CN115491724A - 一种电解铝测量两水平的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电解铝测量两水平的系统及方法，包括：对电解槽内的电解质和铝液的温度，并根据不同的温度获取对应的高度进行检测的测试装置；带动打壳锤头上下运动对电解槽内壳面进行打开，及将测试装置深入电解槽内的电解质和铝液里的气缸伸缩装置；将测试装置检测的数据传输至控制系统和PC端显示储存装置的传输装置；控制气缸伸缩装置进行动作，并将测试装置测量的数据进行处理，并将一周内的测试数据形成折线统计图的控制系统；对测试装置检测的数据及折线统计图进行显示的PC端显示储存装置；本发明不仅提高测试数据的精确性，控制人为因素导致的测量误差，还节约人力成本和时间，可在车间现场随时观看电解槽运行数据，便于做出技术调整。

Description

一种电解铝测量两水平的系统及方法

技术领域

本发明属于电解铝技术控制领域，特别是公开了一种电解铝测量两水平的系统及方法。

背景技术

目前虽然在电解铝生产现状中有很多关于测量两水平(电解质和铝液的高度)的工具及发明，但是最常用的依然是人工测量，持钎人拿一个铁钎子和水平尺，测量人拿一钢尺逐台测量，而且车间亮度、温度都会影响视觉观察情况导致测量的数据主观影响因素较多，当一个车间电解槽数量过多时测量下来时间很长，还需要个人跟踪用热电偶测试槽温，最少也需要3个人，用时一个多小时，工作效率较低，人力浪费巨大，拉低了人均生产率，还有一些采用上测法，但是所需人力与上述同样，相对于二次启动槽比较实用，故在测量两水平这一关键技术参数时越多的减少人为因素干扰，即使用统一工具其差异也不会太大。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明目的是提供一种电解铝测量两水平的系统及方法，不仅可以提高测试数据的精确性，还节约了人力成本和时间，还可以在车间现场随时观看电解槽运行数据，技术人员在现场可以紧密联系数据和生产实践做出技术调整和操作方法的标准化。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的一种技术方案来实现：一种用于电解铝测量两水平的系统，其特征是：包括：

对电解槽内的电解质和铝液的温度，并根据不同的温度获取对应的高度进行检测的测试装置；

带动打壳锤头上下运动对电解槽内壳面进行打开，及将测试装置深入电解槽内的电解质和铝液里的气缸伸缩装置；

将测试装置检测的数据传输至控制系统和PC端显示储存装置的传输装置；

控制所述气缸伸缩装置进行动作，并将测试装置测量的数据进行处理，并将一周内的测试数据形成折线统计图的控制系统；

对测试装置检测的数据及折线统计图进行显示的PC端显示储存装置。

根据权利要求1所述的一种用于电解铝测量两水平的系统，其特征在于：所述气缸伸缩装置包括第一气缸和第二气缸，第一气缸与所述测试装置连接并带动其上下移动，第二气缸与所述打壳锤头连接并带动其上下移动，且第二气缸的后端盖内设置有当活塞上升到上至点位置时对活塞杆进行吸附的磁铁。

进一步的，所述打壳锤头的中心设置有供所述测试装置伸入的竖直通孔，且所述测试装置能够在所述第一气缸的作用下在竖直通孔内上下移动。

进一步的，所述测试装置为光纤测温传感器，且其设置在采用耐高温陶瓷做的高温超导保护壳内。

进一步的，所述控制系统为控制器，其与控制第一气缸和第二气缸进行伸缩的控制键连接；所述PC端显示储存装置为具有显示器的PC；传输装置为连接线路。

进一步的，一个所述PC端显示储存装置与一个所述控制系统或至少两个所述控制系统连通。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的另一种技术方案来实现：采用上述的一种用于电解铝测量两水平的系统的一种用于电解铝测量两水平的方法，其步骤是：

