基于载波法的铝电解槽铝液界面波动和极距在线监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及侣电解监测技术领域，尤其设及一种基于载波法的侣电解槽侣液 界面波动和极距在线监测装置。
【背景技术】
[000引侣电解生产中，极距是指侣电解槽阳极底掌到阴极侣液与电解质的界面之间的距 离。它既是电解过程中的电化学反应区域，又是维持电解温度的热源中屯、，因此，调节极距 的变化是侣电解生产控制的重要手段。增大极距，虽然能够提高电流效率，但是槽电压也随 之增大，能耗就越高，所W，侣电解槽只有保持一定的极距才能正常生产。另外，由于反应过 程中，阳极底掌下阳极气体CA的生产、运动和排放W及磁场的作用会扰动侣液界面，形成 侣液界面波动，也会造成能耗的增大。综上所述，实现侣电解侣液界面波动和极距的实时监 测对于侣电解生产的节能降耗具有十分重要的意义。
[0003] 目前，工业上大多数采用纤插法对极距进行测量，该方法是人工将特制的纤子从 出侣口插入槽中，抽出然后记录下极距的高度。该种方法不仅忽略了侣液界面的波动，误差 很大，而且只能粗略的反应电解槽某一处的极距，不能反映整个电解槽极距的变化情况；也 有采用阳极导杆等距压降法判断不同槽况侣液界面波动的相对大小，但该方法不能确定侣 液界面波动的高低；还有采用单位高度电解质电压降、槽电压几初电解质压降W外的电压 降计算实时极距并计算侣液高度，但该方法是W电解工况和系列电流不变为前提的，不能 真实反映实际生产中极距和侣液界面波动的情况；也有采用组合式测试探头插入电解槽烙 体中，从各探头获取从阳极底掌到阴极之间各部分电压降数据来计算极距和侣液界面波动 情况的方法，但该方法也是只能测量出电解槽一定区域的极距值。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种基于载波法的侣电解槽侣液界面波动和极距的 在线监测装置，W解决现有技术测量误差大，不能实时反映全槽侣液界面波动和极距变化， 导致电解生产控制水平低等问题。
[0005] 本实用新型的技术方案如下：
[0006] 本实用新型的一种基于载波法的侣电解槽侣液界面波动和极距在线监测装置，它 包括载波装置、信号接收装置与工控机，载波装置与信号接收装置电连接，信号接收装置与 工控机连接；自制载波信号线，带接线端子一端连接安装在阳极导杆的夹具上(信号载入 点)，带航空插头一端接载波装置A端；另一根信号线带接线端子一端接入预装在阴极钢椿 爆炸焊块上的接线柱，带航空插头一端接信号接收装置M端；载波装置0端与信号接收装置 N端连接形成测量回路。载波装置可根据槽型不同产生不同的载波信号；所述信号接收装 置，它还包括参数调整电路、滤波电路和数据采集卡；信号接收装置至少为4通道。
[0007] 利用本实用新型的该种装置进行在线监测方法包括W下步骤：
[000引步骤1 ;自制载波信号线(高温屏蔽线)，带接线端子一端连接安装在阳极导杆的夹 具上(信号载入点)，带航空插头一端接载波装置A端；
[0009] 步骤2 ;另一根信号线（高温屏蔽线）带接线端子一端接入预装在阴极钢椿爆炸焊 块上的接线柱，带航空插头一端接信号接收装置M端；
[0010] 步骤3 ;载波装置0端与信号接收装置N端连接形成一测量回路；
[ocm] 步骤4;载波装置向测量回路载入一特定频率f的正弦信号，对极距进行测量；
[001引步骤5;信号接收装置与工控机电连接；
[001引步骤6 ;信号接收装置接收输入电压Ua。与输出电压U胃数据，并将处理后的数据传 输至工控机；
[0014] 步骤7 ;将电解槽等效为一个LCR电路，工控机根据公式：
[0015]
[0016] 通过计算输出电压U胃与输入电压Ua。幅值比，即可计算出极距。式中；C,为极距 等效电容；e为相对介电常数；e。为真空介电常数；Zi为电解槽等效电路的总阻抗；Z为测 量回路的总阻抗；其中，测量回路既可为电解槽进电侧或出电侧阳极导杆与其对应阴极钢 椿头进电侧或出电侧之间的回路计算极距，也可为进电侧阳极导杆与其相邻的阴极钢椿头 进电侧或与其对应的阴极钢椿的出电侧形成回路监测侣液界面波动情况。
[0017] 本实用新型有益效果：
[0018] 利用本实用新型提供的在线监测装置，可在线准确获取电解槽各区域的实时极距 和侣液界面波动情况为侣电解槽的优化管控提供了强大的数据支持；本实用新型解决了现 有技术测量不精确，很难对各种工况下的极距和侣液界面波动状态变化进行实时监测，导 致电解生产控制水平低等问题。
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型监测装置结构示意图；
