CN101509811B - 一种铝电解质温度测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝电解质温度测量仪，主要用于电解铝生产过程的槽温测量，也适用于金属冶炼过程中的温度测量。该温度测量仪主要由测温控制器、热电偶、槽号识别器、无线数据收发器、USB接口与串行通信接口、操作显示面板组成。该温度测量仪根据热电偶测得的温度的变化率来判断真实的铝电解质温度值。其中，测温控制器控制整个测量过程，自动计算由热电偶测得的温度的变化率ΔT/Δt，记录测量数据，具有数据运算与数据存储、数据通讯功能。测温控制器与热电偶、槽号识别器、无线数据收发器、USB与串行通信接口、操作显示面板连接。热电偶与铝电解质接触，由测温控制器自动读取热电偶的偏差校正信息。槽号识别器扫描被测铝电解质所在电解槽的槽号，槽号识别码与每个电解槽一一对应。测温控制器通过无线数据收发器与远程计算机收发数据。USB接口用于外接U盘，串行通信接口连接计算机导出数据。操作显示面板进行人机交互，指示测量过程。

Description

一种铝电解质温度测量仪 

技术领域

本发明涉及温度测量技术，特别地涉及一种铝电解质温度测量仪。 

背景技术

铝是用冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产的。电解槽是铝电解生产的场所和熔融态铝电解质的载体，每个电解槽由于生产过程和配料的差异会导致铝电解质温度的差异。铝电解质温度即槽温，也称为电解温度，是表征电解槽状态的一个重要参数，生产中定期由操作人员测量，一般每天测量一次。 

准确测量铝电解质温度对铝电解生产具有重要的意义。一方面，通过技术手段降低铝电解质温度来节约电能；另一方面，需要合适的铝电解质温度来保证生产的持续运行。 

传统的铝电解质温度测量方法采用铠装热电偶配合普通测量仪表的方法。测试时将热电偶与被测铝电解质接触，等待测量数据稳定后人工记录。每个铝电解质温度与每台电解槽一一对应。 

测试过程中，由于热电偶铠装层的热传导因素和电解槽中物质成分的复杂性，测量数据达到稳定需要一定的过程。不待测量数据稳定就读取数值，将会造成测量数据不准确；等待测量数据的完全稳定，将会降低测量效率。受测量经验与操作水平的局限，人工读数误差大，影响了铝电解质温度测量的准确性。 

热电偶本身的偏差降低了测温准确度，含有偏差校正功能的热电偶逐渐增多，现有温度测量仪表多数不能自动读取偏差校正信息。 

测量数据需要人工记录，对于一个拥有上百台电解槽的厂房，人工记录数据极易出错，且不便于生产数据分析与统计。 

发明内容

本发明提出一种铝电解质温度测量仪，主要用于电解铝生产过程的槽温测量，也适用于金属冶炼过程中的温度测量。测量仪根据热电偶测得的升温量相对于升温时间的变化率ΔT/Δt，来判断真实的铝电解质温度值，具有多种数据传输与存储方式，自动记录测量数据，自动记录被测电解槽的槽号、自动读取热电偶偏差校正信息。

本发明是通过下述技术方案来实现的： 

一种铝电解质温度测量仪，该温度测量仪主要由测温控制器、热电偶、槽号识别器、无线数据收发器、USB接口与串行通信接口、操作显示面板组成，根据热电偶测得的温度的变化率来判断真实的铝电解质温度值。其中，测温控制器控制整个测量过程，自动计算热电偶测得的温度的变化率，记录测量数据，具有数据运算与数据存储、数据通讯功能。测温控制器与热电偶、槽号识别器、无线数据收发器、USB接口与串行通信接口、操作显示面板连接。热电偶与铝电解质接触，由测温控制器自动读取热电偶的偏差校正信息。槽号识别器扫描被测铝电解质所在电解槽的槽号，槽号识别码与每个电解槽一一对应。测温控制器通过无线数据收发器与远程计算机收发数据。USB接口用于外接U盘，串行通信接口连接计算机导出数据。操作显示面板进行人机交互，指示测量过程。 

