CN109507546B - 铝电解槽打壳气缸的检测电路和基于压差的绝缘检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝电解槽打壳气缸的检测电路和基于压差的绝缘检测方法，该检测电路包括：设置在铝电解槽内的正极板和负极板；设置在正极板和负极板之间的打壳气缸；设置在铝电解槽之外的正极检测端和负极检测端；串接在正极和正极检测端之间的第一电阻和第一二极管；第二电阻，其一端与第一二极管和正极检测端之间的节点相连，且另一端与打壳气缸电连接；第二二极管，其正极与打壳气缸和第二电阻之间的节点相连，其负极与正极板和第一电阻之间的节点相连；第三二极管，其正极与负极板和负极检测端之间的节点相连，其负极与打壳气缸和第二电阻之间的节点相连。本发明具有如下优点：根据检测端的电压可以检测打壳气缸的绝缘是否正常。

Description

铝电解槽打壳气缸的检测电路和基于压差的绝缘检测方法

技术领域

本发明涉及电解设备技术领域，具体涉及一种铝电解槽打壳气缸的检测电路和基于压差的绝缘检测方法。

背景技术

铝电解槽打壳气缸是电解槽打穿电解质壳面的动力装备。铝电解槽在生产过程中会形成一层坚硬的电解质壳面，从而阻碍其向电解槽中加入氧化铝。打壳气缸与打壳锤头连接，打壳锤头利用打壳气缸的动力，打穿电解质壳面，从而保证氧化铝从打穿的壳面中进入电解槽内。目前使用的控制方式是每次每个锤头打壳时间都一样，造成打壳锤头在工作时进入到熔融的电解质溶液内时间较长，使打壳锤头不断地被磨损、熔化，打壳锤头使用寿命大幅缩短，同时随着打壳次数的增加，导致锤头被电解质越包越大，最终导致堵料、气缸损坏等问题，造成检修人员工作量急剧上升，由于锤头的包卡堵导致电解操作人员的劳动强度较大。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种铝电解槽打壳气缸的检测电路，可以检测打壳气缸的绝缘是否正常。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种铝电解槽打壳气缸的检测电路，包括：设置在铝电解槽内的正极板和负极板；设置在所述正极板和所述负极板之间的打壳气缸；设置在所述铝电解槽之外的正极检测端和负极检测端，所述正极检测端与所述正极板相连，所述负极检测端与所述负极板相连；串接在所述正极板和所述正极检测端之间的第一电阻和第一二极管，所述第一二极管的正极与所述正极板相连且所述第一二极管的负极与所述正极检测端相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一二极管和所述正极检测端之间的节点相连，且另一端与所述打壳气缸电连接；第二二极管，所述第二二极管的正极与所述打壳气缸和所述第二电阻之间的节点相连，所述第二二极管的负极与所述正极板和所述第一电阻之间的节点相连；第三二极管，所述第三二极管的正极与所述负极板和负极检测端之间的节点相连，所述第三二极管的负极与所述打壳气缸和所述第二电阻之间的节点相连。

根据本发明实施例的铝电解槽打壳气缸的检测电路，当打壳气缸的绝缘正常时，正极板和负极板与打壳气缸之间的电阻无穷大；当打壳气缸的绝缘破坏时，正极板和负极板与打壳气缸之间的电阻不再是无穷大，因此通过测量正极检测端电压即可判断打壳气缸的绝缘是否正常。检测电路利用二极管钳位电路将气缸反馈电压固定，有利于单片机和各类数字处理器进行判断。使用槽压作为气缸反馈杂波信号的钳位电压，不需要外部单独再接钳位电源，保证输出信号的稳定性和安全性。

另外，根据本发明上述实施例的铝电解槽打壳气缸的检测电路，还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，还包括：连接在所述正极检测端和所述负极检测端之间的稳压二极管。

