用于電解池中液體水平測(cè)量的裝置和方法
【專利摘要】本文中公開了用于檢測(cè)電解池中液體水平的裝置和方法，所述裝置包括與所述電解池流體接觸的水平管；定位以檢測(cè)所述水平管中預(yù)定水平處存在或不存在液體的接近傳感器；以及響應(yīng)于所述接近傳感器的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)與所述液體水平傳感器通信。所述接近傳感器檢測(cè)所述水平管中存在或不存在流體并且通過所述通信系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)給所述控制系統(tǒng)；并且所述控制系統(tǒng)提供液體水平指示。
【專利說明】用于電解池中液體水平測(cè)量的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本文中公開的主題涉及用于檢測(cè)電解池中的液體水平的裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電解池中的低或高液體水平（liquid level，液位）可以由關(guān)閉和啟動(dòng)過程中存 在的非平衡條件以及由具有"快速運(yùn)行"隔膜的問題電池導(dǎo)致。電解池中的低液體水平，再 加上沒有以及時(shí)方式檢測(cè)低液體水平，可以導(dǎo)致潛在的危險(xiǎn)情況。例如，當(dāng)電解過程是氯堿 過程并且電解池是隔膜池時(shí)，液體水平降低低于低-低液體水平可以導(dǎo)致陰極頂部暴露于 電解池的頂部空間氣體，所述頂部空間氣體包括氯氣。當(dāng)陰極的部分表面暴露于頂部空間 氣體時(shí)，隔膜對(duì)于氫氣的滲透性增加，并且潛在地存在氫氣泄露進(jìn)入包括氯氣的頂部空間。 當(dāng)頂部空間中氫氣的量為約3wt%或更多時(shí)，存在氫氣與氯氣發(fā)生放熱反應(yīng)以產(chǎn)生氯化氫 的危險(xiǎn)，即，由氫氣被氯氣氧化引起的氫火焰。如果氫氣的濃度足夠高，還可能發(fā)生爆炸。因 此，期望具有用于檢測(cè)電解池中的液體水平的裝置和方法，其中可以從遠(yuǎn)程位置連續(xù)監(jiān)測(cè) 液體水平。
[0003] 可以使用液體水平計(jì)在不透明電解池中測(cè)量液體水平。最簡(jiǎn)單且最可靠的液體水 平計(jì)是液視監(jiān)測(cè)器（liquid sight monitor),也稱為直讀式液體水平計(jì)或視鏡。在正常情 況下，操作者能夠以約30分鐘的間隔檢查電解池。然而，該檢查間隔可能不足以趕上其中 液體水平可以在小于30分鐘內(nèi)降低至危險(xiǎn)地低水平的"快速運(yùn)行"電池。
[0004] 除了直接目測(cè)觀察之外，還已知用于液體水平測(cè)量的許多方法。這些包括使用浮 子指示計(jì)，其中，浮子停留在液體表面上，并且磁性地或光學(xué)地偶聯(lián)至傳感器；以及使用通 過測(cè)量液體中的電阻來操作的傳感器。然而，這些方法是侵入性的，即，它們要求浮子或傳 感器直接接觸液體。在電解池中的液體具有腐蝕性時(shí)，這是不期望的。例如，氯堿工藝中的 陽極半電池中的液體包括氯化物和溶解的氯氣，并且因而是高度腐蝕性的。此外，由使用在 電解池操作過程中存在的高電壓引發(fā)的強(qiáng)磁場(chǎng)可以干擾這些液體水平傳感器的操作。這些 苛刻條件可以導(dǎo)致傳感器故障，并且甚至致使傳感器不能工作，這使得難以得知由傳感器 產(chǎn)生的信號(hào)是否代表電解池中的真實(shí)液體水平。此外，這些傳感器的安裝需要改動(dòng)電解池 以及做出這些改動(dòng)所必須的停機(jī)時(shí)間和資金投入。
[0005] 出于至少這些原因，在電解池的操作條件下，目前正在使用的液體水平傳感器可 能是不可靠的或缺少成本效益。因此，期望具有用于檢測(cè)尤其是在嚴(yán)峻的操作條件如高磁 場(chǎng)和腐蝕性環(huán)境下具有改善的可靠性的電解池中的液體水平的裝置和方法。如果安裝不需 要改動(dòng)現(xiàn)有電解池，這將是進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)。如果裝置和方法具有成本效益，這將是更進(jìn)一步 的優(yōu)勢(shì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 一個(gè)實(shí)施方式是用于檢測(cè)電解池中液體水平的裝置，所述裝置包括與電解池流體 接觸的水平管；定位以檢測(cè)水平管中預(yù)定水平處存在或不存在液體的接近傳感器；以及響 應(yīng)于接近傳感器的控制系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)與液體水平傳感器通信。
[0007] 另一個(gè)實(shí)施方式是用于檢測(cè)氯堿電解池中的鹽水水平的裝置，所述裝置包括與氯 堿電解池流體接觸的水平管；可調(diào)整地安裝在水平管上以檢測(cè)水平管上預(yù)定位置處存在或 不存在鹽水的電容式接近傳感器；用于定位且將電容式接近傳感器安裝在水平管上的支 架；以及響應(yīng)于電容式接近傳感器的數(shù)字控制系統(tǒng)，其中，數(shù)字控制系統(tǒng)與電容式接近傳感 器通信。
[0008] 另一個(gè)實(shí)施方式是用于維持電解池中的目標(biāo)液體水平的方法，所述方法包括提供 包括以下的裝置：與電解池流體接觸的水平管；定位在目標(biāo)液體水平處的水平管上以檢測(cè) 存在或不存在液體的接近傳感器；以及響應(yīng)于接近傳感器的控制系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)通 過通信系統(tǒng)與接近傳感器通信并且響應(yīng)于來自接近傳感器的信號(hào)指示水平管上的目標(biāo)液 體水平處存在或不存在液體；以及響應(yīng)于該信號(hào)將電解池中的液體水平調(diào)整至目標(biāo)液體水 平。
[0009] 另一個(gè)實(shí)施方式是用于維持氯堿電解池中的目標(biāo)鹽水水平的方法，所述方法包括 提供包括以下的裝置：與氯堿電解池流體接觸的水平管；可調(diào)整地安裝在水平管上以檢測(cè) 水平管上的目標(biāo)鹽水水平處存在或不存在鹽水的電容式接近傳感器；用于定位并將電容式 接近傳感器安裝在水平管上的支架；以及響應(yīng)于電容式接近傳感器的數(shù)字控制系統(tǒng)，其中， 數(shù)字控制系統(tǒng)與電容式接近傳感器通信并且響應(yīng)于來自電容式接近傳感器的信號(hào)指示水 平管上的目標(biāo)鹽水水平處存在或不存在鹽水；以及響應(yīng)于該信號(hào)將氯堿電解池中的鹽水水 平調(diào)整至目標(biāo)鹽水水平。
[0010] 從以下描述連同附圖，這些和其他優(yōu)勢(shì)和特征將變得更加明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 由以下【具體實(shí)施方式】、權(quán)利要求、以及實(shí)施例連同非限制性附圖，前述和其他特征 和優(yōu)勢(shì)將顯而易見，并且其中：
[0012] 圖是用于檢測(cè)包括與電解池流體接觸的水平管和接近傳感器的電解池中的液體 水平的裝置的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 本文的
【發(fā)明者】已經(jīng)研發(fā)了用于檢測(cè)電解池中的液體水平的裝置和方法。因此，放 置水平管與電解池流體接觸以檢測(cè)電池中液體水平。水平管配備有定位以檢測(cè)水平管中預(yù) 定水平處存在或不存在液體的接近傳感器。通信系統(tǒng)將接近傳感器連接至響應(yīng)于接近傳感 器的控制系統(tǒng)。當(dāng)電化學(xué)電池的流體水平不在期望范圍內(nèi)時(shí)，控制系統(tǒng)可以用于警報(bào)操作 者，或用于進(jìn)行其他操作。
[0014] 因此，用于檢測(cè)電解池中的高或低液體水平的方法包括使用包括以下的裝置：與 電解池流體接觸的水平管；定位在水平管上以檢測(cè)存在或不存在液體的接近傳感器；以及 響應(yīng)于接近傳感器的控制系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)與接近傳感器通信；并且其 中，接近傳感器檢測(cè)水平管中存在或不存在流體并且通過通信系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)給控制系統(tǒng)。 然后，控制系統(tǒng)可以響應(yīng)于來自接近傳感器的信號(hào)提供液體水平指示。在用于維持電解池 中的目標(biāo)液體水平的方法中，響應(yīng)于從接近傳感器至控制系統(tǒng)的信號(hào)，將電解池中的液體 水平調(diào)整至目標(biāo)水平。
[0015] 有利地，在嚴(yán)峻操作條件如高磁場(chǎng)和腐蝕性環(huán)境下，裝置和方法是可靠的。此外， 裝置和方法不需要改動(dòng)現(xiàn)有電解池，具有成本效益，并且不需要過程停機(jī)時(shí)間或較大的資 本投入來實(shí)現(xiàn)。
