鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測方法及其監(jiān)測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁電解檢測技術領域，尤其涉及一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測方法及其監(jiān)測裝置。
【背景技術】
[0002]在鋁電解生產(chǎn)中，氧化鋁濃度的改變都會直接影響到鋁電解的生產(chǎn)運行。當氧化鋁的濃度過高時，會造成槽底沉淀、降低電流效率、增加陽極和陰極壓降、可能危及鋁液層的穩(wěn)定；而當氧化鋁濃度過低的時候，又容易發(fā)生陽極效應，使槽電壓急劇升高，破壞槽子的能量平衡。所以準確測量槽中氧化鋁濃度，將濃度控制在目標范圍內(nèi)，對提高鋁電解電流效率，降低電解槽能耗有著非常重要的意義。
[0003]由于鋁電解生產(chǎn)是復雜的物理化學反應過程，電解液有很強的腐蝕性，并處在高溫，強磁場動態(tài)狀況下，使得實時地測量氧化鋁濃度非常的困難?，F(xiàn)有的技術是定期對生產(chǎn)槽中的電解質進行采樣，然后使用X-熒光化驗，測試計算電解質中0元素的總含量的方法來測量氧化鋁濃度。這種方法檢測速度慢、誤差較大且勞動強度較大，很難及時反應氧化鋁濃度的變化，導致電解生產(chǎn)控制水平低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測方法及其監(jiān)測裝置，以解決現(xiàn)有技術人工費力，而且測量周期較長，很難及時反應氧化鋁濃度的變化，測量精度不高，導致電解生產(chǎn)控制水平低等問題。
[0005]本發(fā)明提出了這樣一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測方法，它是將帶有夾具的陽極電流測量裝置逐一安裝在鋁電解槽的各陽極導桿上，這些測量裝置同時采集各陽極導桿電流數(shù)據(jù)，并在電解槽煙道端通道安裝陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置采集陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)；以有線或無線傳輸?shù)姆绞綄⒉杉降臄?shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理與分析中心；數(shù)據(jù)處理與分析中心通過使用ELM算法建立氧化鋁濃度與陽極導桿電流、陰極-陽極電壓電壓之間的數(shù)學模型，對實時采集到的電壓、電流數(shù)據(jù)進行處理與分析，最后得出實時的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度數(shù)據(jù)。
[0006]需要注意的是，陽極電流測量裝置與陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置的采樣頻率一致，且通過有線或無線傳輸方式同步傳輸至數(shù)據(jù)處理與分析中心。
[0007]基于上述方法，本發(fā)明的一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)是這樣的:它包括陽極電流測量裝置、陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理與分析中心；陽極電流測量裝置通過自帶夾具安裝在電解槽各陽極導桿上；所述陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置與數(shù)據(jù)處理與分析中心安放在電解槽煙道端通道。
[0008]具體的，陽極電流測量裝置設置有陰極-陽極電壓測量的正極接口 ；用兩端帶有航空插頭的高溫屏蔽線一連接陽極電流測量裝置和陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置；該高溫屏蔽線一的一端接入各陽極電流測量裝置的該正極接口，另一端接多通道陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置對應的各正極接口。
[0009]用一端帶航空插頭，另一端接有接線端子的高溫屏蔽線二連接陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置和各陰極鋼棒，該高溫屏蔽線二的航空插頭端插入多通道陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置各負極接口，接有接線端子一端接入事先安裝在各陰極鋼棒爆炸焊塊鋁端的接線柱上。
[0010]高溫屏蔽線一和高溫屏蔽線二兩兩配對，并且配對的兩種高溫屏蔽線接入的陽極導桿與陰極鋼棒相互對應。
[0011]另外，陽極電流測量裝置還包括溫度補償模塊。溫度補償模塊主要是根據(jù)實際采集到的溫度，對陽極導桿電阻率進行修定。陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置還包括數(shù)據(jù)采集卡和前端保護模塊。數(shù)據(jù)采集卡主要對陰極-陽極電壓原始數(shù)據(jù)進行采集，采用低速采集方式，采用軟件定時，可連續(xù)采集；前端保護模塊主要是當槽電壓超過設定值時，對數(shù)據(jù)采集裝置起過壓保護作用，將數(shù)據(jù)采集裝置與電解槽斷開。
[0012]本發(fā)明有益效果:
