專利名稱：鋁電解槽陽極電流分布在線檢測方法及其監(jiān)測的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁電解槽陽極電流分布在線檢測方法，以及實施該方法 的監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
隨著鋁電解工藝技術(shù)的進(jìn)步和鋁電解行業(yè)的發(fā)展，已基本實現(xiàn)大型 預(yù)焙化， 一個鋁電解槽上往往排列有幾十個陽極。由于鋁電解生產(chǎn)是個 熔巖電解過程，鋁電解槽陽極電流分布的均勻情況，直接影響電解槽膛 的型態(tài)，影響陽極工作的穩(wěn)定，影響水平電流，影響電解槽生產(chǎn)運行過 程的工藝技術(shù)條件的穩(wěn)定，影響電解槽的電流效率，影響電解鋁的產(chǎn)量， 影響電能的消耗，影響生產(chǎn)經(jīng)營技術(shù)指標(biāo)，影響生產(chǎn)經(jīng)營效益，因此， 對電解槽的陽極電流進(jìn)行監(jiān)控，及時掌握電解槽陽極電流的分布情況和 變化趨勢，對i朱i正電解鋁的生產(chǎn)作業(yè)至關(guān)重要。目前，通常由人工定期檢測陽極導(dǎo)桿上的毫伏壓降，以了解陽極電流的分布情況，其具體方式就是在生產(chǎn)現(xiàn)場，檢測人員手持毫伏表， 逐個采集一個電解槽中每個陽極導(dǎo)桿上的電壓數(shù)據(jù)，然后，根據(jù)測取的 數(shù)據(jù)，判斷各陽極的工作狀態(tài)是否正常，并對工作不正常的陽極導(dǎo)桿做 出相應(yīng)的調(diào)整。由于一個電解槽上往往排列有數(shù)十個陽極，如有的電解槽上排列有 28個陽極，這樣，將一個電解槽中的陽極全部測量一遍，通常需要很長 時間，因此，這種數(shù)據(jù)采集方式不但勞動強(qiáng)度大，關(guān)鍵是各陽極數(shù)據(jù)的 采集存在時間間隔，而這種時間間隔直接影響后期對陽極電流分布情況 和變化趨勢所做分析的準(zhǔn)確性，降低了分析數(shù)據(jù)的可靠性，并由此影響 到對電解鋁生產(chǎn)過程的精確控制。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的首要目的是提供鋁電解槽陽極電流分布在線檢測方法，利用該方法可在同 一時間方便快捷地采集一個電解槽中所有陽極導(dǎo)桿上的電壓數(shù)據(jù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的分 析，從而為陽極導(dǎo)桿的及時調(diào)整提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)。本發(fā)明進(jìn)一步的 目的是提供實施上迷方法的監(jiān)測裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明鋁電解槽陽極電流分布在線檢測方法，具體為將自帶有卡具的電壓數(shù)據(jù)采集裝置一一卡裝在一個電解槽中的所 有陽極導(dǎo)桿上，利用這些數(shù)據(jù)采集裝置同時采集所有陽極導(dǎo)桿上的電壓 數(shù)據(jù)，并以無線傳輸?shù)姆绞綄崟r將所采集的電壓凄t據(jù)向外輸出；由數(shù)椐 處理中心實時接收數(shù)據(jù)采集裝置所輸出的電壓數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時 分析處理。本發(fā)明檢測方法還可以為將自帶有卡具的電壓數(shù)據(jù)采集裝置一一 卡裝在一個電解槽中的所有陽極導(dǎo)桿上，利用這些數(shù)據(jù)采集裝置同時采 集所有陽極導(dǎo)桿上的電壓數(shù)據(jù)，同時通過每個電壓數(shù)據(jù)采集裝置上的溫 度傳感器采集相應(yīng)陽極導(dǎo)桿上的溫度數(shù)據(jù)，利用采集的溫度數(shù)據(jù)對所對 應(yīng)導(dǎo)桿上的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，將修正后的電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電流數(shù)據(jù)后， 以無線傳輸?shù)姆绞綄崟r向外輸出；由數(shù)據(jù)處理中心實時接收數(shù)據(jù)采集裝 置所輸出的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)4亍實時分析處理。