CN211471577U

CN211471577U - 一种电解槽槽壳的温度在线检测装置

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Publication number: CN211471577U
Application number: CN201922258542.XU
Authority: CN
Inventors: 钱勇; 苏积波; 薛闯; 隆俊; 蒙志保; 李卓健; 陈助良; 黎嘉铭; 张钢; 黄增庆; 刘健源; 黄如良; 黄耀; 马霆霖
Original assignee: Baise Baikuang Group Industrial Technology Research Institute Co ltd
Current assignee: Baise Baikuang Group Industrial Technology Research Institute Co ltd
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2020-09-11
Anticipated expiration: 2029-12-16

Abstract

本实用新型涉及电解槽温度检测技术领域。一种电解槽槽壳的温度在线检测装置，包括热电偶传感器、热电偶温度采集模块、机架、红外热成像摄像头、主控模块和数据终端设备；所述电解槽槽壳的侧面上设置至少一个所述热电偶传感器；所述热电偶温度采集模块分别与所述热电偶传感器电连接，所述红外热成像摄像头设置在机架上，并且朝向所述电解槽槽壳的侧面，所述主控模块对红外热成像摄像头所采集的温度数据和热电偶温度采集模块所采集的温度数据进行分析处理得到电解槽槽壳的侧面的真实温度值，并将该电解槽槽壳的侧面的真实温度值输入所述数据终端设备进行显示。本实用新型可以实现对电解槽槽壳温度在线连续监测，并且测量精度高。

Description

一种电解槽槽壳的温度在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及电解槽温度检测技术领域，特别涉及一种电解槽槽壳的温度在线检测装置。

背景技术

槽壳温度是电解槽冷热情况一种比较直观的表现形式，因此可以通过对电解槽槽壳温度的检测，分析电解槽各项工艺参数和操作对它的影响，根据其变化了解电解槽的运行情况，探索电解槽自我调节规律，为电解槽病槽的诊断提供有效的判断依据。槽壳温度通常都是用红外线测温仪隔段时间在槽壳上选择一些有代表性的点进行测量。虽然这样可以测量槽壳温度,但有很多不便之处,如时间上不连续、空间上点数有限、不利于数据的保存和分析,所以用计算机建立槽壳温度在线检测系统很有必要。目前测量电解槽槽壳温室时要布放的温度测量元件数量较多，如现有技术文献“《铝电解槽槽壳温度在线检测与槽况诊断专家系统的研究与应用》，刘正，第19-20页，中南大学”，文中公开了仅仅铝电解槽两侧就需要各安装57支热电偶，电解槽总共需要141支热电偶。并且现有技术仅仅采用热电偶进行测温，误差较大，精度较低。

实用新型内容

鉴于以上内容，本实用新型的目的是提供一种电解槽槽壳的温度在线检测系统及其温度检测方法，能够克服现有技术的不足，结构合理，可以实现对电解槽槽壳温度在线连续监测，并且测量精度高，为电解槽病槽的诊断提供有效的判断依据。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电解槽槽壳的温度在线检测装置，包括热电偶传感器、热电偶温度采集模块、机架、红外热成像摄像头、主控模块和数据终端设备；

所述电解槽槽壳的侧面上设置至少一个所述热电偶传感器，所述热电偶传感器用于检测电解槽槽壳的侧面对应采集点的温度信号；

所述热电偶温度采集模块包括与所述热电偶传感器数量相对应的若干个，所述热电偶温度采集模块分别与所述热电偶传感器电连接，所述热电偶温度采集模块用于采集各热电偶传感器所采集的温度数据并输出给主控模块；

所述红外热成像摄像头设置在机架上，并且朝向所述电解槽槽壳的侧面，所述红外热成像摄像头对电解槽槽壳的侧面进行扫描，并将采集到的红外光信号转换成电信号后输出至主控模块；

所述主控模块分别与所述热电偶温度采集模块、红外热成像摄像头和数据终端设备连接。

进一步的，所述电解槽槽壳的侧面焊接有带内螺纹的套筒，所述热电偶温度传感器采用 K型热电偶传感器，热电偶温度传感器的一端具有与套筒的内螺纹相匹配的外螺纹，所述热电偶温度传感器与所述套筒螺纹连接。

