SU625638A3 - Способ непрерывного определени внутреннего сопротивлени электролитической ванны и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Claims (2)

1. с  на поверхности анода, который таким образом подвергаетс  постепенному сгора юио. За искгаоче1шем вс кого внешнего вмешательства , внутреннее сопротивление измен етс  по двум основным причинам, с одной стороны, подъем плоскости, нааьтаемой плоскостью анода, котора  огра ничоавает систему анодов . по отношению к катоду, в результате сгорани  анодов, с другой стороны, постепенное обеднение ванны в окиси алюмини . Когда содержание окиси алюмини  опускаетс  ниже критической величины, котора  составл ет пор дка 1-3%, анод пол ризует с , т,ее электрохимический процесс мен ет св го природу, измен   значительным образом внутреннее сопротивление и против о-электродвижущую силу. В св зи с тем, что некоторое количес во ванн установлено последовательно, ток tj , который регулируетс , практически не мен етс , вследствие чего происходит значительное увеличение напр жени  на зажимах пол ризованной ванны. Внутреннее сопротивление рассчи1Ъшае с  по формуле - и и tf легко измерить, однако Е при этом неизвестно. В результате этого берут за Е среднюю посто нную величину такую как 1,65 В. Этот способ, назьшае мый псевдо-сопротивлетше, используетс  в насто щее врем  на ваннах fll. Однако он не удовлетвор ет услови м ста бильной и автоматической работы. Наиболее близким техническим решеЩ1ем к изобретению можно считать способ определени  внутреннего сопротивлени  электрический ванны, заключающийс  в том, что на посто нное напр жение на зажимах ванны накладывают переменный ток,, йзмершот ток и напр жение через ванну, детект11руют измерешлые величины и по отиошеш ю измеренных величин вы числ ют внутреннее сопротивление. . . . Известное устройство дл  осуществле ни  этого способа содержит электричес:ку1о ванну с шинами питани  и анодом, токоприемншс, расположенный на щипе пи тани , приеш1ик напр жени , соединенный с анодом и катодом ванны, генератор перемеюшго тока, имеющий два выхода выход синусоидального и пр моугольного сигналов, усилитель мс дности, блсаш синхронного детектировани  тока и.напр жени . Выход синусоидального си нала генератора соединен с усилителем мощности, а выход последнего подключен к питающим шинам ванны. Однако ввиду того, что способ основываетс  на нескольких гипотезах, которые не подтверждаютс  на практике, в част- ности, на промышленных ваннах он имеет недостаточную точность измерени , В пер вую очередь, гипотеза о сопротивлении перемеиюму току означает, что поведение ванны аналогично поведению узла пассивных элементов, при этом сопротивление переменному току может аннулироватьс  и стать отрицательным, что вызьшает необходимость активных элементов. Целью изобретени  51вл етс  повышение точности измерени . Достигаетс  это тем, что измерени  внутреннего сопротивлени  ванны ведут, как минимум, при двух дискретных убывающих значени х частоты, а в устройст во дл  осуществлени  способа введен разделитель досто нного и переменного напр жени , два избирательных усилител . усилитель с гальванической изол цией, оператор-дели те ль, фазовращатель с выходами сигнешов, сдвинутых по фазе от О до 90 , согласователь полного сопро тивлени , последний соединен с токоприен НИКОМ с одной сторрны, а с другой стороны через первый избирательный усилитель с блоком детектировани  тока, который соединен с одним из выходов фазовращател , другой выход фазовращател  соединен с блоком детекгши напр жени , последний соединен с приемником напр жени  через разделитель посто нного и переменного напр жеда , согласователь полного сопротивлени  и второй избирательный усилитель, выходы блоков синхронного детектировани  соединены с входом оператора - делител , выход пр моугольного сигнала генератора соединен с входом усилител  с гальванической изол цией, а выход пocлeдlieгo соединен через фазовращатель с блоком синхронного детектировани . Способ непрерывного определени  внут репнего сопротивлени  электролитической ванны .заключаетс : в наложении слабого переменного тока на ток электролиза . Ванна рассматриваетс  как импеданс, активна  часть и реактивна  часть которого последовательно определ ютс  при заданной частоте. Изменени  активной части используютс  дл  определени , путем экстрапол ции при нулевой частоте величины сопротивлени  постепенному току ванны. Можно затем измерить посто нное напр жение (TJ ) на зажимах ванны и силу (3 ) посто нного тока, проход щего через нее, и определить противоэлектродвижущую силу электролиза (Е) формулой Е и - R . Найденна  таким образом величина CR ) может служить исходной точкой дл  регулировани  положени  плоскости анода. Следовательно, на посто нный ток силой 3 , который проходит через