實施上述方法的鋁電解槽陽極電流分布在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 電壓數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理中心；其中，數(shù)據(jù)采集裝置包括測量單元 和卡具，測量單元由毫伏電壓測量模塊、溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、 無線傳輸模塊、電源構(gòu)成，毫伏電壓測量模塊用于采集電解槽陽極導(dǎo)桿 上的電壓數(shù)據(jù)，溫度傳感器用于采集陽極導(dǎo)桿的溫度數(shù)據(jù)，毫伏電壓測 量模塊測量的電壓數(shù)據(jù)和溫度傳感器測量的溫度數(shù)據(jù)輸入A/D轉(zhuǎn)換模 塊，在A/D轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)利用溫度數(shù)據(jù)對電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并將修正后 的電壓數(shù)據(jù)換算成電流數(shù)椐，再將所得的電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳 輸給無線傳輸模塊，由無線傳輸模塊向外輸出，測量單元通過其殼體安 裝固定在卡具上，當(dāng)卡具卡裝到陽極導(dǎo)桿上時，毫伏電壓測量模塊的測 量電極及溫度傳感器的檢測頭自動靠壓在陽極導(dǎo)桿的表面上；數(shù)據(jù)處理 中心由中心計算機(jī)和無線傳輸模塊構(gòu)成，中心計算機(jī)通過無線傳輸模塊 接收數(shù)振采集裝置所輸出的信號，并對接收到的信號進(jìn)行分析處理。進(jìn)一步，所迷卡具為由彈性薄板制成的U形，其兩側(cè)襟板前端相互對稱各設(shè)置有一沿上下方向延伸并向內(nèi)凸出的V形凸棱，該對V形凸棱 的前壁構(gòu)成u形卡具從內(nèi)向外逐漸擴(kuò)大的前端開口 ，卡具通過其兩襟板 上設(shè)置的一對V形凸棱卡固在被測陽極導(dǎo)桿上。進(jìn)一步，所述卡具上還設(shè)置有連接桿插孔，通過該插孔，所述數(shù)據(jù) 采集裝置被連接桿連接成兩兩一組或若千個一組。利用本發(fā)明鋁電解槽陽極電流分布在線檢測方法，能夠及時掌握電 解槽陽極電流分布狀況，為操作人員及時調(diào)整陽極高度提供及時準(zhǔn)確的 依據(jù)，保證電解槽陽極電流按照工藝技術(shù)條件穩(wěn)定均衡的分布，有效防 止因陽極電流集中引起的陽極脫落故障，使?fàn)t膛規(guī)范，進(jìn)一步提高電解 槽的電流效率，降低陽極消耗，降低電力消耗，達(dá)到節(jié)約電力能源的目 的。


圖1為本發(fā)明鋁電解槽陽極電流分布在線監(jiān)測系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2中A向^L圖； 圖4為連接桿結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明鋁電解槽陽極電流分布在線監(jiān)測方 法系統(tǒng)包括電壓數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)采集裝置包括測量 單元和卡具，測量單元由毫伏電壓測量模塊、溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模 塊、無線傳輸模塊、電池電源構(gòu)成，毫伏電壓測量模塊及溫度傳感器均 采用與現(xiàn)有手持毫伏表中相同的測量模塊和傳感器，毫伏電壓測量模塊 測量的電壓數(shù)據(jù)和溫度傳感器測量的溫度數(shù)據(jù)輸入A/D轉(zhuǎn)換模塊，在A/D 轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)利用溫度數(shù)據(jù)對電壓數(shù)振進(jìn)行修正，并將修正后的電壓數(shù)椐 換算成電流數(shù)據(jù)，再將所得的電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳輸給無線傳 輸模塊，由無線傳輸模塊向外輸出?？