进一步的，所述热电偶传感器包括2-5个。

进一步的，所述机架上设置有云台，所述红外热成像摄像头安装在所述云台上。

进一步的，所述热电偶温度采集模块包括信号调理电路和第一单片机；所述信号调理电路的输入端与所述热电偶传感器连接；所述第一单片机的输入端与所述信号调理电路连接。

进一步的，所述主控模块包括第二单片机、数据上传单元和报警单元；所述第二单片机的输入端分别与第一单片机和红外热成像摄像头连接，所述数据上传单元和报警单元的输入端分别与所述第二单片机连接。

进一步的，所述第一单片机的型号为STM32F091CBT6。

进一步的，所述第二单片机的型号为STM32F407VGT6。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型电解槽槽壳的温度检测装置采用红外热成像摄像头与热电偶传感器配合进行在线温度检测，能够减少热电偶的布放数量，并且通过少量布放热电偶测量温度校准热成像摄像头测量的温度，提高测温精度。通过热电偶传感器采集电解槽槽壳的侧面上对应采集点的温度，通过热电偶温度采集模块采集各热电偶传感器所采集的温度数据并传输给主控模块，同时，通过红外热成像摄像头采集槽壳的侧面范围，将红外光信号转换成电信号后输出至主控模块，再由主控模块根据红外热成像摄像头所采集的温度数据和热电偶温度采集模块所采集的温度数据，计算得出电解槽槽壳的侧面上的真实温度值后通过数据终端设备进行显示，为电解槽病槽的诊断提供有效的判断依据。

2.本实用新型通过在电解槽槽壳的侧面焊接有带内螺纹的套筒，将热电偶温度传感器与所述套筒螺纹连接，使得热电偶温度传感器安装方便，且拆卸、调整灵活。

附图说明

图1是本发明一种电解槽槽壳的温度在线检测系统的电路结构示意图；

图2是本发明一种电解槽槽壳的温度在线检测系统的热电偶传感器、红外热成像摄像头与主控模块的电路结构示意图。

图3是热电偶传感器与红外热成像摄像头的安装示意图。

其中；1-电解槽槽壳；2-热电偶传感器；3-红外热成像摄像头；4-机架；5-套筒。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，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。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。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实用新型中的具体含义。

请参阅图1-图3，一种电解槽槽壳1的温度在线检测装置，包括热电偶传感器2、热电偶温度采集模块、机架4、红外热成像摄像头3、主控模块和数据终端设备；

电解槽槽壳1的侧面上设置至少一个热电偶传感器2，热电偶传感器2用于检测电解槽槽壳1的侧面对应采集点的温度信号；

热电偶温度采集模块包括与热电偶传感器2数量相对应的若干个，热电偶温度采集模块分别与热电偶传感器2电连接，热电偶温度采集模块用于采集各热电偶传感器2所采集的温度数据并输出给主控模块；

红外热成像摄像头3设置在机架4上，并且朝向电解槽槽壳1的侧面，红外热成像摄像头3对电解槽槽壳1的侧面进行扫描，并将采集到的红外光信号转换成电信号后输出至主控模块；红外热成像摄像头3的型号采用DS-2TD2166-15，分辨率为640*512，输出为PAL，经解码单元ADV7180解码后，再通过主控模块的第二单片机的DCMI接口与主控模块通信；

所述主控模块分别与所述热电偶温度采集模块、红外热成像摄像头3和数据终端设备连接。

本实用新型电解槽槽壳的温度检测装置采用红外热成像摄像头3与热电偶传感器2配合进行在线温度检测，能够减少热电偶的布放数量，并且通过少量布放热电偶测量温度校准热成像摄像头测量的温度，提高测温精度。通过热电偶传感器2采集电解槽槽壳1的侧面上对应采集点的温度，通过热电偶温度采集模块采集各热电偶传感器2所采集的温度数据并传输给主控模块，同时，通过红外热成像摄像头3采集槽壳的侧面范围，将红外光信号转换成电信号后输出至主控模块，再由主控模块根据红外热成像摄像头3所采集的温度数据和热电偶温度采集模块所采集的温度数据，得出电解槽槽壳1的侧面上的真实温度值后通过数据终端设备进行显示。

电解槽槽壳1的侧面焊接有带内螺纹的套筒5，热电偶温度传感器采用K型热电偶传感器2，热电偶温度传感器的一端具有与套筒5的内螺纹相匹配的外螺纹，热电偶温度传感器与套筒5螺纹连接。本实用新型通过在电解槽槽壳1的侧面焊接有带内螺纹的套筒5，将热电偶温度传感器与套筒5螺纹连接，使得热电偶温度传感器安装方便，且拆卸、调整灵活。

