CN116660613B - 基于单光纤环的区域阳极电流测量系统及电解槽测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于单光纤环的区域阳极电流测量系统及电解槽测量系统，电解槽区域包括立柱母线，两个水平母线，两排阳极导杆和两排阳极，立柱母线与两个水平母线电连接，立柱母线向两个水平母线传输电流；每一个水平母线通过对应的一排阳极导杆与阳极电连接，水平母线与每一阳极导杆接触且导电的部分为二者的电连接部分；一个光纤电流传感器的光纤传感环将至少一根阳极导杆与水平母线的电连接部分包围在其内部，光纤电流传感器检测到的电流值为光纤传感环内的各电连接部分对应的阳极的阳极电流之和。本发明使用一个光纤电流传感器就能够在线精准检测出该电解槽区域的阳极电流，大幅降低测量成本，精度高，电流效率高，节能、降耗和减排。

Description

基于单光纤环的区域阳极电流测量系统及电解槽测量系统

技术领域

本发明涉及电流测量技术领域，特别是涉及一种基于单光纤环的区域阳极电流测量系统及电解槽测量系统。

背景技术

电解槽控制系统根据系列电流和槽电压确定电解质伪电阻变化以对氧化铝浓度进行加料控制。在电解槽中，氧化铝的加料采用分区域方式进行，因此将电解槽划分为多个区域，每一个区域中设置1根立柱母线、8个阳极，区域中阳极电流的大小直接决定了该区域参与反应的氧化铝量，也就是消耗的氧化铝量，由于换极、出铝等生产操作的影响，各区域的阳极电流会发生较大变化，如果根据整槽伪电阻信息对各区域实施统一的加料策略，会导致频繁出现加料量不准的问题，精准测量电解槽区域阳极电流对铝电解槽生产过程控制具有重要的实际意义。

为了准确测量各个区域阳极电流值，现有技术中提供了一种测量铝电解槽阳极电流的方案，如CN 108998813 A所公开的测量铝电解槽阳极电流的系统，包括：多个电解槽单元；电解槽单元包括：1个立柱母线、2个水平母线、m个阳极、m个阳极导杆、1个或1对跨接母线和多个光纤电流传感器；将m个阳极导杆以及m个阳极分成A、B两排，各排的阳极导杆的一端分别搭接在各水平母线上，各排的阳极导杆的另一端分别连接各排的阳极上，各阳极与各阳极导杆一一对应设置，跨接母线设置在进料口的一侧或两侧，两个水平母线之间通过跨接母线连接，立柱母线的一端连接到第一个水平母线上；当阳极导杆的一侧与另一个阳极导杆相邻时，则在两个阳极导杆之间的水平母线上设置一个光纤电流传感器；当阳极导杆的任意一侧相邻立柱母线或跨接母线时，则在阳极导杆与立柱母线或跨接母线之间的水平母线上设置一个光纤电流传感器；当阳极导杆的任意一侧既没有与阳极导杆相邻，也没有与立柱母线或跨接母线相邻时，则在该侧的水平母线上无需设置光纤电流传感器。

通过上述方案，采用多个光纤电流传感器测量一个区域的阳极电流，因为光纤电流传感器对称地套阳极导杆、阴极导杆上，基本上每相邻两根阳极导杆之间、每两根阴极导杆之间都要设置一个光纤电流传感器，使整个测量系统的成本高昂，不利于实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，以更低的成本实现电解槽区域电流的准确测量。

第一方面，本申请技术方案提供一种基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，用于测量电解槽区域的阳极电流，所述电解槽区域包括立柱母线，两个水平母线，两排阳极导杆和两排阳极，所述立柱母线与两个所述水平母线电连接，所述立柱母线向两个所述水平母线传输电流；每一个所述水平母线通过对应的一排阳极导杆与阳极电连接，所述水平母线上的电流经过所述阳极导杆后输入至对应的阳极，所述水平母线与每一阳极导杆接触且导电的部分为二者的电连接部分；其特征在于，还包括：