[0016] 術(shù)語"一個(gè)"和"一種"不表示數(shù)量的限制，而是表示存在至少一個(gè)所指項(xiàng)。術(shù)語 "或"意指"和/或"。開放式的過渡短語"包含"包括中間過渡短語"基本由...組成"和封 閉式短語"由...組成"。引用這三個(gè)過渡短語之一或使用可替換過渡短語如"包含"或"包 括"的權(quán)利要求可以用任何其他過渡短語書寫，除非上下文或本領(lǐng)域清楚地排除。值的范圍 的列舉僅旨在用作個(gè)別地提及落在該范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)值的速記方法，除非在本文中另外 指出，并且如同其在本文中個(gè)別列舉的，每個(gè)單獨(dú)的值結(jié)合在說明書中。所有范圍端點(diǎn)都包 括在該范圍內(nèi)并且可獨(dú)立地組合。貫穿整個(gè)說明書提及"另一個(gè)實(shí)施方式"、"一種實(shí)施方 式"、"一些實(shí)施方式"等是指與實(shí)施方式結(jié)合描述的特定元素（例如，特征、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、和/ 或特性）包括在本文中描述的至少一個(gè)實(shí)施方式中，并且可以或不可以存在于其他實(shí)施方 式中。此外，應(yīng)當(dāng)理解所描述的元素能夠以任何合適的方式結(jié)合到各種實(shí)施方式中。
[0017] 圖是用于檢測(cè)包括與包含在電解池11中的液體流體接觸的水平管和接近傳感器 3的電解池11中的液體水平（液-氣界面的位置）的裝置1的示意圖。特別地，在圖中，電 解池11包括顯示電解池11中的液體水平8的液體12的電解池11。液體12可以是電解池 中的任何液體。在一種實(shí)施方式中，它是電解液，例如其中溶解離子的水溶液。在一種實(shí)施 方式中，液體是處于水中的氯化鈉溶液（鹽水）。電池中的液體水平8可以根據(jù)工藝條件變 化。例如，可以通過增加或減少流入或流出電解池的液體來調(diào)整液體水平。水平管2 (也稱 為直讀液體水平計(jì)，或視鏡）與電解池中的液體12流體接觸使得水平管2中的液體水平8 代表電解池中的液體水平8。接近傳感器3鄰近水平管2定位以檢測(cè)水平管中的液體水平 8。測(cè)量區(qū)5代表其中接近傳感器檢測(cè)存在或不存在液體的區(qū)域。許多方法可以用于定位 接近傳感器3。例如，接近傳感器可以嵌入或附著至如在圖中示出的通過夾具保持在位置中 的支架7,或如在圖中示出的彈性體0-環(huán)6。在一種實(shí)施方式中，例如通過粘合劑固定接近 傳感器的位置。在其他實(shí)施方式中，接近傳感器的位置沿水平管的垂直軸線可調(diào)整。液體 水平9代表低液體水平，并且液體水平10代表例如關(guān)鍵液體水平，在該液體水平處存在增 加的危險(xiǎn)狀況風(fēng)險(xiǎn)。接近傳感器可以包括指示在接近傳感器的位置處存在或不存在液體的 至少一個(gè)顯示燈。接近傳感器3通過例如電連接4與通信總線通信。
[0018] 電解池可以是使用直流電以誘導(dǎo)同時(shí)氧化和還原電解液（離子或包含離子的溶 液）的帶電化學(xué)組分以在稱為電解的過程中產(chǎn)生氧化和還原產(chǎn)物的任何化學(xué)反應(yīng)器。電解 液可以是處于溶劑例如水中的無機(jī)鹽的溶液。電解液還可以是熔融無機(jī)鹽或氧化物。電解 液的實(shí)例是用于生產(chǎn)相應(yīng)的高純度金屬的鋁、鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、銅、鋅和鉛的鹽和/或氧化 物。電解液的具體實(shí)例是用于生產(chǎn)鋁的鋁土礦，以及用于同時(shí)生產(chǎn)氯氣和氫氧化鈉的氯化 鈉。在電解中，通過陽極和陰極將電壓施加至電解液。氧化發(fā)生在包括陽極的半電池中并 且還原發(fā)生在包括陰極的半電池中。例如，在氯堿工藝中，電解液是處于水中的氯化鈉溶液 (鹽水）。在包括陽極的半電池中氯離子被氧化成氯氣，并且在包括陰極的半電池中水被還 原為氫氣和氫氧根離子。浸泡陽極并且其中發(fā)生氧化的鹽水稱為陽極電解液，而浸泡陰極 并且其中發(fā)生還原的苛性溶液稱為陰極電解液。在隔膜池過程中，兩個(gè)半電池通過可滲透 的隔膜分開，該隔膜可以由石棉或陶瓷材料制成并且允許鈉離子從陽極半電池遷移至陰極 半電池，而不允許氫氧根離子的反向遷移。因此，在一些實(shí)施方式中，電解池是氯堿電解隔 膜池，并且液體是鹽水。氯堿電解隔膜池的實(shí)例的示意圖提供在圖中。
[0019] 水平管包括可以是不透明、半透明、或透明并且通常由玻璃或塑料制成的設(shè)置在 電解池外部的垂直管。水平管與電解池流體連通使得水平管中的液體水平與電解池中的液 體水平相同。參照附圖，水平管2在電解池的側(cè)面與液體12流體接觸。水平管在靠近陰極 和陽極的頂部的點(diǎn)處連接電解池。水平管的尺寸可以根據(jù)應(yīng)用需求、制造考慮、管中液體的 期望可見性、以及類似的考慮而廣泛變化。例如，水平管可以具有約〇. 2至約2英寸，具體 地，約0. 25至約1英寸的內(nèi)徑。水平管可以在垂直方向上延伸至陰極和陽極頂部上方約6 至約30英寸，具體地，約10至約20英寸。
[0020] 當(dāng)水平管是如以上描述的透明的時(shí)，盡管操作者可以通過觀察不同時(shí)間間隔下水 平管中的液體水平來簡(jiǎn)單地確定槽中的液體水平，然而這種監(jiān)測(cè)易于出錯(cuò)，并且如果情況 發(fā)生在觀察之間仍然不可以提供低或高水平情況的足夠的警告。因此，可選地在遠(yuǎn)程位置 處提供了液體水平的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)。液體水平的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)還允許自動(dòng)過程控制以便在 緊急情況下關(guān)閉電解池或調(diào)節(jié)電解池中的液體水平。
[0021] 本文的
【發(fā)明者】已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在用定位在水平管附近的接近傳感器檢測(cè)液體水平時(shí)，可 以提供連續(xù)監(jiān)測(cè)。在一種實(shí)施方式中，接近傳感器位于水平管的外表面上并且與其接觸。接 近傳感器檢測(cè)附近物體的存在而不與物體有任何物理接觸。在用于檢測(cè)電解池的液體水平 的裝置和方法中，接近傳感器檢測(cè)水平管上其位置處存在或不存在液體，而不與液體進(jìn)行 物理接觸。接近傳感器通過通信系統(tǒng)發(fā)出指示水平管上其位置處存在或不存在液體的信號(hào) 給控制系統(tǒng)。
[0022] 存在許多類型的接近傳感器，它們使用各種類型的電磁輻射或聲波來操作以檢測(cè) 目標(biāo)物體。接近傳感器的類型包括但不限于，電容傳感器、渦流傳感器、感應(yīng)傳感器、磁性傳 感器、光學(xué)傳感器、紅外傳感器、以及超聲波傳感器?？梢允褂萌魏吻笆鰝鞲衅?。接近傳感 器可以是"筒"（圓柱體）形狀或"扁平"（平面）形狀。扁平接近傳感器可以具有比筒形 接近傳感器更低重量的優(yōu)點(diǎn)，從而在其被安裝的水平管上施加更小的應(yīng)力。接近傳感器可 以具有局部顯示器。局部顯示器可以是LED或LCD。局部顯示器有利地允許操作者容易地 確定傳感器的運(yùn)行狀態(tài)同時(shí)可視地確認(rèn)液體水平。
[0023] 在一些實(shí)施方式中，接近傳感器是電容傳感器。電容傳感器可以具有固定或可調(diào) 電容。在一些實(shí)施方式中，電容傳感器具有可調(diào)電容。當(dāng)電容可調(diào)時(shí)，針對(duì)快速檢測(cè)水平 管上的電容傳感器的位置處存在或不存在液體可以優(yōu)化電容。當(dāng)電容固定時(shí)，電容應(yīng)當(dāng)使 得其適合檢測(cè)存在或不存在液體。電容傳感器應(yīng)當(dāng)不受測(cè)量位置處的水平管內(nèi)部上的任 何積聚固體殘余物的影響?？梢允褂玫氖纠噪娙輦鞲衅骺色@得自Lion Precision of St. Paul, Minnesota, Dwyer Instruments, Inc. of Michigan City, Indiana 以及其他。
[0024] 如以上所述的，接近傳感器可以通過提供期望程度的可調(diào)節(jié)性或固定性的各種方 法與水平管關(guān)聯(lián)。例如，如在圖中示出的，接近傳感器靠在圍繞水平管的彈性體〇-環(huán)（圖 中的6)上并且通過支架（圖中的7)可逆地附著至水平管。接近傳感器容易與支架分離并 且從水平管移開。通過沿水平管的垂直軸線滑動(dòng)容易調(diào)節(jié)〇-環(huán)位置。因此，可以容易地調(diào) 節(jié)接近傳感器沿水平管的垂直軸線的位置。電連接至接近傳感器可以是固定的或是可調(diào)節(jié) 的和/或可拆卸的。在一種實(shí)施方式中，電連接是柔性的從而可以從水平管移開接近傳感 器用于檢查和修理而不斷開電連接。因此，可以調(diào)節(jié)水平管上的接近傳感器的位置并且維 持接近傳感器而不中斷電解池的正常運(yùn)行。
[0025] 在檢測(cè)電解池的液體水平的方法中，測(cè)定目標(biāo)液體水平，例如，提供生產(chǎn)率、效率 和安全性的良好平衡的液體水平。目標(biāo)液體水平取決于電解過程的類型和使用的電解池的 類型。可以參照電解池中的任何點(diǎn)來確定目標(biāo)液體水平，例如，電池的頂部，或從陰極和陽 極頂部測(cè)定的垂直距離。當(dāng)電解過程是氯堿過程并且使用隔膜池如圖中示意性地描繪的膈 膜電池時(shí)，檢測(cè)的液體水平是陽極電解液即浸泡陽極的鹽水的液體水平。目標(biāo)液體水平可 以是陰極頂部上方約4至約12英寸，具體地，約5至約10英寸，并且更具體地，約6至約8 英寸。
