本实用新型涉及环境保护技术领域，具体而言，涉及一种用于堆场的智能喷雾降尘系统。
背景技术：
煤炭、矿物的出口贸易大部分通过海运进行，因此需要在港口设置专门的堆场进行矿物的装卸。通常由于矿物堆场大部分都存在粉尘污染，造成了周边城市空气污染。
目前，港口堆场大多采用简单的围绕堆场进行喷水的方法进行降尘处理，但是这种简单的喷淋用水量大、降尘效率低，不但造成临海区域宝贵的水资源浪费，而且被矿物污染的污水也会外溢到堆场外，造成二次污染，甚至成为周边海洋环境的有毒污染源。因此，如何在堆场针对扬尘进行精确针对性地喷淋从而提高降尘效率，成为了一个逞待解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种用于堆场的智能喷雾降尘系统，通过对风场影响下堆场内扬尘颗粒的运动轨迹分析，得到一个近似的扬尘颗粒运动轨迹模型，实现针对不同风速风向而精确化控制不同位置的喷头喷雾降尘，从而提高降尘效率。
本实用新型的实施例是这样实现的：
本实用新型实施例的第一方面提供一种用于堆场智能喷雾降尘的系统，主要包括：包括围挡、喷头、供水管路、荷电水槽、水压控制装置、高压发生装置、风速风向感测装置、工业摄像机、湿度传感器和控制器，
所述围挡包括东、西、南、北四个围挡，被配置为用于封闭堆场、安装喷头、安装工业摄像机、安装水电管线；
所述喷头呈阵列固定安装于所述围挡内侧，每个围挡内侧设置多行所述喷头，每行设置多个所述喷头，所述喷头与供水管路连接；
所述供水管路固定安装与所述围挡内侧并于所述喷头连接，所述供水管路的一端闭合，另一端连接于荷电水槽；
所述荷电水槽包括具有一中空腔体的箱体和固定设置于箱体上的荷电接触器，所述荷电接触器包括置于所述箱体的所述中空腔体内的金属尖端，所述金属尖端的远离箱体内部的一端电性连接于高压发生装置，所述箱体包括进水口和出水口，所述进水口连接于水源水池，所述出水口连接于所述供水管路；
所述水压控制装置与所述荷电水槽和所述控制器连接，被配置为根据所述控制指令将水池内的水压入所述荷电水槽和所述供水管路中；
所述高压发生装置与所述控制器连接，所述高压发生装置与所述荷电水槽连接；
所述风速风向感测装置数量为4个，所述4个风速风向感测装置分别固定安装于所述东、西、南、北四个围挡的外侧，被配置为用于测量堆场风向，风速，所述风速风向感测装置与所述控制器连接；
所述湿度传感器数量为4个，所述4个湿度传感器分别固定安装于所述堆场内部4个不同的位置，所述湿度传感器与所述控制器连接，用于监测所述堆场内部空气湿度；
所述工业摄像机数量为4个，所述4个工业摄像机分别固定安装于所述东、西、南、北四个围挡的顶端，所述工业摄像机与所述控制器连接，用于检测堆场内部车辆参数。
可选地，所述水压控制装置为水泵。
本实用新型实施例的第二方面提供一种用于堆场智能喷雾降尘的方法，包括：
在一个时间间隔内采集堆场环境参数，所述环境参数包括堆场湿度，堆场风速、堆场风向；
在一个时间间隔内采集堆场车辆参数，所述车辆参数包括车辆数量、车辆轨迹、车辆速度；
传送所述环境参数、车辆参数至控制器；
基于所述环境参数、车辆参数，生成控制指令，所述控制指令包括水幕喷雾强度参数、水幕喷头参数、加湿喷头参数、喷淋层数参数、荷电电压参数；
所述水幕喷头参数包括水幕喷头位置参数、水幕雾滴速度参数、水幕管内流速参数，所述水幕喷头位置参数被配置为逆风方向喷头为水幕喷头，所述水幕雾滴速度参数被配置为所述水幕雾滴速度大于等于堆场风速；
所述加湿喷头参数包括加湿喷头位置参数、加湿雾滴速度参数、加湿管内流速参数、所述加湿喷头位置参数被配置为顺风风向喷头为加湿喷头，所述加湿雾滴速度被配置为恒定速度；
所述荷电电压参数、所述水幕管内流速参数随所述堆场风速增加而阶梯增加；