一个光纤电流传感器，所述光纤电流传感器的光纤传感环将至少一根所述阳极导杆与所述水平母线的电连接部分包围在其内部，所述光纤电流传感器检测到的电流值为所述光纤传感环内的各所述电连接部分对应的所述阳极的阳极电流之和。

一些方案中所述的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，所述光纤电流传感器的所述光纤传感环将所述电解槽区域的一个所述阳极导杆与所述水平母线的电连接部分包围住，使通过该阳极导杆的电流穿过所述光纤传感环。

一些方案中所述的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，所述光纤电流传感器的所述光纤传感环将所述电解槽区域的全部阳极导杆与所述水平母线的电连接部分包围住，使通过全部阳极导杆的电流穿过所述光纤传感环。

一些方案中所述的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，所述光纤电流传感器的所述光纤传感环从相邻两个所述电解槽区域之间的两个所述水平母线的下沿跨过。

一些方案中所述的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，若电解槽区域的两侧均设置有相邻的电解槽区域，则所述光纤电流传感器的所述光纤传感环位于两个所述水平母线外的光纤部分翻折后放置于对应水平母线的上部，且从所述立柱母线与一个所述水平母线的连接段下部绕过。

一些方案中所述的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，若电解槽区域位于出铝端或烟道端时，则所述光纤电流传感器的所述光纤传感环位于电解槽的一端，所述光纤传感环从所述立柱母线与所述水平母线连接段下部绕过后直接在两个所述水平母线上面跨过。

一些方案中所述的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，还包括：

光纤保护管，其内部设置有连接光纤；所述连接光纤用于将所述光纤传感环检测的电流值传递到测量盒中供所述测量盒分析处理。

第二方面，本申请技术方案还提供一种电解槽测量系统，包括电解槽和光纤电流传感器，所述电解槽包括多个电解槽区域；

采用一个所述光纤电流传感器的光纤传感环将至少一个电解槽区域的至少一根阳极导杆与水平母线的电连接部分包围在其内部，所述光纤电流传感器检测到的电流值为所述光纤传感环内的各所述电连接部分对应的阳极的阳极电流之和。

一些方案中所述的电解槽测量系统，所述光纤传感环包围的阳极导杆属于相邻的两个电解槽区域。

一些方案中所述的电解槽测量系统，所述光纤传感环包围的阳极导杆属于不相邻的两个电解槽区域；

所述不相邻的两个电解槽区域中间为其余电解槽区域，采用另一个光纤电流传感器的光纤传感环将其余电解槽区域的至少一根阳极导杆与水平母线的电连接部分包围在其内部。

一些方案中所述的电解槽测量系统，所述电解槽区域和所述光纤电流传感器的数量相同且具有对应关系，一个所述光纤电流传感器用于将对应的电解槽区域的全部阳极导杆与水平母线的电连接部分包围在其内部。

一些方案中所述的电解槽测量系统，所述电解槽区域的数量为N时，所述光纤电流传感器的数量为（N-1）；其中：（N-1）个所述光纤电流传感器与（N-1）个所述电解槽区域具有对应关系，一个所述光纤电流传感器用于将对应的电解槽区域的全部阳极导杆与水平母线的电连接部分包围在其内部；第N个电解槽区域的阳极电流根据电解槽总电流与（N-1）个所述光纤电流传感器检测到的电流值确定。

本申请提供的以上方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

本发明提供的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统及电解槽测量系统，电解槽区域包括立柱母线，两个水平母线，两排阳极导杆和两排阳极，立柱母线与两个水平母线电连接，立柱母线向两个水平母线传输电流；每一个水平母线通过对应的一排阳极导杆与阳极电连接，水平母线与每一阳极导杆接触且导电的部分为二者的电连接部分；一个光纤电流传感器的光纤传感环将至少一根阳极导杆与水平母线的电连接部分包围在其内部，光纤电流传感器检测到的电流值为光纤传感环内的各电连接部分对应的阳极的阳极电流之和。本发明使用一个光纤电流传感器就能够在线精准检测出该电解槽区域的阳极电流，大幅降低测量成本，精度高，电流效率高，节能、降耗和减排。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为光纤电流传感器的原理示意图；