[0026] 在一些實(shí)施方式中，單個(gè)接近傳感器用于提供相對(duì)于目標(biāo)液體水平的低液體水平 的指示。當(dāng)液體水平代表低液體水平時(shí)，液體水平可以是〇至約70 %，具體地，0至約60 %， 更具體地，0至約50%的目標(biāo)液體水平。液體水平可以是電解池中陰極頂部上方0至約6英 寸，具體地，0至約5英寸，并且更具體地，0至約4英寸。在一些實(shí)施方式中，單個(gè)接近傳感 器用于提供相對(duì)于目標(biāo)液體水平例如電池頂部的高液體水平的指示。當(dāng)液體水平代表高液 體水平時(shí)，液體水平可以是約70 %至約95 %，具體地，約70 %至約90 %，更具體地，約80 % 至約90%的目標(biāo)液體水平。高液體水平可以是電解池頂部下方約6至約3英寸，具體地，約 6至約4英寸，并且更具體地，6至約5英寸。
[0027] 水平管上的不同位置處可以定位多個(gè)接近傳感器。在一些實(shí)施方式中，兩個(gè)接近 傳感器定位在水平管上。在該構(gòu)造中，第一接近傳感器可以檢測(cè)第一液體水平，并且第二接 近傳感器可以檢測(cè)第一液體水平下方的第二液體水平。兩個(gè)接近傳感器可以用于提供兩個(gè) 液體水平的指示，例如，第一接近傳感器可以用于提供低液體水平指示，并且第二接近傳感 器可以用于提供低-低液體水平指示。低液體水平指示和低-低液體水平指示是操作者應(yīng) 當(dāng)采取行動(dòng)以將液體水平增加至目標(biāo)液體水平的指示，例如通過增加液體進(jìn)入電解池的流 速。提供低-低液體水平指示的第二接近傳感器可以用作提供低液體水平指示的第一接近 傳感器的備用設(shè)備。
[0028] 當(dāng)?shù)谝灰后w水平代表低液體水平時(shí)，第一液體水平可以是約40 %至約80%，具體 地，約50%至約70%的目標(biāo)液體水平。當(dāng)?shù)诙后w水平代表低-低液體水平時(shí)，第二液體 水平可以是〇至約40 %，具體地，約20 %至約40 %，并且更具體地，約30 %至約40 %的目標(biāo) 液體水平。第一液體水平可以是電解池中陰極頂部上方約2至約6英寸，具體地，約3至約 5英寸，并且更具體地，約3. 5至約4. 5英寸。第二液體水平可以是電解池中陰極頂部上方 0至約4英寸，具體地，約1至約3英寸，并且更具體地，約2至約3英寸。
[0029] 以上描述的電解池中液體水平降低低于低-低液體水平是潛在的危險(xiǎn)狀況。例 如，當(dāng)電解過程是氯堿過程并且電解池是隔膜池如圖中示意性描述的隔膜池時(shí)，液體水平 進(jìn)一步降低低于低-低液體水平可以導(dǎo)致陰極頂部暴露于電解池的頂部空間氣體，所述頂 部空間氣體包括氯氣。當(dāng)陰極表面暴露于頂部空間氣氛時(shí)，隔膜對(duì)于氫氣的滲透性增加， 并且潛在地存在氫氣泄露進(jìn)入包括氯氣的頂部空間。當(dāng)頂部空間中氫氣的量為約3wt%或 更多時(shí)，存在氫氣與氯氣發(fā)生反應(yīng)以形成氯化氫的危險(xiǎn)，即，由氫氣被氯氣氧化燃燒的氫火 焰。如果氫氣的濃度足夠高，還可能發(fā)生爆炸。因此，在一些實(shí)施方式中，接近傳感器可以 在電解池中陰極頂部上方0至約2英寸，具體地，0至約1英寸，并且更具體地，0至約0. 5 英寸的液體水平處定位在水平管上。當(dāng)從這樣定位在指示不存在液體的水平管上的接近電 池接收到信號(hào)時(shí)，可以采取立即步驟以降低危險(xiǎn)如氫氣火焰或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。這些步驟包括 切斷隔膜池的電源并且用氮?dú)?、另外的惰性氣體、或蒸汽吹掃隔膜池的頂部空間?？梢栽O(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)使得當(dāng)接收來自這樣定位的接近傳感器的信號(hào)時(shí)，可以關(guān)閉隔膜池的電源以及可 以用惰性氣體或蒸汽吹掃隔膜池的頂部空間的控制會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。這種控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在本 領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍之內(nèi)。
[0030] 第一和第二接近傳感器還可以用于提供高和低液體水平指示。例如，通過第一接 近傳感器檢測(cè)的第一液體水平可以是高液體水平，并且通過第二接近傳感器檢測(cè)的第二液 體水平可以是低液體水平，各自相對(duì)于通過電解池中的陰極頂部測(cè)定的目標(biāo)液體水平。當(dāng) 第一液體水平代表高液體水平時(shí)，第一液體水平可以是110%至約150%，具體地，約110% 至約140%，并且更具體地，約110%至約130%的目標(biāo)液體水平。第一液體水平可以是電 解池中陰極頂部上方約7至約12英寸，具體地，約7至約11英寸，并且更具體地，約7至約 10英寸。當(dāng)?shù)诙后w水平代表低液體水平時(shí)，第二液體水平可以是〇至約40 %，具體地，約 20%至約40%，并且更具體地，約30%至約40%的目標(biāo)液體水平。第二液體水平可以是電 解池中陰極頂部上方0至約4英寸，具體地，約1至約3英寸，并且更具體地，約2至約3英 寸。
[0031] 具有兩個(gè)或多個(gè)接近傳感器的配置還允許冗余。例如，如果第一接近開關(guān)失效，第 二接近開關(guān)可以提供針對(duì)低液體水平的備用信號(hào)。用于提供液體水平檢測(cè)中的冗余的各種 方法，如提供用于每個(gè)電解池的多個(gè)接近傳感器和/或用于每個(gè)接近傳感器的多個(gè)通信通 路，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易顯而易見。
[0032] 接近傳感器通過通信系統(tǒng)與控制系統(tǒng)通信。通信系統(tǒng)可以是直接電線連接或無線 的，包括紅外線。通信系統(tǒng)可以基于工業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如工業(yè)以太網(wǎng)或現(xiàn)場(chǎng)總線?，F(xiàn) 場(chǎng)總線是國際電工委員會(huì)（IEC)標(biāo)準(zhǔn)61158下標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議家族的名稱。 現(xiàn)場(chǎng)總線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括基本現(xiàn)場(chǎng)總線Η1、控制網(wǎng)、過程現(xiàn)場(chǎng)總線（Profibus) (process fieldbus)、P網(wǎng)、基本現(xiàn)場(chǎng)總線HSE(高速以太網(wǎng)）、WorldFIP、以及Interbus。涉及現(xiàn)場(chǎng)總 線的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括AS-接口（執(zhí)行器傳感器接口，或AS-I)、CAN總線（控制器區(qū)域 網(wǎng)絡(luò)）、Interbus、LonWorks、Modbus、位總線、CompoNet、SafetyBUS p、Sercos 接口、以及 RAPffi網(wǎng)。工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括EtherCAT、EtherNet/IP、以太網(wǎng)Powerlink、BACnet、 Profinet I0、Profinet IRT、SafetyNET p、Sercos III、TTEthernet、Varan、H&RAPIEnet。
[0033] 在一些實(shí)施方式中，通信系統(tǒng)可以是現(xiàn)場(chǎng)總線、過程現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)、或 AS-接口（執(zhí)行器傳感器接口，或AS-i)，更具體地是AS-接口。AS-接口針對(duì)簡(jiǎn)單現(xiàn)場(chǎng)輸入 /輸出設(shè)備聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)，包括使用單個(gè)2-導(dǎo)體電纜的不連續(xù)制造和處理應(yīng)用中的二進(jìn)制開 /關(guān)設(shè)備?？梢耘cAS-接口聯(lián)網(wǎng)的二進(jìn)制開/關(guān)設(shè)備包括執(zhí)行器、傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、模擬 輸入和輸出、按鈕和閥門位置傳感器。AS-接口中的通信過程是主從方式，通過該方法主動(dòng) 裝置啟動(dòng)與從動(dòng)裝置的數(shù)據(jù)交換，并且需要從動(dòng)裝置在其限定的最大時(shí)間內(nèi)做出回應(yīng)。因 此，AS-接口包括網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)裝置、多個(gè)網(wǎng)絡(luò)從動(dòng)裝置，其為信號(hào)輸入和輸出模塊、電源，其為 網(wǎng)絡(luò)從動(dòng)裝置提供電力并且能夠與網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)裝置通信、以及包括2-導(dǎo)體電纜的電線基礎(chǔ) 設(shè)施。AS-接口非常適合用作接近傳感器的通信系統(tǒng)。
