图；
[0041]图2为碳晶电热板的安装示意图。
[0042]图中主要部件符号说明如下：
[0043]1、隧道；2、碳晶电热板；3、除雾风机；4、车道顶部激光测距传感器；5、车道右侧激光测距传感器；6、车道左侧激光测距传感器。
具体实施方式
[0044]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0045]如图1和2所示，隧道1分成长度相等的若干段，每段隧道1内设置有若干碳晶电热板2，若干碳晶电热板2拼接形成弧形，安装在隧道1拱形部上；每段隧道1内还设置有除雾风机3，除雾风机3的进风侧设置有金属丝加热板，隧道1内还设置有能见度探测器、湿度探测器和隧道内外温度差探测器；隧道1的进口处还设置有若干组车道两侧激光测距传感器、若干处车道顶部激光测距传感器4和风速仪；能见度探测器、隧道内外温度差探测器、湿度探测器分别设定有隧道内能见度阀值F
n
、隧道内外温度差阀值F
w
和隧道内湿度值F
s
；每组车道两侧激光测距传感器包括有车道左侧激光测距传感器6和车道右侧激光测距传感器5，车道左侧激光测距传感器6和车道右侧激光测距传感器5位于同一直线上。
[0046]车道两侧激光测距传感器平行设置有三组，每组传感器的高度分别为0.5m、1m和1.5m；车道顶部激光测距传感器4竖向向下设置有三处，三处车道顶部激光测距传感器4位于同时水平面内，且相邻两处车道顶部激光测距传感器4的间隔距离范围为1
‑
2m。
[0047]隧道1的拱顶部设置有安装碳晶电热板2的安装槽，安装槽与碳晶电热板2之间设置有隔热泡沫。
[0048]隧道内能见度阀值F<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温高湿隧道自动除雾系统，其特征在于，隧道(1)分成长度相等的若干段，每段所述隧道(1)内设置有若干碳晶电热板(2)，若干所述碳晶电热板(2)拼接形成弧形，安装在所述隧道(1)拱形部上；每段所述隧道(1)内还设置有除雾风机(3)，所述除雾风机(3)的进风侧设置有金属丝加热板，所述隧道(1)内还设置有能见度探测器、湿度探测器和隧道内外温度差探测器；所述隧道(1)的进口处还设置有若干组车道两侧激光测距传感器、若干处车道顶部激光测距传感器(4)和风速仪；所述能见度探测器、所述隧道内外温度差探测器、所述湿度探测器分别设定有隧道内能见度阀值F
n
、隧道内外温度差阀值F
w
和隧道内湿度值F
s
；每组车道两侧激光测距传感器包括有车道左侧激光测距传感器(6)和车道右侧激光测距传感器(5)，所述车道左侧激光测距传感器(6)和所述车道右侧激光测距传感器(5)位于同一直线上。2.根据权利要求1所述的高温高湿隧道自动除雾系统，其特征在于，所述车道两侧激光测距传感器平行设置有三组，每组传感器的高度分别为0.5m、1m和1.5m；所述车道顶部激光测距传感器(4)竖向向下设置有三处，三处所述车道顶部激光测距传感器(4)位于同时水平面内，且相邻两处所述车道顶部激光测距传感器的间隔距离范围为1
‑
2m。3.根据权利要求1所述的高温高湿隧道自动除雾系统，其特征在于，所述隧道(1)的拱顶部设置有安装所述碳晶电热板(2)的安装槽，所述安装槽与碳晶电热板(2)之间设置有隔热泡沫。4.根据权利要求1所述的高温高湿隧道自动除雾系统，其特征在于，所述隧道内能见度阀值F
n
为40m，隧道内外温度差阀值F
w
为2℃，隧道内湿度阀值为80％。5.根据权利要求1所述的高温高湿隧道自动除雾系统，其特征在于，所述能见度探测器为透射式能见度仪，所述温度探测器为温差电偶温度计，所述湿度探测器为氯化锂湿度计。6.一种利用权利要求1
‑
5任一所述的高温高湿隧道自动除雾系统进行除雾的控制方法，其特征在于，包括有如下步骤：S1：利用车道顶部激光测距传感器和每组车道两侧激光测距传感器测得车辆的宽度和高度数据，并计算车辆经过隧道时进行热交换的空气流量Q
jh
；Q
jh
＝(L
a
‑
L1)
×
(L
b
‑
ΔL
min
)
×
V1ΔL
min
＝L2+L3车道顶部激光测距传感器的高度L
a
，L1为若干处车道顶部激光测距传感器测得的最小距离值，L
b
为车道左侧激光测距传感器与车道右侧激光测距传感器的距离，L2为车道左侧激光测距传感器的测量值，L3为车道右侧激光测距传感器的测量值，V1为风速仪测得的车辆速度；ΔL
min
为若干组车道两侧激光测距传感器测得的最小值；S2：计算车辆经过隧道带动隧道内空气进行热交换的空气体积Q
z
；Q
z
＝T
c
×
Q
jh
每段隧道的长度为L
s
，车辆经过每段隧道的时间为T<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林杰，黄锋，罗兵兵，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：