图2为本申请一个实施例所述基于单光纤环的区域阳极电流测量系统的结构示意图；

图3为本申请一个实施例所述采用单个光纤传感环测量单个阳极电流的测量图；

图4为本申请一个实施例所述立柱母线的电流传输至各个阳极的电流传输路径示意图；

图5为本申请另一个实施例所述基于单光纤环的区域阳极电流测量系统的结构示意图，电解槽区域的两侧均有相邻的电解槽区域；

图6为本申请又一个实施例所述基于单光纤环的区域阳极电流测量系统的结构示意图，电解槽区域的一侧为出铝端；

图7为本申请一个实施例所述电解槽测量系统的结构示意图；

图8为本申请另一个实施例所述电解槽测量系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种测量铝电解槽区域阳极电流的系统，以实现在线精准测量各电解槽区域阳极电流。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

由于工业铝电解槽额复杂性，在利用单根光纤电流传感器测量一个区域阳极电流时，为避免对阳极操作的影响，需采取比较特殊的安装方式。为便于理解，首先介绍光纤电流传感器测量电流的原理和利用光纤电流传感器测量铝电解槽区域阳极电流的思路。

图1给出光纤电流传感器测量电流的原理。整个测量系统包括光信号模块G1、连接光纤G2、波片G3、反射镜G4、传感光纤环G5，传感光纤环G5套接在导体B的外部。当传感光纤环G5将导体B绕成闭合环路，即反射镜G4与玻片G3闭合时，光纤电流传感器测量到的电流值即为传感光纤环G5内导体B通过的总电流，与环外导体电流及磁场无关，与传感环内导体的形状无关。另外，只要传感光纤环形成闭合环路，其与光纤环的形状无关。

根据光纤电流传感器的测量原理，可以按图2所示测量1个铝电解槽区域的阳极电流，即用一根光纤传感环5将8根阳极立柱包围起来，将8根阳极导杆整体作为光纤传感环5内部贯穿的导体（即作为图1中的导体B），由此，通过8根阳极导杆的电流，能够利用光纤电流传感器进行检测。在实际应用时，图2所示的结构中，光纤传感环5在实现固定时可能不太方便。为此，可以利用如图3所示的结构，将光纤传感环5固定在阳极导杆与水平母线之间。即用一根光纤传感环5绕住水平母线3-A与阳极导杆2的电连接部分形成一个闭合回路，这样通过立柱母线7传导到水平母线3-A、再传导到阳极导杆2及最终传递到对应阳极的电流就被测量得到，而且不会影响该阳极的更换操作。如图4所示，以单个区域的A排结构为例，立柱母线的电流传输到水平母线3-A后，沿着水平母线3-A向立柱母线两侧传输，电流到达水平母线3-A与阳极导杆的电连接部分后，沿着阳极导杆向阳极传输。基于上述电流流动方向，可以毫无疑问地确定，如果测量出阳极导杆与水平母线3-A之间电连接部分的电流，就相当于测量出了阳极导杆上的电流。根据该原理，即可将图2所示的光纤传感环包围阳极导杆的方式，调整为图3所示的光纤传感环包围阳极导杆与水平母线的电连接部分的方式。即，只要测量到电连接部分的电流值，就能够得到阳极导杆的电流值，也就得到了阳极电流值。类似地，按图5所示用一根光纤传感环5将一个区域的8个阳极导杆2与水平母线3-A、3-B的电连接部分包围在光纤传感环5内，则通过对应区域的8根阳极导杆2的电流被测量到。同理，图6至图8也实现相应的区域阳极电流测量。