[0034] 控制系統(tǒng)可以是數(shù)字控制系統(tǒng)（DCS)。數(shù)字控制系統(tǒng)的實(shí)例是微控制器、專用集成 電路、可編程邏輯控制器（PLC，可編程控制器）、微型計(jì)算機(jī)和大型計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)包 括，例如，工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC)、便攜式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)和平板計(jì)算機(jī)。
[0035] 控制系統(tǒng)與接近傳感器通信并且響應(yīng)于接近傳感器。特別地，接近傳感器產(chǎn)生指 示水平管上其位置處存在或不存在液體的信號(hào)例如電信號(hào)。該信號(hào)通過通信系統(tǒng)傳送至控 制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可以通過通信系統(tǒng)與定位以檢測(cè)多個(gè)電解池中的液體水平的多個(gè)接近傳 感器通信?；谕ㄟ^通信系統(tǒng)從多個(gè)接近傳感器接收的信號(hào)，控制系統(tǒng)可以指示存在或不 存在液體以及針對(duì)每個(gè)接近傳感器的電解池的身份和位置。以這種方式，多個(gè)電解池中的 液體水平可以從遠(yuǎn)程位置監(jiān)測(cè)。當(dāng)液體水平下降超出接近傳感器的范圍時(shí)，可以編程控制 系統(tǒng)以發(fā)出作為電解池位置函數(shù)的警報(bào)。警報(bào)可以是光警報(bào)、聽覺警報(bào)、或它們的組合。警 報(bào)還可以是發(fā)送給接收器如呼叫器的電子信號(hào)的形式。
[0036] 可以編程控制系統(tǒng)以將來自接近傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)化成監(jiān)測(cè)的每個(gè)電解池的液體 水平的數(shù)字或圖形顯示。還可以編程控制系統(tǒng)以儲(chǔ)存并且以時(shí)間函數(shù)形式顯示液體水 平?？梢允褂每缮藤彽能浖鐝拿绹驴怂_斯州奧斯汀的美國國家儀器公司（National Instruments Corporation of Austin, Texas)獲得的 LabVIEW 進(jìn)行編程。LabVIEW 是使用 包括圖形線的圖形圖標(biāo)以生成類似流程圖的形式的程序的圖形化編程環(huán)境。
[0037] 從之前的描述，用于檢測(cè)電解池中的液體水平并用于維持電解池中的目標(biāo)液體水 平的方法將容易地顯而易見。因此，用于檢測(cè)電解池中的液體水平的方法包括提供包括以 下的裝置：與電解池流體接觸的水平管；定位在目標(biāo)液體水平下方的水平管上以檢測(cè)存在 或不存在液體的接近傳感器；以及響應(yīng)于接近傳感器的控制系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)通過通信 系統(tǒng)與接近傳感器通信；其中，接近傳感器檢測(cè)水平管中存在或不存在流體并且通過通信 系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)給控制系統(tǒng)；以及響應(yīng)于來自接近傳感器的信號(hào)，控制系統(tǒng)提供液體水平指 示。此外，用于維持電解池中的目標(biāo)液體水平的方法包括提供包括以下的裝置：與電解池流 體接觸的水平管；定位在目標(biāo)液體水平下方的水平管上以檢測(cè)存在或不存在液體的接近傳 感器；以及響應(yīng)于接近傳感器的控制系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)與液體水平傳感器 通信并且響應(yīng)于來自接近傳感器的信號(hào)提供液體水平指示；以及響應(yīng)于該信號(hào)將電解池中 的液體水平調(diào)整至目標(biāo)水平。任一前述方法可以進(jìn)一步包括確定針對(duì)液體水平的目標(biāo)水平 并且確定相對(duì)于目標(biāo)水平存在或不存在液體。通過控制系統(tǒng)或操作人員可以進(jìn)行液體水平 的調(diào)節(jié)。
[0038] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，用于維持氯堿電解隔膜池中的目標(biāo)液體水平的方法包括提 供包括以下的裝置：與氯堿電解池流體接觸的水平管；可調(diào)整地安裝在水平管上以檢測(cè)水 平管上的預(yù)定位置處存在或不存在鹽水的電容式接近傳感器；用于定位并將電容式接近傳 感器安裝在水平管上的支架；以及響應(yīng)于電容式接近傳感器的數(shù)字控制系統(tǒng)，其中，數(shù)字控 制系統(tǒng)與電容式接近傳感器通信并且響應(yīng)于來自接近傳感器的信號(hào)指示水平管上的預(yù)定 位置處存在或不存在鹽水；以及響應(yīng)于該信號(hào)將氯堿電解池中的鹽水水平調(diào)整至目標(biāo)水 平。例如，用于維持氯堿電解隔膜池中的目標(biāo)液體水平的方法包括用電容式接近傳感器檢 測(cè)與氯堿電解池流體接觸的水平管上的預(yù)定位置處存在或不存在鹽水，將來自電容式接近 傳感器的信號(hào)發(fā)送給與電容式接近傳感器通信的數(shù)字控制系統(tǒng)，指示水平管上的預(yù)定位置 處存在或不存在鹽水；從控制系統(tǒng)產(chǎn)生信號(hào)，指示水平管上預(yù)定位置處存在或不存在液體； 以及響應(yīng)于來自控制系統(tǒng)的信號(hào)將氯堿電解池中的鹽水水平調(diào)整至目標(biāo)水平。
[0039] 用于檢測(cè)電解池中的液體水平的裝置還可以用于監(jiān)測(cè)由電解池的操作者制定的 檢查輪次。操作者能夠以固定時(shí)間間隔例如30分鐘間隔制定檢查輪次以通過水平管的視 覺檢查來確定液體水平。當(dāng)接近傳感器定位在水平管上時(shí)，操作者可以同時(shí)檢查接近傳感 器。操作者可以臨時(shí)調(diào)整接近傳感器的位置高于真實(shí)液體水平以產(chǎn)生針對(duì)不存在液體的信 號(hào)，然后，將其重新置于原來的位置。以這種方式，通過數(shù)字控制系統(tǒng)可以產(chǎn)生基于在固定 時(shí)間間隔下不存在液體的簡(jiǎn)短指示的檢查記錄。
[0040] 還可以編程控制系統(tǒng)以響應(yīng)于通過接近傳感器檢測(cè)的低或高流體水平的指示自 動(dòng)調(diào)整電解池中的流體水平。在該方法中，控制液體流進(jìn)和流出電解池的閥和/泵是基于 通過控制總線從控制系統(tǒng)接收的信號(hào)能夠打開和關(guān)閉并且調(diào)節(jié)的致動(dòng)閥和泵?；诒疚闹?裝置和方法的描述，用于建立電解池中的液體水平的自動(dòng)控制的裝置和方法對(duì)本領(lǐng)域技術(shù) 人員將是顯而易見的。
[0041] 盡管已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施方式詳細(xì)地描述了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)容易理解的是本 發(fā)明不限于這種公開的實(shí)施方式。相反地，可以修改本發(fā)明以結(jié)合迄今尚未描述但符合本 發(fā)明的精神和范圍的任何數(shù)量的變化、改變、替換、或等效安排。此外，盡管已經(jīng)描述了本發(fā) 明的各種實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明的多個(gè)方面可以僅包括一些描述的實(shí)施方式。因 此，本發(fā)明不應(yīng)視為受前述描述的限制，但僅受限于所附權(quán)利要求的范圍。
[0042] 本發(fā)明包含至少以下實(shí)施方式。
[0043] 實(shí)施方式1 :用于檢測(cè)電解池中液體水平的裝置，所述裝置包括與電解池流體接 觸的水平管；定位以檢測(cè)水平管中預(yù)定水平處存在或不存在液體的接近傳感器；以及響應(yīng) 于接近傳感器的控制系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)與接近傳感器通信。
[0044] 實(shí)施方式2 :根據(jù)實(shí)施方式1所述的裝置，其中，接近傳感器的位置沿水平管的垂 直軸線可調(diào)整。
[0045] 實(shí)施方式3 :根據(jù)實(shí)施方式1或2所述的裝置，進(jìn)一步包括用于相對(duì)于水平管定位 接近傳感器的支架。