进一步地，所述的铝电解质温度测量仪根据热电偶测得的升温量相对于升温时间的变化率ΔT/Δt在0.1℃/10秒～5℃/10秒范围内，来判断真实的铝电解质温度值。 

进一步地，所述的测温控制器控制整个测量过程，自动计算热电偶测得的温度的变化率，记录测量数据，具有数据运算与数据存储、数据通讯功能。 

进一步地，所述的热电偶与铝电解质接触，由测温控制器自动读取热电偶的偏差校正信息。 

进一步地，所述的槽号识别器与测温控制器连接，槽号识别码与每个电解槽一一对应，编码方式采用编码方式采用条形码或数字码。 

进一步地，所述的无线数据收发器与测温控制器连接，与远程计算机传送数据，无线方式采用点对点短信、GPRS通信、WCDMA技术、无线局域网、蓝牙。 

进一步地，所述的USB接口与串行通信接口与测温控制器连接，USB接 口外接U盘，串行通信接口连接计算机导出数据。 

进一步地，所述的操作显示面板与测温控制器连接，采用液晶显示屏、数码管配合按钮或触摸屏。 

更进一步地，可选用以上某项功能单独使用，也可将几项功能集中使用。 

与现有技术相比，本发明能够实现两项主要功能：测量数据的准确和真实，克服人为误差；数据传输的便利。本发明提高生产管理的精度，减轻工人操作的难度，使用简单，界面友好。 

图1为测量过程中热电偶测得的温度上升曲线。 

图2为本发明中铝电解质温度测量仪的内部结构图。 

图3为不包含无线数据收发器的铝电解质温度测量仪的外观示意图。 

图4为不包含槽号识别器的铝电解质温度测量仪的外观示意图。 

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地介绍，但不作为对本发明的限定。 

参考图1所示，测量过程中热电偶测得的温度上升曲线。热电偶插入被测的铝电解质样品，从室温开始升温，由于铝电解质样品温度Ts较高，一般在910℃～950℃，热电偶测得的温度开始上升较快，等到温度与铝电解质样品温度Ts接近时升温速度的变化率逐渐放缓，直到趋近于0。在本发明中，当热电偶测得的升温量相对于升温时间的变化率ΔT/Δt的值在0.1℃/10秒～5℃/10秒范围时，即认为当前测温数据已经达到了稳定，此时热电偶测得的温度即是当前铝电解质样品的温度值。 

参考图2所示，铝电解质温度测量仪的内部结构图。该温度测量仪主要由测温控制器1、热电偶2、槽号识别器3、无线数据收发器4、USB接口与串行通信接口5、操作显示面板6组成。其中，测温控制器1控制整个测量过程，自动计算热电偶2测得的温度的变化率，测温控制器1与热电偶2、槽号识别器3、无线数据收发器4、USB接口与串行通信接口5、操作显示面板6连接。热电偶2与铝电解质接触，由测温控制器1自动读取热电偶2的 偏差校正信息。槽号识别器3扫描被测铝电解质所在电解槽的槽号。测温控制器1通过无线数据收发器4与远程计算机收发数据。USB接口用于外接U盘导出数据，串行通信接口连接计算机导出数据。操作显示面板6进行人机交互，指示测量过程。 

实施例1： 

参考图3所示，为不包含无线数据收发器的铝电解质温度测量仪的外观示意图。 

该设备由测温控制器1、热电偶接口7、热电偶2及插头9、槽号识别器3、USB与串行通信接口5、操作显示面板6、外壳8组成。 

测温控制器1位于仪表内部，热电偶接口7通过插头9连接热电偶2，槽号识别器3装在仪表右侧部，USB接口与串行通信接口5位于仪表左侧部，操作显示面板6采用液晶显示屏与按钮，在仪表内部与测温控制器1连接，蜂鸣器10与测温控制器1连接，外壳8采用绝缘树脂材料，重量轻，便于携带。 