反馈下一个时间间隔环境参数和车辆参数至所述控制器，生成下一个时间间隔的所述控制指令。
可选地，所述车辆数量大于等于阈值n，检测水幕喷雾强度参数是否为0级，如果是，配置水幕喷雾强度参数为1级。
可选地，所述车辆速度大于等于阈值s，检测水幕喷雾强度参数是否为0级，如果是，配置水幕喷雾强度参数为1级。
可选地，所述车辆轨迹附近一侧的围挡水幕启动，检测水幕喷雾强度参数是否为0级，如果是，配置车辆最近侧围挡所在喷头为水幕喷头，且配置水幕喷雾强度参数为1级。
本实用新型实施例的第三方面提供一种包括计算机可执行指令的计算机程序产品，所述计算机可执行指令用于当程序在计算机上被运行时执行根据本实用新型实施例第一方面所述的方法。
本实用新型实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括根据本实用新型实施例的第三方面提供的计算机可执行指令的计算机程序产品。
本实用新型实施例的有益效果包括：通过采集环境车辆参数输入控制器，从而输出配置对应的喷淋参数进行智能喷雾降尘，在时间与空间上精细化控制喷淋，提高降尘效率，节能环保降低污染。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的堆场智能喷雾降尘方法的流程图；
图2示出了典型颗粒跃移受力分析图；
图3示出了根据本实用新型的一个实施例的堆场智能喷雾降尘系统整体示意图；
图4示出了根据本实用新型的一个实施例的堆场智能喷雾降尘系统工作流程示意图；
图5示出了根据本实用新型的一个实施例的风向示意图；
图6示出了根据本实用新型的一个实施例的一个围挡结构图；
图7示出了根据本实用新型的一个实施例的荷电水槽盖的结构图；
图8示出了根据本实用新型的一个实施例的荷电水槽整体的剖面图；
图标：100-围挡；101-围挡横梁；102-围挡柱；103-围挡面；104-电子阀；105-控制器；200-风速风向感测装置；201-固定柱；202-底座；203-传感器；300-喷头；303-数据区域；400-荷电水槽；41-荷箱体；42-荷电接触器；43-管路接头；44-密封圈；412-箱体底座；413-箱体盖；421-金属尖端；422-基座；423-电线；500-工业摄像机；501-水压控制装置；600-高压发生装置；700-湿度传感器；800-供水管路。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
第一实施例
在详细阐述本实施例之前对说明书涉及到的相关概念进行解释说明，其目的在于帮助阅读者更加容易理解本实用新型的内容。
在本实施例中，堆场矿物的细微颗粒由于风力的驱动或者本身装卸过程而漂浮在空气中，为了便于描述区别于传统空气中漂浮的灰尘颗粒，我们把这种漂浮在空气中的矿物细微颗粒暂称为扬尘颗粒。干燥的扬尘颗粒在空气中运动、摩擦使扬尘颗粒随机带上了正负电荷。
如图2所示典型颗粒跃移受力分析图，中国科学院刘贤万教授对颗粒运动的研究发现，在自然环境下颗粒运动受重力、风力、摩阻力的作用。颗粒运动状态可以按颗粒受力情况分为：振动和滚动、滑移、跃移，其中跃移状态下的颗粒的跳跃高度和跃移距离是最大的，振动、滚动和滑移运动状态下的颗粒没有较大的位移，并对颗粒进行受力分析得出跃移的轨迹方程。
颗粒上升时方程中±取负号，下降时取正号。
通过方程可以推导出：
颗粒水平分速度：
颗粒水平加速度：
颗粒最大跳跃高度：
颗粒最大跳跃高度所用时间：
z为颗粒在水平方向上的位移；
u为来风风速；
g'为颗粒加速度，
k为关于影响颗粒运动的因素系数；
z0为颗粒跃移运动状态下垂直方向上的初始速度；
x0为颗粒跃移运动状态下水平方向上的初始速度。