[0046] 實(shí)施方式4 :根據(jù)實(shí)施方式1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，接近傳感器包括顯示 器。
[0047] 實(shí)施方式5 :根據(jù)實(shí)施方式1-4中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，接近傳感器是電容式 接近傳感器。
[0048] 實(shí)施方式6 :根據(jù)實(shí)施方式5所述的裝置，其中，電容式接近傳感器具有用于檢測(cè) 水平管中存在或不存在液體的固定電容。
[0049] 實(shí)施方式7 :根據(jù)實(shí)施方式5所述的裝置，其中，電容式接近傳感器具有可調(diào)至有 效檢測(cè)水平管中存在或不存在液體的值的可調(diào)電容。
[0050] 實(shí)施方式8 :根據(jù)實(shí)施方式5所述的裝置，其中，電容式接近傳感器具有扁平構(gòu)型 和可調(diào)電容。
[0051] 實(shí)施方式9 :根據(jù)實(shí)施方式1-8中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，通信系統(tǒng)是數(shù)字通信 總線。
[0052] 實(shí)施方式10 :根據(jù)實(shí)施方式1-9中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，通信系統(tǒng)是過程現(xiàn)場(chǎng) 總線（profibus)、現(xiàn)場(chǎng)總線、或工業(yè)以太網(wǎng)。
[0053] 實(shí)施方式11 :根據(jù)實(shí)施方式1-10中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，控制系統(tǒng)響應(yīng)于來 自接近傳感器的信號(hào)發(fā)出信號(hào)給操作者。
[0054] 實(shí)施方式12 :根據(jù)實(shí)施方式1-11中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，發(fā)送給操作者的信 號(hào)是光報(bào)警、聲音報(bào)警、呼叫器報(bào)警、或它們的組合。
[0055] 實(shí)施方式13 :根據(jù)實(shí)施方式1-12中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，控制系統(tǒng)是數(shù)字控 制系統(tǒng)。
[0056] 實(shí)施方式14 :根據(jù)實(shí)施方式1-13中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，液體是電解液。
[0057] 實(shí)施方式15 :根據(jù)實(shí)施方式1-14中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，電解池是氯堿電解 隔膜池。
[0058] 實(shí)施方式16 :根據(jù)實(shí)施方式1-15中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，液體是鹽水。
[0059] 實(shí)施方式17 :根據(jù)實(shí)施方式1-16中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，接近傳感器檢測(cè)低 液體水平，并且其中，低液體水平是〇至約70 %的目標(biāo)液體水平。
[0060] 實(shí)施方式18 :根據(jù)實(shí)施方式17所述的裝置，其中，目標(biāo)液體水平是電解池中的陰 極頂部上方約6至約8英寸；并且其中，低液體水平是電解池中的陰極頂部上方0至約4英 寸。
[0061] 實(shí)施方式19 :根據(jù)實(shí)施方式1-18中任一項(xiàng)所述的裝置，包括第一接近傳感器和第 二接近傳感器，其中，第一接近傳感器檢測(cè)第一液體水平，并且第二接近傳感器檢測(cè)第一液 體水平下方的第二液體水平。
[0062] 實(shí)施方式20 :根據(jù)實(shí)施方式19所述的裝置，其中，第一液體水平代表低液體水平 并且第二液體水平代表低-低液體水平，并且其中，第一液體水平是約40 %至約80 %的目 標(biāo)液體水平，并且第二液體水平是〇至約40 %的目標(biāo)液體水平。
[0063] 實(shí)施方式21 :根據(jù)實(shí)施方式19所述的裝置，其中，目標(biāo)液體水平是電解池中的陰 極頂部上方約6至約8英寸；其中，第一液體水平代表低液體水平并且第二液體水平代表 低-低液體水平；并且其中，第一液體水平是電解池中的陰極頂部上方約3至約5英寸，并 且第二液體水平是電解池中陰極頂部上方約2至約3英寸。
[0064] 實(shí)施方式22 :根據(jù)實(shí)施方式19所述的裝置，其中，第一液體水平代表高液體水平 并且第二液體水平代表低液體水平，并且其中，第一液體水平是約110%至約130%的目標(biāo) 液體水平，并且第二液體水平是〇至約40 %的目標(biāo)液體水平。
[0065] 實(shí)施方式23 :根據(jù)實(shí)施方式19所述的裝置，其中，目標(biāo)液體水平是電解池中陰極 頂部上方約6至約8英寸；其中，第一液體水平代表高液體水平并且第二液體水平代表低液 體水平；并且其中，第一液體水平是電解池中的陰極頂部上方約7至約10英寸，并且第二液 體水平是電解池中陰極頂部上方約2至約3英寸。
[0066] 實(shí)施方式24 :根據(jù)實(shí)施方式1所述的裝置，其中，液體是鹽水；電解池是氯堿電解 池；接近傳感器是可調(diào)整地安裝在水平管上的電容式接近傳感器；控制系統(tǒng)是數(shù)字控制系 統(tǒng)；并且裝置進(jìn)一步包括用于將電容式接近傳感器定位并安裝在水平管上的支架。
[0067] 實(shí)施方式25 :用于維持電解池中的目標(biāo)液體水平的方法，所述方法包括提供包括 以下的裝置：與電解池流體接觸的水平管；定位在目標(biāo)液體水平處的水平管上以檢測(cè)存在 或不存在液體的接近傳感器；以及響應(yīng)于接近傳感器的控制系統(tǒng)，其中，控制系統(tǒng)通過通信 系統(tǒng)與接近傳感器通信并且響應(yīng)于來自接近傳感器的信號(hào)指示水平管上的目標(biāo)液體水平 處存在或不存在液體；以及響應(yīng)于該信號(hào)將電解池中的液體水平調(diào)整至目標(biāo)液體水平。
[0068] 實(shí)施方式26 :根據(jù)實(shí)施方式25所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括用接近傳感器檢 測(cè)水平管上的目標(biāo)液體水平處存在或不存在液體；將來自接近傳感器的信號(hào)發(fā)送給控制系 統(tǒng)，指示水平管上的目標(biāo)液體水平處存在或不存在液體；以及由控制系統(tǒng)產(chǎn)生信號(hào)，指示水 平管上的目標(biāo)液體水平處存在或不存在液體；以及響應(yīng)于來自控制系統(tǒng)的信號(hào)將電解池中 的液體水平調(diào)整至目標(biāo)液體水平。
[0069] 實(shí)施方式27 :根據(jù)實(shí)施方式25或26所述的方法，其中，接近傳感器的位置沿水平 管的垂直軸線可調(diào)整。
[0070] 實(shí)施方式28 :根據(jù)實(shí)施方式25-27中任一項(xiàng)所述的方法，其中，裝置進(jìn)一步包括用 于相對(duì)于水平管定位接近傳感器的支架。
[0071] 實(shí)施方式29 :根據(jù)實(shí)施方式25-28中任一項(xiàng)所述的方法，其中，接近傳感器包括顯 示器。
[0072] 實(shí)施方式30 :根據(jù)實(shí)施方式25-29中任一項(xiàng)所述的方法，其中，接近傳感器是電容 式接近傳感器。
[0073] 實(shí)施方式31 :根據(jù)實(shí)施方式30所述的方法，其中，電容式接近傳感器具有用于檢 測(cè)水平管中存在或不存在液體的固定電容。
[0074] 實(shí)施方式32 :根據(jù)實(shí)施方式30所述的方法，其中，電容式接近傳感器具有可調(diào)至 有效檢測(cè)水平管中存在或不存在液體的值的可調(diào)電容。
[0075] 實(shí)施方式33 :根據(jù)實(shí)施方式30所述的方法，其中，電容式接近傳感器具有扁平構(gòu) 型和可調(diào)電容。
[0076] 實(shí)施方式34 :根據(jù)實(shí)施方式25-33中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通信系統(tǒng)是數(shù)字通 信總線。
[0077] 實(shí)施方式35 :根據(jù)實(shí)施方式25-34中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通信系統(tǒng)是過程現(xiàn) 場(chǎng)總線（profibus)、現(xiàn)場(chǎng)總線、或工業(yè)以太網(wǎng)。
[0078] 實(shí)施方式36 :根據(jù)實(shí)施方式25-35中任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)水平管上的目標(biāo) 水平處存在或不存在液體時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)給操作者。
