CN110082268B - 冷却塔测雾*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种冷却塔测雾***，包括：激光发射器；穿雾激光接收器，穿雾激光发射器和激光接收器分别设置在冷却塔风筒出口的两侧，穿雾激光接收器能够接受激光发射器发出的激光信号，并将激光信号输送至控制***，以根据激光接收器接收到的激光强度判断冷却塔风筒出口是否需要消雾；校准装置，校准装置设置在激光发射器和/或激光接收器上，激光发射器未对正穿雾激光接收器时，激光信号发射到校准装置上，根据校准装置的反馈调整激光发射器，以使激光发射器与穿雾激光接收器对正，激光发射器发射的激光信号能够被穿雾激光接收器接收。本发明解决了现有技术中的冷却塔无法根据冷却塔出风口的起雾情况自动判断是否需要消雾的问题。
Description
技术领域
本发明涉及冷却塔消雾技术领域，具体而言，涉及一种冷却塔测雾***。
背景技术
常规冷却塔循环水的降温过程是，循环水淋到填料上，在众多填料片的表面与流动空气接触，向空气蒸发，释放循环水的热量，降低循环水自身温度；从冷却塔下部进入填料的空气携带着蒸发的水蒸汽和潜热，在塔顶风机的抽吸作用下排放到大气中。
地球上纬度较高的地区(包括中国的东北、华北和西北地区)，比较寒冷，冷却塔排出的湿热气容易成雾。冷却塔产生的雾气大致可分为淡雾、中雾和浓雾。淡雾：无风条件下，淡雾离开风筒后约10米就稀释消散了，对冷却塔周边及厂区周边环境没有明显的不利影响；可用肉眼透视风筒出口的淡雾，看到天空背景或建筑物背景。中雾：无风条件下，中雾离开风筒后约30米才能稀释消散；中雾用肉眼基本不可透视；阴冷天里，中雾会凝结成细小水滴落下，对冷却塔周边设备、道路和工程作业有影响。浓雾：无风条件下，浓雾离开风筒后，雾体可保持50米以上；浓雾用肉眼完全不可透视；阴冷天里，浓雾凝结成的水滴对冷却塔周边影响很大，对厂区周边也有影响；冬天若不开风机，浓雾会在冷却塔附近弥漫笼罩，铺天盖地，成为严重的事故隐患，还会引发环境纠纷。所以，高纬度地区希望使用消雾型的冷却塔。
一般而言，消雾可能需要增大风量，增加运行费用。从减少雾气对环境的影响和提高冷却塔运行经济性两方面来看，应予消除的主要是中雾和浓雾，可根据实际情况，容忍一定程度的淡雾存在。随着环境气温和湿度的变化，冷却塔风筒出口的成雾条件也会随之变化，所以需实时侦测冷却塔出风口的起雾情况，并及时采取措施消雾。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种冷却塔测雾***，以解决现有技术中的冷却塔无法根据冷却塔出风口的起雾情况自动判断是否需要消雾的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种冷却塔测雾***，包括：激光发射器；穿雾激光接收器，穿雾激光发射器和激光接收器分别设置在冷却塔风筒出口的两侧，穿雾激光接收器能够接受激光发射器发出的激光信号，并将激光信号输送至控制***，以根据激光接收器接收到的激光强度判断冷却塔风筒出口是否需要消雾；校准装置，校准装置设置在激光发射器和/或激光接收器上，激光发射器未对正穿雾激光接收器时，激光信号发射到校准装置上，根据校准装置的反馈调整激光发射器，以使激光发射器与穿雾激光接收器对正，激光发射器发射的激光信号能够被穿雾激光接收器接收。
进一步地，校准装置包括：进光筒，激光信号沿进光筒的轴线穿过进光筒射入穿雾激光接收器；多个反光件，反光件均与进光筒的外周连接，并沿进光筒的轴向排列，反光件能够反射照射到反光件上的激光信号，且由进光筒的入口端至进光筒的出口端，至少部分反光件与进光筒的连接处顺次连接形成的轨迹线为螺旋线。
进一步地，所有反光件包括至少两个成对设置的反光板，成对设置的两个反光板相对设置在进光筒的两侧，且靠近进光筒的入口端。
进一步地，成对设置的两个反光板沿进光筒的周向间隔180度设置，且位于进光筒的同一水平面上。
进一步地，成对设置的两个反光板沿远离进光筒的方向向进光筒的入口端或出口端倾斜。
进一步地，所有反光件包括：多个上反光器，上反光器位于进光筒的轴线所在水平面的上方，各上反光器沿进光筒的轴向依次排列，且由进光筒的入口端至进光筒的出口端，上反光器与进光筒的连接处顺次连接形成的上轨迹线为螺旋线；多个下反光器，下反光器位于进光筒的轴线所在水平面的下方，各下反光器沿进光筒的轴向依次排列，且由进光筒的入口端至进光筒的出口端，下反光器与进光筒的连接处顺次连接形成的下轨迹线为螺旋线，上轨迹线的旋向与下轨迹线的旋向相同。
进一步地，上反光器和下反光器沿进光筒的径向延伸，上反光器和下反光器的数量相同且成对设置，成对设置的上反光器和下反光器分别位于进光筒相对的两侧。
进一步地，冷却塔测雾***还包括基准装置，基准装置包括：分光镜，分光镜位于激光信号的路径上；基准激光接收器，分光镜将激光信号的一部分反射至基准激光接收器，激光信号的另一部分穿过分光镜照射到穿雾激光接收器或校准装置上，控制***对比基准激光接收器接收到的激光强度和激光接收器接收到的激光强度，当穿雾激光的激光强度与基准激光的激光强度的比值小于预设的消雾阈值时，控制***控制消雾***进行消雾。
进一步地，冷却塔测雾***还包括：多个支架，支架固定在冷却塔风筒出口处；多个移动平台，移动平台活动设置在支架上；多个机箱，机箱设置在移动平台上，激光发射器和穿雾激光接收器分别设置在一个机箱内，且激光发射器和基准装置设置在同一个机箱内，机箱的侧壁具有光学窗口，激光发射器发射的激光信号穿过光学窗***入穿雾激光接收器。