为此，本发明的第二个目的在于提出一种铝电解槽打壳气缸的绝缘检测方法，可以检测打壳气缸的绝缘是否正常。

为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种铝电解槽打壳气缸基于压差的绝缘检测方法，包括上述实施例所述的铝电解槽打壳气缸的检测电路，所述绝缘检测方法包括以下步骤：获取所述正极检测端的电压；如果所述正极检测端的电压为所述正极板的电压减去所述第一二极管的压降，则认定所述打壳气缸的绝缘正常；如果所述正极检测端的电压为所述正极板的电压，则认定所述打壳气缸的绝缘异常。

根据本发明实施例的铝电解槽打壳气缸的绝缘检测方法，当打壳气缸的绝缘正常时，正极板和负极板与打壳气缸之间的电阻无穷大；当打壳气缸的绝缘破坏时，正极板和负极板与打壳气缸之间的电阻不再是无穷大，因此通过测量正极检测端电压即可判断打壳气缸的绝缘是否正常。

另外，根据本发明上述实施例的铝电解槽打壳气缸的绝缘检测方法，还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，还包括：获取所述正极检测端和所述负极检测端之间的感应电压；根据所述感应电压判断所述打壳气缸的绝缘是否正常。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的铝电解槽打壳气缸的检测电路的示意图；

图2是本发明一个实施例的铝电解槽打壳气缸的绝缘检测方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

以下结合附图描述本发明的铝电解槽打壳气缸的检测电路和绝缘检测方法。

图1是本发明一个实施例的铝电解槽打壳气缸的检测电路的示意图。如图1所示，本发明实施例的铝电解槽打壳气缸的检测电路，包括：设置在铝电解槽内的正极板和负极板、设置在正极板和负极板之间的打壳气缸和设置在铝电解槽之外的正极检测端和负极检测端。其中，正极检测端与正极板相连，负极检测端与负极板相连。

该检测电路还包括串接在正极板和正极检测端之间的第一电阻R1、第一二极管D1、第二电阻R2、第二二极管D2和第三二极管D3。

其中，第一二极管D1的正极与正极板相连且第一二极管的负极与正极检测端相连。

第二电阻R2的一端与第一二极管D1和正极检测端之间的节点相连，且另一端与打壳气缸电连接。

第二二极管D2的正极与打壳气缸和第二电阻R2之间的节点相连，第二二极管D2的负极与正极板和第一电阻R1之间的节点相连。

第三二极管D3的正极与负极板和负极检测端之间的节点相连，第三二极管D3的负极与打壳气缸和第二电阻R2之间的节点相连。

在本发明的一个实施例中，铝电解槽打壳气缸的检测电路还包括连接在正极检测端和负极检测端之间的稳压二极管D4。

在打壳气缸在绝缘良好时，电阻R3和电阻R4无穷大，打壳气缸反馈电压为悬空状态，正极板的电压通过第一电阻R1和第一二极管D1流到正极检测端，此时输出电压为正极板电压减去第一二极管D1的固定管压降。通过检测判断该情况的输出电压值可以视为绝缘正常。

当打壳气缸的绝缘破坏时，电阻R3或者电阻R4就不再是无穷大，如果绝缘破坏后电阻R3变小，则正极板的电压通过电阻R3和电阻R4直接输出到电路输出端，此时电路输出电压直接变为正极板的电压值。

如果绝缘破坏后绝缘电阻R4变小，则电流流过第一电阻R1、第一二极管D1、第二电阻R2和电阻R4，此时电路输出电压值＝(槽压-第一二极管D1管压降)*(R1+R2)/(R1+R2+R4)。在打壳气缸绝缘良好情况下若存在感应电压，当感应电压高于槽压正极电压加上二极管D1的管压降时，感应电压将被槽压正极钳位。当感应电压为低于二极管D3的管压降时，感应电压将流通二极管D3被钳位到负的D3管压降值。通过上述的各种情况可以在电路的输出端得到不同的电压值，由此可以判断打壳气缸的绝缘情况和打壳情况。