[0079] 實(shí)施方式37 :根據(jù)實(shí)施方式36所述的方法，其中，發(fā)送給操作者的信號(hào)是光報(bào)警、 聲音報(bào)警、呼叫器報(bào)警、或它們的組合。
[0080] 實(shí)施方式38 :根據(jù)實(shí)施方式25-37中任一項(xiàng)所述的方法，其中，控制系統(tǒng)是數(shù)字控 制系統(tǒng)。
[0081] 實(shí)施方式39 :根據(jù)實(shí)施方式25-38中任一項(xiàng)所述的方法，其中，液體是電解液。
[0082] 實(shí)施方式40 :根據(jù)實(shí)施方式25-39中任一項(xiàng)所述的方法，其中，接近傳感器檢測(cè)低 液體水平，并且其中，低液體水平是〇至約70 %的目標(biāo)液體水平。
[0083] 實(shí)施方式41 :根據(jù)實(shí)施方式40所述的方法，其中，目標(biāo)液體水平是電解池中的陰 極頂部上方約6至約8英寸；并且其中，低液體水平是電解池中的陰極頂部上方0至約4英 寸。
[0084] 實(shí)施方式42 :根據(jù)實(shí)施方式25-41中任一項(xiàng)所述的方法，其中，裝置包括第一接近 傳感器和第二接近傳感器，其中，第一接近傳感器檢測(cè)第一液體水平，并且第二接近傳感器 檢測(cè)第一液體水平下方的第二液體水平。
[0085] 實(shí)施方式43 :根據(jù)實(shí)施方式42所述的方法，其中，第一液體水平代表低液體水平 并且第二液體水平代表低-低液體水平，并且其中，第一液體水平是約40 %至約80 %的目 標(biāo)液體水平，并且第二液體水平是〇至約40 %的目標(biāo)液體水平。
[0086] 實(shí)施方式44 :根據(jù)實(shí)施方式42所述的方法，其中，目標(biāo)液體水平是電解池中陰 極頂部上方約6至約8英寸；其中，第一液體水平代表低液體水平并且第二液體水平代表 低-低液體水平；并且其中，第一液體水平是電解池中的陰極頂部上方約3至約5英寸，并 且第二液體水平是電解池中陰極頂部上方約2至約3英寸。
[0087] 實(shí)施方式45 :根據(jù)實(shí)施方式42所述的方法，其中，第一液體水平代表高液體水平 并且第二液體水平代表低液體水平，并且其中，第一液體水平是約110%至約130%的目標(biāo) 液體水平，并且第二液體水平是〇至約40 %的目標(biāo)液體水平。
[0088] 實(shí)施方式46 :根據(jù)實(shí)施方式42所述的方法，其中，目標(biāo)液體水平是電解池中陰極 頂部上方約6至約8英寸；其中，第一液體水平代表高液體水平并且第二液體水平代表低液 體水平；并且其中，第一液體水平是電解池中的陰極頂部上方約7至約10英寸，并且第二液 體水平是電解池中陰極頂部上方約2至約3英寸。
[0089] 實(shí)施方式47 :根據(jù)實(shí)施方式25所述的方法，其中，液體是鹽水；電解池是氯堿電解 池；接近傳感器是可調(diào)整地安裝在水平管上的電容式接近傳感器；控制系統(tǒng)是數(shù)字控制系 統(tǒng)；并且裝置進(jìn)一步包括用于將電容式接近傳感器定位并安裝在水平管上的支架。
[0090] 實(shí)施方式48 :根據(jù)實(shí)施方式47所述的方法，進(jìn)一步包括用電容式接近傳感器檢測(cè) 水平管上的目標(biāo)鹽水水平處存在或不存在鹽水；將來自電容式接近傳感器的信號(hào)發(fā)送給數(shù) 字控制系統(tǒng)，指示水平管上的目標(biāo)鹽水水平處存在或不存在鹽水；以及由數(shù)字控制系統(tǒng)產(chǎn) 生信號(hào)，指示水平管上的目標(biāo)液體水平處存在或不存在鹽水；以及響應(yīng)于來自數(shù)字控制系 統(tǒng)的信號(hào)將氯堿電解池中的鹽水水平調(diào)整至目標(biāo)鹽水水平。
[0091] 實(shí)施方式49 :根據(jù)實(shí)施方式47或48所述的方法，其中，電容式接近傳感器的位置 沿水平管的垂直軸線可調(diào)整。
[0092] 實(shí)施方式50 :根據(jù)實(shí)施方式47-49中任一項(xiàng)所述的方法，其中，電容式接近傳感器 包括顯示器。
[0093] 實(shí)施方式51 :根據(jù)實(shí)施方式47-50中任一項(xiàng)所述的方法，其中，電容式接近傳感器 具有用于檢測(cè)水平管中存在或不存在鹽水的固定電容。
[0094] 實(shí)施方式52 :根據(jù)實(shí)施方式47-50中任一項(xiàng)所述的方法，其中，電容式接近傳感器 具有可調(diào)至有效檢測(cè)水平管中存在或不存在鹽水的值的可調(diào)電容。
[0095] 實(shí)施方式53 :根據(jù)實(shí)施方式47-52中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通信系統(tǒng)是數(shù)字通 信總線。
[0096] 實(shí)施方式54 :根據(jù)實(shí)施方式47-53中任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)水平管上的目標(biāo) 鹽水水平處存在或不存在鹽水時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)給操作者。
[0097] 實(shí)施方式55 :根據(jù)實(shí)施方式54所述的方法，其中，發(fā)送給操作者的信號(hào)是光報(bào)警、 聲音報(bào)警、呼叫器報(bào)警、或它們的組合。
[0098] 實(shí)施方式56 :根據(jù)實(shí)施方式47-55中任一項(xiàng)所述的方法，其中，氯堿電解池是隔膜 池。
[0099] 實(shí)施方式57 :根據(jù)實(shí)施方式47-56中任一項(xiàng)所述的方法，其中，電容式接近傳感器 檢測(cè)低鹽水水平，并且其中，低鹽水水平是0至約70 %的目標(biāo)鹽水水平。
[0100] 實(shí)施方式58 :根據(jù)實(shí)施方式57所述的方法，其中，目標(biāo)鹽水水平是氯堿電解池中 的陰極頂部上方約6至約8英寸；并且其中，低鹽水水平是氯堿電解池中的陰極頂部上方0 至約4英寸。
[0101] 實(shí)施方式59 :根據(jù)實(shí)施方式47-58中任一項(xiàng)所述的方法，其中，裝置包括第一電容 式接近傳感器和第二電容式接近傳感器，其中，第一電容式接近傳感器檢測(cè)第一鹽水水平， 并且第二電容式接近傳感器檢測(cè)第一鹽水水平下方的第二鹽水水平。
[0102] 實(shí)施方式60 :根據(jù)實(shí)施方式59所述的方法，其中，第一鹽水水平代表低鹽水水平 并且第二鹽水水平代表低-低鹽水水平，并且其中，第一鹽水水平是約40 %至約80 %的目 標(biāo)鹽水水平，并且第二鹽水水平是0至約40 %的目標(biāo)鹽水水平。
[0103] 實(shí)施方式61 :根據(jù)實(shí)施方式59所述的方法，其中，目標(biāo)鹽水水平是氯堿電解池中 陰極頂部上方約6至約8英寸；其中，第一鹽水水平代表低鹽水水平并且第二鹽水水平代表 低-低鹽水水平；并且其中，第一鹽水水平是氯堿電解池中的陰極頂部上方約3至約5英 寸，并且第二鹽水水平是氯堿電解池中所述陰極頂部上方約2至約3英寸。
[0104] 實(shí)施方式62 :根據(jù)實(shí)施方式59所述的方法，其中，第一鹽水水平代表高鹽水水平 并且第二鹽水水平代表低鹽水水平，并且其中，第一鹽水水平是約110%至約130%的目標(biāo) 鹽水水平，并且第二鹽水水平是〇至約40%的所述目標(biāo)鹽水水平。
[0105] 實(shí)施方式63 :根據(jù)實(shí)施方式59所述的方法，其中，目標(biāo)鹽水水平是氯堿電解池中 陰極頂部上方約6至約8英寸；其中，第一鹽水水平代表高鹽水水平并且第二鹽水水平代表 低鹽水水平；并且其中，第一鹽水水平是氯堿電解池中的陰極頂部上方約7至約10英寸，并 且第二鹽水水平是氯堿電解池中陰極頂部上方約2至約3英寸。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于檢測(cè)電解池中液體水平的裝置，所述裝置包括： 水平管，與所述電解池流體接觸； 接近傳感器，定位以檢測(cè)所述水平管中預(yù)定水平處存在或不存在液體；以及 控制系統(tǒng)，響應(yīng)于所述接近傳感器，其中，所述控制系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)與所述接近傳感 器通信。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述接近傳感器的位置沿所述水平管的垂直軸 線可調(diào)整。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，進(jìn)一步包括用于相對(duì)于所述水平管定位所述接近 傳感器的支架。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述接近傳感器包括顯示器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述接近傳感器是電容式接近傳感 器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述電容式接近傳感器具有用于檢測(cè)所述水平 管中存在或不存在液體的固定電容。