ванну накладьшают переменный ток с частотой и с силой V f , предпочтительно пор дка 10 1. Полное напр жение Y на зажимах ванны в этом случае составит E -R3- 2:iii, гдеих переменное напр жение, получае мое от тока i. , aZi импеданс ванны при частоте. Измер ют полное напр жение Y и путе фильтрации отдел$иот его посто нную составл ющую II от его переменной состав л5пощей Г-{ ; одновременно измер ют ток if, например, методом индукции. ; С помощью синхронного детектора изм psnoT Jcocтaвл юшyюU , котсфа  совпадает по фазе с током 1 , а также ту, котора  сдвинута по фазе на 9О по отно щешио к тежу i . Отсюда наход т ЧЧЧ-Г1 где ri и Xi - с оставл ющие 2 , которые соответственно совпа дают по фазе и сдвинуты по фазе на 9 О по отноше нию к току i I ; ф - угол фазы переменного напр жени  по отношению к току 4 i . Энергии рассе нней в ванне переменным током с частотой , соответствует истинна  часть г импеданса, в то врем  какТ соответствует только энерги , рассе нна  при эффекте Джоул -Ленца. Если частоту i стрем тс  свести к нулю i р стремитс  к R . Таким образом, черт т их кривую, дающую составл ющую pi в зависимости от частоты , и экстраполируют до нулевой величины изменени  с тем, чтобы получить г( 0) Т На чертеже приведена блок-схема устройства дл  осушестлени  способа. Устройство включает электролитическую ванну с анодом 1, катодом 2, провод щие щины 3. Ванна состоит из канала измерени  модулированного тока, который включает в себ  индуктивный зонд 4 Лл  измерени  тока и интегрирующий .согласователь 5 полного сопротивлени ; 86 одного канала измерени  напр жени  V электролиза, который содержит устройство 6 защиты от перенапр жений и разделитель 7 посто нного и переменного тока модул тора тока 8, включенного между полюсами ванны и управл емого генератором низкой частоты 9, опорного усилител  с гальванической изол цией 1О и двух блоков синхронной  етекции 11, один из которых относитс  к напр жению ui. 1 а другой к току if , и которые воздействуют на оператор-де:ш тель ( uit/i ). Ванна может быть дополнена частотомером 13, дающим частоту , и считьшаюшим аппаратом 14, дающим составл ющую Г i , фазовращателем 15, избирательными усилител ми 16 и 17. Величина внутреннего сопротивлени , измеренна  способом .позвол ет управл ть автоматическим прибором управлени  рассто нием анода ванны. Одновременно измерение величин 1 и Е может служить дл  включени  подачи окиси алюмини  в ванну. Предлагаемые способ и устройство примен ютс  дл  определени  сопротивлени  всех электрических ванн и, в част ности, ванн, предназначенных дл  получени  алюмини  путем огневого электролиза окиси алюмини . Формула изобретени  1.Способ непрерьшного определени  внутреннего сопротивлени  электрической ванны, состо щий в том, что на посто нное напр жение на зажимах ванны накладьюают переменный ток, измер5пот ток и напр жение через ванну, детектируют измеренные величины и внутреннее сопротивление определ ют по отношению измеренных величин, отличающийс   тем, что, с целые повышени  точности измерени , ведут, как минимум, при двух дискретных убывающих значени х частоты.
2. 2.Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее электролитическую ванну с шинами питани , катодом и анодом, токоприемник, расположенный на щине питани , приемник напр жени , соединенный с анодом и катодом ванны, генератор переменного тока, имеющий два выхода - выход синусоидального и пр моугольного сигнале, усилитель мощности , блоки сихронного детектирсеани  тока и напр жени , выход синусоидального сигнала генератора соединен с усилителем мощности:, а выход пооледнего подключен к питающим шинам ванны, о т л и ч а юш , е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , в .устройство введен разделитель посто нного и перемеьшого напр жени , два избирательных усилител , усилитель с гальванической изол цией, операторнделитель,фрзовращатель с выходами сигналов, сдвинутых по фазе от О до 90 , согласователь полного сопротивле ни , последний соединен с токоприемником с одной стороны, а с другой стороны через первый избирательный усилитель с блоком детектировани  тока, который соединен с одним из выходов фазовращател , другой выход фазовращател  соединен с блоком детекции напр жени , последний соединен с приемником напр жени  через разделитель посто нного и переменного напр жени , согласователь полного сопротивлени  и второй избирательный усилитель , выходы блоков синхронного детектировани  соединены с входом оператораделител , выход пр моугольного сигнала генератора соединен с входом усилител  с гальванической изол цией, а выход последнего соединен через фазовращатель с блоком синхронного детектировани . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1. За вка ФРГ № 2О50 126, 13.10,70, 20.04.72.

   СЗН

   fZ

   м