从刘贤万教授的研究中，可以得出在忽略堆场湿度、温度、粘度等因素的理想堆场且无喷淋降尘的条件下，对堆场内扬尘的运动状态描述可以近似刘贤万所描述的颗粒跃移的运动状态。所以来风方向相反方向的围挡上的喷头所喷出的雾滴水平加速度与水平分速度可以取颗粒水平分速度、加速度的相反数，结合流体力学上理论情况下流体流速与管径关系的变形，从而推倒出水管内流速：
管内流速：
vg为管内液体流速；
vwx为来风风速；
d为供水管路内径，在本实施例中取10mm；
d为喷头喷嘴内径，在本实施例中取0.8mm。
在本实施例中，为了便于阐述本实用新型的实施过程，对以下名词暂时作出解释限定。水幕喷头，指与来风方向相反围挡上设置的喷头，用于射出雾滴反向作用于扬尘颗粒运动方向，从而起到喷雾降尘的作用；水幕雾滴速度指水幕喷头所射出雾滴的速度；加湿喷头，指与来风方向相同围挡上设置的喷头，用于堆场加湿；加湿雾滴速度指加湿喷头射出雾滴的速度；水幕管内流速指对应于水幕喷头的供水管路800内的水流速度。
本实施例中，每个围挡100高度设置为20米高，每个围挡面103竖直方向上每间隔5米安装有一层若干个喷头300，根据以上论述，只要设置来风方向相反方向围挡100上的喷头300所喷出雾滴速度大于等扬尘颗粒的水平分速度，就可以达到喷雾降尘的效果，在实际运用过程中为了降低控制难度节约控制资源，对应于不同扬尘颗粒水平分速度的来风风速相对应的水幕雾滴速度做出了阶梯设置，根据以上公式以及蒲福风级能够得出如表1所示的喷淋控制参数对照表。
如表1所示，风力级数从0至12级；根据水幕雾滴速度从低到高定义为0至4级强度便于描述；风力为0-3级时，水幕喷雾强度为0级，堆场内各个围挡100上设置的喷头都用作加湿喷头，加湿雾滴速度设置为5.4m/s且间歇喷水，第1、2、3、4层喷头参与工作，水幕管内流速为3.45m/s，荷电电压为0kv；风力为4-5级时，水幕喷雾强度为1级，水幕雾滴速度设置为11m/s，加湿雾滴速度设置为10m/s，第1层喷头参与工作，水幕管内流速设置为7.04m/s，荷电电压设置为10kv；风力为6-7级时，水幕喷雾强度为2级，水幕雾滴速度设置为18m/s，加湿雾滴速度设置为10m/s，第1、2层喷头参与工作，水幕管内流速设置为11.52m/s，荷电电压设置为20kv；风力为8级时，水幕喷雾强度为3级，水幕雾滴速度设置为21m/s，加湿雾滴速度设置为10m/s，第1、2、3层喷头参与工作，水幕管内流速设置为13.44m/s，荷电电压设置为30kv；风力为9-12级时，水幕喷雾强度为4级，水幕雾滴速度和加湿雾滴速度按照最大流量进行喷淋，第1、2、3、4层喷头参与工作，水幕管内流速依据最大管内流速设置(实际与水泵功率相关)，荷电电压设置为30kv。
为了更加方便的阅读理解本实用新型方法的实施过程，说明书首先对堆场智能喷雾降尘系统的结构做出详细的阐述。
如图3和图4所示，用于堆场智能喷雾降尘系统主要包括围挡100、喷头300、供水管路800、荷电水槽400、水压控制装置501、高压发生装置600、风速风向感测装置200、工业摄像机500和湿度传感器700。
围挡100被配置为用于封闭堆场、安装喷头300、安装工业摄像机500、安装水电管线。如图6所示，围挡100包括围挡柱102、围挡横梁101、围挡面103，所述围挡柱102与堆场大地固定连接，优选的，围挡柱102为空心柱体，供水管路800可以设置于所述围挡柱102的内部空腔内。围挡柱102位于围挡100的两侧，两个围挡柱102的顶端分别与围挡横梁101固定连接形成长方形的围挡区域，所述围挡区域通过围挡面103进行覆盖，如木板，防风纱等，所述围挡面103与围挡柱102、围挡横梁101固定连接。所述围挡100也可以根据需求设计为其他的形状，如拱形、三角形等。
所述围挡100包括东、西、南、北四个围挡100，四个围挡100呈向上开口的立方体形状，相邻围挡100之间的围挡柱102彼此固定连接。
