鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋁電解檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋁電解生產(chǎn)中，氧化鋁濃度的改變都會(huì)直接影響到鋁電解的生產(chǎn)運(yùn)行。當(dāng)氧化鋁的濃度過高時(shí)，會(huì)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(dāng)氧化鋁濃度過低的時(shí)候，又容易發(fā)生陽極效應(yīng)，使槽電壓急劇升高，破壞槽子的能量平衡。所以準(zhǔn)確測(cè)量槽中氧化鋁濃度，將濃度控制在目標(biāo)范圍內(nèi)，對(duì)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(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程，電解液有很強(qiáng)的腐蝕性，并處在高溫，強(qiáng)磁場(chǎng)動(dòng)態(tài)狀況下，使得實(shí)時(shí)地測(cè)量氧化鋁濃度非常的困難。現(xiàn)有的技術(shù)是定期對(duì)生產(chǎn)槽中的電解質(zhì)進(jìn)行采樣，然后使用X-熒光化驗(yàn)，測(cè)試計(jì)算電解質(zhì)中O元素的總含量的方法來測(cè)量氧化鋁濃度。這種方法檢測(cè)速度慢、誤差較大且勞動(dòng)強(qiáng)度較大，很難及時(shí)反應(yīng)氧化鋁濃度的變化，導(dǎo)致電解生產(chǎn)控制水平低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)人工費(fèi)力，而且測(cè)量周期較長(zhǎng)，很難及時(shí)反應(yīng)氧化鋁濃度的變化，測(cè)量精度不高，導(dǎo)致電解生產(chǎn)控制水平低等問題。
[0005]本實(shí)用新型提出了這樣一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)方法，它是將帶有夾具的陽極電流測(cè)量裝置逐一安裝在鋁電解槽的各陽極導(dǎo)桿上，這些測(cè)量裝置同時(shí)采集各陽極導(dǎo)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(dǎo)桿電流、陰極-陽極電壓電壓之間的數(shù)學(xué)模型，對(duì)實(shí)時(shí)采集到的電壓、電流數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，最后得出實(shí)時(shí)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(cè)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，本實(shí)用新型的一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是這樣的:它包括陽極電流測(cè)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(cè)量裝置通過自帶夾具安裝在電解槽各陽極導(dǎo)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(cè)量裝置設(shè)置有陰極-陽極電壓測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)應(yīng)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(fù)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(duì)，并且配對(duì)的兩種高溫屏蔽線接入的陽極導(dǎo)桿與陰極鋼棒相互對(duì)應(yīng)。
[0011]另外，陽極電流測(cè)量裝置還包括溫度補(bǔ)償模塊。溫度補(bǔ)償模塊主要是根據(jù)實(shí)際采集到的溫度，對(duì)陽極導(dǎo)桿電阻率進(jìn)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(hù)模塊。數(shù)據(jù)采集卡主要對(duì)陰極-陽極電壓原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采用低速采集方式，采用軟件定時(shí)，可連續(xù)采集；前端保護(hù)模塊主要是當(dāng)槽電壓超過設(shè)定值時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)采集裝置起過壓保護(hù)作用，將數(shù)據(jù)采集裝置與電解槽斷開。
[0012]本實(shí)用新型有益效果:
[0013]利用本實(shí)用新型一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在線實(shí)時(shí)獲取陽極導(dǎo)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(xué)模型，自動(dòng)計(jì)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；本實(shí)用新型一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠；本實(shí)用新型為鋁電解槽的優(yōu)化管控提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持；本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)人工費(fèi)力，而且測(cè)量周期較長(zhǎng)，很難及時(shí)反應(yīng)鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度的變化，測(cè)量精度不高，導(dǎo)致電解生產(chǎn)控制水平低等問題。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型監(jiān)測(cè)方法原理示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記說明:1_陽極導(dǎo)桿，2-陽極電流測(cè)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(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型的這種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括陽極電流測(cè)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(dǎo)桿I的數(shù)量，陽極電流測(cè)量裝置2通過自帶夾具5成套安裝在鋁電解槽陽極導(dǎo)桿I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。
[0019]陽極電流測(cè)量裝置2設(shè)置有陰極-陽極電壓測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)應(yīng)的各正極接口。
[0020]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(fù)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(duì)，并且配對(duì)的兩種高溫屏蔽線接入的陽極導(dǎo)桿與陰極鋼棒相互對(duì)應(yīng)。
[0021]如圖2所示，這些陽極電流測(cè)量裝置2同時(shí)采集各陽極導(dǎo)桿I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(dǎo)桿I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(cè)量裝置2設(shè)置有陰極-陽極電壓測(cè)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(cè)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(duì)應(yīng)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(fù)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(duì)，并且配對(duì)的兩種高溫屏蔽線接入的陽極導(dǎo)桿與陰極鋼棒相互對(duì)應(yīng)。
[0022]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(dǎo)桿電流、陰極-陽極電壓電壓之間的數(shù)學(xué)模型，對(duì)實(shí)時(shí)采集到的電壓、電流數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，最后得出實(shí)時(shí)的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度數(shù)據(jù)。
[0023]當(dāng)然，以上只是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，本實(shí)用新型還有其他的實(shí)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(shí)用新型所要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:它包括陽極電流測(cè)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(cè)量裝置(2 )通過自帶夾具(5)安裝在電解槽各陽極導(dǎo)桿(I)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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:陽極電流測(cè)量裝置(2)設(shè)置有陰極-陽極電壓測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)應(yīng)的各正極接口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)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(fù)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。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)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(duì)，并且配對(duì)的兩種高溫屏蔽線接入的陽極導(dǎo)桿與陰極鋼棒相互對(duì)應(yīng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述陽極電流測(cè)量裝置(2)還包括溫度補(bǔ)償模塊；溫度補(bǔ)償模塊是根據(jù)實(shí)際采集到的溫度，對(duì)陽極導(dǎo)桿電阻率進(jìn)行修定。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)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(hù)模塊；數(shù)據(jù)采集卡對(duì)陰極-陽極電壓原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采用低速采集方式，采用軟件定時(shí)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)采集；前端保護(hù)模塊是當(dāng)槽電壓超過設(shè)定值時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)采集裝置起過壓保護(hù)作用，將數(shù)據(jù)采集裝置與電解槽斷開。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鋁電解生產(chǎn)氧化鋁濃度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它包括陽極電流測(cè)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(cè)量裝置（2）通過自帶夾具（7）安裝在電解槽各陽極導(dǎo)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(shí)時(shí)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(xué)模型，最終自動(dòng)計(jì)算出實(shí)時(shí)變化的氧化鋁濃度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了氧化鋁濃度的在線監(jiān)測(cè)。
【IPC分類】C25C3/20
【公開號(hào)】CN204714918
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520355121
【發(fā)明人】黃若愚, 曹斌, 楊朝紅, 王紫千
【申請(qǐng)人】貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年5月28日