利用该设备测量铝电解质温度的过程如下： 

将铝电解质温度测量仪通电，将热电偶2插入铝电解质中，通过槽号识别器3自动读取电解质样品所对应的槽号，启动测量。这时液晶显示上会有温度数据显示，当测温控制器1不断读取温度数据，并计算ΔT/Δt，当ΔT/Δt在0.1℃/10秒～5℃/10秒范围时，测温控制器1在液晶显示屏上给出提示，并通过蜂鸣器10给出声音提示。操作人员就可以将热电偶2从铝电解质中取出，直接测量下一台电解槽。依次循环，测温控制器1自动存储已测量到的温度值，所有测试工作完成后，将U盘插入USB接口，使用操作显示面板6的按钮控制将测量数据导出；或者使用串行通信接口将温度测量仪与计算机连接，导出数据。数据导出后测温控制器1中存储的温度数据将清除。 

实施例2： 

参考图4所示，为不包含槽号识别器的铝电解质温度测量仪的外观示意图。 

从该示意图可以看出，该设备由测温控制器1、热电偶接口7、热电偶2及插头9、无线数据收发器4、USB接口与串行通信接口5、操作显示面板6、外壳8组成。 

与实施例1相比，本实施例中没有槽号识别器3，没有蜂鸣器10，增加了无线数据收发器4。热电偶接口7通过插头9连接热电偶2。 

利用该设备测量铝电解质的过程如下： 

将铝电解质温度测量仪通电，将热电偶2插入铝电解质中，然后手工输入当前电解质样品所对应的槽号，启动测量。这时液晶显示上有温度数据显示，当测温控制器1不断读取温度数据，并计算ΔT/Δt，当ΔT/Δt在0.1℃/10秒～5℃/10秒范围时，通过液晶显示屏给出提示。操作人员就可以将热电偶2从铝电解质中取出，同时无线数据收发器4自动将温度数据传送到远程计算机。测温控制器1自动存储已测量到的温度值，并不删除。将温度测量仪移动到下一个待测电解槽，重新手工输入当前电解质样品所对应的槽号，继续测试。依次循环，所有测试工作完成后，使用串行通信接口将温度测量仪与计算机连接，校验无线传送的数据正确无误后，清除温度控制器1中的数据。 

铝电解质温度测量仪根据热电偶测得的温度的变化率来判断真实的铝电解质温度值，有效提高铝电解质温度测量的准确性，自动化测量结构减少了操作复杂度，提高了测量效率。多种数据传送方式的使用消除了人工记录数据带来的错误。 

Claims (3)

1.一种铝电解质温度测量仪，主要用于电解铝生产过程的槽温测量，由测温控制器、热电偶、槽号识别器、无线数据收发器、串行通信接口、操作显示面板组成，所述的串行通信接口包括USB接口和与USB接口不同的其他串行通信接口，所述的测温仪根据热电偶测得的升温量相对于升温时间的变化率ΔT/Δt在0.1℃/10秒～5℃/10秒范围内来判断铝电解质温度的真实值，所述的测温控制器控制整个测量过程，自动计算热电偶测得的升温量相对于升温时间的变化率ΔT/Δt，记录测量数据，具有数据运算与数据存储、数据通讯功能，所述的测温控制器与热电偶、槽号识别器、无线数据收发器、串行通信接口、操作显示面板连接，所述的热电偶与铝电解质接触，由测温控制器自动读取热电偶的偏差校正信息，所述的槽号识别器扫描被测铝电解质所在电解槽的槽号，槽号识别码与每个电解槽一一对应，编码方式采用条形码或数字码，测温控制器通过所述的无线数据收发器与远程计算机收发数据，所述的USB接口用于外接U盘，所述的与USB接口不同的其他串行通信接口连接计算机导出数据，所述的操作显示面板进行人机交互，指示测量过程。

2.如权利要求1所述的铝电解质温度测量仪，其特征在于，所述的无线数据收发器与测温控制器连接，与远程计算机传送数据，无线方式采用点对点短信、GPRS通信、WCDMA技术、无线局域网、蓝牙。

3.如权利要求1所述的铝电解质温度测量仪，其特征在于，所述的操作显示面板与测温控制器连接，采用液晶显示屏、数码管配合按钮或触摸屏。

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