如图6所示，供水管路800固定安装于围挡100的内侧，每侧围挡有单独设定的供水管路，供水管路800位于围挡100部分分别与围挡面103、围挡横梁101和围挡柱102固定连接。如图6所示，供水管路800位于围挡面103部分的管路与诸多喷头300连接，供水管路800的一端闭合，另一端连接于荷电水槽400，高压发生装置600与荷电水槽400连接并给槽内水流荷电。在本实施例中，在竖直方向等距离设置4条供水管路800，且分别设置4个电子阀104用于各条供水管路800所在诸多喷头300的开关控制。各个电子阀104由控制器105分别控制。最低一条供水管路800设置高度为5m，最高一条供水管路固定安装在围挡横梁101上。优选的，供水管路800为金属管路，金属管路具有结构的稳定性。荷电水槽400通过管路与水源连接，且水源和荷电水槽400之间设置有水压控制装置501用于用于控制水幕管内流速。
如图6所示，喷头300呈阵列固定安装于所述围挡100内侧，喷头300与供水管路800连接，每条供水管路800设置多个喷头300；在每行供水管路800设置的各个电子阀104接收控制器105的指令而单独控制所在供水管路800上设置的诸多喷头300的开关控制。所述堆场四个围挡上阵列安装的喷头喷雾是各自独立的，但由控制器统一控制，四面围挡上喷头的喷雾根据实时环境参数协调喷雾情况。由于喷头的孔径越小其在相同水压下水雾喷出的距离越远，优选的，在所述喷头300的喷嘴口径设置为0.8mm，带有同种电荷的细微水柱的表面张力小于电荷间的库仑力，从而实现水柱的瞬间雾化。雾化后的雾滴带有相同电荷，其在库仑力大于雾滴表面张力的情况下持续分裂，形成更细微的荷电雾滴，从而对本身带有正负电荷的扬尘颗粒形成吸附效应，提高降尘效果。这样设置喷出雾滴的粒径极小，所以雾滴所带静电电荷量不会对人体造成任何伤害，采用荷电喷雾技术，形成了带电荷的微米级水雾颗粒(粒径100um以内)，提高了雾滴的电荷吸附和物理浸润能力，大幅提高单位面积降尘效率，并通过电荷排斥能力扩大有效降尘范围，提升降尘覆盖范围。
如图7和图8所示，荷电水槽400用于给经过荷电水槽的水流荷电，所述电包括正电荷和负电荷。荷电水槽400包括具有一中空腔体的箱体41和固定设置于箱体41上部的荷电接触器42，荷电接触器42还包括电线423、基座422和金属尖端421，金属尖端421置于箱体41的所述中空腔体内。箱体盖413包括第一通孔，基座422通过所述第一通孔固定连接于所述箱体盖413，基座422上具有第二通孔，金属尖端421通过所述第二通孔固定连接于所述基座422，所述金属尖端421包括尖端部和尾部，所述尖端部穿过所述第二通孔设置于所述空腔中，所述尾部连接于电线423，通过电线423连接于高压发生装置600，所述尾部用于给水流放电以及荷电。
如图7和图8所示，箱体41包括进水口和出水口，所述进水口连接于水源，所述出水口连接于所述供水管路800。如图8所示，箱体41包括具有一内部空腔且上端具有一开口的箱体底座412和固定设置于箱体底座412的上端的箱体盖413，箱体盖413用于密封所述开口。箱体盖413和箱体底座412的连接采用螺纹连接，为了提高密封性能，箱体底座412和箱体盖413的连接处设置密封圈44。为了防止触电，保障工作人员的安全，箱体底座412、箱体盖413、管路接头43和基座422均为绝缘材料，电线423外也包覆绝缘材料，如尼龙、pvc等。为了方便箱体41与供水管路800的连接，该实施例中还包括管路接头43，管路接头43一端固定连接于箱体盖413，另一端为一空心圆柱体，所述空心圆柱体的外表面与供水管路800固定连接。为了提高密封性能，在所述管路接头43和箱体盖413的连接处设置一密封装置密封圈。荷电处理的水槽均放置在绝缘的容器中，确保装置的安全。