下面将对本方案的系统及测量过程进行详细的介绍。

本申请实施例提供一种基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，结合图2-图8所示，一个铝电解槽包括多个电解槽区域，每个区域对应一个氧化铝加料器，各区域之间通过两个水平母线3-A、3-B连接。如图2所示为一个电解槽区域i，所述电解槽区域i包括：1个立柱母线7、2个水平母线3-A和3-B、8个阳极1、8个阳极导杆2、1对跨接母线6。所述电解槽区域i的8个所述阳极导杆2以及8个所述阳极1分成A、B两排，各排的所述阳极导杆2的一端分别搭接在对应的A排、B排水平母线3-A和3-B上，各排的所述阳极导杆2的另一端分别连接各排的所述阳极1上，各阳极1与各阳极导杆2一一对应设置，两个所述水平母线3-A和3-B之间通过所述跨接母线6连接，所述立柱母线7的一端连接到A水平母线3-A上。

本方案中，通过1个光纤传感环5对该区域的一个阳极电流进行测量。如图3所示，一个光纤传感环5将所述电解槽区域的一个阳极导杆2与A侧水平母线3-A的电连接部分绕在一个其闭合环内（如图中左数第二根阳极导杆与光纤传感环的位置关系），使通过该区域阳极的电流穿过所述光纤传感环5，构成利用单个光纤传感环5测量单个阳极电流的系统，从而实现该阳极电流的精准测量。

如图5所示，当电解槽区域的两侧都有相邻的电解槽区域时，例如第i个电解槽的两侧有第（i-1）个电解槽和第（i+1）个电解槽时，用一个1个光纤传感环5将电解槽区域的所述8个阳极的阳极导杆与A排和B排水平母线3-A、3-B的电连接部分起来，即8个阳极的阳极导杆与A排和B排水平母线3-A、3-B的电连接部分均位于光纤传感环5内，使通过该区域8个阳极的电流都穿过光纤传感环5，构成利用单个光纤传感环5测量单个区域全部八个阳极电流的系统，从而实现该区域所有阳极电流的精准测量。对比图5和图2，是将图2中的光纤传感环5靠近立柱母线7一侧的部分向上翻折得到的，其中在立柱母线7下方的光纤传感环依然位于立柱母线下侧，绕过立柱母线即可。

如图6所示，为电解槽区域位于出铝端一侧的情形，对比图2和图6，实际上是将图2中的光纤传感环位于出铝端一侧的部分翻折到水平母线外侧得到的，此时，出铝端一侧的两个阳极A11和A12对应的电连接部分的电流之和对应于立柱母线右侧部分通过的电流，因此本方案中直接将立柱母线右侧的水平母线包围起来即可得到A11和A12阳极的电流之和。基于相似的原理，如果电解槽区域的左侧没有其他的电解槽区域了，则位于左侧的光纤传感环也可以测量立柱母线左侧的水平母线上的电流，结合图4，该电流值就等于阳极A13和A14的电流之和。

根据上述分析，本申请方案中仅需要一个光纤电流传感器即可实现对铝电解槽的电解槽区域阳极电流进行检测。具体实现时，只要所述光纤电流传感器的光纤传感环将至少一根所述阳极导杆与所述水平母线的电连接部分包围在其内部，所述光纤电流传感器检测到的电流值为所述光纤传感环内的各所述电连接部分对应的所述阳极的阳极电流之和。如图2所示，是将电解槽区域的八个阳极导杆均置入到一个光纤传感环的内部。