进一步地，冷却塔测雾***还包括防干扰件，防干扰件设置在光学窗口处，以过滤或遮挡阳光。
进一步地，冷却塔测雾***还包括与机箱连接的接地线和/或设置在机箱上的挡雨遮阳檐。
进一步地，冷却塔测雾***还包括温湿度传感器，温湿度传感器设置在机箱内，以检测机箱内的温度和湿度。
进一步地，温湿度传感器为多个，且每个机箱内均设置有至少一个温湿度传感器。
进一步地，冷却塔测雾***还包括设置在光学窗口外侧的除尘用仪表风嘴。
进一步地，冷却塔测雾***还包括设置在光学窗口内侧的除雾用仪表风嘴。
进一步地，冷却塔测雾***还包括设置在机箱内的加热器。
进一步地，冷却塔测雾***还包括设置在机箱内的散热器。
进一步地，机箱的侧壁还设置有百叶窗。
进一步地，激光信号为红色激光。
应用本发明的技术方案，通过设置激光发射器，使得激光发射器发射的激光信号经过冷却塔风筒出口后被穿雾激光接收器接收，当激光信号穿过冷却塔风筒出口处的雾时，激光信号会被雾遮挡，从而使得激光强度减弱，根据雾的浓度大小不同，激光强度的减小程度也不尽相同，雾越大，激光强度减弱越强，雾越小，激光强度减弱越弱，这样，就可以根据激光信号在激光发射器的发射强度和穿雾激光接收器接收到的接收强度之间的比较值判断冷却塔风筒出口处的雾的大小，从而根据雾的大小判断是否需要进行消雾。上述设置使得冷却塔测雾***能够实时监测冷却塔风筒出口处的雾的浓度，并在与消雾***联动控制雾的浓度在合适范围内，避免了人工判断不准确不及时的弊端，保证了冷却塔的正常工作以及周围环境的安全。同时，设置的校准装置能够使得激光发射器和穿雾激光接收器之间的相对位置进行校正，保证激光发射器发射的激光信号能够被穿雾激光接收器接收到，避免了冷却塔振动等因素引起的激光束偏移导致测量不准确的问题，保证冷却塔测雾***的正常工作。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的冷却塔测雾***的主视图；
图2示出了图1中的冷却塔测雾***的俯视图；
图3示出了图1中的冷却塔测雾***的校准装置的主视图；
图4示出了图3中的校准装置的俯视图；以及
图5示出了图3中的校准装置的左视图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、激光发射器；20、穿雾激光接收器；30、校准装置；31、进光筒；32、反光板；33、上反光器；34、下反光器；40、基准装置；41、分光镜；42、基准激光接收器；50、支架；60、移动平台；70、机箱；71、内箱；72、外箱；80、除尘用仪表风嘴；90、除雾用仪表风嘴；100、加热器；110、散热器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中的冷却塔无法根据冷却塔出风口的起雾情况自动判断是否需要消雾的问题，本发明提供了一种冷却塔测雾***。
如图1和图2所示的一种冷却塔测雾***，包括激光发射器10、穿雾激光接收器20、校准装置30，穿雾激光发射器10和激光接收器分别设置在冷却塔风筒出口的两侧，穿雾激光接收器20能够接受激光发射器10发出的激光信号，并将激光信号输送至控制***，以根据激光接收器接收到的激光强度判断冷却塔风筒出口是否需要消雾；校准装置30设置在激光发射器10和/或激光接收器上，激光发射器10未对正穿雾激光接收器20时，激光信号发射到校准装置30上，根据校准装置30的反馈调整激光发射器10，以使激光发射器10与穿雾激光接收器20对正，激光发射器10发射的激光信号能够被穿雾激光接收器20接收。
本实施例通过设置激光发射器10，使得激光发射器10发射的激光信号经过冷却塔风筒出口后被穿雾激光接收器20接收，当激光信号穿过冷却塔风筒出口处的雾时，激光信号会被雾遮挡，从而使得激光强度减弱，根据雾的浓度大小不同，激光强度的减小程度也不尽相同，雾越大，激光强度减弱越强，雾越小，激光强度减弱越弱，这样，就可以根据激光信号在激光发射器10的发射强度和穿雾激光接收器20接收到的接收强度之间的比较值判断冷却塔风筒出口处的雾的大小，从而根据雾的大小判断是否需要进行消雾。上述设置使得冷却塔测雾***能够实时监测冷却塔风筒出口处的雾的浓度，并在与消雾***联动控制雾的浓度在合适范围内，避免了人工判断不准确不及时的弊端，保证了冷却塔的正常工作以及周围环境的安全。同时，设置的校准装置30能够使得激光发射器10和穿雾激光接收器20之间的相对位置进行校正，保证激光发射器10发射的激光信号能够被穿雾激光接收器20接收到，避免了冷却塔振动等因素引起的激光束偏移导致测量不准确的问题，保证冷却塔测雾***的正常工作。
如图3至图5所示，校准装置30包括进光筒31和多个反光件，激光信号沿进光筒31的轴线穿过进光筒31射入穿雾激光接收器20；反光件均与进光筒31的外周连接，并沿进光筒31的轴向排列，反光件能够反射照射到反光件上的激光信号，且由进光筒31的入口端至进光筒31的出口端，至少部分反光件与进光筒31的连接处顺次连接形成的轨迹线为螺旋线。这样，在校正激光发射器10和穿雾激光接收器20之间的位置时，移动激光发射器10或穿雾激光接收器20使得二者之间产生相对运动，然后根据反光件反馈的信息就判断激光发射器10或穿雾激光接收器20之间的位置关系，从而进行相应调整，实现校正。
