專利名稱：一種電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，屬于電解行業(yè)的電子監(jiān)控 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，國外0utokumpu公司已經(jīng)推出了電解槽監(jiān)測系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)思想先 進(jìn)，但價(jià)格昂貴，國內(nèi)對于電解槽溫度和電壓的檢測和控制方法及相應(yīng)裝置尚 未出現(xiàn)。電解行業(yè)屬于強(qiáng)酸性環(huán)境，電解液長時(shí)間處于高溫狀態(tài)(一般為 6(TC 65'C)，且電解車間的環(huán)境溫度也較高，若監(jiān)測系統(tǒng)采用有線的方式進(jìn) 行，則檢測裝置之間以及和主機(jī)間的布線就非常的繁雜，對于線體的防護(hù)幾乎 是不可能的。另外，電解槽開槽時(shí)，短接開關(guān)中幾萬安培的電流全部轉(zhuǎn)移到電 解槽中，對檢測裝置的電源信號會(huì)產(chǎn)生極大的影響，甚至?xí)龤z測裝置。現(xiàn) 有技術(shù)存在電解槽參數(shù)的在線檢測、控制的穩(wěn)定性和可靠性問題，還存在監(jiān)控 設(shè)備的成本問題。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有無線傳輸裝置的一種電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電解槽參數(shù)的在線檢測、控制，實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性和高可靠性運(yùn)行；降低能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低人工工作量，減少工作環(huán)境對工人身體健康的影響，減少勞動(dòng)力，提高工作效率，降低監(jiān)控設(shè)備的成本和維護(hù)成本。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，它由檢測裝置、 網(wǎng)關(guān)和監(jiān)控主機(jī)組成；所述檢測裝置有一個(gè)能掛接在電解槽的槽壁上的外殼， 該外殼的內(nèi)部包括有 一個(gè)用于檢測的控制電路板， 一個(gè)用于采集原始信號的 溫度傳感器，它與微處理器通過I2C總線相連；還有電壓信號端子、信號調(diào)理電路及升壓電路、微處理器順序連接；備用電池與升壓電路連接；還有無線傳輸電路，用于連通檢測裝置與網(wǎng)關(guān)。在上述方案基礎(chǔ)上具有附加技術(shù)內(nèi)容的、進(jìn)一步的技術(shù)方案分別為 所述的控制電路板中模塊的中心控制單元為ARM7芯片。 所述的溫度傳感器為數(shù)字式芯片傳感器，密封在導(dǎo)熱膠內(nèi)，采用防護(hù)等級為IP68的防水密封電連接器。所述的電壓信號端子的一端與電解槽陽極和陰極端子連接，另一端與信號調(diào)理電路連接；該信號調(diào)理電路與一個(gè)為控制電路板提供所需電壓的升壓電路連接。所述的電壓信號端子的初始電壓是0V 0. 5V。所述的檢測裝置為嵌入式，包括有ARM7芯片，有無線傳輸接口。 所述的網(wǎng)關(guān)為嵌入式，包括有ARM7芯片，有無線傳輸接口。 所述的備用電池工作時(shí)長為30-40小時(shí)。本實(shí)用新型所述系統(tǒng)采用分布式數(shù)據(jù)檢測技術(shù)，三層數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)，第一 層為檢測裝置數(shù)據(jù)采集層，第二層為檢測裝置和網(wǎng)關(guān)間的無線傳輸層，第三層 為網(wǎng)關(guān)和監(jiān)控主機(jī)間的總線傳輸層，網(wǎng)關(guān)將無線傳輸來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成CAN總 線數(shù)據(jù)，再上傳給監(jiān)控主機(jī)，網(wǎng)關(guān)需要外接110V/220V AC電源。無線傳輸檢 測裝置的無線傳輸可靠距離為200-300米。本實(shí)用新型的技術(shù)效果為能實(shí)時(shí)、連續(xù)的在線監(jiān)控每個(gè)電解槽的電壓和 電解液前后端溫度，工作安全、穩(wěn)定、可靠；能對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、分析、 存儲(chǔ)、傳輸和打??；本系統(tǒng)的應(yīng)用能對電能消耗進(jìn)行優(yōu)化處理，提高產(chǎn)品質(zhì)量， 降低人工測量的工作量，減少工作環(huán)境對工人身體健康的影響，減少勞動(dòng)力， 提高工作效率，降低維護(hù)成本。本實(shí)用新型技術(shù)先進(jìn)，功能擴(kuò)展方便，維護(hù)簡 單。結(jié)構(gòu)部分通過對裝置外殼、電路板的屏蔽和間距設(shè)計(jì)等技術(shù)措施，解決了 裝置抗電磁干擾和耐酸的問題；數(shù)據(jù)無線傳輸至CAN總線，減少了電氣連接關(guān) 系，提高了安全性、可靠性。


圖1為本實(shí)用新型電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)檢測裝置的電路原理圖；具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明如下如附圖l、圖2所示， 一種電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，它由檢測裝置12、網(wǎng)關(guān)13和監(jiān)控主機(jī)14組成；檢測裝置12有一個(gè)能掛接在電解槽的槽壁上的外殼，該外殼的內(nèi)部為檢測裝置的控制電路板l， 一個(gè)用于采集原始信號的溫度傳感器2，它與微處理器7通過PC總線相連，微處理器7為ARM7芯片， 還有電壓信號端子3、信號調(diào)理電路6及升壓電路4、微處理器7順序連接； 備用電池5與升壓電路4連接；還有無線傳輸電路8，用于連通檢測裝置12 與網(wǎng)關(guān)13。所述的控制電路板1中模塊的中心控制單元為ARM7芯片。所述的 溫度傳感器2為數(shù)字式芯片傳感器，密封在導(dǎo)熱膠內(nèi)。