为了能够更好理解本发明中的技术方案，结合附图对如下几个具体实施例中的方案进行说明。

实施例1

如图3所示，所述电解槽区域包括1个立柱母线7、2个水平母线3-A和3-B、12个阳极1、12个阳极导杆2、1对跨接母线6、1个光纤电流传感器的光纤传感环5。12个所述阳极导杆2以及12个所述阳极1分成2排，分别为A排和B排，各排的所述阳极导杆2的一端分别搭接在对应的水平母线3-A与3-B上，各排的所述阳极导杆2的另一端分别连接在各排的所述阳极1上，各所述阳极1与各阳极导杆2一一对应设置，所述跨接母线6分别设置在进料口两侧，2个所述水平母线3-A与3-B之间通过所述跨接母线6连接，所述立柱母线7的一端连接到A水平母线3-A上。电流由所述立柱母线7输送到与其连接的所述水平母线3-A上，约一半电流经过所述水平母线3-A将电流通过与所述水平母线3-A搭接的所述阳极导杆2输送到对应的各所述阳极1上，还有约一半电流经过所述跨接母线6输送到B水平母线3-B上，再经过所述水平母线3-B将电流通过与其搭接的所述阳极导杆2输送到对应的各所述阳极1上。光纤传感环5贴着水平母线3-A放置，其下沿和上沿均向水平母线3-A内弯曲，确保挂在水平母线3-A上的待测阳极的阳极导杆在光纤环内，这样从水平母线3-A传导到所述阳极导杆上的电流穿过闭合的光纤传感环5，实现电流的测量。

实施例2

如图5所示，所述电解槽区域i包括：1个立柱母线7、2个水平母线3-A和3-B、8个阳极1、8个阳极导杆2、1对跨接母线6、1个光纤电流传感器5；其左侧和右侧还会有相邻的电解槽区域（i-1）和（i+1）。8个所述阳极导杆2以及8个所述阳极1分成2排，分别为A排和B排，第A排中的第一个阳极2用Ai1表示，第B排中的第一个阳极2用Bi1表示，其他的依次类推，在此不再逐一进行论述，由Ai1~Ai4、Bi1~Bi4共8个阳极构成电解槽区域i，各排的所述阳极导杆2的一端分别搭接在各水平母线3-A与3-B上，各排的所述阳极导杆2的另一端分别连接在各排的所述阳极1上，各所述阳极1与各阳极导杆2一一对应设置，所述跨接母线6分别设置在进料口两侧，2个所述水平母线3-A与3-B之间通过所述跨接母线6连接，所述立柱母线7的一端连接到A水平母线3-A上。电流由所述立柱母线7输送到与其连接的所述水平母线3-A上，约一半电流经过所述水平母线3-A将电流通过与所述水平母线3-A搭接的所述阳极导杆2输送到对应的各所述阳极1上，还有约一半电流经过所述跨接母线6输送到B水平母线3-B上，再经过所述水平母线3-B将电流通过与其搭接的所述阳极导杆2输送到对应的各所述阳极1上。

如图所示，光纤传感环5在Ai1-Bi1、Ai4-Bi4外侧的水平母线3-A、3-B下面跨过，然后再按图5所示在水平母线3-A和3-B的外侧抬高到对应水平母线3-A和3-B的上沿，但在立柱母线7与水平母线3-A连接段又下降，从立柱母线7与水平母线3-A连接段的下面绕过。这样，电解过程中的阳极换极、水平母线升降等操作都不影响。

根据光在磁场中能够发生偏转的法拉第磁光效应原理，利用闭环的光路方法，有效克服了背景磁场和接触的干扰，测量精度高。另外，光纤电流传感器的光纤传感环5传递的是光信号，传导介质是光纤，天然的电绝缘，安全可靠，柔性好，容易按照图5的特殊结构方式安装，不影响电解生产过程中的换极操作和水平母线升降操作，能够精准测出各电解槽区域阳极电流，测量精度准确到0.5%以内，实现对电解槽区域的氧化铝加料量进行按需添加，对电解槽区域的阳极状态进行诊断，实现电解槽区域的稳定、高效生产，显著提高电流效率，降低能耗，实现铝电解槽的节能减排。