在本实施例中，所有反光件包括至少两个成对设置的反光板32，成对设置的两个反光板32相对设置在进光筒31的两侧，且靠近进光筒31的入口端。
具体地，由于激光信号是水平发射的，因而进光筒31是水平放置横向贯通的，反光板32的一端与进光筒31的外壁连接，并向远离进光筒31的轴线的方向延伸，本实施例的反光板32设置有两个，两个反光板32沿进光筒31的周向间隔180度设置，且位于进光筒31的同一水平面上，当激光发射器10发射的激光信号偏离穿雾激光接收器20的正左方或者正右方时，激光信号会照射在反光板32上，为了确定激光信号到底是射在正左方还是正右方，两个反光板32沿远离进光筒31的方向向进光筒31的入口端或出口端倾斜，本实施例的反光板32是沿远离进光筒31的方向向进光筒31的出口端倾斜，随着激光发射器10发射的激光信号偏离穿雾激光接收器20的距离越大，激光信号的发射距离越长，以此即可判断激光信号的偏离方向，将激光信号向发射距离逐渐短的方向调整直到穿雾激光接收器20接收到激光信号即可。
在本实施例中，所有反光件包括多个上反光器33和多个下反光器34，上反光器33位于进光筒31的轴线所在水平面的上方，各上反光器33沿进光筒31的轴向依次排列，且由进光筒31的入口端至进光筒31的出口端，上反光器33与进光筒31的连接处顺次连接形成的上轨迹线为螺旋线；下反光器34位于进光筒31的轴线所在水平面的下方，各下反光器34沿进光筒31的轴向依次排列，且由进光筒31的入口端至进光筒31的出口端，下反光器34与进光筒31的连接处顺次连接形成的下轨迹线为螺旋线，上轨迹线的旋向与下轨迹线的旋向相同。
上反光器33和下反光器34沿进光筒31的径向延伸，上反光器33和下反光器34的数量相同且成对设置，成对设置的上反光器33和下反光器34分别位于进光筒31相对的两侧。
对于校准装置30的详细结构和校正原理作如下说明：
穿雾激光接收器20的光学窗口是激光信号的目标窗口，面积比较小，风机旋转引起的冷却塔塔体振动可能使得激光信号偏离目标窗口，无法测得风筒出口的雾气浓度。设激光信号轴线方向为x向，与x垂直的立面为y-z面，其中z为立轴方向，y为水平轴方向，如图1和图2所示的方向，那么激光信号相对于目标窗口的位移就要考虑六个自由度，即x-y-z三个方向的线位移和绕x-y-z三个轴的角位移。
若激光信号相对于目标窗口发生x轴的线位移，则激光信号仍能射入目标窗口，只是光点距离即从激光发射器10出口到激光信号末端光点的距离比原来近了或远了。
若激光信号相对于目标窗口发生沿y轴的线位移，则激光信号可能偏到目标窗口的左边或右边，未能射入目标窗口。
若激光信号相对于目标窗口发生沿z轴的线位移，则激光信号可能偏到目标窗口的上方或下方，未能射入目标窗口。
若激光信号相对于目标窗口发生绕x轴的角位移，则激光信号仍能射入目标窗口。
若激光信号相对于目标窗口发生绕y轴的角位移，则激光信号可能偏到目标窗口的上方或下方，未能射入目标窗口。
若激光信号相对于目标窗口发生绕z轴的角位移，则激光信号可能偏到目标窗口的左边或右边，未能射入目标窗口。
若激光信号相对于目标窗口发生复合线位移和角位移，则激光信号可能偏到目标窗口的左上、左下、右上或右下，而未能射入目标窗口。
本实施例的穿雾激光接收器20及其附属部件装都在机箱70内，此机箱70上的光学窗口也就是目标机箱窗口，激光信号经过目标机箱窗口才能射入穿雾激光接收器20的目标窗口。
本实施例的激光发射器10选用激光测距仪，既可发射红色连续激光信号进入激光接收器，也可在激光信号偏离目标机箱窗口时，给出光点距离的变化，推算激光信号偏离目标机箱窗口的角度，为自动校正激光信号提供依据。
本实施例的基准激光接收器42和穿雾激光接收器20都选用激光功率计，激光信号射入激光功率计时，测得的激光功率即可反映连续激光信号的光强。
由于激光发射器10和穿雾激光接收器20都被安装在塔体上，所以激光信号末端的红色光点在目标窗口附近的线位移和角位移幅度都不会太大，x向轴移幅度在10mm以内，y-z向偏移幅度在20mm以内，绕x-y-z的转动幅度都在3°以内。
对穿雾激光接收器20来说，定义迎着激光信号的方向为“前”，顺着激光信号的方向为“后”，即靠近激光发射器10的方向为“前”，靠近穿雾激光发射器10的方向为“后”。本实施例在穿雾激光接收器20的前方设置一个进光筒31，进光筒31的进口中心、出口中心和目标机箱窗口中心“三点一线”，对准了穿雾激光接收器20的光学窗口中心。只要激光信号能够通过进光筒31进入目标机箱窗口，则激光信号就能射入穿雾激光接收器20的光学窗口。
顺着激光信号看，在进光筒31的0°角即右边水平半径方向处设置一块向右后方倾斜的反光板32，在对称的180°角处设置一块向左后方倾斜的反光板32，这两块反光板32用不锈钢制作。激光信号射到这两块反光板32上，光点离进光筒31越远，则光点距离越大，且是连续变化的，故这两块反光板32为水平偏移连续反光板。
顺着激光信号按逆时针方向，在进光筒31上半平面的17个角度处，即10°、20°、30°…170°角处，各安装一块垂直于进光筒31的上反光器33，共17块，呈辐射状；10°上反光器根部比0°上反光器根部退后20mm，然后，每左旋10°，上反光器33向后退5mm，光点距离增加5mm，则17块上反光器33的根部中心连线形成一条左旋的螺旋线；还可得知，光点在进光筒31上半平面从右向左移动时，光点距离是阶跃增加的。