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述電容式接近傳感器具有可調(diào)至有效檢測(cè)所 述水平管中存在或不存在液體的值的可調(diào)電容。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述電容式接近傳感器具有扁平構(gòu)型和可調(diào)電 容。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述通信系統(tǒng)是數(shù)字通信總線。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述通信系統(tǒng)是過程現(xiàn)場(chǎng)總線、現(xiàn) 場(chǎng)總線、或工業(yè)以太網(wǎng)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述控制系統(tǒng)響應(yīng)于來自所述接 近傳感器的信號(hào)發(fā)出信號(hào)給操作者。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，發(fā)送給操作者的所述信號(hào)是光報(bào) 警、聲音報(bào)警、呼叫器報(bào)警、或它們的組合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述控制系統(tǒng)是數(shù)字控制系統(tǒng)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述液體是電解液。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述電解池是氯堿電解隔膜池。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述液體是鹽水。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述接近傳感器檢測(cè)低液體水平， 并且其中，所述低液體水平是0至約70 %的目標(biāo)液體水平。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，目標(biāo)液體水平是所述電解池中的陰極頂部上 方約6至約8英寸；并且其中，所述低液體水平是所述電解池中的所述陰極頂部上方0至約 4英寸。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的裝置，包括第一接近傳感器和第二接近傳感 器，其中，所述第一接近傳感器檢測(cè)第一液體水平，并且所述第二接近傳感器檢測(cè)所述第一 液體水平下方的第二液體水平。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述第一液體水平代表低液體水平并且所述 第二液體水平代表低-低液體水平，并且其中，所述第一液體水平是約40%至約80%的目 標(biāo)液體水平，并且所述第二液體水平是0至約40 %的所述目標(biāo)液體水平。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，目標(biāo)液體水平是所述電解池中陰極頂部上 方約6至約8英寸；其中，所述第一液體水平代表低液體水平并且所述第二液體水平代表 低-低液體水平；并且其中，所述第一液體水平是所述電解池中的所述陰極頂部上方約3至 約5英寸，并且所述第二液體水平是所述電解池中所述陰極頂部上方約2至約3英寸。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述第一液體水平代表高液體水平并且所述 第二液體水平代表低液體水平，并且其中，所述第一液體水平是約110%至約130%的目標(biāo) 液體水平，并且所述第二液體水平是〇至約40%的所述目標(biāo)液體水平。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，目標(biāo)液體水平是所述電解池中陰極頂部上方 約6至約8英寸；其中，所述第一液體水平代表高液體水平并且所述第二液體水平代表低液 體水平；并且其中，所述第一液體水平是所述電解池中的所述陰極頂部上方約7至約10英 寸，并且所述第二液體水平是所述電解池中所述陰極頂部上方約2至約3英寸。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 所述液體是鹽水； 所述電解池是氯堿電解池； 所述接近傳感器是可調(diào)整地安裝在所述水平管上的電容式接近傳感器； 所述控制系統(tǒng)是數(shù)字控制系統(tǒng)；并且 所述裝置進(jìn)一步包括用于將所述電容式接近傳感器定位并安裝在所述水平管上的支 架。
25. -種用于維持電解池中的目標(biāo)液體水平的方法，所述方法包括： 提供一種裝置，包括： 水平管，與電解池流體接觸， 接近傳感器，定位在所述目標(biāo)液體水平處的所述水平管上以檢測(cè)存在或不存在液體， 以及 控制系統(tǒng)，響應(yīng)于所述接近傳感器，其中，所述控制系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)與所述接近傳感 器通信，并且響應(yīng)來自所述接近傳感器的信號(hào)指示所述水平管上的所述目標(biāo)液體水平處存 在或不存在所述液體；以及 響應(yīng)所述信號(hào)，將所述電解池中的所述液體水平調(diào)節(jié)至所述目標(biāo)液體水平。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括： 用所述接近傳感器檢測(cè)所述水平管上的所述目標(biāo)液體水平處存在或不存在所述液 體； 將來自所述接近傳感器的信號(hào)發(fā)送至所述控制系統(tǒng)，指示所述水平管上的所述目標(biāo)液 體水平處存在或不存在所述液體；以及 從所述控制系統(tǒng)產(chǎn)生信號(hào)，指示所述水平管上的所述目標(biāo)液體水平處存在或不存在所 述液體；以及 響應(yīng)于來自所述控制系統(tǒng)的所述信號(hào)，將所述電解池中的所述液體水平調(diào)節(jié)至所述目 標(biāo)液體水平。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的方法，其中，所述接近傳感器的所述位置沿所述水平 管的垂直軸線可調(diào)整。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25-27中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述裝置進(jìn)一步包括用于相對(duì)于 所述水平管定位所述接近傳感器的支架。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25-28中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述接近傳感器包括顯示器。
30. 根據(jù)權(quán)利要求25-29中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述接近傳感器是電容式接近傳 感器。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述電容式接近傳感器具有用于檢測(cè)所述水 平管中存在或不存在液體的固定電容。
32. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述電容式接近傳感器具有可調(diào)至有效檢測(cè) 所述水平管中存在或不存在液體的值的可調(diào)電容。
33. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述電容式接近傳感器具有扁平構(gòu)型和可調(diào) 電容。
34. 根據(jù)權(quán)利要求25-33中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述通信系統(tǒng)是數(shù)字通信總線。
35. 根據(jù)權(quán)利要求25-34中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述通信系統(tǒng)是過程現(xiàn)場(chǎng)總線、 現(xiàn)場(chǎng)總線、或工業(yè)以太網(wǎng)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求25-35中任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)所述水平管上的所述目標(biāo)水平 處存在或不存在所述液體時(shí)，所述控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)給操作者。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中，發(fā)送給操作者的所述信號(hào)是光報(bào)警、聲音報(bào) 警、呼叫器報(bào)警、或它們的組合。