如图4和图8所示，水压控制装置501分别与荷电水槽400、控制器105连接。在水压控制装置501和荷电水槽400之间还设置有节流阀用于调节管道内水流速度。控制器105控制电磁阀接通水压控制装置501将水源中水输送到荷电水槽400并继续将已被荷电的水流输送至各个喷头，根据水压和电压控制装置，使荷电水雾以一定压力喷出，开始实现控制范围内的阻尘、降尘。具体而言，水压控制装置501被配置为根据控制器105发出的控制指令而提供一定的压力将水源内的水压入所述荷电水槽400和供水管路800中，最终在喷头300处以一定的速度射出雾滴；在喷头和荷电水槽400之间的供水管路上设置有压力表和稳压阀，用于监控供水管路中的压力状态和实现可视化监控。水压控制装置501可以为常用的水泵，还可以为空压机，优选的，本实施例中采用空压机。在水压控制装置501和荷电水槽400之间设置有节流阀用于调整管内流速和压力等参数。所述节流阀可以是电子节流阀，也可是普通节流阀。所述电子节流阀通过控制器105控制。荷电水槽400与喷头300的水管接线之间设置水压表、流速计、稳压阀，将水管中的水流的参数可视化，便于安装调试，以及满足阻隔扬尘、降尘的控制需要。
如图4和图8所示，高压发生装置600分别与控制器105、荷电水槽400连接，用于对荷电水槽400内的水流荷电。控制器105和高压发生装置600之间还设置有调速器，所述调速器与控制器105连接并接受控制指令用于控制输入高压发生装置600电压的数值，从而控制高压发生装置600输出的电压。控制器105控制高压发生装置600的电磁阀接通后，电磁阀接通调速器控制输入高压发生器的电压后，进而控制高压发生装置600输出相应高压用于给水槽中的水荷电处理。金属尖端421通过导线连接至高压发生装置600的正极或负极，对箱体41内水流荷电处理，箱体41中水所带的电荷类型可以通过正负电荷切换装置进行切换，在一个时间间隔和下一个时间间隔交叉进行正极和负极的切换，以产生不同荷电类型的水流，实现空气中各种荷电扬尘的吸附。由于高压发生装置600只有一端电极接触荷电水槽400来进行荷电处理，属于单极接触荷电，没有形成电路回路，因此不会出现危险情况。高压发生装置600放置在绝缘的容器中，确保装置的安全。在高压发生装置600和荷电水槽400之间还设置有正负电荷切换装置，用于不同类型电荷的改变，并且通过设置电压表来读取高压发生装置600输出的电压，将电压数值可视化。
如图5和图3所示，风速风向感测装置200的数量为4个，4个风速风向感测装置200分别固定安装于所述东、西、南、北四个围挡100的外侧用于测量堆场风向和风速，风速风向感测装置200与控制器105连接，每一个时间间隔持续的将感测数据传回控制器105。
如图5所示，湿度传感器700的数量为4个，4个湿度传感器700分别固定安装于所述堆场内部不同的4个位置，湿度传感器700与控制器105连接，用于监测堆场内部空气湿度。
如图5所示，工业摄像机500的数量为4个，4个工业摄像机500分别固定安装于所述东、西、南、北四个围挡100的围挡横梁101上，工业摄像机500与控制器105连接，用于检测堆场内部车辆参数并反馈给控制器105，设置在高位能更清晰地监测堆场内车辆流动情况。
由于干燥的扬尘在空气中运动、摩擦等行为使粉尘颗粒随机的带上了正负电荷。本实用新型将喷头喷出的雾滴进行荷电处理，在同一时段喷出带有相同电荷、粒径可达100um以下、且均匀的雾滴，通过同一电荷雾滴的排斥作用，扩大影响范围，并吸引带有相反电极的电荷的粉尘颗粒，通过不同时段的不同电荷的交叉荷电喷雾，可高效吸附不同荷电粉尘，将扬尘浸润使其快速降下。因此，荷电喷雾降尘技术能够高效地吸附空气中的扬尘颗粒，从而明显提高降尘率。