在每天的同一时间，控制系统依次产生控制第一气缸动作和第二气缸动作的动作信号；

第一气缸推动打壳锤头向下移动并将电解槽内壳面打开约10-15cm的缺口后返回；

第二气缸推动测试装置向下移动并将将测试装置伸入电解槽内的电解质和铝液里面，静置8-15秒，获取电解质和铝液的温度，并根据不同的温度获取对应的高度；

测试装置把获取的数据通过传输装置发送到控制系统；

控制系统将测试装置获取的数据进行处理，并且将一周内的测试数据形成折线统计图，并且通过传输装置及那个统计图和测试装置获取的数据传送至PC端显示储存装置进行储存显示。

进一步的，所述控制第一气缸动作和第二气缸动作的动作信号的产生由控制系统自动产生或通过与控制系统连接的控制键产生。

进一步的，在所述打壳锤头向下移动时，当电解槽内壳面没有结硬的情况下，打壳锤头接触到电解质液面时便可以返回，如果电解槽内壳面结硬的情况下，打壳锤头直至打开电解槽内壳面以后才返回。

进一步的，所述第一气缸返回时：当活塞上升到上至点位置时会被第一气缸后端盖内的磁铁吸附，磁铁的吸力克服其自重防止活塞在打壳锤头重力的作用下下移，当活塞通有气体压力时，克服其磁力，活塞在气压的作用下，向下运动。

本发明的有益效果：

1、本发明通过测试装置、气缸伸缩装置、传输装置、控制系统和PC 端显示储存装置的配合，实现对两水平的自动测量，不仅可以提高测试数据的精确性，控制了人为因素导致的测量误差，还节约了人力成本和时间，还可以在车间现场随时观看电解槽运行数据，技术人员在现场可以紧密联系数据和生产实践做出技术调整和操作方法的标准化。

2、本发明中，测试装置采用耐高温陶瓷做高温超导的保护壳，防止酸性电解质对耐高温探头的腐蚀和冲涮，保证温感光纤的高度敏感性，对于阶梯性温差能够很好地转化为对应的水平高度。

3、本发明中，测试装置是在打壳锤头的内部中心，主要是防止内高温陶瓷以及温感光纤在平时容易被其他设备工作时损坏，尤其是电解槽经常更换阳极，不做硬性保护对其损害很严重，一旦损坏更换和维修费用比较高。

4、本发明中，在打壳锤头向下移动时，当电解槽内壳面没有结硬的情况下，打壳锤头接触到电解质液面时便可以返回，如果电解槽内壳面结硬的情况下，打壳锤头直至打开电解槽内壳面以后才返回，这样不仅可以减少压缩空气的浪费，还防止打壳锤头长时间在电解质内侵蚀和溶化，也防止了测试装置的磨损。

5、本发明中，控制系统是设在各车间的操控室的，在每天同一时间将会自动发出动作信号使得整个系统运行，当然随时想要测量的情况下，可以通过按动控制键改为手动，按下控制键同样可以远程操控进行测试，数据在确认上传的情况下经过处理传输到PC端显示储存装置。

6、本发明中不仅实现了电解质、铝水平的无人测量，减少了主观因素对两水平的测量干扰，还提高了数据的精确性，可以更好的优化工艺指标，减少人力投入，节约人工成本和时间，提高工作效率，并且可以远程操作，在工区室里一键测量水平，便可以取得整个车间的两水平和槽温，对无人化车间提供了相应的参考。

7、本发明可以在每一台电解槽上安装一套，显示每一台的工艺参数，也可以设置区域安装，在一个工作单元安装一个，最后将所有数据统一收集到PC端显示储存装置，现场可以随时PC端显示储存装置上查找对应的电解槽显示其工艺参数，操作方便，便于进行集中管理。

为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点更能明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的其中三幅，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体构架示意图一；

图2为本发明的整体构架示意图二；

图3为本发明控制系统执行规程流程图。

图中：1-打壳锤头、2-气缸伸缩装置、3-PC端显示储存装置、4-控制系统、5-传输装置、6-测试装置、7-连接架；21-第一气缸、22-第二气缸。

具体实施方式

下面将参照附图详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种用于电解铝测量两水平的系统，其特征是：包括：