[0020] 图2为本实用新型监测方法原理等效电路示意图；
[0021] 图3为本实用新型监测方法不同测量回路示意图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0023] 如图1所示，本实用新型的该种基于载波法的侣电解槽侣液界面波动和极距在线 监测装置，它包括载波装置2、信号接收装置3与工控机4,载波装置2与信号接收装置3电 连接，信号接收装置3与工控机4连接；自制载波信号线，该载波信号线为高温屏蔽线，其一 端带接线端子，另一端带航空插头。将载波信号线带接线端子一端连接安装在阳极导杆1 的夹具上(信号载入点)，带航空插头一端接载波装置2的A端；另一根信号线带接线端子一 端接入预装在阴极钢椿爆炸焊块5上的接线柱，带航空插头一端接信号接收装置3的M端； 载波装置2的0端与信号接收装置3的N端连接形成测量回路。载波装置可根据槽型不同 产生不同的载波信号；信号接收装置3包括参数调整电路、滤波电路和数据采集卡；信号接 收装置3至少为四通道。
[0024] 如图2所示，图2展示了本实用新型监测方法原理等效电路示意图。本实用新型 的监测方法是该样的：将自制载波信号线（高温屏蔽线)，带接线端子一端连接安装在阳极 导杆1的夹具上(信号载入点)，带航空插头一端接载波装置2的A端；另一根信号线（高温 屏蔽线)带接线端子一端接入预装在阴极钢椿爆炸焊块5上的接线柱，带航空插头一端接信 号接收装置3的M端；载波装置2的0端与信号接收装置3的N端连接形成一测量回路；载 波装置2向测量回路载入一特定频率f的正弦信号，对极距进行测量；信号接收装置3与工 控机4电连接；信号接收装置3接收输入电压Ua。与输出电压U胃数据，并将处理后的数据 传输至工控机4 ;通过计算输出电压U胃与输入电压Ua。幅值比，即可计算出极距。
[0025] 实施本实用新型监测方法的一种测量回路如图3所示；电解槽进电侧阳极导杆A1 与其对应阴极钢椿头进电侧0或出电侧1之间的回路计算极距，也可为进电侧阳极导杆A1 与其相邻的阴极钢椿头进电侧2或与其对应的阴极钢椿的出电侧3形成回路监测侣液界面 波动情况。
[0026] 当然，W上只是本实用新型的具体应用范例，本实用新型还有其他的实施方式，凡 采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于载波法的铝电解槽铝液界面波动和极距在线监测装置，其特征在于：它包 括载波装置（2)、信号接收装置（3)与工控机（4);载波装置（2)与信号接收装置（3)电连接， 信号接收装置（3)电连接与工控机（4)电连接。2. 根据权利要求1所述的基于载波法的铝电解槽铝液界面波动和极距在线监测装置， 其特征在于：采用高温屏蔽线作为载波信号线，该载波信号线一端设有接线端子，另一端设 有航空插头；将一根载波信号线带接线端子一端连接安装在阳极导杆（1)的夹具上作为信 号载入点，带航空插头一端接载波装置（2) A端；另一根载波信号线带接线端子一端接入预 装在阴极钢棒爆炸焊块（5)上的接线柱，带航空插头一端接信号接收装置（3)M端；载波装 置（2) O端与信号接收装置（3) N端连接形成测量回路。3. 根据权利要求1所述的基于载波法的铝电解槽铝液界面波动和极距在线监测装置， 其特征在于：所述载波装置（2)根据槽型不同产生不同的载波信号。4. 根据权利要求1所述的基于载波法的铝电解槽铝液界面波动和极距在线监测装置， 其特征在于：所述信号接收装置（3)包括参数调整电路、滤波电路和数据采集卡。5. 根据权利要求1所述的基于载波法的铝电解槽铝液界面波动和极距在线监测装置， 其特征在于：信号接收装置（3)至少为4通道。
【专利摘要】本实用新型公开了一种铝电解槽铝液界面波动和极距在线监测装置，它是利用一根载波信号线连接阳极导杆（1）的夹具和载波装置（2）、另一根信号线连接预装在阴极钢棒爆炸焊块（5）和信号接收装置（3）；载波装置（2）O端与信号接收装置（3）N端连接形成一测量回路；载波装置（2）向测量回路载入一特定频率f的正弦信号，对极距进行测量；信号接收装置（3）与工控机（4）连接；信号接收装置（3）接收输入电压UAO与输出电压UMN数据，并将处理后的数据传输至工控机（4）；从而将电解槽等效为一个LCR电路，通过计算输出电压UMN与输入电压UAO幅值比，即可计算出极距。
【IPC分类】C25C3/20
【公开号】CN204714917
【申请号】CN201520355115
【发明人】黄若愚, 曹斌, 杨朝红, 王紫千
【申请人】贵阳铝镁设计研究院有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月28日