38. 根據(jù)權(quán)利要求25-37中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述控制系統(tǒng)是數(shù)字控制系統(tǒng)。
39. 根據(jù)權(quán)利要求25-38中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述液體是電解液。
40. 根據(jù)權(quán)利要求25-39中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述接近傳感器檢測(cè)低液體水 平，并且其中，所述低液體水平是0至約70 %的所述目標(biāo)液體水平。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述目標(biāo)液體水平是所述電解池中的陰極頂 部上方約6至約8英寸；并且其中，所述低液體水平是所述電解池中的所述陰極頂部上方0 至約4英寸。
42. 根據(jù)權(quán)利要求25-41中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述裝置包括第一接近傳感器和 第二接近傳感器，其中，所述第一接近傳感器檢測(cè)第一液體水平，并且所述第二接近傳感器 檢測(cè)所述第一液體水平下方的第二液體水平。
43. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中，所述第一液體水平代表低液體水平并且所述 第二液體水平代表低-低液體水平，并且其中，所述第一液體水平是約40 %至約80%的所 述目標(biāo)液體水平，并且所述第二液體水平是〇至約40 %的所述目標(biāo)液體水平。
44. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中，所述目標(biāo)液體水平是所述電解池中陰極頂部 上方約6至約8英寸；其中，所述第一液體水平代表低液體水平并且所述第二液體水平代表 低-低液體水平；并且其中，所述第一液體水平是所述電解池中的所述陰極頂部上方約3至 約5英寸，并且所述第二液體水平是所述電解池中所述陰極頂部上方約2至約3英寸。
45. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中，所述第一液體水平代表高液體水平并且所述 第二液體水平代表低液體水平，并且其中，所述第一液體水平是約110%至約130%的所述 目標(biāo)液體水平，并且所述第二液體水平是〇至約40 %的所述目標(biāo)液體水平。
46. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中，所述目標(biāo)液體水平是所述電解池中的陰極頂 部上方約6至約8英寸；其中，所述第一液體水平代表高液體水平并且所述第二液體水平代 表低液體水平；并且其中，所述第一液體水平是所述電解池中的所述陰極頂部上方約7至 約10英寸，并且所述第二液體水平是所述電解池中所述陰極頂部上方約2至約3英寸。
47. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中， 所述液體是鹽水； 所述電解池是氯堿電解池； 所述接近傳感器是可調(diào)整地安裝在所述水平管上的電容式接近傳感器； 所述控制系統(tǒng)是數(shù)字控制系統(tǒng)；并且 所述裝置進(jìn)一步包括用于將所述電容式接近傳感器定位并安裝在所述水平管上的支 架。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，進(jìn)一步包括： 用所述電容式接近傳感器檢測(cè)所述水平管上的所述目標(biāo)鹽水水平處存在或不存在所 述鹽水； 將來自所述電容式接近傳感器的信號(hào)發(fā)送至所述數(shù)字控制系統(tǒng)，指示所述水平管上的 所述目標(biāo)鹽水水平處存在或不存在所述鹽水；以及 從所述數(shù)字控制系統(tǒng)產(chǎn)生信號(hào)，指示所述水平管上的所述目標(biāo)液體水平處存在或不存 在所述鹽水；以及 響應(yīng)于來自所述數(shù)字控制系統(tǒng)的所述信號(hào)，將所述氯堿電解池中的所述鹽水水平調(diào)節(jié) 至所述目標(biāo)鹽水水平。
49. 根據(jù)權(quán)利要求47或48所述的方法，其中，所述電容式接近傳感器的位置沿所述水 平管的垂直軸線可調(diào)整。
50. 根據(jù)權(quán)利要求47-49中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述電容式接近傳感器包括顯示 器。
51. 根據(jù)權(quán)利要求47-50中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述電容式接近傳感器具有用于 檢測(cè)所述水平管中存在或不存在鹽水的固定電容。
52. 根據(jù)權(quán)利要求47-50中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述電容式接近傳感器具有可調(diào) 至有效檢測(cè)所述水平管中存在或不存在鹽水的值的可調(diào)電容。
53. 根據(jù)權(quán)利要求47-52中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述通信系統(tǒng)是數(shù)字通信總線。
54. 根據(jù)權(quán)利要求47-53中任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)所述水平管上的所述目標(biāo)鹽水 水平處存在或不存在所述鹽水時(shí)，所述控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)給操作者。
55. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中，發(fā)送給所述操作者的所述信號(hào)是光報(bào)警、聲音 報(bào)警、呼叫器報(bào)警、或它們的組合。
56. 根據(jù)權(quán)利要求47-55中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述氯堿電解池是隔膜池。
57. 根據(jù)權(quán)利要求47-56中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述電容式接近傳感器檢測(cè)低鹽 水水平，并且其中，所述低鹽水水平是〇至約70 %的所述目標(biāo)鹽水水平。
58. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中，所述目標(biāo)鹽水水平是所述氯堿電解池中的陰 極頂部上方約6至約8英寸；并且其中，所述低鹽水水平是所述氯堿電解池中的所述陰極頂 部上方0至約4英寸。
59. 根據(jù)權(quán)利要求47-58中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述裝置包括第一電容式接近傳 感器和第二電容式接近傳感器，其中，所述第一電容式接近傳感器檢測(cè)第一鹽水水平，并且 所述第二電容式接近傳感器檢測(cè)所述第一鹽水水平下方的第二鹽水水平。
60. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中，所述第一鹽水水平代表低鹽水水平并且所述 第二鹽水水平代表低-低鹽水水平，并且其中，所述第一鹽水水平是約40 %至約80%的所 述目標(biāo)鹽水水平，并且所述第二鹽水水平是〇至約40 %的所述目標(biāo)鹽水水平。
61. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中，所述目標(biāo)鹽水水平是所述氯堿電解池中的陰 極頂部上方約6至約8英寸；其中，所述第一鹽水水平代表低鹽水水平并且所述第二鹽水水 平代表低-低鹽水水平；并且其中，所述第一鹽水水平是所述氯堿電解池中的所述陰極頂 部上方約3至約5英寸，并且所述第二鹽水水平是所述氯堿電解池中的所述陰極頂部上方 約2至約3英寸。
62. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中，所述第一鹽水水平代表高鹽水水平并且所述 第二鹽水水平代表低鹽水水平，并且其中，所述第一鹽水水平是約110%至約130%的目標(biāo) 鹽水水平，并且所述第二鹽水水平是〇至約40 %的所述目標(biāo)鹽水水平。
63. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中，所述目標(biāo)鹽水水平是所述氯堿電解池中的陰 極頂部上方約6至約8英寸；其中，所述第一鹽水水平代表高鹽水水平并且所述第二鹽水水 平代表低鹽水水平；并且其中，所述第一鹽水水平是所述氯堿電解池中的所述陰極頂部上 方約7至約10英寸，并且所述第二鹽水水平是所述氯堿電解池中的所述陰極頂部上方約2 至約3英寸。
【文檔編號(hào)】G01F23/26GK104094089SQ201280068767
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月17日
【發(fā)明者】馬克·埃里克·納爾遜 申請(qǐng)人:沙特基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料Ip私人有限責(zé)任公司