CN203163901U - 一种带红外线感应装置的电解液温度软测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带红外线感应装置的电解液温度软测量系统，包括信号采集模块、信号处理模块、红外线感应装置、液晶显示器、主机模块、键盘和电源模块；所述信号处理模块通过接口信号线分别与信号采集模块、主机模块、液晶显示器连接；所述主机模块与红外线感应装置连接，所述主机模块还与键盘连接。本实用新型以传感器采集的数据和辅助变量数据为依据，用软测量技术，建立软测量模型，通过计算机编写程序运算，实现了电解液温度的在线测量；本实用新型测量误差小，动态响应迅速，经济可靠。

Description

一种带红外线感应装置的电解液温度软测量系统

技术领域

本实用新型涉及一种带红外线感应装置的电解液温度软测量系统，是金属冶炼行业电解生产中的温度软测量技术。

背景技术

我国金属冶炼行业电解生产过程自动化装备水平普遍较低，基本停留在离线分析、手工调整、经验控制的水平，目前，有色金属在电解铜时，用硫酸铜做电解质，它是高温、强腐蚀性介质，给温度测量带来很大困难。而温度在电解铜过程中对铜的质量和耗能影响很大，且自动控制系统也要求实时在线测量，而在线连续测温等问题未能在实践中得到推广应用。

目前，有色金属电解是湿法冶炼中的重要一环，用硫酸铜做电解质，纯铜做的始极片为阴极，品位在99%以上的铜板为阳极，通过相当密度的高精度稳定直流电流，在大电流的作用下，铜离子将在阴极析出，即成为电解铜。温度在电解铜过程中对铜的质量有很大影响，所以温度测量和自动控制是很重要的，金属电解必将耗用大量的电能，但温度控制对电能的耗用有很大影响。

由于铜电解质硫酸铜是高温、强腐蚀性介质，给温度测量带来很大困难。国内外研究人员对如何在线获取电解质温度信号进行了大量的研究工作，主要是利用热电偶未实现电解质温度测量。有些方法强调热电偶不与介质接触，避免腐蚀；有些方法强调对热电偶进行保护，从而研制了各种各样的保护套；有些方法采用间歇式测温方式。但无论哪种方法，都因误差太大、操作过程长、需要人工介入、数据测量滞后性大或不能在线连续测温等问题未能在实践中得到推广应用。目前在国内电解液温度采用离线分析测量，需人工测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带红外线感应装置的电解液温度软测量系统，本实用新型以槽外测量温度与辅助变量为依据，通过计算机的软测量程序运算能实现电解液温度的在线测量，本技术测量误差小，省时省力迅速。

本实用新型的技术方案是：一种带红外线感应装置的电解液温度软测量系统，包括信号采集模块、信号处理模块、红外线感应装置、液晶显示器、主机模块、键盘和电源模块；所述信号处理模块通过接口信号线分别与信号采集模块、主机模块、液晶显示器连接；所述主机模块与红外线感应装置连接，所述红外线感应装置由盖板、探头壳体、电子电路板、透镜所组成，所述盖板的盖檐呈喇叭形，在探头壳体前端设有红外线感应口及透镜，探头壳体与盖板之间设置电子电路板；所述主机模块还与键盘连接。

进一步的，所述的信号采集模块由装在电解槽外壁的温度传感器、前置处理电路模块组成。

进一步的，所述信号处理模块包括数字信号处理器DSP、可编程序逻辑器件CPLD、A/D转换器和存储器。

利用本软测量系统，进行电解液温度软测量的方法包括以下步骤：

1、启动系统，通过键盘输入命令运行电解液温度软测量系统；

2、当主机检测到输入的运行命令后，以中断方式发送给信号处理模块DSP，主机与信号处理模块之间的通信是通过中断来完成的；

3、信号处理模块在接收到主机的中断请求时，立刻调用数据采集程序，通过A/D转换器接口接收装在电解槽外壁并经前置处理的温度传感器信号；

4、数据采集完成后，信号处理模块调用温度软测量程序，对存储的数据进行分析处理；温度软测量程序中存有槽材料传热系数、电解液体传热系数等辅助变量数据，存有铜电解液温度软测量模型的程序，通过软测量程序运算，获得铜电解液温度的估计值；