实施例3

如图6所示，该区域包含A11~A14、B11~B14共8个阳极，与实施例1不同之处在于，当测量区域位于出铝端或者烟道端时，比如图6所示的出铝端，1个光纤传感环5的出铝端部分可以按照图6所示在从立柱母线7与水平母线3-A连接段下面绕过后，立即在立柱母线与A12之间的水平母线3-A与3-B上部直接跨过，可以节省光纤环、简化光纤传感换的安装结构，同样不影响电解生产的换极操作和水平母线升降操作，能够精准测出各电解槽区域阳极电流，测量精度准确到0.5%以内。

本申请一些实施例提供电解槽测量系统，包括电解槽，所述电解槽包括多个电解槽区域：所述电解槽的至少一个所述电解槽区域采用上述任意实施例方案提供的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统。例如，所述电解槽的全部所述电解槽区域均采用所述基于单光纤环的区域阳极电流测量系统。或者所述电解槽的部分相邻电解槽区域采用所述基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，所述相邻电解槽区域作为一组进行氧化铝加料控制。

如图7所示的电解槽测量系统，旨在利用单个光纤传感环同时测量相邻两个区域Ri和R(i+1)的阳极电流，如图所示，传感光纤将两个相邻电解槽区域的16个阳极同时围绕形成一个闭合环，同时光纤传感环在两个立柱母线处都从立柱母线与水平母线3-A的连接段的下面绕过。通过这种方式，实现电解槽区域电流的分组测量和氧化铝加料的分组控制。

如图8所示，该方案是利用单个光纤传感环同时测量不相邻两个区域Ri和R(i+2)的阳极电流，光纤传感环将两个区域的16个阳极同时围绕形成一个闭合环，光纤传感环在经过中间区域R(i+1)时是分别从区域R(i+1)的A排和B排水平母线下，两个水平母线挂接的各4个阳极导杆内侧绕过，实现单个光纤传感环对不相邻电解槽区域的阳极电流的在线测量。通过这种方式，实现电解槽区域电流的分组测量和氧化铝加料的分组控制。

作为一种可实现的方式，所述的电解槽测量系统中，所述电解槽区域和所述光纤电流传感器的数量相同且具有对应关系，一个所述光纤电流传感器用于将对应的电解槽区域的全部阳极导杆与水平母线的电连接部分包围在其内部。例如，一个电解槽划分为6个电解槽区域，每一个电解槽区域采用一个光纤电流传感器对其阳极电流进行测量，则包含6个光纤电流传感器，每一个光纤电流传感器的光纤传感环可以采用如图5或图6所示的方式包围阳极导杆与水平母线之间的电连接部分，由此，每一个光纤电流传感器能够测量一个电解槽区域的阳极电流。