利用本發(fā)明一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測方法，在線實時獲取陽極導桿電流數(shù)據(jù)和陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理與分析中心建立的數(shù)學模型，自動計算出鋁電解生產(chǎn)過程中的氧化鋁濃度參數(shù)供工作人員監(jiān)控使用；本發(fā)明一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)結構簡單可靠；本發(fā)明為鋁電解槽的優(yōu)化管控提供了強大的數(shù)據(jù)支持；本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術人工費力，而且測量周期較長，很難及時反應鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度的變化，測量精度不高，導致電解生產(chǎn)控制水平低等問題。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明監(jiān)測系統(tǒng)結構示意圖；
圖2為本發(fā)明監(jiān)測方法原理示意圖。
[0014]附圖標記說明:1_陽極導桿，2-陽極電流測量裝置，3-陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置，4-數(shù)據(jù)處理與分析中心，5-夾具，6-高溫屏蔽線一，7-高溫屏蔽線二，8-陰極鋼棒爆炸焊塊。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明的這種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要包括陽極電流測量裝置2、陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置3和數(shù)據(jù)處理與分析中心4。根據(jù)鋁電解槽陽極導桿1的數(shù)量，陽極電流測量裝置2通過自帶夾具5成套安裝在鋁電解槽陽極導桿1上，陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置3與數(shù)據(jù)處理與分析中心4安放在電解槽煙道端通道。
[0017]陽極電流測量裝置2設置有陰極-陽極電壓測量的正極接口 ；用兩端帶有航空插頭的高溫屏蔽線一 6連接陽極電流測量裝置2和陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置3 ;該高溫屏蔽線一 6的一端接入各陽極電流測量裝置2的該正極接口，另一端接多通道陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置3對應的各正極接口。
[0018]用一端帶航空插頭，另一端接有接線端子的高溫屏蔽線二 7連接陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置3和各陰極鋼棒，該高溫屏蔽線二 7的航空插頭端插入多通道陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置3各負極接口，接有接線端子一端接入事先安裝在各陰極鋼棒爆炸焊塊8鋁端的接線柱上。高溫屏蔽線一 6和高溫屏蔽線二 7兩兩配對，并且配對的兩種高溫屏蔽線接入的陽極導桿與陰極鋼棒相互對應。
[0019]如圖2所示，這些陽極電流測量裝置2同時采集各陽極導桿1的電流數(shù)據(jù)，陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置3采集陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)，并以有線傳輸方式，也可用無線傳輸?shù)姆绞綄㈥枠O導桿1的電流數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理與分析中心4。陽極電流測量裝置2設置有陰極-陽極電壓測量的正極接口。采用多根兩端帶有航空插頭的高溫屏蔽線一 6，該高溫屏蔽線一 6的一端接入各陽極電流測量裝置2的該正極接口，另一端接多通道陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置3對應的各正極接口。采用一端帶航空插頭，另一端接有接線端子的高溫屏蔽線二 7，該高溫屏蔽線二 7的航空插頭端插入多通道陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置3各負極接口，接有接線端子一端接入事先安裝在各陰極鋼棒爆炸焊塊8鋁端的接線柱上。高溫屏蔽線一 6和高溫屏蔽線二 7兩兩配對，并且配對的兩種高溫屏蔽線接入的陽極導桿與陰極鋼棒相互對應。
[0020]數(shù)據(jù)處理與分析中心4通過使用ELM算法建立氧化鋁濃度與陽極導桿電流、陰極-陽極電壓電壓之間的數(shù)學模型，對實時采集到的電壓、電流數(shù)據(jù)進行處理與分析，最后得出實時的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度數(shù)據(jù)。