顺着激光信号按逆时针方向，在进光筒31下半平面的17个角度处，即190°、200°、210°…350°角处，各安装一块垂直于进光筒31的下反光器34，共17块，呈辐射状；190°下反光器根部比180°反光板根部退后20mm，然后，每左旋10°，下反光器34向后退5mm，光点距离增加5mm，则17块下反光器34的根部中心连线形成一条左旋的螺旋线；还可得知，光点在进光筒31下半平面从右向左移动时，光点距离是阶跃减小的。
可推知，进光筒31上方和下方共34个反光件，这34个反光件的根部连线形成两条螺旋线，形状与“双线螺杆”相似，那么进光筒31上方和下方的这34块反光件为角偏移螺旋分度阶跃反光器。
水平偏移连续反光板和角偏移螺旋分度阶跃反光器上的各块板均呈扇形，扇形的内半径等于进光筒31的外半径，各块板的外半径等于内半径加50mm，相邻各块板的扇形宽度重叠2mm，避免立面投影上两块板之间出现空隙，也就是避免激光信号射到两块板之间的空隙内以致于找不到光点角偏移的情况。
穿雾激光接收器20沿冷却塔塔顶平面偏移的几率明显大一些，也就是说光点偏移到0°反光板和180°反光板上的可能性大一些。
0°反光板设置为向右后方倾斜的平板，光点偏移越大，则光点距离越远，即光点沿0°反光板右移时，光点距离是连续增加的。
同理，向左后方倾斜的180°反光板上，光点偏移越大，则光点距离越远，即光点沿180°反光板左移时，光点距离是连续增加的。
在本实施例中，冷却塔测雾***还包括基准装置40，基准装置40包括分光镜41和基准激光接收器42，分光镜41位于激光信号的路径上；分光镜41将激光信号的一部分反射至基准激光接收器42，激光信号的另一部分穿过分光镜41照射到穿雾激光接收器20或校准装置30上，控制***对比基准激光接收器42接收到的激光强度和激光接收器接收到的激光强度，当穿雾激光的激光强度与基准激光的激光强度的比值小于预设的消雾阈值时，控制***控制消雾***进行消雾。
激光发射器10可以安装在冷却塔风筒出口上方北面，发射的连续激光束经过透反比为80：20的分光镜41分成在水平面内相互垂直的两束激光，其中透射光束射向冷却塔风筒出口上方南面的穿雾激光接收器20，被穿雾激光接收器20接收成为穿雾激光，反射光束沿垂直光路射向分光镜41旁边的基准激光接收器42，被基准激光接收器42接收成为基准激光。基准激光接收器42与激光发射器10安装在一个机箱70内，基准激光接收器42离激光发射器10和分光镜41尽可能近，光路尽可能短，使得基准光束尽量避免干扰，在两束光束的光强比较时，起到基准作用。
考虑到激光发射器10可能会由于环境温度偏离器件正常工作温度和器件逐渐老化等原因，使得激光信号的激光强度衰减，可能会出现“风筒排雾较浓，该消雾了，却被误判为淡雾，不用消雾”的情况，所以本发明构造的光路中使用分光镜41和基准激光接收器42，不论激光发射器10发出的激光强度如何变化，经过分光镜41后，总有激光强度比例固定的反射光束作为探测激光衰减率和探测雾气浓度的光束基准。
在消雾季节，经过一系列实验，就可将穿雾激光的激光强度与基准激光的激光强度二者的比值跟雾气浓度一一关联起来，并拟合成函数关系，控制***根据比值就可算出冷却塔风筒出口的雾气浓度。控制***会将接收到的基准激光的激光强度与标准的基准激光的激光强度作比较，算出激光发射器10发出的激光强度的衰减率，进而计算更激光发射器10的激光强度衰减后的穿雾激光的激光强度与基准激光的激光强度比值的消雾阈值，从而准确消雾。
具体地，设激光发射器10发出的标准光强为S＝100微瓦，分光镜41的透反比为r＝80:20，即透射光强为F＝80微瓦，反射光强为E＝20微瓦。假设雾气使穿雾光束衰减了D＝30微瓦，则穿雾激光接收器20接收到的光强为G＝F-D＝80-30＝50微瓦，那么控制***接收到的光强信号比值为a1＝G/E＝50/20＝2.5。其中的变量关系为：
S＝E+F，r＝F/E＝(S-E)/E，G＝F–D＝S-E-D，
a1＝G/E＝(F-D)/E＝(S-E-D)/E。
若用户认为，使穿雾激光束衰减度D＝30微瓦的雾气浓度是消雾的起始浓度，则对应的光强比值a1＝G/E＝2.5，就是启动消雾装置的阈值。
若运行5年之后，激光发射器10的元器件逐渐老化，激光发射器10发出的光强衰减了。假设发射的光强衰减率为c＝0.9，则激光发射器10发出的光强衰减为cS＝90微瓦，分光镜41透反比仍为r＝80:20，那么透射光强为cF＝72微瓦，反射光强为cE＝18微瓦，消雾的起始雾气浓度仍对应着穿雾激光衰减度D＝30微瓦，此时，穿雾激光接收器20接收到的光强为G2＝cF-D＝72-30＝42微瓦，那么启动消雾装置的新阈值时，控制***接收到的光强比值为a2＝G2/cE＝42/18＝2.33，其中的变量关系为：
cS＝cE+cF，r＝cF/cE＝F/E，
G2＝cF-D，
a2＝G2/cE＝[cF-D]/cE＝[cS-cE–D–cD+cD]/cE
＝c(S-E-D)/cE+(cD-D)/cE
＝a1+(c-1)D/cE
＝a1-(1-c)D/cE，
由于c＝0.9＜1，因而a2＝2.33＜a1＝2.5。
即若衰减之前的穿雾光强比值a1＝2.5是消雾的阈值，则同样雾浓度时，激光发射器10衰减后的消雾阈值应降低到a2＝2.33。
激光发射器10发出的激光强度比初期投用时的标准激光强度衰减了多少是可以测出来的。基准激光接收器42将测得的基准光强cE送到控制***，与没衰减的基准光强E作比较，就算得激光发射器10的光强衰减率c＝cE/E，进而由已知的a1，c，D，E，可算出激光发射器10衰减后的消雾阈值a2＝a1-(1-c)D/cE。
