CN117265595A - 一种铝电解槽阳极电流分布实时监控装置及安装调试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝电解槽阳极电流分布实时监控装置，包括电压信号采集装置、信号采集传输装置和终端信号接收与数据处理显示装置，电压信号采集装置包含固定在横梁母线上的耐高温套管、两个上下呈现弧形的铜合金接触点、两个位于绝缘管内的柔性弹簧以及两根穿过耐高温套管的导线；信号采集传输装置利用5G无线传输技术将收集的实时电压信号发送至接收端，不同系列电解槽根据阳极数量进行同时发送；终端信号接收与数据处理显示装置将单槽所有阳极等距电压或电流信号进行投射至时间—电压的坐标轴上，接收端对其进行多根阳极电流的分组核算，既能实现单根阳极电流的实时观察，也能实现分组、分区域阳极导电情况的实时显示，及时发现异常波动槽并做相应处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝电解槽阳极电流分布实时监控装置，特别是涉及一种该铝电解槽阳极电流分布实时监控装置的安装调试方法，属于数据监测传输与调取分析显示技术领域。
背景技术
在电解铝生产过程中，通常会遇到电解槽因为使用寿命或阳极底掌不平或炉膛不规整的情况而导致阳极电流分布不均出现波动的现象。在铝电解实际生产过程中，现场技术人员在应对波动槽时往往都采用人工逐根测量阳极的电流（等距压降）大小的方式分析处理使得电流分布均匀。但这种操作存在很多短板，其一是全槽所有阳极电流大小不能在同一时间得到记录，对比性不高；其二是人工测量本身就存在较大的偏差进而严重影响数据的真实性；其三虽然目前针对电流分布在线测量已经存在，但其监测装置不合理，使用过程不方便；其四是缺少终端数据分区域调取或显示成实时图像的功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对背景技术中几个应用的缺陷，提供一种铝电解槽阳极电流分布实时监控装置及安装调试方法，利用5G无线传输与数据分析技术进行进行重新设计，彻底解决目前人工测量误差大、工作量大以及目前装备技术运用不科学等问题，保证生产安全的同时，提高了处理异常槽的效率。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下：
一种铝电解槽阳极电流分布实时监控装置，包括电压信号采集装置、信号采集传输装置和终端信号接收与数据处理显示装置，所述电压信号采集装置包括接触片A、接触片B、耐高温导线、柔性弹簧以及耐高温套管；所述接触片A、接触片B上下分布，所述耐高温导线穿过耐高温套管后，一端与接触片连接、另一端与信号收集传输装置相连接；所述信号采集传输装置将收集的电压信号通过5G无线传输至终端信号接收与数据处理显示装置，在数据处理后形成实时坐标曲线趋势图。
所述耐高温导线为两根，包括第一耐高温导线和第二耐高温导线，所述柔性弹簧也为两根，包括第一柔性弹簧和第二柔性弹簧，所述第一耐高温导线穿过耐高温套管后，一端与接触片A和第一柔性弹簧相连接、另一端与信号采集传输装置相连接；所述第二耐高温导线穿过耐高温套管后，一端与接触片B和第二柔性弹簧相连接、另一端与信号采集传输装置相连接。
所述信号采集传输装置安装在横梁母线上，位于阳极导杆的后方；所述接触片A、接触片B呈弧形，弧形凸面一侧的接触点和阳极导杆表面接触，保证在阳极导杆上下动作过程中能滑动接触而不受到损坏，弧形凹面一侧与柔性弹簧焊接在一起。
所述接触片A、接触片B分别与第一柔性弹簧和第二柔性弹簧的连接组合设置在所述横梁母线的后方，解决更换阳极前后拆、装的工作量，降低原始的数据误差与增加检测装置的寿命。
所述接触片A、接触片B为弧形黄铜接触滑片，二者之间的间距由横梁母线的最低行程与平行板的距离来确定。
所述耐高温套管也固定在所述的横梁母线上。
利用所述的铝电解槽阳极电流分布实时监控装置的安装调试方法，其步骤如下：
A、将第一耐高温导线穿过耐高温套管后，一端与接触片A和第一柔性弹簧相连接、另一端与信号采集传输装置相连接；将第二耐高温导线穿过耐高温套管后，一端与接触片B和第二柔性弹簧相连接、另一端与信号采集传输装置相连接，组成电压信号采集装置；
B、将弧形黄铜接触滑片A与接触片B进行无损压降焊接，将其固定在横梁母线后方，保证接触片与耐高温套管绝缘；