如图1所示在步骤101中，风速风向感测装置200和湿度传感器700一个时间间隔内采集堆场环境参数，所述环境参数包括堆场湿度，堆场风速、堆场风向。如图5所示，在本实施例中，堆场湿度参数采集的意义在于监测喷雾降尘系统的运行状态是否正常，如果喷雾降尘系统以外停止工作或者是喷淋过多，堆场内的湿度就会特别的低或者是特别的高，监控堆场湿度可以起到预警的作用；堆场风向在本实施例中未西北风，风速为图2中所示风速表中的某一梯度风速，为控制器下一步的控制指令提供数据依据。
如图5所示，工业摄像机500在一个时间间隔内采集堆场内车辆参数，所述车辆参数包括车辆数量、车辆轨迹、车辆速度。当系统的水幕喷雾强度参数是0级时，应考虑车辆对堆场喷雾降尘效果的影响而进行额外的干预。车辆数量监测，当在一段时间内进出堆场内的车辆数达到阈值n，则代表着车辆数量的过多也会造成扬尘的增多，需要控制器105进行额外的干预；车辆速度，当堆场内没有很多的车辆，但是车辆的速度超过阈值s，则代表着车辆速度的提高也会造成扬尘的增多，需要控制器105进行额外的干预；车辆轨迹，通过工业摄像机500观察对场内车辆的轨迹，控制器105并分析确定最靠近车辆轨迹的一侧围挡进而进行额外的喷淋干预。当水幕喷雾强度参数大于0级时，则忽略车辆对堆场喷雾降尘效果的影响。
在步骤102中，风速方向感测装置200、湿度传感器700和工业摄像机500通过网络将所采集的数据传送至控制器105。所述网络可以是wifi、3g、lte、蓝牙、rfid/nfc、有线连接、或支持通过连接在连接的设备之间交换消息的协议的任何类型的网络。
在步骤103中，基于所述环境参数、车辆参数生成一个时间间隔内控制指令。如图5所示，当风力级数小于4级时，判定所有围挡100所在喷头为加湿喷头；当风力级数大于8级时，判定所有围挡100所在喷头为水幕喷头；当风力级数大于等于4级小于等于8级时，控制器105接收到堆场风向参数为西北风，判定堆场南侧和东侧围挡100所在的喷头300为水幕喷头，即逆风方向的喷头，所述的水幕喷头主要用于射出大于等于扬尘颗粒水平运动速度的雾滴来达到喷雾降尘的效果。于此同时，控制器105判定堆场西侧和北侧围挡100所在的喷头300为加湿喷头，即顺风方向的喷头，所述加湿喷头用于场地的一般加湿。
控制器105依据接收堆场风速参数对应的风力级数的数值，生成如表1所示，不同风级下对应的水幕喷雾强度参数参数、水幕雾滴速度参数、水幕管内流速参数、喷淋层数参数和荷电电压参数。
表1不同风级下喷淋控制参数对照表
当水幕喷雾强度参数为0级时，因为微风环境下扬尘较少，因此不需要给水流进行荷电，所以控制器105给高压发生装置600发出停止荷电的控制指令，这样根据实际情况可以节约能源；控制器105给第1、2、3、4层的供水管路800的电磁阀104发出间歇开启的控制指令，能够保持堆场环境的湿度；水压控制装置501根据收到的控制指令控制水泵的功率使得水幕管内流速为3.45m/s，根据流体力学流体流速与管径关系，从而使得喷头处水幕雾滴速度达到了表1所额定的5.4m/s。
于此同时，在幕喷雾强度参数为0级的条件下，控制器105开启判定车辆参数和各个相关阈值的关系，如果从而生成1级水幕喷雾强度参数状态下的水幕雾滴速度参数、加湿雾滴速度、水幕管内流速参数、喷淋层数参数和荷电电压。当车辆数小于阈值n时，保持现有喷淋参数不变；当车辆数大于等于阈值n时，调整如表1所示相关参数为水幕喷雾强度为1级时的状态，所有侧围挡100所在喷头300设置为水幕喷头；车辆速度小于阈值s时，保持现有喷淋参数不变；当车辆速度大于等于阈值s时，调整如表1所示相关参数为水幕喷雾强度为1级时的状态，所有侧围挡100所在喷头300设置为水幕喷头；控制器105根据车辆轨迹参数，判定最靠近车辆轨迹的一侧围挡100所在喷头为水幕喷头，调整如表1所示相关参数为水幕喷雾强度为1级时的状态。