作为另一种可实现的方式，所述电解槽区域的数量为N时，所述光纤电流传感器的数量为（N-1）；其中：所述（N-1）个所述光纤电流传感器与（N-1）个所述电解槽区域具有对应关系，一个所述光纤电流传感器用于将对应的电解槽区域的全部阳极导杆与水平母线的电连接部分包围在其内部；第N个电解槽区域的阳极电流根据电解槽总电流与（N-1）个所述光纤电流传感器的检测电流确定。例如，一个电解槽划分为6个电解槽区域，其中5个电解槽区域采用一个光纤电流传感器对其阳极电流进行测量，则包含5个光纤电流传感器，每一个光纤电流传感器的光纤传感环可以采用如图5或图6所示的方式包围阳极导杆与水平母线之间的电连接部分，由此，每一个光纤电流传感器能够测量一个电解槽区域的阳极电流，利用光纤电流传感器能够测量出5个电解槽区域的阳极电流。而电解槽的总输入电流是已知或者可测量的，通过总输入电流减去5个电解槽区域的阳极电流后，就能够得到最后一个电解槽区域的阳极电流。基于该原理，前述实施例中，所述电解槽区域和所述光纤电流传感器的数量相同且具有对应关系时，如果某一个光纤电流传感器出现故障无法正常使用时，也可以采用本方案，仅利用（N-1）个光纤电流传感器的检测结果和总输入电流的关系确定出剩余电解槽区域的阳极电流。本发明通过单个光纤电流传感器对独立的电解槽区域阳极电流进行精准检测，为根据电解槽区域的氧化铝消耗量添加氧化铝量提供准确数据，避免因常规的换极操作引起的阳极电流分布不平衡、氧化铝需求不平衡等。通过对独立的电解槽区域阳极电流进行精准检测，可以获得每个加料点区域的状态信息，包括氧化铝浓度、局部极距和局部故障。对独立的电解槽区域阳极电流进行精确检测，可以对局部状况的变化趋势和故障进行预测，进而实现电解槽整槽的健康管理。用1个光纤电流传感器对独立的区域阳极电流进行精准检测，大幅减少电解槽上使用光纤电流传感器的数量，同时提高了测量精度，获得更高的电流效率，可以在较低的电压下进行电解。对独立的电解槽区域阳极电流进行精确检测，可以对每个电解槽区域上发生的故障进行预测和诊断。对独立的电解槽区域阳极电流进行精准检测，可以及时判断局部效应并进行处理，进而消除阳极效应，减少温室气体的排放量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，用于测量电解槽区域的阳极电流，所述电解槽区域包括立柱母线，两个水平母线，两排阳极导杆和两排阳极，所述立柱母线与两个所述水平母线电连接，所述立柱母线向两个所述水平母线传输电流；每一个所述水平母线通过对应的一排阳极导杆与阳极电连接，所述水平母线上的电流经过所述阳极导杆后输入至对应的阳极，所述水平母线与每一阳极导杆接触且导电的部分为二者的电连接部分；其特征在于，还包括：

一个光纤电流传感器，所述光纤电流传感器的光纤传感环将至少一根所述阳极导杆与所述水平母线的电连接部分包围在其内部，所述光纤电流传感器检测到的电流值为所述光纤传感环内的各所述电连接部分对应的所述阳极的阳极电流之和；其中：

所述光纤电流传感器的所述光纤传感环将所述电解槽区域的全部阳极导杆与所述水平母线的电连接部分包围住，使通过全部阳极导杆的电流穿过所述光纤传感环。

2.根据权利要求1所述的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，其特征在于：

所述光纤电流传感器的所述光纤传感环从相邻两个所述电解槽区域之间的两个所述水平母线的下沿跨过。

3.根据权利要求2所述的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，其特征在于：

若电解槽区域的两侧均设置有相邻的电解槽区域，则所述光纤电流传感器的所述光纤传感环位于两个所述水平母线外的光纤部分翻折后放置于对应水平母线的上部，且从所述立柱母线与一个所述水平母线的连接段下部绕过。

4.根据权利要求2所述的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，其特征在于：

若电解槽区域位于出铝端或烟道端时，则所述光纤电流传感器的所述光纤传感环位于电解槽的一端，所述光纤传感环从所述立柱母线与所述水平母线连接段下部绕过后直接在两个所述水平母线上面跨过。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于单光纤环的区域阳极电流测量系统，其特征在于，还包括：

光纤保护管，其内部设置有连接光纤；所述连接光纤用于将所述光纤传感环检测的电流值传递到测量盒中供所述测量盒分析处理。

6.一种电解槽测量系统，其特征在于，包括电解槽和光纤电流传感器，所述电解槽包括多个电解槽区域；

采用一个所述光纤电流传感器的光纤传感环将至少一个电解槽区域的至少一根阳极导杆与水平母线的电连接部分包围在其内部，所述光纤电流传感器检测到的电流值为所述光纤传感环内的各所述电连接部分对应的阳极的阳极电流之和；

所述电解槽区域的数量为N时，所述光纤电流传感器的数量为N-1；其中：N-1个所述光纤电流传感器与N-1个所述电解槽区域具有对应关系，一个所述光纤电流传感器用于将对应的电解槽区域的全部阳极导杆与水平母线的电连接部分包围在其内部；第N个电解槽区域的阳极电流根据电解槽总电流与N-1个所述光纤电流传感器检测到的电流值确定。