C、根据横梁母线的最低行程与电解槽上平行板的距离确定接触片A、接触片B之间接触点的距离，确定后要求全槽等距安置，一般为20公分；
D、将电压信号采集装置和信号采集传输装置安装在阳极导杆对应的横梁母线的后方进行固定，解决更换阳极前后拆、装的工作量，降低原始的数据误差与增加检测装置的寿命；
E、所述信号采集传输装置实时记录等距电压信号并通过5G无线传输技术发射信号；
F、所述终端信号接收与数据处理显示装置接收到阳极导杆等距电压信号后自动在时间-电压坐标轴上按照一定频次生成运行曲线，操作页面可实现单根电压变化趋势图的调取；
G、重复上述步骤，对全槽进行安装并对监测点进行编号，便于分清各阳极导杆的电压或电流数据；
H、所述终端信号接收与数据处理显示装置接收全槽阳极导杆等距电压信号后形成数据库，自动在时间—电压或电流坐标轴上按照一定频次进行图像生成，操作页面根据导杆数量可实现单根、分区域、全槽电压变化趋势图的调取；
I、将各阳极导杆、各时间点的电压数据存储至云数据库，便于后期分析时候进行数据的调取；
J、单根阳极导杆的电压或电流信号发射至终端信号接收与数据处理显示装置后，装置能同时调取所有阳极导杆的电压或电流数据，形成实时趋势图与数值比对，进而确定异常阳极。
所述终端信号接收与数据处理显示装置根据需求可随时调取云数据后在时间-电压或电流坐标轴形成的趋势图，随意分组对比各个操作空间，对异常阳极或异常槽起到实时监测警报作用，为槽运行的安全提高一个台阶。
本发明的电压采集装置包含固定在横梁母线上的耐高温套管、两个上下呈现弧形的铜合金接触点、两个位于绝缘管内的柔性弹簧以及两根穿过耐高温套管的导线；信号采集传输装置主要将利用5G无线传输技术将收集的实时电压信号发送至接收端，不同系列电解槽根据阳极数量进行同时发送；电压信号接收装置以及数据处理显示装置将单槽所有阳极等距电压（电流）信号进行投射至时间—电压的坐标轴上，接收端增加数据算法功能，也就是能对其进行多根阳极电流的分组核算，既能实现单根阳极电流的实时观察，也能实现分组、分区域阳极导电情况的实时显示。
本发明改变了传统的夹具式接触，将柔性弹簧与接触片组合安装至横梁母线后方，解决更换阳极前后拆、装的工作量，降低原始的数据误差与增加检测装置的寿命；单根阳极电流分布利用5G的无线传输与接收解决槽上部线路混乱复杂的问题，使传输效率更高；接收后的数据能够对单根阳极调取后生成变化趋势图，也能自定义分区域调取数据生成变化趋势图，相对于传统显示数值更能分析单根阳极与区域阳极的变化，对研究电解槽的运行状态具有更清晰的分析判断依据，尤其在处理异常波动槽时具有极其重要的作用。
本发明的积极有益效果如下：
1、通过改变传统夹具样式，将信号采集传输装置放置横梁母线后方，免去在更换阳极过程中摘取的过程，大大降低劳动量，降低设备损坏几率。
2、相对于现有技术的日常生产过程中严重缺乏自动监控、数据分析的电解槽来说，本发明利用5G无线传输进行云存储数据、数据分析后的使用，大大减低了人工测量的工作量，改变了技术人员在高温、高磁场、高危险区域工作的时间，提高了生产效率。
3、本发明的核心创新点之一是通过数据的分析处理能够精准分析电压或电流分布的情况，尤其是部分阳极位置电压或电流变化过程时间较长，技术人员通过万用表或者毫伏表在短时间根本无法判断和分析的情况，这是目前实际生产的缺陷，也是本发明在实际生产应用中最被需求的方面。
4、通过设定数据超标报警、分区域电流分布对比分析、单根阳极电流实时工作情况均能依靠数据分析实现，相比于传统的单纯数值大小比较，本发明更加智能化，效率更高。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中电压信号采集装置的结构示意图；
图3为本发明安装调试方法中铝电解槽阳极单根电极实时电流变化图；
图4为本发明安装调试方法中全槽的电压变化趋势效果图。
图中：1---接触片A、2---接触片B、3---信号传输装置、4---横梁母线、5---阳极导杆、6---耐高温导线（6-1为第一耐高温导线、6-2为第二耐高温导线）、7---柔性弹簧（7-1为第一柔性弹簧、7-2为第二柔性弹簧）、8---耐高温套管、9---信号接收与数据处理显装置。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明的技术方案内容。
