象限儀在高桿燈照射范圍調整中的應用

趙俊杰 張晨

摘 ?要：為了精準、高效進行高桿燈照射范圍調整工作，此項目設計人員受象限儀工作原理啟發，基于原有高桿燈照明燈具照射范圍調整工藝，設計并制做一種高桿燈照射范圍調節裝置。此裝置主要由連接桿、刻度盤、重錘、前瞄具、后瞄具、轉軸、縱手柄和橫手柄幾部分構成。同時，設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到燈具調整操作中。通過使用此裝置、此方法，實現了高桿燈照射范圍調整的一步到位，解決了以往調整燈具過程只憑感覺、無據可依的難題，節省了以往調整過程中反復升降燈盤所耗費的大量時間，最大程度發揮了高桿燈的作用。通過此方法調整后的高桿燈，既保證了作業區域照明效果，又不對其他工作人員或行人造成干擾，實現了高桿燈光源照明效果的最優化。

關鍵詞：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對工作區域內值班人員造成干擾。因此，高桿燈照射范圍的精確調整，成為其最大程度發揮作用的關鍵。

受高桿燈結構所限，光源俯仰角度的每一分變化都會對照射范圍產生較大影響。在以往的高桿燈調節工作中，作業人員將燈盤降至地面后，只能憑靠感覺和經驗手動調整燈具的俯仰角度，調整后無法即時驗證其俯仰角對應的實際照射范圍。當燈盤升至最高處后，如發現其照射范圍仍存在偏差，便只能再次降下燈盤降進行重新調整。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，反復升降調整需要消耗大量時間，并且對高桿燈傳動機構的使用壽命造成影響。為提高工作效率，延長設備使用壽命，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、技術方案

1、象限儀的設計與制作

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，根據高桿燈照明燈具照射范圍調整工作工藝，設計并制作專用工具。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，但經過現場實際勘查，仍可以按照光源對人眼的刺激程度分為“強光區”和“較弱光區”。如圖2所示：

為了驗證其光強效果，設計人員夜間戴墨鏡于高桿燈照射范圍內反復移動并觀測燈具，發現人眼是否對高桿燈光線產生強烈刺感，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”范圍即為燈具燈泡與燈罩上沿連線延長線以內的照射區域，而該區域外雖然也可獲得照射，但其光線來源于燈罩內壁反射的光線，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，不斷調節轉軸角度，通過瞄具看向高桿燈光源。當視線透過后瞄具，在前瞄具的圓框內與光源重合，此時重垂線指示的刻度盤角度即為調節該燈具的理想角度。

3、基于理想角度調整燈具

在地面測得理想角度后，即可將該角度用于燈具調整驗證。當燈盤下降至地面，調整燈具角度后，左手握住裝置縱手柄，右手橫臥橫手柄，通過手柄不斷調節轉軸角度，視線透過后瞄具，沿著燈罩上沿，在前瞄具的圓框內與燈泡下沿重合。如果此時裝置重垂所指角度與之前測得理想角度一致，則燈具調整到位;如不一致，則需對燈具角度進一步調整，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確實現在燈具上。

二、主要創新點

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

2.通過實地勘察分析，確定了高桿燈照射范圍是否恰當的界定標準，為此項工作提供了參考依據。

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

三、結束語

目前該設計應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整工作，單臺高桿燈調整時間由原來的120分鐘左右降至60分鐘左右，維修效率提升了一倍，且避免了反復升降燈盤對高桿燈傳動機構造成的不必要影響，延長了設備的使用壽命，同時也實現了高桿燈光源投射范圍利用程度最大化。本設計可以在各類高桿燈使用地點進行推廣。

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