ň?為由彈性金屬薄板制成的U 形，其兩側(cè)襟板前端相互對稱各設(shè)置有一沿上下方向延伸并向內(nèi)凸出的V 形凸棱3，該對V形凸棱3的前壁構(gòu)成U形卡具從內(nèi)向外逐漸擴(kuò)大的前 端開口。測量單元安裝在一盒體2中，并通過盒體2安裝固定在卡具i 上，盒體2及卡具1上均設(shè)置有供毫伏電壓測量模塊測量電極和溫度傳感器探出的通孔，當(dāng)盒體2固定到卡具1上時，測量電極和溫度傳感器 自動從卡具1腹板向卡具內(nèi)探出，以便在卡具1卡裝到陽極導(dǎo)桿上的同 時，毫伏電壓測量模塊的測量電極及溫度傳感器檢測頭自動靠壓在陽極 導(dǎo)桿的表面上。數(shù)據(jù)處理中心由中心計算機(jī)和無線傳輸模塊構(gòu)成，中心 計算機(jī)通過無線傳輸模塊接收數(shù)據(jù)采集裝置所輸出的信號，并對接收到 的信號進(jìn)行分析處理。由于陽極導(dǎo)桿的電阻會受到溫度的影響，工作中同一電解槽中各陽 極導(dǎo)桿的溫度存在差別，這樣，利用溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)對采集的 電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，可保證數(shù)據(jù)采集裝置所輸出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為了方便數(shù)據(jù)采集裝置在鋁電解槽陽極導(dǎo)桿上的安裝和拆卸，可在 卡具1上設(shè)置有兩個豎孔4，并利用圖4所示的連桿將數(shù)據(jù)采集裝置組裝 成兩兩一組或三個一組，或多個一組，這樣，在現(xiàn)場以組為單位進(jìn)行安 裝和拆卸，可以提高效率。圖4所示的連接桿包括固定桿5和活動頭7, 固定桿5—端固定有兩個與卡具1上的兩個插孔4相匹配的插頭6，活動頭7由方管8和兩個插頭6構(gòu)成，活動頭7可沿固定桿5滑動，并可通 過其上的緊定螺釘固定。使用時，可預(yù)先利用連接桿將數(shù)據(jù)采集裝置兩兩組裝成一組，在現(xiàn)場將數(shù)據(jù)采集裝置---^裝在一個鋁電解槽的所有陽極導(dǎo)桿上，利用這些數(shù)據(jù)采集裝置同時采集所有陽極導(dǎo)桿的電壓數(shù)據(jù)，并由數(shù)據(jù)處理中心 對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。采集完一個鋁電解槽的數(shù)據(jù)后，卸下數(shù)據(jù) 采集裝置，再對其他的電解槽陽極導(dǎo)桿的電壓信號進(jìn)行采集、分析處理。目前的鋁電解槽上通常安裝有28個陽極導(dǎo)桿，將數(shù)據(jù)采集裝置按組 進(jìn)行拆卸和安裝后，可大大節(jié)省時間，提髙工作效率。數(shù)據(jù)處理中心可以制成移動式的，如放在小車上在現(xiàn)場對從一個個 電解槽上采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這樣可j果證數(shù)據(jù)處理的及時性。
權(quán)利要求
1.鋁電解槽陽極電流分布在線檢測方法，具體為將自帶有卡具的電壓數(shù)據(jù)采集裝置一一卡裝在一個電解槽中的所有陽極導(dǎo)桿上，利用這些數(shù)據(jù)采集裝置同時采集所有陽極導(dǎo)桿上的電壓數(shù)據(jù)，并以無線傳輸?shù)姆绞綄崟r將所采集的電壓數(shù)據(jù)向外輸出；由數(shù)據(jù)處理中心實時接收數(shù)據(jù)采集裝置所輸出的電壓數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析處理。