其中，热电偶传感器2包括2-5个。机架4上设置有云台，红外热成像摄像头3安装在云台上，如此设计，便于调节红外热成像摄像头3的拍摄角度。热电偶温度采集模块、主控模块和数据终端设备等元器件可以根据实际使用需要放置在机架4上，此处不再赘述。

热电偶温度采集模块包括信号调理电路和第一单片机；信号调理电路的输入端与热电偶传感器2连接，用于根据电解槽槽壳1的侧面上的温度信号变化自动调整热电偶的输出；第一单片机的输入端与信号调理电路连接，用于将信号调理电路输出的温度信号进行模数转化，输出数字化的温度信号。第一单片机的型号为STM32F091CBT6。STM32F091CBT6微处理器是基于

架构的32位MCU，集低成本、较高实时性、低功耗运用、提供了丰富的外设接口(ADC、USART、GPIO、CAN等接口)满足采集模块的数据采集和传输的要求。信号调理单元采用型号为AD8497的芯片实现。

主控模块包括第二单片机、数据上传单元和报警单元；第二单片机的输入端分别与第一单片机和红外热成像摄像头3连接，用于将热电偶温度采集模块所采集的温度数据拟合后，对红外热成像摄像头3所采集的温度数据进行校正；数据上传单元的输入端分别与第二单片机连接，用于将校正后的温度数据通过以太网或CAN总线上传到上位机PC；报警单元的输入端与第二单片机连接；用于将校正后的温度数据与预设的温度数据进行比对，当检测到校正后的温度数据超过预设的温度数据时，报警单元发出报警信号。第二单片机的型号为 STM32F407VGT6。STM32F407VGT6微处理器是基于

架构的32位MCU，具有浮点运算单元，运算速度快，满足数据处理需求，集实时性能、低功耗运用、提供了丰富的外设接口(以太网、DCMI、USART、GPIO、CAN等接口)满足模块接入要求。另外，热电偶温度采集模块和主控模块均具有供电模块进行供电。

本实用新型电解槽槽壳的温度检测装置的使用方法与工作原理为：首先，在电解槽槽壳 1的侧面上的采集点放置2-5个热电偶传感器2，本实施例放置5个热电偶传感器2，位置布放间隔应有一定距离，放置位置可选择需要重点监测的位置；然后，将红外热成像摄像头3 放置在机架4的云台上，调整云台使红外热成像摄像头3能够拍摄电解槽槽壳1的整个侧面；通过热电偶传感器2采集电解槽槽壳1的侧面上对应采集点的温度，通过热电偶温度采集模块采集各热电偶传感器2所采集的温度数据并传输给主控模块，同时，通过红外热成像摄像头3采集槽壳的侧面范围，将红外光信号转换成电信号后输出至主控模块，再由主控模块根据红外热成像摄像头3所采集的温度数据和热电偶温度采集模块所采集的温度数据，得出电解槽槽壳1的侧面上的真实温度值后通过数据终端设备进行显示，当报警单元检测到校正后的温度数据超过预设的温度数据时，报警单元发出报警信号，为电解槽病槽的诊断提供有效的判断依据。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims

1.一种电解槽槽壳的温度在线检测装置，其特征在于，包括热电偶传感器、热电偶温度采集模块、机架、红外热成像摄像头、主控模块和数据终端设备；

2.根据权利要求1所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测装置，其特征在于，所述电解槽槽壳的侧面焊接有带内螺纹的套筒，所述热电偶温度传感器采用K型热电偶传感器，热电偶温度传感器的一端具有与套筒的内螺纹相匹配的外螺纹，所述热电偶温度传感器与所述套筒螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测装置，其特征在于：所述热电偶传感器包括2-5个。

4.根据权利要求1所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测装置，其特征在于：所述机架上设置有云台，所述红外热成像摄像头安装在所述云台上。

5.根据权利要求1所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测装置，其特征在于，所述热电偶温度采集模块包括信号调理电路和第一单片机；所述信号调理电路的输入端与所述热电偶传感器连接；所述第一单片机的输入端与所述信号调理电路连接。

6.根据权利要求1所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测装置，其特征在于：所述主控模块包括第二单片机、数据上传单元和报警单元；所述第二单片机的输入端分别与第一单片机和红外热成像摄像头连接，所述数据上传单元和报警单元的输入端分别与所述第二单片机连接。

7.根据权利要求5所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测装置，其特征在于：所述第一单片机的型号为STM32F091CBT6。

8.根据权利要求6所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测装置，其特征在于：所述第二单片机的型号为STM32F407VGT6。