对电解槽内的电解质和铝液的温度，并根据不同的温度获取对应的高度进行检测的测试装置；

带动打壳锤头1上下运动对电解槽内壳面进行打开，及将测试装置深入电解槽内的电解质和铝液里的气缸伸缩装置2；

将测试装置检测的数据传输至控制系统4和PC端显示储存装置3的传输装置5；

控制所述气缸伸缩装置2进行动作，并将测试装置测量的数据进行处理，并将一周内的测试数据形成折线统计图的控制系统4；

对测试装置检测的数据及折线统计图进行显示的PC端显示储存装置3。

在本实施例中，所述气缸伸缩装置2包括第一气缸21和第二气缸22，第一气缸21与所述测试装置连接并带动其上下移动，其中，第一气缸21 和第二气缸22上下连接，第二气缸22通过连接架7与打壳锤头1连接，第一气缸21设置在连接架7上，使第二气缸22带动打壳锤头1上下移动时还带动第一气缸21上下移动，第二气缸22与所述打壳锤头1连接并带动其上下移动，且第二气缸22的后端盖内设置有当活塞上升到上至点位置时对活塞杆进行吸附的磁铁。

在本实施例中，所述打壳锤头1的中心设置有供所述测试装置伸入的竖直通孔，且所述测试装置能够在所述第一气缸21的作用下在竖直通孔内上下移动。

在本实施例中，所述测试装置为光纤测温传感器，且其设置在采用耐高温陶瓷做的高温超导保护壳内；测试装置的高度可以跟据电解槽炉膛深度设计，不能太长超过总高度，也不能太短出来那个不到炉底，最好是接触带硬底面的时候可以自动停止，停留10秒收集到数据后即可恢复到打壳锤头1内部，防止其他设备作业时损坏；光纤测温传感器测量温度范围600℃～1100℃，可以跟据不同的温度梯度将测量的数据传输至控制系统4，通过控制系统4分析将不同的温度梯度转换成不同的高度，便可以将铝液与电解质的高度测量出来，由于在反应区有1cm的过渡区域，温度梯度不够明显，故允许在测量过程中有1cm的误差，但是总高度是不变的。

在本实施例中，所述控制系统4为控制器，其与控制第一气缸21和第二气缸22进行伸缩的控制键连接；所述PC端显示储存装置3为具有显示器的PC；传输装置5为连接线路。

实施例二

如图2和图3所示，本实施例是在实施例一的基础上增加控制系统4等技术特征的数量获得的，其余技术特征与实施例一相同，相同之处在此不做赘述，其中，本实施例与实施例一的不同之处在于：一个所述PC端显示储存装置3与一个所述控制系统4或至少两个所述控制系统4连通。

在本实施例中，本申请整体构架可以在每一台电解槽上安装一套，显示每一台的工艺参数，也可以设置区域安装，在区域中每一个工作单元安装一个，然后通过一个PC端显示储存装置3进行显示，现场可以随时PC端显示储存装置3上查找对应的电解槽显示其工艺参数，操作方便，便于进行集中管理。

采用上述公开的系统进行两水平测量过程即为本申请公开的另一种技术方案：一种用于电解铝测量两水平的方法，其步骤是：

S1、在每天的同一时间，控制系统4依次产生控制第一气缸21动作和第二气缸22动作的动作信号；

S2、第一气缸21推动打壳锤头1向下移动并将电解槽内壳面打开约 10-15cm的缺口后返回；

S3、第二气缸22推动测试装置向下移动并将将测试装置伸入电解槽内的电解质和铝液里面，静置8-15秒，获取电解质和铝液的温度，并根据不同的温度获取对应的高度；

S4、测试装置把获取的数据通过传输装置5发送到控制系统4；

S5、控制系统4将测试装置获取的数据进行处理，并且将一周内的测试数据形成折线统计图，并且通过传输装置5及那个统计图和测试装置获取的数据传送至PC端显示储存装置3进行储存显示。

其中，所述控制第一气缸21动作和第二气缸22动作的动作信号的产生由控制系统4自动产生或通过与控制系统4连接的控制键产生；控制系统4 自动产生动作信号时为本申请处于自动测量状态，控制系统4手动产生动作信号时为本申请处于手动测量状态，同时，手动测量状态能够随时进行。

