象限儀在高桿燈照射范圍調(diào)整中的應(yīng)用

趙俊杰 張晨

摘 ?要：為了精準(zhǔn)、高效進(jìn)行高桿燈照射范圍調(diào)整工作，此項目設(shè)計人員受象限儀工作原理啟發(fā)，基于原有高桿燈照明燈具照射范圍調(diào)整工藝，設(shè)計并制做一種高桿燈照射范圍調(diào)節(jié)裝置。此裝置主要由連接桿、刻度盤、重錘、前瞄具、后瞄具、轉(zhuǎn)軸、縱手柄和橫手柄幾部分構(gòu)成。同時，設(shè)計人員明確了自制象限校正燈具照射角度的新方法，全部操作共分三步進(jìn)行：一是在高桿燈照射范圍并無明顯明暗邊界的前提下，確定其理想照射范圍;二是操作人員通過手持本裝置在地面測得燈具理想俯仰角度;三是在燈盤將至地面后，再次通過本裝置，將上述理想角度精確實現(xiàn)到燈具調(diào)整操作中。通過使用此裝置、此方法，實現(xiàn)了高桿燈照射范圍調(diào)整的一步到位，解決了以往調(diào)整燈具過程只憑感覺、無據(jù)可依的難題，節(jié)省了以往調(diào)整過程中反復(fù)升降燈盤所耗費的大量時間，最大程度發(fā)揮了高桿燈的作用。通過此方法調(diào)整后的高桿燈，既保證了作業(yè)區(qū)域照明效果，又不對其他工作人員或行人造成干擾，實現(xiàn)了高桿燈光源照明效果的最優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：高桿燈 象限儀 照射范圍

引言：

高桿燈一般是指15米以上由鋼制錐形燈桿和大功率組合燈架構(gòu)成的照明裝置，主要由光源、燈盤和燈桿三部分組成，廣泛用于碼頭、貨場等地點。在高桿燈實際使用過程中，如果高桿燈照射范圍過小，不能充分發(fā)揮高桿燈照明作用，造成資源浪費;但如果一味加大高桿燈照射范圍，則會導(dǎo)致強光投射方向與垂線的夾角過大，會影響周圍交通安全或?qū)ぷ鲄^(qū)域內(nèi)值班人員造成干擾。因此，高桿燈照射范圍的精確調(diào)整，成為其最大程度發(fā)揮作用的關(guān)鍵。

受高桿燈結(jié)構(gòu)所限，光源俯仰角度的每一分變化都會對照射范圍產(chǎn)生較大影響。在以往的高桿燈調(diào)節(jié)工作中，作業(yè)人員將燈盤降至地面后，只能憑靠感覺和經(jīng)驗手動調(diào)整燈具的俯仰角度，調(diào)整后無法即時驗證其俯仰角對應(yīng)的實際照射范圍。當(dāng)燈盤升至最高處后，如發(fā)現(xiàn)其照射范圍仍存在偏差，便只能再次降下燈盤降進(jìn)行重新調(diào)整。高桿燈燈盤通過燈桿根部外接專用電機帶動升降，每升降一次需30-60分鐘，反復(fù)升降調(diào)整需要消耗大量時間，并且對高桿燈傳動機構(gòu)的使用壽命造成影響。為提高工作效率，延長設(shè)備使用壽命，特提出一種基于象限儀原理的高桿燈照射范圍裝置及其使用方法。

一、技術(shù)方案

1、象限儀的設(shè)計與制作

象限儀又稱地平緯儀，最初起源于古代天文觀測，用于測量天體高度角。本項目基于象限儀原理，根據(jù)高桿燈照明燈具照射范圍調(diào)整工作工藝，設(shè)計并制作專用工具。此工具為自制象限儀，由瞄具、角度盤、重垂、連接桿以及手柄等部分組成，如圖1所示：

2、使用方法：

1、確定理想照射范圍

高桿燈照射范圍雖無明顯的明暗邊界，但經(jīng)過現(xiàn)場實際勘查，仍可以按照光源對人眼的刺激程度分為“強光區(qū)”和“較弱光區(qū)”。如圖2所示：

為了驗證其光強效果，設(shè)計人員夜間戴墨鏡于高桿燈照射范圍內(nèi)反復(fù)移動并觀測燈具，發(fā)現(xiàn)人眼是否對高桿燈光線產(chǎn)生強烈刺感，取決于光線是否直接從光源射入人眼。由此可得出，如圖2所示，“強光區(qū)”范圍即為燈具燈泡與燈罩上沿連線延長線以內(nèi)的照射區(qū)域，而該區(qū)域外雖然也可獲得照射，但其光線來源于燈罩內(nèi)壁反射的光線，因此相對較弱。因此，高桿燈的理想照射范圍的邊界，即燈泡與燈罩上沿連線的延長線。

2、確定燈具理想俯仰角度

操作人員站在理想照射范圍邊界，左手握住裝置縱手柄，右手橫臥橫手柄，不斷調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸角度，通過瞄具看向高桿燈光源。當(dāng)視線透過后瞄具，在前瞄具的圓框內(nèi)與光源重合，此時重垂線指示的刻度盤角度即為調(diào)節(jié)該燈具的理想角度。

3、基于理想角度調(diào)整燈具

在地面測得理想角度后，即可將該角度用于燈具調(diào)整驗證。當(dāng)燈盤下降至地面，調(diào)整燈具角度后，左手握住裝置縱手柄，右手橫臥橫手柄，通過手柄不斷調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸角度，視線透過后瞄具，沿著燈罩上沿，在前瞄具的圓框內(nèi)與燈泡下沿重合。如果此時裝置重垂所指角度與之前測得理想角度一致，則燈具調(diào)整到位;如不一致，則需對燈具角度進(jìn)一步調(diào)整，然后按上述方法驗證，直至此角度與步驟二中測得的理想角度一致。通過此方法，可以在地面把測得的理想角度準(zhǔn)確實現(xiàn)在燈具上。

二、主要創(chuàng)新點

1.將自制象限儀應(yīng)用于高桿燈照射范圍調(diào)整，解決了以往調(diào)整燈具只憑感覺、無據(jù)可依的難題。

2.通過實地勘察分析，確定了高桿燈照射范圍是否恰當(dāng)?shù)慕缍?biāo)準(zhǔn)，為此項工作提供了參考依據(jù)。

3.制定了燈具角度調(diào)整時運用自制象限儀校正的新方法，確保理論角度的準(zhǔn)確實現(xiàn)。

三、結(jié)束語

目前該設(shè)計應(yīng)用于秦皇島港煤四期堆場高桿燈維修中，在其堆場LT17/18/19/20/21/22高桿燈利用新裝置、新方法完成了照射范圍調(diào)整工作，單臺高桿燈調(diào)整時間由原來的120分鐘左右降至60分鐘左右，維修效率提升了一倍，且避免了反復(fù)升降燈盤對高桿燈傳動機構(gòu)造成的不必要影響，延長了設(shè)備的使用壽命，同時也實現(xiàn)了高桿燈光源投射范圍利用程度最大化。本設(shè)計可以在各類高桿燈使用地點進(jìn)行推廣。

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