若风筒上方没有雾气，则穿雾激光接收器20和基准激光接收器42接收到的激光强度比例是80：20，考虑到激光信号要经过机箱70上的光学窗口以及要经过两个机箱70窗口之间的大气，穿雾激光的激光强度还会有一定的衰减，到达两个激光接收器的激光强度比值也许是77：20，具体比值如何，关系都不大，只要在冷却塔运行之前测试标定好了就行。冷却塔运行起来之后，风筒上方的湿热空气或雾气对激光有明显的衰减作用，所以穿雾激光接收器20感受到的激光强度会明显小于基准激光接收器42感受到的激光强度的4倍，两个激光强度转换成电信号送到计算机进行比较，当穿雾激光的激光强度与基准激光的激光强度的比值小于预设的消雾阈值时，说明风筒出口雾气明显，此时控制***发出消雾命令进行消雾，直到穿雾激光的激光强度与基准激光的激光强度的比值增加到大于消雾阈值。
在本实施例中，冷却塔测雾***还包括多个支架50、多个移动平台60和多个机箱70，支架50固定在冷却塔风筒出口处；移动平台60活动设置在支架50上；机箱70设置在移动平台60上，激光发射器10和穿雾激光接收器20分别设置在一个机箱70内，且激光发射器10和基准装置40设置在同一个机箱70内，机箱70的侧壁具有光学窗口，激光发射器10发射的激光信号穿过光学窗***入穿雾激光接收器20。
其中，机箱70为两套，分别用于容纳激光发射器10和穿雾激光接收器20，相应地，支架50、移动平台60也分别有两套。
激光发射器10、分光镜41，基准激光接收器42都通过相应的光具座安装在光学平台上，装在同一个机箱70内，其中机箱70包括内箱71和外箱72两部分，内箱71的作用主要是保护光学器件免受外界污染，内箱71的底板即为光学平台，光学平台下面依次安装着绕y轴步进角移台和绕z轴步进角移台，绕y轴步进角移台和绕z轴步进角移台组成一套移动平台60，绕z轴步进角移台就固定在外箱72底板上，外箱72的作用主要是保护内箱71和两个步进角移台免受外界机械碰伤。激光发射器10的外箱72则固定在支架50上。调节两个角移台时，光学平台上的光学器具和内箱71都会动，但外箱72不动，所以内箱71和外箱72在机箱70上的光学窗口附近的连接采用橡胶软连接。
穿雾激光接收器20通过光具座安装在光学平台上，内箱71的底板即为穿雾激光接收器20的光学平台，y向步进平移台和z向步进平移台安装在光学平台的下面，y向步进平移台和z向步进平移台组成另一套移动平台60，且y向步进平移台固定在外箱72的底板上。调节两个步进平移台时，光学平台上的光学器具和内箱71都会动，但外箱72不动，所以内箱71和外箱72在机箱70上的光学窗口附近的连接也采用橡胶软连接。
对于校准装置30具体校准方法作如下说明：
若激光发射器10显示的光点距离与目标机箱窗口预设距离的偏差较大，且穿雾激光接收器20接收的激光强度为零或显著偏小，则说明激光信号偏离了穿雾激光接收器20的光学窗口，需要两个步进角移台和两个步进平移台动作，校正激光信号，使激光信号进入进光筒31，进入目标机箱窗口。
方式一
激光发射器10下方的绕z轴步进角移台向左缓慢步进旋转，将光点向左缓慢调节，若调节过程中，光点距离连续变化，且逐渐增大，说明光点在180°反光板上。此时，绕z轴步进角移台向右缓慢步进旋转，将光点向右调节，直至控制***接收到穿雾激光光强信号为止，然后测量和记录目标机箱窗口到激光发射器10的新距离，为下一次的校正做准备。
若绕z轴步进角移台向右旋转至极限，控制***仍未接收到穿雾激光光强信号，则穿雾激光接收器20下方的y轴步进平移台向左缓慢移动，带动目标机箱窗口逐渐向左接近光点，直至控制***接收到穿雾激光光强信号；此时，还需将绕z轴步进角移台向左旋转，退出极限位置，以备后续校正激光信号的操作；与此同时，y轴步进平移台带动目标机箱窗口继续向左缓慢移动，保持控制***接收到穿雾激光光强信号；然后测量和记录目标机箱窗口到激光发射器10的新距离。
方式二
绕z轴步进角移台向左缓慢步进旋转，将光点向左缓慢调节，若调节过程中，光点距离连续变化，且逐渐减小，说明光点在0°反光板上。此时，缓慢继续将光点向左调节，直至控制***接收到穿雾激光光强信号为止，然后测量和记录目标机箱窗口到激光发射器10的新距离，为下一次的校正做准备。
若绕z轴步进角移台向左旋转至极限，控制***仍未接收到穿雾激光光强信号，则穿雾激光接收器20下方的y轴步进平移台向右缓慢移动，带动目标机箱窗口向右逐渐接近光点，直至控制***接收到穿雾激光光强信号；此时，还需将绕z轴步进角移台向右旋转，退出极限位置，以备后续校正激光信号的操作；与此同时同时，y轴步进平移台带动目标机箱窗口继续向右缓慢移动，保持控制***接收到穿雾激光光强信号；然后测量和记录目标机箱窗口到激光发射器10的新距离。
方式三
绕z轴步进角移台向左缓慢步进旋转，将光点向左缓慢调节，若调节过程中，光点距离阶跃增大，说明光点在目标机箱窗口上方的角偏移螺旋分度阶跃反光器上。此时，绕y轴步进角移台向下缓慢步进旋转，将光点向下调节，光点距离会小幅阶跃变化，当光点距离大幅度阶跃缩小时，说明光点到了0°或180°反光板上，再按方式二的调节方法，使光点进入目标机箱窗口。