[0021]當然，以上只是本發(fā)明的具體應用范例，本發(fā)明還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明所要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測方法，其特征在于:將帶有夾具的陽極電流測量裝置逐一安裝在鋁電解槽的各陽極導桿上，這些測量裝置同時采集各陽極導桿電流數(shù)據(jù)，并在電解槽煙道端通道安裝陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置采集陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)；以有線或無線傳輸?shù)姆绞綄⒉杉降臄?shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理與分析中心；數(shù)據(jù)處理與分析中心通過使用ELM算法建立氧化鋁濃度與陽極導桿電流、陰極-陽極電壓電壓之間的數(shù)學模型，對實時采集到的電壓、電流數(shù)據(jù)進行處理與分析，最后得出實時的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權利要求1所述的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測方法，其特征在于:陽極電流測量裝置與陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置的采樣頻率一致。3.一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:它包括陽極電流測量裝置(2 )、陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置(3 )和數(shù)據(jù)處理與分析中心(4 );陽極電流測量裝置(2 )通過自帶夾具(5 )安裝在電解槽各陽極導桿(1)上；所述陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置(3 )與數(shù)據(jù)處理與分析中心(4 )安放在電解槽煙道端通道。4.根據(jù)權利要求3所述的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:陽極電流測量裝置(2)設置有陰極-陽極電壓測量的正極接口 ；用兩端帶有航空插頭的高溫屏蔽線一(6)連接陽極電流測量裝置(2)和陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置(3);該高溫屏蔽線一(6)的一端接入各陽極電流測量裝置(2)的該正極接口，另一端接多通道陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置(3)對應的各正極接口。5.根據(jù)權利要求4所述的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:用一端帶航空插頭，另一端接有接線端子的高溫屏蔽線二(7)連接陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置(3)和各陰極鋼棒，該高溫屏蔽線二(7)的航空插頭端插入多通道陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置(3)各負極接口，接有接線端子一端接入事先安裝在各陰極鋼棒爆炸焊塊(8)鋁端的接線柱上。6.根據(jù)權利要求5所述的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:高溫屏蔽線一(6)和高溫屏蔽線二(7)兩兩配對，并且配對的兩種高溫屏蔽線接入的陽極導桿與陰極鋼棒相互對應。7.根據(jù)權利要求6所述的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述陽極電流測量裝置(2)還包括溫度補償模塊；溫度補償模塊是根據(jù)實際采集到的溫度，對陽極導桿電阻率進行修定。8.根據(jù)權利要求6所述的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置(3)還包括數(shù)據(jù)采集卡和前端保護模塊；數(shù)據(jù)采集卡對陰極-陽極電壓原始數(shù)據(jù)進行采集，采用低速采集方式，采用軟件定時，并實現(xiàn)連續(xù)采集；前端保護模塊是當槽電壓超過設定值時，對數(shù)據(jù)采集裝置起過壓保護作用，將數(shù)據(jù)采集裝置與電解槽斷開。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測方法及其監(jiān)測裝置，它包括陽極電流測量裝置（2）、陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置（3）和數(shù)據(jù)處理與分析中心（4），陽極電流測量裝置（2）通過自帶夾具（7）安裝在電解槽各陽極導桿（1）上；所述陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)采集裝置（3）與數(shù)據(jù)處理與分析中心（4）安放在電解槽煙道端通道。采用有線或無線傳輸方式將陽極電流分布數(shù)據(jù)及陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)同步實時地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理與分析中心（4），通過使用ELM算法建立氧化鋁濃度與陽極電流分布數(shù)據(jù)、陰極-陽極電壓數(shù)據(jù)之間的數(shù)學模型，最終自動計算出實時變化的氧化鋁濃度數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了氧化鋁濃度的在線監(jiān)測。
【IPC分類】C25C3/20
【公開號】CN105463513
【申請?zhí)枴緾N201510281730
【發(fā)明人】黃若愚, 曹斌, 楊朝紅, 王紫千
【申請人】貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年5月28日