当水幕喷雾强度参数为2级时，控制器105仅给第1、2层的供水管路800的电磁阀104发出开启的控制指令，其他层的供水管路的电磁阀发出关闭的控制指令，这样的设置可以节约水资源，并且能够保持堆场环境的湿度；水幕喷头所在侧的水压控制装置501根据收到的控制指令控制水泵的功率使得水幕管内流速为11.52m/s，根据流体力学流体流速与管径关系，从而使得水幕喷头处水幕雾滴速度达到了表1所额定的18m/s；加湿喷头所在侧的水压控制装置501根据收到的控制指令控制水泵的功率使得加湿喷头处加湿雾滴速度达到了表1所额定的10m/s；因为供水管路800内水流的速度变快，所以水流在荷电水槽400内的荷电时间也变短，所以控制器105通过提高荷电电压至20kv来保持水雾喷出的带电量，这样按需设置荷电电压可以起到节约电能，精确化控制的有益效果。
从表1所述内容可以看到，荷电电压参数、水幕管内流速参数随堆场风速增加而阶梯增加，相比较与更加精细化的控制，例如水幕管内流速随堆场风速变化而实时变化，这种阶梯增加水幕管内流速控制的方法更加的简化，在实际的应用场景中更符合实际的情况，而且可以减少水压控制装置501、高压发生装置600、供水管路800等系统组件的损耗，避免因过度精确控制引入额外的故障模式。
在步骤104中，下一个时间间隔内系统再次采集上述的环境参数和车辆参数，重新生成下一个时间间隔内的控制指令，所述时间间隔可以在控制器105中根据堆场的实际情况和管理需要来设置。
在步骤105中，基于所述的下一个时间间隔的控制指令，系统配置各个组件的参数，从而喷雾降尘系统可以持续地进行智能喷雾降尘工作。
本实用新型实施例的有益效果包括：通过采集环境车辆参数输入控制器，从而输出配置对应的喷淋参数进行智能喷雾降尘，在时间与空间上精细化控制喷淋，提高降尘效率，节能环保降低污染。
本实用新型还提出一种包括适配于执行根据本实用新型的方法的计算机可执行指令的计算机程序产品，该用于堆场智能喷雾降尘的方法参照上述实施例，由于该方法的计算机可执行指令的计算机程序产品采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本实用新型还提出一种包括根据本实用新型的计算机程序的计算机可读存储介质，该一种包括根据本实用新型的计算机程序的计算机可读存储介质包括一种包括适配于执行根据本实用新型的方法的计算机可执行指令的计算机程序产品，该一种包括适配于执行根据本实用新型的方法的计算机可执行指令的计算机程序产品的具体结构参照上述实施例，由于一种包括根据本实用新型的计算机程序的计算机可读存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
用于实现本实用新型的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。
在本实用新型的上下文中，机器可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行系统、装置或设备的程序的任何有形介质。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或其任意合适的组合。机器可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。