其中，在所述打壳锤头1向下移动时，当电解槽内壳面没有结硬的情况下，打壳锤头1接触到电解质液面时便可以返回，如果电解槽内壳面结硬的情况下，打壳锤头1将增大压力直至打开电解槽内壳面以后才返回。

其中，所述第一气缸21返回时：当活塞上升到上至点位置时会被第一气缸21后端盖内的磁铁吸附，磁铁的吸力克服其自重防止活塞在打壳锤头 1重力的作用下下移，当活塞通有气体压力时，克服其磁力，活塞在气压的作用下，向下运动。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于电解铝测量两水平的系统，其特征是：包括：

对电解槽内的电解质和铝液的温度，并根据不同的温度获取对应的高度进行检测的测试装置；

带动打壳锤头上下运动对电解槽内壳面进行打开，，及将测试装置深入电解槽内的电解质和铝液里的气缸伸缩装置；

将测试装置检测的数据传输至控制系统和PC端显示储存装置的传输装置；

控制所述气缸伸缩装置进行动作，并将测试装置测量的数据进行处理，并将一周内的测试数据形成折线统计图的控制系统；

对测试装置检测的数据及折线统计图进行显示的PC端显示储存装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于电解铝测量两水平的系统，其特征在于：所述气缸伸缩装置包括第一气缸和第二气缸，第一气缸与所述测试装置连接并带动其上下移动，第二气缸与所述打壳锤头连接并带动其上下移动，且第二气缸的后端盖内设置有当活塞上升到上至点位置时对活塞杆进行吸附的磁铁。

3.根据权利要求2所述的一种用于电解铝测量两水平的系统，其特征在于：所述打壳锤头的中心设置有供所述测试装置伸入的竖直通孔，且所述测试装置能够在所述第一气缸的作用下在竖直通孔内上下移动。

4.根据权利要求3所述的一种用于电解铝测量两水平的系统，其特征在于：所述测试装置为光纤测温传感器，且其设置在采用耐高温陶瓷做的高温超导保护壳内。

5.根据权利要求4所述的一种用于电解铝测量两水平的系统，其特征在于：所述控制系统为控制器，其与控制第一气缸和第二气缸进行伸缩的控制键连接；所述PC端显示储存装置为具有显示器的PC；传输装置为连接线路。

6.根据权利要求5所述的一种用于电解铝测量两水平的系统，其特征在于：一个所述PC端显示储存装置与一个所述控制系统或至少两个所述控制系统连通。

7.采用上述权利要求1-6任一项系统的一种用于电解铝测量两水平的方法，其步骤是：

在每天的同一时间，控制系统依次产生控制第一气缸动作和第二气缸动作的动作信号；

第一气缸推动打壳锤头向下移动并将电解槽内壳面打开约10-15cm的缺口后返回；

第二气缸推动测试装置向下移动并将将测试装置伸入电解槽内的电解质和铝液里面，静置8-15秒，获取电解质和铝液的温度，并根据不同的温度获取对应的高度；

测试装置把获取的数据通过传输装置发送到控制系统；

控制系统将测试装置获取的数据进行处理，并且将一周内的测试数据形成折线统计图，并且通过传输装置及那个统计图和测试装置获取的数据传送至PC端显示储存装置进行储存显示。

8.根据权利要求7所述的一种用于电解铝测量两水平的方法，其特征在于：所述控制第一气缸动作和第二气缸动作的动作信号的产生由控制系统自动产生或通过与控制系统连接的控制键产生。

9.根据权利要求8所述的一种电解铝测量两水平的方法，其特征在于：在所述打壳锤头向下移动时，当电解槽内壳面没有结硬的情况下，打壳锤头接触到电解质液面时便可以返回，如果电解槽内壳面结硬的情况下，打壳锤头直至打开电解槽内壳面以后才返回。

10.根据权利要求8所述的一种电解铝测量两水平的方法，其特征在于：所述第一气缸返回时：当活塞上升到上至点位置时会被第一气缸后端盖内的磁铁吸附，磁铁的吸力克服其自重防止活塞在打壳锤头重力的作用下下移，当活塞通有气体压力时，克服其磁力，活塞在气压的作用下，向下运动。

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