若绕y轴步进角移台向下旋转至极限，光点距离还未大幅度缩小，说明光点还没到水平偏移连续反光板上，此时y轴步进角移台保持不动，穿雾激光接收器20下方的z轴步进平移台向上缓慢移动，带动目标机箱窗口逐渐向上，直至光点距离大幅度阶跃缩小，光点到了0°或180°反光板上，再按方式二的调节方法，使光点进入目标机箱窗口。光点到了水平偏移连续反光板上后，还需将绕y轴步进角移台向上旋转，退出极限位置，以备后续校正激光信号的操作；与此同时，z轴步进平移台带动目标机箱窗口继续向上缓慢移动，保持控制***接收到穿雾激光光强信号；然后测量和记录目标机箱窗口到激光发射器10的新距离。
方式四
绕z轴步进角移台向左缓慢步进旋转，将光点向左缓慢调节，若调节过程中，光点距离阶跃减小，说明光点在目标机箱窗口下方的角偏移螺旋分度阶跃反光器上。此时，绕y轴步进角移台向上缓慢步进旋转，将光点向上调节，光点距离会小幅阶跃变化，当光点距离大幅度阶跃缩小时，说明光点到了0°或180°反光板上，再按方式二的调节方法，使光点进入目标机箱窗口。
若绕y轴步进角移台向上旋转至极限，光点距离还未大幅度缩小，说明光点还没到水平偏移连续反光板上，此时y轴步进角移台保持不动，穿雾激光接收器20下方的z轴步进平移台向下缓慢移动，带动目标机箱窗口逐渐向下，直至光点距离大幅度阶跃缩小，光点到了0°或180°反光板上，再按方式二的调节方法，使光点进入目标机箱窗口。光点到了水平偏移连续反光板上后，还需将绕y轴步进角移台向下旋转，退出极限位置，以备后续校正激光信号的操作；与此同时，z轴步进平移台带动目标机箱窗口继续向下缓慢移动，保持控制***接收到穿雾激光光强信号；然后测量和记录目标机箱窗口到激光发射器10的新距离。
方式五
若按上述一、二、三、四的调节办法，控制***都没接收到穿雾激光光强信号，即红色光点进不了目标机箱窗口，则说明塔体振动过大，导致激光信号偏离目标机箱窗口过多，需操作人员上塔重新校对激光信号和目标机箱窗口的相对位置，重新紧固安装激光发射器10和穿雾激光接收器20的各连接件，并采取措施减小塔体振动。
例如：设冷却塔风机直径8m，风筒底口外径9.7m，风筒高度3.8m。设冷却塔测雾***安装完成之后，从激光发射器10的出口到目标机箱窗口的标准距离为11000mm。
水平偏移连续反光板有两块，即0°反光板和180°反光板，这两块板是向后倾斜的，与进光筒31不垂直；可算出激光发射器10出口到0°反光板根部的距离＝11000-120＝10880mm，到0°反光板顶点的距离＝10880+10＝10890mm；180°反光板与0°反光板对称，激光发射器10出口到180°反光板根部的距离也是10880mm，到反光板32顶点的距离也是10890mm。
构成角偏移螺旋分度阶跃反光器的扇形反光件共有34块，都垂直于进光筒31，故从激光发射器10出口到任一角偏移螺旋分度阶跃反光器的顶点的距离基本等于到该板根部的距离；于是可算出激光发射器10出口到各角偏移螺旋分度阶跃反光器的静态距离，列于下表。
若塔体振动，但激光发射器10和穿雾激光接收器20的相对位置没变化，则表中静态距离都没变化，通过激光测距仪就可知道光点偏移的角度，就可较快地校准激光束。
一般而言，塔体振动，激光发射器10和穿雾激光接收器20的相对位置发生变化是常见的，但相对位置的变化幅度都不会过大，所以上述静态距离表可以录入控制***作为参考，实际校准激光束时，仍以动态判断光点位置和光点动态回归目标机箱窗口为准。
以上述数据为例，列举两个自动校准的例子：
自动校准激光束示例1：激光束末端红色光点出现在180°反光板上；
第一步，控制***发出判断光点位置的命令，激光发射器10下方的绕z轴步进角移台向左缓慢步进旋转，将光点向左缓慢调节，调节过程中，光点距离在10880mm～10890mm范围内，且逐渐增大，计算机判断出光点在180°反光板上；
第二步，控制***发出光点水平右行回归目标机箱窗口的命令，绕z轴步进角移台向右缓慢步进旋转，将光点向右调节，直至激光束进入目标机箱窗口，此时计算机会收到穿雾激光光强信号，并与基准激光接收器42的光强信号进行比较，判断雾气浓度，给出消雾或暂不消雾的命令。
自动校准激光束示例2：激光束末端红色光点出现在320°反光板上；
第一步，控制***发出判断光点位置的命令，激光发射器10下方的绕z轴步进角移台向左缓慢步进旋转，将光点向左缓慢调节，调节过程中，光点距离从10965mm即320°反光板开始，跳到10960mm和10955mm，阶跃减小，说明光点在光学窗口下方的角偏移螺旋分度阶跃反光器上；
第二步，控制***发出光点回归水平设置的反光板32的命令，绕y轴步进角移台向上缓慢步进旋转，将光点向上调节，光点距离会阶跃增加，出现10955mm，10960mm，10965mm，10970mm，10975mm，10980mm，然后大幅阶跃减小90～100mm，这说明光点移动到了0°反光板上即光点距离进入10880～10890mm范围；
第三步，控制***发出光点水平左行回归目标机箱窗口的命令，绕z轴步进角移台向左缓慢步进旋转，将光点向左缓慢调节，直至激光束进入目标机箱窗口；此时穿雾激光接收器20会发出光强信号给计算机，并与基准激光接收器42的光强信号进行比较，判断雾气浓度，给出消雾或暂不消雾的命令。
消雾季节里，若暂时没开启消雾***，则冷却塔测雾***可一直开启，每分钟测雾一次，将基准激光的激光强度和穿雾激光的激光强度传递给控制***，计算机进行计算和判断后，再决定是否需要消雾。
本实施例中的激光信号为红色激光，理由是：1、红色激光穿雾能力较强，当冷却塔用户根据自身及周边情况，允许一定程度的淡雾存在时，若用其它颜色激光，可能被淡雾阻挡，错误地发出消雾命令；2、若选用其它激光穿过淡雾，必须加大激光器能耗，加大激光器发热，缩短使用寿命，而选择红色激光就可节能和长周期运行；3、若用穿雾能力同样较强的红外激光，则冷却塔操作人员上塔巡捡时，看不见激光束，无法直观分辨激光发射器10是否正常工作。所以选用红色激光是最合适的。