在本实用新型的上下文中图中所示的各种元件的功能、包括被标为“控制器”或者“逻辑”的任何功能块，可以通过使用专用硬件以及与适当软件相关联的硬件(例如，能够执行软件的处理器)来提供。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器来提供，多个单独的处理器中的一些处理器可以是共享的。此外，术语“处理器”或“控制器”或者“逻辑”的明确使用不应当被解释为专指能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(dsp)硬件、网络处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、用于存储软件的只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和非易失性存储器。还可以包括其他传统的和/或定制的硬件。类似地，图中所示的任何开关仅是概念性的。它们的功能可以通过程序逻辑的操作，通过专用逻辑，通过程序控制和专用逻辑的交互，或甚至手动地执行，特定技术可由实施者选择，如从上下文中更具体地理解的。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种用于堆场的智能喷雾降尘系统，其特征在于：包括围挡、喷头、供水管路、荷电水槽、水压控制装置、高压发生装置、风速风向感测装置、工业摄像机、湿度传感器和控制器，
所述围挡包括东、西、南、北四个围挡，被配置为用于封闭堆场、安装喷头、安装工业摄像机、安装水电管线；
所述喷头呈阵列固定安装于所述围挡内侧，每个围挡内侧设置多行所述喷头，每行设置多个所述喷头，所述喷头与供水管路连接；
所述供水管路固定安装与所述围挡内侧并于所述喷头连接，所述供水管路的一端闭合，另一端连接于荷电水槽；
所述荷电水槽包括具有一中空腔体的箱体和固定设置于箱体上的荷电接触器，所述荷电接触器包括置于所述箱体的所述中空腔体内的金属尖端，所述金属尖端的远离箱体内部的一端电性连接于高压发生装置，所述箱体包括进水口和出水口，所述进水口连接于水源水池，所述出水口连接于所述供水管路；
所述控制器用于生成控制指令，所述控制指令包括水幕喷雾强度参数、水幕喷头参数、加湿喷头参数、喷淋层数参数、荷电电压参数；
所述水压控制装置与所述荷电水槽和所述控制器连接，所述水压控制装置根据所述控制指令将水池内的水压入所述荷电水槽和所述供水管路中；
所述高压发生装置与所述控制器连接，所述高压发生装置与所述荷电水槽连接；
所述风速风向感测装置数量为4个，所述4个风速风向感测装置分别固定安装于所述东、西、南、北四个围挡的外侧，被配置为用于测量堆场风向，风速，所述风速风向感测装置与所述控制器连接；
所述湿度传感器数量为4个，所述4个湿度传感器分别固定安装于所述堆场内部4个不同的位置，所述湿度传感器与所述控制器连接，用于监测所述堆场内部空气湿度；
所述工业摄像机数量为4个，所述4个工业摄像机分别固定安装于所述东、西、南、北四个围挡的顶端，所述工业摄像机与所述控制器连接，用于检测堆场内部车辆参数。
2.根据权利要求1所述一种用于堆场的智能喷雾降尘系统，其特征在于，所述水压控制装置为水泵。
3.根据权利要求1所述一种用于堆场的智能喷雾降尘系统，其特征在于，所述工业摄像机用于采集车辆参数，所述车辆参数包括车辆数量、车辆轨迹和车辆速度。
4.根据权利要求3所述一种用于堆场的智能喷雾降尘系统，其特征在于，所述车辆数量大于等于阈值n时，检测水幕喷雾强度参数是否为0级，如果是，配置水幕喷雾强度参数为1级。
5.根据权利要求3所述一种用于堆场的智能喷雾降尘系统，其特征在于，所述车辆速度大于等于阈值s时，检测水幕喷雾强度参数是否为0级，如果是，配置水幕喷雾强度参数为1级。
6.根据权利要求3所述一种用于堆场的智能喷雾降尘系统，其特征在于，所述车辆轨迹附近一侧的围挡由所述控制器配置为水幕喷头并启动，检测水幕喷雾强度参数是否为0级，如果是，配置车辆最近侧围挡所在喷头为水幕喷头，且配置水幕喷雾强度参数为1级。
技术总结