请参阅图1～图2，一种铝电解槽阳极电流分布实时监控装置，包括电压信号采集装置、信号采集传输装置3和终端信号接收与数据处理显示装置9，电压信号采集装置包括接触片A、接触片B、耐高温导线6、柔性弹簧7以及耐高温套管8；所述接触片A、接触片B上下分布，耐高温导线6穿过耐高温套管8后，一端与接触片连接、另一端与信号收集传输装置3相连接；信号采集传输装置3将收集的电压信号通过5G无线传输至终端信号接收与数据处理显示装置9，在数据处理后形成实时坐标曲线趋势图。
其中：耐高温导线6为两根，包括第一耐高温导线6-1和第二耐高温导线6-2，柔性弹簧7也为两根，包括第一柔性弹簧7-1和第二柔性弹簧7-2，第一耐高温导线6-1穿过耐高温套管8后，一端与接触片A和第一柔性弹簧7-1相连接、另一端与信号采集传输装置3相连接；第二耐高温导线6-2穿过耐高温套管8后，一端与接触片B和第二柔性弹簧7-2相连接、另一端与信号采集传输装置3相连接。
信号采集传输装置3安装在横梁母线4上，位于阳极导杆5的后方；接触片A、接触片B呈弧形，弧形凸面一侧的接触点和阳极导杆5表面接触，保证在阳极导杆5上下动作过程中能滑动接触而不受到损坏，弧形凹面一侧与柔性弹簧7焊接在一起。
接触片A、接触片B分别与第一柔性弹簧7-1和第二柔性弹簧7-2的连接组合设置在所述横梁母线4的后方，解决更换阳极前后拆、装的工作量，降低原始的数据误差与增加检测装置的寿命。
接触片A、接触片B为弧形黄铜接触滑片，二者之间的间距由横梁母线4的最低行程与平行板的距离来确定。
耐高温套管8也固定在所述的横梁母线4上。
上面所述的铝电解槽阳极电流分布实时监控装置的安装调试方法，其步骤如下：
A、将第一耐高温导线6-1穿过耐高温套管8后，一端与接触片A和第一柔性弹簧7-1相连接、另一端与信号采集传输装置3相连接；将第二耐高温导线6-2穿过耐高温套管8后，一端与接触片B和第二柔性弹簧7-2相连接、另一端与信号采集传输装置3相连接，组成电压信号采集装置；
B、将弧形黄铜接触滑片A与接触片B进行无损压降焊接，将其固定在横梁母线4后方，保证接触片与耐高温套管8绝缘；
C、根据横梁母线4的最低行程与电解槽上平行板的距离确定接触片A、接触片B之间接触点的距离，确定后要求全槽等距安置，一般为20公分；
D、将电压信号采集装置和信号采集传输装置3安装在阳极导杆5对应的横梁母线4的后方进行固定，解决更换阳极前后拆、装的工作量，降低原始的数据误差与增加检测装置的寿命；
E、信号采集传输装置3实时记录等距电压信号并通过5G无线传输技术发射信号；
F、终端信号接收与数据处理显示装置9接收到阳极导杆等距电压信号后自动在时间-电压坐标轴上按照一定频次生成运行曲线，操作页面可实现单根电压变化趋势图的调取（参见图3）；
G、重复上述步骤，对全槽进行安装并对监测点进行编号，便于分清各阳极导杆的电压或电流数据；
H、终端信号接收与数据处理显示装置9接收全槽阳极导杆等距电压信号后形成数据库，自动在时间—电压或电流坐标轴上按照一定频次进行图像生成，操作页面根据导杆数量实现单根、分区域、全槽电压变化趋势图的调取（参见图4）；
I、将各阳极导杆、各时间点的电压数据存储至云数据库，便于后期分析时候进行数据的调取；
J、单根阳极导杆的电压或电流信号发射至终端信号接收与数据处理显示装置9后，装置能同时调取所有阳极导杆的电压或电流数据，形成实时趋势图与数值比对，进而确定异常阳极。
终端信号接收与数据处理显示装置9根据需求可随时调取云数据后在时间-电压或电流坐标轴形成的趋势图，随意分组对比各个操作空间，对异常阳极或异常槽起到实时监测警报作用，为槽运行的安全提高一个台阶。
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 (8)