在本实施例中，冷却塔测雾***还包括防干扰件，防干扰件设置在光学窗口处，以过滤或遮挡阳光。防干扰件可以是在光学窗口上方设置的遮阳檐，避免阳光直接射入穿雾激光接收器20；或者是光学窗口上的镀滤光膜，只允许红光透过，将来自于环境的其它颜色杂光滤掉。或者也可以不设置防干扰件，通过直接将穿雾激光接收器20安装在风筒出口南面，其光学窗口朝北，以避免南来的阳光射入穿雾激光接收器20。
可选地，冷却塔测雾***还包括与机箱70连接的接地线和/或设置在机箱70上的挡雨遮阳檐。本实施例在两个机箱70上均焊接有接地线，避免雷击。
在本实施例中，在两个机箱70内还均设置有温湿度传感器，测量机箱70内的空气温度和相对湿度。对每个机箱70而言，若两个温湿度传感器的温度值很接近，湿度值也很接近，则测量的温湿度值可信，这样就可排除只用一个温湿度计测量的偶然性及其失效时的示值误差。若两个温度值或两个湿度值相差较大，则说明有一个温湿度传感器坏了，需要检查维修或更换。
可选地，两个机箱70的光学窗口外还设置有挡雨遮阳檐。
在本实施例中，冷却塔测雾***还包括设置在光学窗口外侧的除尘用仪表风嘴80，风沙天或环境杂质较多时，接通清洁的仪表风，在光学窗口外形成风帘，保护光学窗口不受损害，且避免光学窗口沾灰，以保证测雾的准确性。
在本实施例中，冷却塔测雾***还包括设置在光学窗口内侧的除雾用仪表风嘴90，当户外环境气温较低，机箱70内空气湿度较大，光学窗口内表面可能起雾时，接通清洁的仪表风，在光学窗口内形成持续的气流，避免光学窗口起雾，以保证测雾的准确性。
在本实施例中，冷却塔测雾***还包括设置在机箱70内的加热器100，当户外环境气温很低，不利于激光发射器10和激光接收器内的电子元件工作时，开启电加热器100，使得机箱70内的工作温度回到正常工作温度范围。
在本实施例中，冷却塔测雾***还包括设置在机箱70内的散热器110，散热器110优选为翅片管束水冷散热器110，当户外环境气温很高，不利于激光发射器10和激光接收器内的电子元件工作时，开启翅片管束水冷散热器110，管内走冷却水，管外翅片间隙走机箱70内的热空气，热空气向管内冷却水放热，空气温度降低。安装翅片管束水冷散热器110时，保证翅片管进水端低，出水端高，呈3°倾斜。水冷散热季节结束时，关闭进水阀和出水阀，打开放水阀排净余水，然后关闭放水阀。冷却水来自于冷却塔循环泵的出口。
在本实施例中，机箱70的侧壁还设置有百叶窗，以便于通风。
消雾季节，冷却塔的操作人员上塔巡捡时，要用镜头纸擦拭两个机箱70的光学窗口。非消雾季节，将定制的盖子拧到机箱70的光学窗口上，保护两个机箱70的光学窗口。
需要说明的是，上述实施例中的多个指的是至少两个。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、解决了现有技术中的冷却塔无法根据冷却塔出风口的起雾情况自动判断是否需要消雾的问题；
2、避免了人工判断不准确不及时的弊端，保证了冷却塔的正常工作以及周围环境的安全；
3、校准装置能够使得激光发射器和穿雾激光接收器之间的相对位置进行自动校正；
4、避免了冷却塔振动等因素引起的激光束偏移导致测量不准确的问题，保证冷却塔测雾***的正常工作。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种冷却塔测雾***，其特征在于，包括：
激光发射器(10)；
穿雾激光接收器(20)，所述穿雾激光发射器(10)和所述激光接收器分别设置在冷却塔风筒出口的两侧，所述穿雾激光接收器(20)能够接受所述激光发射器(10)发出的激光信号，并将所述激光信号输送至控制***，以根据所述激光接收器接收到的激光强度判断所述冷却塔风筒出口是否需要消雾；
校准装置(30)，所述校准装置(30)设置在所述激光发射器(10)和/或所述激光接收器上，所述激光发射器(10)未对正所述穿雾激光接收器(20)时，所述激光信号发射到所述校准装置(30)上，根据所述校准装置(30)的反馈调整所述激光发射器(10)，以使所述激光发射器(10)与所述穿雾激光接收器(20)对正，所述激光发射器(10)发射的激光信号能够被所述穿雾激光接收器(20)接收；
所述校准装置(30)包括：
进光筒(31)，所述激光信号沿所述进光筒(31)的轴线穿过所述进光筒(31)射入所述穿雾激光接收器(20)；
多个反光件，所述反光件均与所述进光筒(31)的外周连接，并沿所述进光筒(31)的轴向排列，所述反光件能够反射照射到所述反光件上的激光信号，且由所述进光筒(31)的入口端至所述进光筒(31)的出口端，至少部分所述反光件与所述进光筒(31)的连接处顺次连接形成的轨迹线为螺旋线；
所有所述反光件包括：
多个上反光器(33)，所述上反光器(33)位于所述进光筒(31)的轴线所在水平面的上方，各所述上反光器(33)沿所述进光筒(31)的轴向依次排列，且由所述进光筒(31)的入口端至所述进光筒(31)的出口端，所述上反光器(33)与所述进光筒(31)的连接处顺次连接形成的上轨迹线为螺旋线；