5、数据处理完毕，信号处理模块获得了电解液温度在线测量值，然后在液晶显示器显示处理后的结果并由后续控制器PLC传至上位机供后续使用。

本实用新型的有益效果为：温度在电解铜生产中是一个重要的参数，它能直接反映电解槽的工作状况，需要实时检测和控制，但由于电解铜的主体设备铜电解槽内温度高，腐蚀性强，表面又有一层固化的氧化铜层覆盖，参数无法通过传感器进行直接实时检测，本技术以传感器采集的数据和辅助变量数据为依据，用软测量技术，建立软测量模型，通过计算机编写程序运算，实现了电解液温度的在线测量。本技术测量误差小，动态响应迅速，经济可靠。

附图说明

图l是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，下面结合附图详细说明本实用新型的最佳实施例，并非用来对本实用新型加以限制。

如图1所示，本实用新型提供的一种带红外线感应装置的电解液温度软测量系统，包括信号采集模块3、信号处理模块2、红外线感应装置6、液晶显示器4、主机模块1、键盘7和电源模块5；所述信号处理模块2通过接口信号线分别与信号采集模块3、主机模块1、液晶显示器4连接；所述主机模块1与红外线感应装置6连接，所述红外线感应装置6由盖板、探头壳体、电子电路板、透镜所组成，所述盖板的盖檐呈喇叭形，在探头壳体前端设有红外线感应口及透镜，探头壳体与盖板之间设置电子电路板；所述主机模块1还与键盘7连接。

所述的信号采集模块3由装在电解槽外壁的温度传感器8、前置处理电路模块9组成。

所述信号处理模块2包括数字信号处理器DSP 13、可编程序逻辑器件CPLD 10、A/D转换器11和存储器12。

利用本软测量系统，进行电解液温度软测量的方法包括以下步骤：

1、启动系统，通过键盘7输入命令运行电解液温度软测量系统；

2、当主机1检测到输入的运行命令后，以中断方式发送给信号处理模块DSP，主机1与信号处理模块2之间的通信是通过中断来完成的；

3、信号处理模块2在接收到主机1的中断请求时，立刻调用数据采集程序，通过A/D转换器接口接收装在电解槽外壁并经前置处理的温度传感器信号；

4、数据采集完成后，信号处理模块2调用温度软测量程序，对存储的数据进行分析处理；温度软测量程序中存有槽材料传热系数、电解液体传热系数等辅助变量数据，存有铜电解液温度软测量模型的程序，通过软测量程序运算，获得铜电解液温度的估计值；

5、数据处理完毕，信号处理模块2获得了电解液温度在线测量值，然后在液晶显示器4显示处理后的结果并由后续控制器PLC 14传至上位机供后续使用。

本实用新型的有益效果为：温度在电解铜生产中是一个重要的参数，它能直接反映电解槽的工作状况，需要实时检测和控制，但由于电解铜的主体设备铜电解槽内温度高，腐蚀性强，表面又有一层固化的氧化铜层覆盖，参数无法通过传感器进行直接实时检测，本技术以传感器采集的数据和辅助变量数据为依据，用软测量技术，建立软测量模型，通过计算机编写程序运算，实现了电解液温度的在线测量。本技术测量误差小，动态响应迅速，经济可靠。

以上所述实施方式仅用来说明本实用新型，但不限于此。在不偏离本实用新型构思的条件下，所属技术领域人员可做出适当变更调整，而这些变更调整也应纳入本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种带红外线感应装置的电解液温度软测量系统，其特征在于：包括信号采集模块、信号处理模块、红外线感应装置、液晶显示器、主机模块、键盘和电源模块；所述信号处理模块通过接口信号线分别与信号采集模块、主机模块、液晶显示器连接；所述主机模块与红外线感应装置连接，所述红外线感应装置由盖板、探头壳体、电子电路板、透镜所组成，所述盖板的盖檐呈喇叭形，在探头壳体前端设有红外线感应口及透镜，探头壳体与盖板之间设置电子电路板；所述主机模块还与键盘连接。

2.根据权利要求1所述的带红外线感应装置的电解液温度软测量系统，其特征在于：所述的信号采集模块由装在电解槽外壁的温度传感器、前置处理电路模块组成。

3.根据权利要求1所述的带红外线感应装置的电解液温度软测量系统，其特征在于：所述信号处理模块包括数字信号处理器DSP、可编程序逻辑器件CPLD、A/D转换器和存储器。

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