1.一种铝电解槽阳极电流分布实时监控装置，包括电压信号采集装置、信号采集传输装置（3）和终端信号接收与数据处理显示装置（9），其特征在于：所述电压信号采集装置包括接触片A（1）、接触片B（2）、耐高温导线（6）、柔性弹簧（7）以及耐高温套管（8）；所述接触片A（1）、接触片B（2）上下分布，所述耐高温导线（6）穿过耐高温套管（8）后，一端与接触片连接、另一端与信号收集传输装置（3）相连接；所述信号采集传输装置（3）将收集的电压信号通过5G无线传输至终端信号接收与数据处理显示装置（9），在数据处理后形成实时坐标曲线趋势图。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽阳极电流分布实时监控装置，其特征在于：所述耐高温导线（6）为两根，包括第一耐高温导线（6-1）和第二耐高温导线（6-2），所述柔性弹簧（7）也为两根，包括第一柔性弹簧（7-1）和第二柔性弹簧（7-2），所述第一耐高温导线（6-1）穿过耐高温套管（8）后，一端与接触片A（1）和第一柔性弹簧（7-1）相连接、另一端与信号采集传输装置（3）相连接；所述第二耐高温导线（6-2）穿过耐高温套管（8）后，一端与接触片B（2）和第二柔性弹簧（7-2）相连接、另一端与信号采集传输装置（3）相连接。
3.根据权利要求1所述的铝电解槽阳极电流分布实时监控装置，其特征在于：所述信号采集传输装置（3）安装在横梁母线（4）上，位于阳极导杆（5）的后方；所述接触片A（1）、接触片B（2）呈弧形，弧形凸面一侧的接触点和阳极导杆（5）表面接触，保证在阳极导杆（5）上下动作过程中能滑动接触而不受到损坏，弧形凹面一侧与柔性弹簧（7）焊接在一起。
4.根据权利要求1所述的铝电解槽阳极电流分布实时监控装置，其特征在于：所述接触片A（1）、接触片B（2）分别与第一柔性弹簧（7-1）和第二柔性弹簧（7-2）的连接组合设置在所述横梁母线（4）的后方，解决更换阳极前后拆、装的工作量，降低原始的数据误差与增加检测装置的寿命。
5.根据权利要求1所述的铝电解槽阳极电流分布实时监控装置，其特征在于：所述接触片A（1）、接触片B（2）为弧形黄铜接触滑片，二者之间的间距由横梁母线（4）的最低行程与平行板的距离来确定。
6.根据权利要求1所述的铝电解槽阳极电流分布实时监控装置，其特征在于：所述耐高温套管（8）也固定在所述的横梁母线（4）上。
7.利用权利要求1～6任一项所述的铝电解槽阳极电流分布实时监控装置的安装调试方法，其步骤如下：
A、将第一耐高温导线（6-1）穿过耐高温套管（8）后，一端与接触片A（1）和第一柔性弹簧（7-1）相连接、另一端与信号采集传输装置（3）相连接；将第二耐高温导线（6-2）穿过耐高温套管（8）后，一端与接触片B（2）和第二柔性弹簧（7-2）相连接、另一端与信号采集传输装置（3）相连接，组成电压信号采集装置；
B、将弧形黄铜接触滑片A（1）与接触片B（2）进行无损压降焊接，将其固定在横梁母线（4）后方，保证接触片与耐高温套管（8）绝缘；
C、根据横梁母线（4）的最低行程与电解槽上平行板的距离确定接触片A（1）、接触片B（2）之间接触点的距离，确定后要求全槽等距安置，一般为20公分；
D、将电压信号采集装置和信号采集传输装置（3）安装在阳极导杆（5）对应的横梁母线（4）的后方进行固定，解决更换阳极前后拆、装的工作量，降低原始的数据误差与增加检测装置的寿命；
E、所述信号采集传输装置（3）实时记录等距电压信号并通过5G无线传输技术发射信号；
F、所述终端信号接收与数据处理显示装置（9）接收到阳极导杆等距电压信号后自动在时间-电压坐标轴上按照一定频次生成运行曲线，操作页面可实现单根电压变化趋势图的调取；
G、重复上述步骤，对全槽进行安装并对监测点进行编号，便于分清各阳极导杆的电压或电流数据；
H、所述终端信号接收与数据处理显示装置（9）接收全槽阳极导杆等距电压信号后形成数据库，自动在时间—电压或电流坐标轴上按照一定频次进行图像生成，操作页面根据导杆数量可实现单根、分区域、全槽电压变化趋势图的调取；
I、将各阳极导杆、各时间点的电压数据存储至云数据库，便于后期分析时候进行数据的调取；
J、单根阳极导杆的电压或电流信号发射至终端信号接收与数据处理显示装置（9）后，装置能同时调取所有阳极导杆的电压或电流数据，形成实时趋势图与数值比对，进而确定异常阳极。
8.根据权利要求7所述的铝电解槽阳极电流分布实时监控装置的安装调试方法，其特征在于：所述终端信号接收与数据处理显示装置（9）根据需求可随时调取云数据后在时间-电压或电流坐标轴形成的趋势图，随意分组对比各个操作空间，对异常阳极或异常槽起到实时监测警报作用。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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