多个下反光器(34)，所述下反光器(34)位于所述进光筒(31)的轴线所在水平面的下方，各所述下反光器(34)沿所述进光筒(31)的轴向依次排列，且由所述进光筒(31)的入口端至所述进光筒(31)的出口端，所述下反光器(34)与所述进光筒(31)的连接处顺次连接形成的下轨迹线为螺旋线，所述上轨迹线的旋向与所述下轨迹线的旋向相同。
2.根据权利要求1所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所有所述反光件包括至少两个成对设置的反光板(32)，成对设置的两个所述反光板(32)相对设置在所述进光筒(31)的两侧，且靠近所述进光筒(31)的入口端。
3.根据权利要求2所述的冷却塔测雾***，其特征在于，成对设置的两个反光板(32)沿所述进光筒(31)的周向间隔180度设置，且位于所述进光筒(31)的同一水平面上。
4.根据权利要求2所述的冷却塔测雾***，其特征在于，成对设置的两个反光板(32)沿远离所述进光筒(31)的方向向所述进光筒(31)的入口端或出口端倾斜。
5.根据权利要求1所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述上反光器(33)和所述下反光器(34)沿所述进光筒(31)的径向延伸，所述上反光器(33)和所述下反光器(34)的数量相同且成对设置，成对设置的所述上反光器(33)和所述下反光器(34)分别位于所述进光筒(31)相对的两侧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述冷却塔测雾***还包括基准装置(40)，所述基准装置(40)包括：
分光镜(41)，所述分光镜(41)位于所述激光信号的路径上；
基准激光接收器(42)，所述分光镜(41)将所述激光信号的一部分反射至所述基准激光接收器(42)，所述激光信号的另一部分穿过分光镜(41)照射到所述穿雾激光接收器(20)或所述校准装置(30)上，所述控制***对比所述基准激光接收器(42)接收到的激光强度和所述激光接收器接收到的激光强度，当所述穿雾激光的激光强度与所述基准激光的激光强度的比值小于预设的消雾阈值时，所述控制***控制消雾***进行消雾。
7.根据权利要求6所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述冷却塔测雾***还包括：
多个支架(50)，所述支架(50)固定在所述冷却塔风筒出口处；
多个移动平台(60)，所述移动平台(60)活动设置在所述支架(50)上；
多个机箱(70)，所述机箱(70)设置在所述移动平台(60)上，所述激光发射器(10)和所述穿雾激光接收器(20)分别设置在一个所述机箱(70)内，且所述激光发射器(10)和所述基准装置(40)设置在同一个所述机箱(70)内，所述机箱(70)的侧壁具有光学窗口，所述激光发射器(10)发射的激光信号穿过所述光学窗***入所述穿雾激光接收器(20)。
8.根据权利要求7所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述冷却塔测雾***还包括防干扰件，所述防干扰件设置在所述光学窗口处，以过滤或遮挡阳光。
9.根据权利要求7所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述冷却塔测雾***还包括与所述机箱(70)连接的接地线和/或设置在所述机箱(70)上的挡雨遮阳檐。
10.根据权利要求7所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述冷却塔测雾***还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器设置在所述机箱(70)内，以检测所述机箱(70)内的温度和湿度。
11.根据权利要求10所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述温湿度传感器为多个，且每个所述机箱(70)内均设置有至少一个所述温湿度传感器。
12.根据权利要求7所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述冷却塔测雾***还包括设置在所述光学窗口外侧的除尘用仪表风嘴(80)。
13.根据权利要求7所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述冷却塔测雾***还包括设置在所述光学窗口内侧的除雾用仪表风嘴(90)。
14.根据权利要求7所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述冷却塔测雾***还包括设置在所述机箱(70)内的加热器(100)。
15.根据权利要求7所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述冷却塔测雾***还包括设置在所述机箱(70)内的散热器(110)。
16.根据权利要求15所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述机箱(70)的侧壁还设置有百叶窗。
17.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却塔测雾***，其特征在于，所述激光信号为红色激光。
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