2. 鋁電解槽陽極電流監(jiān)測方法，具體為將自帶有卡具的電壓數(shù)據(jù)采 集裝置一一卡裝在一個電解槽中的所有陽極導(dǎo)桿上，利用這些數(shù)據(jù) 采集裝置同時采集所有陽極導(dǎo)桿上的電壓數(shù)據(jù)，同時通過每個電壓 數(shù)據(jù)采集裝置上的溫度傳感器采集相應(yīng)陽極導(dǎo)桿上的溫度數(shù)據(jù)，利 用采集的溫度數(shù)據(jù)對所對應(yīng)導(dǎo)桿上的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行f奮正，將修正后 的電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電流數(shù)據(jù)后，以無線傳輸?shù)姆绞綄崟r向外輸出； 由數(shù)據(jù)處理中心實時接收數(shù)據(jù)采集裝置所輸出的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn) 行實時分析處理。
3. —種實施權(quán)利要求1所迷方法的鋁電解槽陽極電流分布在線監(jiān)測方 法系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括電壓數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理中心；其中，數(shù)據(jù)采集裝置包括測量單元和卡具，測量單元由毫伏電壓測量模塊、溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換才莫塊、無線傳輸才莫塊、電源構(gòu)成，毫伏電壓測量模塊用于采集電解槽陽極導(dǎo)桿上的電壓數(shù)據(jù)，溫 度傳感器用于采集陽極導(dǎo)桿的溫度數(shù)據(jù)，毫伏電壓測量模塊測量的電壓數(shù)據(jù)和溫度傳感器測量的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號后傳輸給無線傳輸模塊，并由無線傳輸模塊向外輸出，測量 單元通過其殼體安裝固定在卡具上，當(dāng)卡具卡裝到陽極導(dǎo);^f上時， 毫伏電壓測量模塊的測量電極及溫度傳感器的檢測頭自動靠壓在 陽極導(dǎo)桿的表面上；數(shù)據(jù)處理中心由中心計算機(jī)和無線傳輸模塊構(gòu) 成，中心計算機(jī)通過無線傳輸模塊接收數(shù)據(jù)采集裝置所輸出的信 號，并對接收到的信號進(jìn)行分析處理。
4. 如權(quán)利要求3所述的鋁電解槽陽極電流分布在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征 在于，所述卡具為由彈性薄板制成的U形，其兩側(cè)襟板前端相互對稱各設(shè)置有一沿上下方向延伸并向內(nèi)凸出的V形凸棱，該對V形 凸棱的前壁構(gòu)成u形卡具從內(nèi)向外逐漸擴(kuò)大的前端開口 ，卡具通過 其兩襟板上設(shè)置的一對V形凸棱卡固在被測陽極導(dǎo)桿上。 如權(quán)利要求4所述的鋁電解槽陽極電流分布在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征 在于，所述卡具上還設(shè)置有連接桿插孔，通過該插孔，所述數(shù)據(jù)采 集裝置被連接桿連接成兩兩一組或若千個一組。
全文摘要
本發(fā)明公開了鋁電解槽陽極電流分布在線檢測方法，該方法通過將電壓數(shù)據(jù)采集裝置一一卡裝在一個電解槽中的所有陽極導(dǎo)桿上，并利用無線傳輸技術(shù)，實現(xiàn)了對電解槽中的所有陽極導(dǎo)桿電壓數(shù)據(jù)的同時采集，從而為分析陽極電流分布情況和變化趨勢提供了及時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。利用本發(fā)明鋁電解槽陽極電流分布在線檢測方法，能夠及時掌握電解槽陽極電流分布狀況，為操作人員及時調(diào)整陽極高度提供及時準(zhǔn)確的依據(jù)，保證電解槽陽極電流按照工藝技術(shù)條件穩(wěn)定均衡的分布，有效防止因陽極電流集中引起的陽極脫落故障，使?fàn)t膛規(guī)范，進(jìn)一步提高電解槽的電流效率，降低陽極消耗，降低電力消耗，達(dá)到節(jié)約電力能源的目的。
文檔編號C25C3/20GK101220489SQ200710175799
公開日2008年7月16日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者姬若剛, 王忠民, 羅裕衛(wèi), 勤 袁, 趙叢月 申請人:北京華深中色科技發(fā)展有限公司