所述的電壓信號端子3 的一端與電解槽陽極和陰極端子連接，另一端與信號調(diào)理電路6連接；該信號調(diào)理電路6與一個(gè)為控制電路板1提供所需電壓的升壓電路4連接。所述的電 壓信號端子3的初始電壓是0V 0. 5V，升壓電路4的初始電壓也即是0. 0V 0. 5V，需要升壓到3.3V或5V。所述的檢測裝置12為嵌入式，有ARM7芯片， 有無線傳輸接口。所述的網(wǎng)關(guān)13也為嵌入式，有ARM7芯片，有無線傳輸接口 和CAN接口。所述的備用電池5工作時(shí)長為30-40小時(shí)，通常為36小時(shí)。所 有的傳感器信號都送到電路板1進(jìn)行統(tǒng)一處理，然后通過無線傳輸電路發(fā)送到 網(wǎng)關(guān)，再通過CAN總線傳送到上位機(jī)。檢測裝置的工作原理為從電解槽陽極和陰極接線端子來的電壓信號經(jīng) 信號調(diào)理升壓后，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量由單片機(jī)來運(yùn)算、處理，CPU還處理通過I2C 總線傳來的數(shù)字信號，經(jīng)處理后的電壓和溫度通過無線傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)，與遠(yuǎn)方調(diào) 度中心進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、報(bào)警、存儲(chǔ)、查詢、打印等功能，裝置具有 自診斷功能，對于通訊連接和備用電池的狀態(tài)都能通過指示燈顯示。檢測裝置 在硬件上采用抗干擾措施，其中有提高敏感元器件的電磁敏感度以及防酸措施 等。所述監(jiān)測系統(tǒng)的溫度傳感器為數(shù)字式溫度芯片，不需要附加的外圍器件， 采用不銹鋼護(hù)套包裹，外敷聚四氟乙烯的方式處理，溫度芯片放置在導(dǎo)熱膠內(nèi) 密封后通過I2C總線與微處理器ARM相連，因?yàn)闇囟葌鞲衅髋cARM都帶有I2C 接口，所以將這個(gè)器件的SDA、 SCL引腳直接相連即可。所述監(jiān)測系統(tǒng)中檢測裝置的備用電池技術(shù)選擇輸出電壓值、功率大小 合適的鋰電池，將其接于升壓電源輸出端，當(dāng)有外接極間電壓供電時(shí)鋰電池處于浮充狀態(tài)，極間短接時(shí)由鋰電池供電。檢測裝置為了解決和完善電磁干擾和防酸問題，在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是 第一、外殼由特殊的防酸材料制成，防護(hù)等級為IP65，電壓信號線和溫度傳感器的端子也經(jīng)過特殊的防酸措施；第二、檢測裝置可方便的安裝進(jìn)外殼或從外殼取出；第三、電路板采用屏蔽措施并采取良好布線，解決了電磁干擾問題。本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求1、一種電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，它由檢測裝置(12)、網(wǎng)關(guān)(13)和監(jiān)控主機(jī)(14)組成；所述檢測裝置(12)有一個(gè)能掛接在電解槽槽壁的外殼，該外殼內(nèi)部包括檢測裝置的控制電路板(1)、用于采集原始信號的溫度傳感器(2)，它與微處理器(7)通過I2C總線相連；電壓信號端子(3)、信號調(diào)理電路(6)、升壓電路(4)、微處理器(7)順序連接；備用電池(5)與升壓電路(4)連接；還有無線傳輸電路(8)，用于連通檢測裝置(12)與網(wǎng)關(guān)(13)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的控制電路板(1)中模塊的中心控制單元為ARM7芯片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的溫度傳感器(2)為數(shù)字式芯片傳感器，密封在導(dǎo)熱膠內(nèi)，采用防護(hù)等級為 IP68的防水密封電連接器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的電壓信號端子(3)的一端與電解槽陽極和陰極端子連接，另一端與信號調(diào) 理電路(6)連接；該信號調(diào)理電路(6)與一個(gè)為控制電路板(1)提供所需 電壓的升壓電路(4)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 所述的電壓信號端子(3)的初始電壓是0V 0. 5V。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的檢測裝 置(12)為嵌入式，包括有ARM7芯片，有無線傳輸接口。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的網(wǎng)關(guān)(13)為嵌入式，包括有ARM7芯片，有無線傳輸接口。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的備用電池(5)工作時(shí)長為30-40小時(shí)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電解槽參數(shù)無線監(jiān)測系統(tǒng)，它由檢測裝置、網(wǎng)關(guān)和監(jiān)控主機(jī)組成；所述檢測裝置有一個(gè)能掛接在電解槽的槽壁上的外殼，該外殼的內(nèi)部包括有一個(gè)用于檢測的控制電路板，一個(gè)用于采集原始信號的溫度傳感器，它與微處理器通過I²C總線相連；還有電壓信號端子、信號調(diào)理電路及升壓電路、微處理器順序連接；備用電池與升壓電路連接；還有無線傳輸電路，用于連通檢測裝置與網(wǎng)關(guān)。其優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)時(shí)、連續(xù)的在線監(jiān)控每個(gè)電解槽的電壓和電解液前后端溫度，工作安全、穩(wěn)定、可靠；能對電能消耗進(jìn)行優(yōu)化處理，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低人工測量的工作量，減少工作環(huán)境對工人身體健康的影響，減少勞動(dòng)力，提高工作效率，降低維護(hù)成本。
文檔編號C25C7/00GK201217698SQ200820067358
公開日2009年4月8日 申請日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者余光洪, 李世學(xué), 肖文華, 袁鐸寧, 黃紹東 申請人:武漢長海電氣科技開發(fā)有限公司