CN106222702A - 一种铝槽测温巡检装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝槽测温巡检装置，包括电动巡检车(4)、红外温度传感器和核心控制器，所述红外温度传感器将采集到的铝槽温度信号发送至核心控制器进行处理并排序存储，核心控制器输出脉冲控制步进电机驱动电动巡检车按预定的轨迹自动行走和检测停位，所述核心控制器将电动巡检车完成巡航后所存储的温度信号集中传输。本发明主要由电动巡检车和充电通讯站两种标配设备组成，并辅以行车轨道、轨道卡标、支架等材料，具有技术上成熟可靠、流程简单通用，针对电解铝槽环境适应性较强的特点。

Description

一种铝槽测温巡检装置
技术领域
本发明属测控技术领域，具体涉及一种铝槽测温巡检装置。
背景技术
电解铝槽侧部壳体温度，反映了炉帮厚度和电解槽侧流热密度；阴极方钢棒温度，反映了槽膛伸腿大小、铝液温度和电解槽底部热流量；底部钢板温度，反映了铝液温度和底部热流密度。
电解铝槽一旦破损引起槽漏事故，将经历壳体钢板尤其阴极方钢棒逐步升温、直至铝液渗漏、导致停产、清理检修过程，对生产和安全危害性极大。
然而，电解铝槽测温预报，几乎长期处于空白状态，纠其原因首先在于：电解铝槽电极与测温仪表敷设的信号电缆不慎形成对地短路，所造成车间供电设备损毁，后果不堪设想；其次是巨大的电解电流，伴随着强大的干扰电磁场，未作特殊防护的电子类仪器极易失效。因此，在电解铝槽环境中，采用接触式仪表设备隐藏着较高的风险。
目前，通常的作法是至少需要2名熟练工相互配合，一名采用非接触式红外测温枪逐点测温、一名跟随记录，现场测温完成后再输入到离线管理系统中，工作量极其繁琐；在相对良好的工况下，约每周巡检一次，其数据更新速率难于满足生产安全需要。
为了能够对电解铝槽进行高效测温，将渗漏事故阻止在壳体钢板尤其阴极方钢棒升温末期，就发出事故预报，曾经尝试过利用红外热成像测温、光纤光栅传感器测温、分布式光纤测温等技术，遇到的难题是面对电解铝槽车间上万个测温点，前期安装量大、后期维护难度高、巨额资金投入不济等难以言喻的障碍，还未见推广应用报道。
因此，就是需要寻找机器装置来替代人工，完成测温、记录、录入等系列繁琐工作。
接收被测目标的热辐射能，定量分析得出该物体温度变化的红外温度传感器，具有非接触、检测速度快、可在运动中实施等优势，沿安排的轨道路径，仍采取红外测温方式，架设行车轨道，大幅减少维护量、资金投入。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是提供一种铝槽测温巡检装置，该装置采用非接触的辐射测温形式，全程自动巡检和数据排序保存，进入充电通讯站再导出并远传温度值，无需人工过多干预，适合电解铝槽测温场所。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，一种铝槽测温巡检装置，包括电动巡检车4、红外温度传感器和核心控制器，所述红外温度传感器将采集到的铝槽温度信号发送至核心控制器进行处理并排序存储，核心控制器输出脉冲控制步进电机驱动电动巡检车按预定的轨迹自动行走和检测停位，所述核心控制器将电动巡检车完成巡航后所存储的温度信号集中传输。
进一步，还包括充电通讯站3，在充电通讯站侧，核心控制器将存储的测温数据经过充电通讯站通过通讯介质10远传到控制室电解铝槽热流监视系统11。
进一步，所述电动巡检车沿着设置于铝槽1下部空间的轨道2运动。
进一步，所述轨道靠近铝槽的边缘设置。
进一步，所述轨道2上设置有长度标定起始轨道卡标6和长度标定停止轨道卡标7，标定电动巡检车4行走脉冲数与距离之间关系。
进一步，所述轨道2上设置有测温区基准位轨道卡标8，控制电动巡检车4测温停位准确。
进一步，所述轨道2上设置有充电通讯位置轨道卡标9，控制电动巡检车4充电通讯停位准确。
进一步，所述电动巡检车4采用电池驱动。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
本发明主要由电动巡检车和充电通讯站组成，这两种标配设备，并辅以行车轨道、轨道卡标、支架等材料，具有技术上成熟可靠、流程简单通用，针对电解铝槽环境适应性较强的特点。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1铝槽测温巡检装置工作原理示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
通常电解铝槽车间约有1200米长、50米宽，带屋顶的半封闭侧墙厂房；如图1所示，在厂房内横列布置有：
1、电解铝槽，单铝槽约17.5米长、4.9米宽、离地高度约1.7米，铝槽间距约2.9米；电解铝槽车间内分成四个工作区域，每个区大致并置有37槽系列；
2、悬挂式行车轨道，包含有工字钢、轨道安装吊挂件等；引导电动巡检车按预定测温轨迹行进。
3、充电通讯站，包含有直流整流电源、直流充电桩及充放电管理板、通讯滑触线、通讯中继设备、电源线，进站姿态对正装置、箱体；完成对电动巡检车进行电量补给、将测温信号远传到控制室。