图2是本发明一个实施例的铝电解槽打壳气缸基于压差的绝缘检测方法的流程图。如图2所示，本发明实施例的铝电解槽打壳气缸的绝缘检测方法，包括上述实施例的铝电解槽打壳气缸的检测电路，铝电解槽打壳气缸基于压差的绝缘检测方法包括以下步骤：

S1：获取正极检测端的电压；

S2：如果正极检测端的电压为正极板的电压减去第一二极管的压降，则认定打壳气缸的绝缘正常；

S3：如果正极检测端的电压为正极板的电压，则认定打壳气缸的绝缘异常。

具体的，在打壳气缸在绝缘良好时，电阻R3和电阻R4无穷大，打壳气缸反馈电压为悬空状态，正极板的电压通过第一电阻R1和第一二极管D1流到正极检测端，此时输出电压为正极板电压减去第一二极管D1的固定管压降。通过检测判断该情况的输出电压值可以视为绝缘正常。

当打壳气缸的绝缘破坏时，电阻R3或者电阻R4就不再是无穷大，如果绝缘破坏后电阻R3变小，则正极板的电压通过电阻R3和电阻R4直接输出到电路输出端，此时电路输出电压直接变为正极板的电压值。

在本发明的一个实施例中，铝电解槽打壳气缸基于压差的绝缘检测方法还包括：获取正极检测端和负极检测端之间的感应电压；根据感应电压判断打壳气缸的绝缘是否正常。

具体地，如果绝缘破坏后绝缘电阻R4变小，则电流流过第一电阻R1、第一二极管D1、第二电阻R2和电阻R4，此时电路输出电压值＝(槽压-第一二极管D1管压降)*(R1+R2)/(R1+R2+R4)。在打壳气缸绝缘良好情况下若存在感应电压，当感应电压高于槽压正极电压加上二极管D1的管压降时，感应电压将被槽压正极钳位。当感应电压为低于二极管D3的管压降时，感应电压将流通二极管D3被钳位到负的D3管压降值。通过上述的各种情况可以在电路的输出端得到不同的电压值，由此可以判断打壳气缸的绝缘情况和打壳情况。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (4)

1.一种铝电解槽打壳气缸的检测电路，其特征在于，包括：

设置在铝电解槽内的正极板和负极板；

设置在所述正极板和所述负极板之间的打壳气缸；

设置在所述铝电解槽之外的正极检测端和负极检测端，所述正极检测端与所述正极板相连，所述负极检测端与所述负极板相连；

串接在所述正极板和所述正极检测端之间的第一电阻和第一二极管，所述第一二极管的正极与所述正极板相连且所述第一二极管的负极与所述正极检测端相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一二极管和所述正极检测端之间的节点相连，且另一端与所述打壳气缸电连接；

第二二极管，所述第二二极管的正极与所述打壳气缸和所述第二电阻之间的节点相连，所述第二二极管的负极与所述正极板和所述第一电阻之间的节点相连；

第三二极管，所述第三二极管的正极与所述负极板和负极检测端之间的节点相连，所述第三二极管的负极与所述打壳气缸和所述第二电阻之间的节点相连。

2.根据权利要求1所述的铝电解槽打壳气缸的检测电路，其特征在于，还包括：

连接在所述正极检测端和所述负极检测端之间的稳压二极管。

3.一种铝电解槽打壳气缸基于压差的绝缘检测方法，其特征在于，包括权利要求1或2所述的铝电解槽打壳气缸的检测电路，所述绝缘检测方法包括以下步骤：

获取所述正极检测端的电压；

如果所述正极检测端的电压为所述正极板的电压减去所述第一二极管的压降，则认定所述打壳气缸的绝缘正常；

如果所述正极检测端的电压为所述正极板的电压，则认定所述打壳气缸的绝缘异常。

4.根据权利要求3所述的铝电解槽打壳气缸基于压差的绝缘检测方法，其特征在于，还包括：

获取所述正极检测端和所述负极检测端之间的感应电压；

根据所述感应电压判断所述打壳气缸的绝缘是否正常。

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