CN102443821A

CN102443821A - 一种液面波动监测装置

Info

Publication number: CN102443821A
Application number: CN2010105079350A
Authority: CN
Inventors: 杜金宝
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2012-05-09

Abstract

一种液面波动监测装置是涉及一种铝电解槽阴极铝液液面波动实时监测装置。本发明就是提供一种铝电解槽阴极铝液液面波动实时监测装置。本发明包括电解槽，其结构要点在电解槽阳极母线下的每个阳极导杆上安装等距离的两个探针，同步监测每个阳极导杆上的电压降变化情况。测量系统由数据采集系统、数据处理系统以及显示输出系统组成。每根阳极导杆上的探针通过可屏蔽导线，与自行研发的电压采集处理集成电路板相连，采集到的电压信号经过A/D转换后由单片机进行数据处理，再传送到上位机中。本系统每秒钟采集10组数据，可以实时监控阳极导杆电压降的变化曲线，并记录数据。

Description

一种液面波动监测装置

技术领域：

本发明涉及一种液面波动监测装置，更具体的说是涉及一种铝电解槽阴极铝液液面波动实时监测装置。

背景技术：

在铝电解槽里磁场和电流的相互作用产生作用于熔体的电磁力，导致产生静电作用和电动作用。静电作用使铝液表面产生圆拱形变形，而电动作用则产生旋涡运动并改变电解质与铝液界面的波动。由于电解槽水平面尺寸一般为4m×10m，而极距和铝液高度分别仅4.5～6cm和10～20cm，所以极距的轻微变化将会引起铝液中电流的再分布。铝液中存在的磁场必然会引起电磁力的变化，电磁力反过来又会造成铝液界面的不稳定，降低电流效率，严重时会造成极间短路。这就要求极距必须保持足够大和足够稳定，才能保持铝电解槽的稳定性和较高的电流效率，但这样也同时增大了槽电压，增加了欧姆热损失。国内普遍采用测量槽电压的办法来判断电解槽的稳定状态。但是，铝液界面的波动与槽电压波动之间并不存在线性关系。因此，根据槽电压的波动这一单一参数来评估铝液界面波动就存在一定的弊端。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供一种铝电解槽阴极铝液液面波动实时监测装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括电解槽，其结构要点在电解槽阳极母线下的每个阳极导杆上安装等距离的两个探针，同步监测每个阳极导杆上的电压降变化情况。测量系统由数据采集系统、数据处理系统以及显示输出系统组成。每根阳极导杆上的探针通过可屏蔽导线，与自行研发的电压采集处理集成电路板相连，采集到的电压信号经过A/D转换后由单片机进行数据处理，再传送到上位机中。本系统每秒钟采集10组数据，可以实时监控阳极导杆电压降的变化曲线，并记录数据。

本发明的有益效果：

由于本发明在电解槽阳极母线下的每个阳极导杆上安装等距离的两个探针，同步监测每个阳极导杆上的电压降变化情况。测量系统由数据采集系统、数据处理系统以及显示输出系统组成。每根阳极导杆上的探针通过可屏蔽导线，与自行研发的电压采集处理集成电路板相连，采集到的电压信号经过A/D转换后由单片机进行数据处理，再传送到上位机中。本系统每秒钟采集10组数据，可以实时监控阳极导杆电压降的变化曲线，并记录数据。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

本发明包括电解槽，在电解槽阳极母线下的每个阳极导杆上安装等距离的两个探针，同步监测每个阳极导杆上的电压降变化情况。测量系统由数据采集系统、数据处理系统以及显示输出系统组成。每根阳极导杆上的探针通过可屏蔽导线，与自行研发的电压采集处理集成电路板相连，采集到的电压信号经过A/D转换后由单片机进行数据处理，再传送到上位机中。本系统每秒钟采集10组数据，可以实时监控阳极导杆电压降的变化曲线，并记录数据。

对于探针间距的选择，由于铝电阻率很小，铝导杆压降一般在30mV以内，因此如果探针间距过短，则测量的等距压降值很小，无疑会增大测量误差。为了减小测量误差，工厂里测量等距压降时探针间距一般选取30～50cm。另外铝的电阻率对温度较为敏感，探针间距越大，两端温度差异越大，电阻率也会变得难以确定。本发明对导杆电阻计算精度要求较高，因此过长的间距并不合适，另外过长的采集距离给系统的安装运行和现场的正常生产也带来了不便。综合考虑两方面因素，最后确定探针间距为20cm，这样取得的电压值便于采集，也不会影响正常生产。经过测量，这段距离内导杆温差较小，约为5℃。

对于传输方案的选择，传输较小的mV信号时，要考虑几个问题，一般来说，传输距离越长信号衰减得越明显。其次要避免磁场干扰，还要尽可能节约导线、降低成本。由于铝电解车间磁场较强且温度较高，因此将采集系统安装在车间办公室，然后选用具有耐高温的磁屏蔽线作为采集数据的传输线，并且考虑到铝电解槽上部温度不高，所以将数据传输线安装在槽子的上部，并用热绝缘套管进行保护，然后将导线一端固定在导杆上，另一端引到车间办公室和采集系统相连。

Claims

1.一种液面波动监测装置，包括电解槽，其特征在于在电解槽阳极母线下的每个阳极导杆上安装等距离的两个探针；测量系统由数据采集系统、数据处理系统以及显示输出系统组成；每根阳极导杆上的探针通过可屏蔽导线，与自行研发的电压采集处理集成电路板相连；本系统每秒钟采集10组数据，可以实时监控阳极导杆电压降的变化曲线，并记录数据。

2.根据权利要求1所述的一种液面波动监测装置，其特征在于所述的探针间距的选择，确定探针间距为20cm。

3.根据权利要求1所述的一种液面波动监测装置，其特征在于所述的采集系统安装在车间办公室，然后选用具有耐高温的磁屏蔽线作为采集数据的传输线，并将数据传输线安装在槽子的上部，并用热绝缘套管进行保护，然后将导线一端固定在导杆上，另一端引到车间办公室和采集系统相连。