4、电动巡检车，红外温度传感器和核心控制器集成在电动巡检车中，实现自动行走和检测停位；还包含有步进电机及控制驱动板、可充电锂电池组及电池管理板、轨道卡标触动传感器、信号通讯接口，驱动轮和从动轮组、传动齿轮和轴、车厢壳体等；实现自动行走、停位测温、机电设备承载、环境防护功能。
5、阴极方钢棒，随着电解温度升高，槽内阴极方钢棒上碳素体以及阴极方钢棒，被电解质和铝液逐渐侵蚀后，阴极方钢棒温度会缓慢升高，迈上300℃以上时，初步预判存在漏槽风险，针对性地筛选出病灶点后，及时采取系列应对措施，如停止该电极供电使其冷却等；铝槽一侧共有24根，即12组阴极方钢棒，钢棒间隔距基本相同，在铝槽另一侧也对称分布。
6、长度标定起始轨道卡标，即轨道上附加的位置标识挡块。
7、长度标定停止轨道卡标。
8、测温区基准位轨道卡标。
9、充电通讯位置轨道卡标。
10、通讯介质，如光纤、双绞线等。
11、控制室电解铝槽热流监视系统，主要包含标准PC计算机配数据库、铝槽温度分布显示画面、与车载核心控制器通讯驱动软件、光电转换设备、电动巡检车和充电通讯站状态监视画面等。
本发明提供一种针对铝槽的测温巡检装置，包括电动巡检车4、红外温度传感器和核心控制器，所述红外温度传感器将采集到的铝槽温度信号发送至核心控制器进行处理并排序存储，核心控制器输出脉冲控制步进电机驱动电动巡检车按预定的轨迹自动行走和检测停位，所述核心控制器将电动巡检车完成巡航后所存储的温度信号集中传输。
电解铝槽1的底部，离地高度约1.7米的空间内，敷设悬挂式行车轨道2，所架设工字钢轨道构成封闭轨迹；
轨道引导电动巡检车4从充电通讯站3出发，首先触碰长度标定起始轨道卡标6，核心控制器开始计数；经过一段直轨道随后触碰长度标定停止轨道卡标7停止计数，标定电动巡检车4行走脉冲数与距离之间关系。
轨道引导电动巡检车4继续前行，触碰测温区基准位轨道卡标8进入检测区，核心控制器依据预置的测温间距，发出脉冲序列输出控制步进电机，驱动电动巡检车4沿轨道逐点巡检，到达电解槽阴极方钢棒5下检测位后，执行停车、测温指令动作；
该点测温完成后，核心控制器将采集的电解铝槽1温度信号，附上电动巡检车4行走路由和停位点信息，标识在铝槽温度值中，并排序存储；
电动巡检车4上，配置有单台或多组红外温度传感器，同时完成单点或多点测温，通常一次检测两根即一组阴极方钢棒5温度，还可顺带检测铝槽壳体温度；接着继续前行至下一巡检点，反复执行停车、测温动作，直到单侧完毕；
轨道引导电动巡检车4转弯前行，再触碰测温区基准位轨道卡标8进入检测区，核心控制器重复依据预置的测温间距检测另一侧温度；依次类推轨道引导电动巡检车4完成后续各槽测温；
电动巡检车4完成本组铝槽巡检测温后，触碰充电通讯位置轨道卡标9，核心控制器将电动巡检车4停靠在充电通讯站3充电侧，经过一段带凹槽的进站姿态校正段，通过机械方式对正车底滑触线组与充电通讯站上弹簧片组，各就各位。准确线接触。
准确线接触后，一方面将所存储的测温信号借助通讯介质10，传输到控制室电解铝槽热流监视系统11中。
另一方面对电动巡检车4进行电量补给，具有快速充电、常规充电管理功能，如获取电池参数，进行状态预测、安全评估、电池更换预报等分析；同时支持快速充电功能，允许多辆电动巡检车短间隔、错时巡检模式；
铝槽测温巡检装置起着替代人工检测的效果，所带来的显著优势：第一，沿用红外温度检测成熟形式，引入自动巡检功能，技术可靠、效率提高；第二，将温度检测信号采集、存储和驱动控位、行程补偿功能汇集于一体，支持站台充电、信息远传、热流监视系统，标配设备搭建的短流程线，方便了选型、设计、安装、维护，其通用性强。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种铝槽测温巡检装置，其特征在于：包括电动巡检车(4)、红外温度传感器和核心控制器，所述红外温度传感器将采集到的铝槽温度信号发送至核心控制器进行处理并排序存储，核心控制器输出脉冲控制步进电机驱动电动巡检车按预定的轨迹自动行走和检测停位，所述核心控制器将电动巡检车完成巡航后所存储的温度信号集中传输。
2.根据权利要求1所述的一种铝槽测温巡检装置，其特征在于：还包括充电通讯站(3)，在充电通讯站(3)侧，核心控制器将存储的测温数据通过通讯介质(10)远传到控制室电解铝槽热流监视系统(11)。
3.根据权利要求1所述的一种铝槽测温巡检装置，其特征在于：所述电动巡检车沿着设置于铝槽(1)下部空间的轨道(2)行走。
4.根据权利要求3所述的一种铝槽测温巡检装置，其特征在于：所述轨道靠近铝槽的边缘设置。
5.根据权利要求3或4所述的一种铝槽测温巡检装置，其特征在于：所述轨道(2)上设置有长度标定起始轨道卡标(6)、长度标定停止轨道卡标(7)，标定电动巡检车(4)行走脉冲数与距离之间关系。
6.根据权利要求5所述的一种铝槽测温巡检装置，其特征在于：所述轨道(2)上设置有测温区基准位轨道卡标(8)，控制电动巡检车(4)测温停位准确。
7.根据权利要求5所述的一种铝槽测温巡检装置，其特征在于：所述轨道(2)上设置有充电通讯位置轨道卡标(9)，控制电动巡检车(4)充电通讯停位准确。
8.根据权利要求1所述的一种铝槽测温巡检装置，其特征在于：所述电动巡检车(4)采用电池驱动。
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