基于載波法的鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及侶電解監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于載波法的侶電解槽侶液 界面波動和極距在線監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[000引侶電解生產(chǎn)中，極距是指侶電解槽陽極底掌到陰極侶液與電解質(zhì)的界面之間的距 離。它既是電解過程中的電化學(xué)反應(yīng)區(qū)域，又是維持電解溫度的熱源中屯、，因此，調(diào)節(jié)極距 的變化是侶電解生產(chǎn)控制的重要手段。增大極距，雖然能夠提高電流效率，但是槽電壓也隨 之增大，能耗就越高，所W，侶電解槽只有保持一定的極距才能正常生產(chǎn)。另外，由于反應(yīng)過 程中，陽極底掌下陽極氣體CA的生產(chǎn)、運動和排放W及磁場的作用會擾動侶液界面，形成 侶液界面波動，也會造成能耗的增大。綜上所述，實現(xiàn)侶電解侶液界面波動和極距的實時監(jiān) 測對于侶電解生產(chǎn)的節(jié)能降耗具有十分重要的意義。
[0003] 目前，工業(yè)上大多數(shù)采用纖插法對極距進行測量，該方法是人工將特制的纖子從 出侶口插入槽中，抽出然后記錄下極距的高度。該種方法不僅忽略了侶液界面的波動，誤差 很大，而且只能粗略的反應(yīng)電解槽某一處的極距，不能反映整個電解槽極距的變化情況；也 有采用陽極導(dǎo)桿等距壓降法判斷不同槽況侶液界面波動的相對大小，但該方法不能確定侶 液界面波動的高低；還有采用單位高度電解質(zhì)電壓降、槽電壓幾初電解質(zhì)壓降W外的電壓 降計算實時極距并計算侶液高度，但該方法是W電解工況和系列電流不變?yōu)榍疤岬模荒?真實反映實際生產(chǎn)中極距和侶液界面波動的情況；也有采用組合式測試探頭插入電解槽烙 體中，從各探頭獲取從陽極底掌到陰極之間各部分電壓降數(shù)據(jù)來計算極距和侶液界面波動 情況的方法，但該方法也是只能測量出電解槽一定區(qū)域的極距值。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種基于載波法的侶電解槽侶液界面波動和極距的 在線監(jiān)測裝置，W解決現(xiàn)有技術(shù)測量誤差大，不能實時反映全槽侶液界面波動和極距變化， 導(dǎo)致電解生產(chǎn)控制水平低等問題。
[0005] 本實用新型的技術(shù)方案如下：
[0006] 本實用新型的一種基于載波法的侶電解槽侶液界面波動和極距在線監(jiān)測裝置，它 包括載波裝置、信號接收裝置與工控機，載波裝置與信號接收裝置電連接，信號接收裝置與 工控機連接；自制載波信號線，帶接線端子一端連接安裝在陽極導(dǎo)桿的夾具上(信號載入 點)，帶航空插頭一端接載波裝置A端；另一根信號線帶接線端子一端接入預(yù)裝在陰極鋼椿 爆炸焊塊上的接線柱，帶航空插頭一端接信號接收裝置M端；載波裝置0端與信號接收裝置 N端連接形成測量回路。載波裝置可根據(jù)槽型不同產(chǎn)生不同的載波信號；所述信號接收裝 置，它還包括參數(shù)調(diào)整電路、濾波電路和數(shù)據(jù)采集卡；信號接收裝置至少為4通道。
[0007] 利用本實用新型的該種裝置進行在線監(jiān)測方法包括W下步驟：
[000引步驟1 ;自制載波信號線(高溫屏蔽線)，帶接線端子一端連接安裝在陽極導(dǎo)桿的夾 具上(信號載入點)，帶航空插頭一端接載波裝置A端；
[0009] 步驟2 ;另一根信號線（高溫屏蔽線）帶接線端子一端接入預(yù)裝在陰極鋼椿爆炸焊 塊上的接線柱，帶航空插頭一端接信號接收裝置M端；
[0010] 步驟3 ;載波裝置0端與信號接收裝置N端連接形成一測量回路；
[ocm] 步驟4;載波裝置向測量回路載入一特定頻率f的正弦信號，對極距進行測量；
[001引步驟5;信號接收裝置與工控機電連接；
[001引步驟6 ;信號接收裝置接收輸入電壓Ua。與輸出電壓U胃數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)傳 輸至工控機；
[0014] 步驟7 ;將電解槽等效為一個LCR電路，工控機根據(jù)公式：
[0015]
[0016] 通過計算輸出電壓U胃與輸入電壓Ua。幅值比，即可計算出極距。式中；C,為極距 等效電容；e為相對介電常數(shù)；e。為真空介電常數(shù)；Zi為電解槽等效電路的總阻抗；Z為測 量回路的總阻抗；其中，測量回路既可為電解槽進電側(cè)或出電側(cè)陽極導(dǎo)桿與其對應(yīng)陰極鋼 椿頭進電側(cè)或出電側(cè)之間的回路計算極距，也可為進電側(cè)陽極導(dǎo)桿與其相鄰的陰極鋼椿頭 進電側(cè)或與其對應(yīng)的陰極鋼椿的出電側(cè)形成回路監(jiān)測侶液界面波動情況。
[0017] 本實用新型有益效果：
[0018] 利用本實用新型提供的在線監(jiān)測裝置，可在線準確獲取電解槽各區(qū)域的實時極距 和侶液界面波動情況為侶電解槽的優(yōu)化管控提供了強大的數(shù)據(jù)支持；本實用新型解決了現(xiàn) 有技術(shù)測量不精確，很難對各種工況下的極距和侶液界面波動狀態(tài)變化進行實時監(jiān)測，導(dǎo) 致電解生產(chǎn)控制水平低等問題。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本實用新型監(jiān)測方法原理等效電路示意圖；
[0021] 圖3為本實用新型監(jiān)測方法不同測量回路示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0023] 如圖1所示，本實用新型的該種基于載波法的侶電解槽侶液界面波動和極距在線 監(jiān)測裝置，它包括載波裝置2、信號接收裝置3與工控機4,載波裝置2與信號接收裝置3電 連接，信號接收裝置3與工控機4連接；自制載波信號線，該載波信號線為高溫屏蔽線，其一 端帶接線端子，另一端帶航空插頭。將載波信號線帶接線端子一端連接安裝在陽極導(dǎo)桿1 的夾具上(信號載入點)，帶航空插頭一端接載波裝置2的A端；另一根信號線帶接線端子一 端接入預(yù)裝在陰極鋼椿爆炸焊塊5上的接線柱，帶航空插頭一端接信號接收裝置3的M端； 載波裝置2的0端與信號接收裝置3的N端連接形成測量回路。載波裝置可根據(jù)槽型不同 產(chǎn)生不同的載波信號；信號接收裝置3包括參數(shù)調(diào)整電路、濾波電路和數(shù)據(jù)采集卡；信號接 收裝置3至少為四通道。
[0024] 如圖2所示，圖2展示了本實用新型監(jiān)測方法原理等效電路示意圖。本實用新型 的監(jiān)測方法是該樣的：將自制載波信號線（高溫屏蔽線)，帶接線端子一端連接安裝在陽極 導(dǎo)桿1的夾具上(信號載入點)，帶航空插頭一端接載波裝置2的A端；另一根信號線（高溫 屏蔽線)帶接線端子一端接入預(yù)裝在陰極鋼椿爆炸焊塊5上的接線柱，帶航空插頭一端接信 號接收裝置3的M端；載波裝置2的0端與信號接收裝置3的N端連接形成一測量回路；載 波裝置2向測量回路載入一特定頻率f的正弦信號，對極距進行測量；信號接收裝置3與工 控機4電連接；信號接收裝置3接收輸入電壓Ua。與輸出電壓U胃數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù) 傳輸至工控機4 ;通過計算輸出電壓U胃與輸入電壓Ua。幅值比，即可計算出極距。
[0025] 實施本實用新型監(jiān)測方法的一種測量回路如圖3所示；電解槽進電側(cè)陽極導(dǎo)桿A1 與其對應(yīng)陰極鋼椿頭進電側(cè)0或出電側(cè)1之間的回路計算極距，也可為進電側(cè)陽極導(dǎo)桿A1 與其相鄰的陰極鋼椿頭進電側(cè)2或與其對應(yīng)的陰極鋼椿的出電側(cè)3形成回路監(jiān)測侶液界面 波動情況。
[0026] 當(dāng)然，W上只是本實用新型的具體應(yīng)用范例，本實用新型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(shù)方案，均落在本實用新型所要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種基于載波法的鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監(jiān)測裝置，其特征在于：它包 括載波裝置（2)、信號接收裝置（3)與工控機（4);載波裝置（2)與信號接收裝置（3)電連接， 信號接收裝置（3)電連接與工控機（4)電連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載波法的鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監(jiān)測裝置， 其特征在于：采用高溫屏蔽線作為載波信號線，該載波信號線一端設(shè)有接線端子，另一端設(shè) 有航空插頭；將一根載波信號線帶接線端子一端連接安裝在陽極導(dǎo)桿（1)的夾具上作為信 號載入點，帶航空插頭一端接載波裝置（2) A端；另一根載波信號線帶接線端子一端接入預(yù) 裝在陰極鋼棒爆炸焊塊（5)上的接線柱，帶航空插頭一端接信號接收裝置（3)M端；載波裝 置（2) O端與信號接收裝置（3) N端連接形成測量回路。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載波法的鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監(jiān)測裝置， 其特征在于：所述載波裝置（2)根據(jù)槽型不同產(chǎn)生不同的載波信號。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載波法的鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監(jiān)測裝置， 其特征在于：所述信號接收裝置（3)包括參數(shù)調(diào)整電路、濾波電路和數(shù)據(jù)采集卡。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載波法的鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監(jiān)測裝置， 其特征在于：信號接收裝置（3)至少為4通道。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監(jiān)測裝置，它是利用一根載波信號線連接陽極導(dǎo)桿（1）的夾具和載波裝置（2）、另一根信號線連接預(yù)裝在陰極鋼棒爆炸焊塊（5）和信號接收裝置（3）；載波裝置（2）O端與信號接收裝置（3）N端連接形成一測量回路；載波裝置（2）向測量回路載入一特定頻率f的正弦信號，對極距進行測量；信號接收裝置（3）與工控機（4）連接；信號接收裝置（3）接收輸入電壓UAO與輸出電壓UMN數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至工控機（4）；從而將電解槽等效為一個LCR電路，通過計算輸出電壓UMN與輸入電壓UAO幅值比，即可計算出極距。
【IPC分類】C25C3/20
【公開號】CN204714917
【申請?zhí)枴緾N201520355115
【發(fā)明人】黃若愚, 曹斌, 楊朝紅, 王紫千
【申請人】貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月28日