電解池槽壓監控裝置製造方法
2023-05-23 22:17:56 2
電解池槽壓監控裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種電解池槽壓監控裝置，包括電壓採集模塊，濾波器件，用於濾去所述電壓採集模塊傳送來的電壓信號中的毛刺；信號放大器件，用於放大經過濾波後的電壓信號；模數轉換器件，用於將放大後的模擬電壓信號轉換為數字電壓信號，並傳送到隔離器件；隔離器件，用於隔離所述數字電壓信號、系統信號；信號處理器件，用於將處理隔離器件傳送來的電信號，處理結果傳送到無線通信器件；無線通信器件，用於將無線傳輸所述處理結果。本實用新型具有監控精度高、安裝維護方便等優點，並有助於降低後續信號處理的難度。
【專利說明】電解池槽壓監控裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電壓監控，特別涉及電解池槽壓監控裝置。
【背景技術】
[0002]有色金屬電解是精鍊冶金的關鍵一步，電流通過物質而引起化學變化的過程。化學變化是物質失去或獲得電子(氧化或還原)的過程。電解過程是在電解池中進行的。電解池是由分別浸沒在含有正、負離子的溶液中的陰、陽兩個電極構成。電流流進負電極(陰極)，溶液中帶正電荷的正離子遷移到陰極，並與電子結合，變成中性的元素或分子；帶負電荷的負離子遷移到另一電極(陽極)，給出電子，變成中性元素或分子。
[0003]電解工藝中電解池槽電壓是表徵電解池工作是否正常的重要指標，它直接影響電解產品的質量、外觀和能耗。
[0004]電解工藝中，電流效率和電解廣品的品極率是考核電解生廣效率和能力的重要指標，而陰極和陽極的極間短路會對這兩個指標產生不利的影響。極間短路俗稱「燒板」，它不僅造成電流在每塊陰極的分配不均，而且極間短路的觸點由於電阻較大，會造成電流的損失，直接影響了電流效率。極間短路造成部分電能由於發熱而消耗，即實際產銅量降低，那麼電流效率自然也會降低，同時該廠的噸銅耗電也要增加。一般正常生產時，銅電解的電流效率在95%?98%，如果出現極間短路，那麼將使電流效率下降1%?3%，如果嚴重的還會更高。另一方面，在發生極間短路的陰極上，板面極間短路部分通常有大面積粗狀結晶和結粒，因此，極間短路和陰極板面質量惡化是伴隨發生的。
[0005]目前常用的槽壓在線監測方式為:用電壓變送器(互感器)把槽壓轉化成標準的4-20MA的標準信號直接給DCS，通過DCS中控系統來監測槽壓變化曲線；這種方法主要弊端有三個:1)精度不高；2)模擬量信號不易處理；3)通信方式是有線的，在實際生產中，通信線往往被損壞，導致實際的系統無法工作。
實用新型內容
[0006]為了解決上述現有技術方案中的不足，本實用新型提供了一種監控精度高、安裝維護方便的電解池槽壓監控裝置，並有助於降低後續信號處理的難度
[0007]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0008]一種電解池槽壓監控裝置，所述電解池槽壓監控裝置包括電壓採集模塊，進一步包括:
[0009]濾波器件，所述濾波器件用於濾去所述電壓採集模塊傳送來的電壓信號中的毛刺；
[0010]信號放大器件，所述信號放大器件用於放大經過濾波後的電壓信號；
[0011]模數轉換器件，所述模數轉換器件用於將放大後的模擬電壓信號轉換為數字電壓信號，並傳送到隔離器件；
[0012]隔離器件，所述隔離器件用於隔離所述數字電壓信號、系統信號；[0013]信號處理器件，所述信號處理器件用於將處理隔離器件傳送來的電信號，處理結果傳送到無線通信器件；
[0014]無線通信器件，所述無線通信器件用於無線傳輸所述處理結果。
[0015]根據上述的電解池槽壓監控裝置，優選地，所述隔離器件具體採用:
[0016]變壓器，所述變壓器單獨為所述模數轉換器件供電；
[0017]電光轉換器件，所述電光轉換器件用於將所述數字電壓信號轉換為光信號；
[0018]光電轉換器件，所述光電轉換器件用於將所述光信號轉換為電信號，並傳送到信號處理器件。
[0019]根據上述的電解池槽壓監控裝置，可選地，所述電解池槽壓監控裝置進一步包括:
[0020]校準器件，所述校準器件用於校準所述模數轉換器件。
[0021]根據上述的電解池槽壓監控裝置，優選地，所述隔離器件進一步包括:
[0022]變壓器，所述變壓器單獨為所述模數轉換器件供電；
[0023]電磁轉換器件，所述電磁轉換器件用於將所述數字電壓信號轉換為磁信號；
[0024]磁電轉換器件，所述磁電轉換器件用於將所述磁信號轉換為電壓信號，並傳送到信號處理器件。
[0025]與現有技術相比，本實用新型具有的有益效果為:
[0026]1、全數位訊號處理:使用高速高帶寬ADC將採集到的電壓信號模數轉化，實現後續信號的數位化處理，一旦實現了數位化，後續處理都非常方便易用；
[0027]2、精度高:電壓監控精度可以達到0.5毫伏，遠低於現有技術中100毫伏的監控精度，顯著地提高系統的檢測精度；
[0028]3、無線通信方式:不受現場環境影響，安裝、維護簡單；
[0029]4、採用的隔離器件有效地隔離了系統信號和電壓信號，有助於進一步提高電壓監控精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]參照附圖，本實用新型的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是:這些附圖僅僅用於舉例說明本實用新型的技術方案，而並非意在對本實用新型的保護範圍構成限制。圖中:
[0031]圖1為本實用新型的電解池槽壓監控裝置的結構簡圖。
【具體實施方式】
[0032]圖1和以下說明描述了本實用新型的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現本實用新型。為了教導本實用新型技術方案，已簡化或省略了一些常規方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本實用新型的範圍內。本領域技術人員應該理解下述特徵能夠以各種方式組合以形成本實用新型的多個變型。由此，本實用新型並不局限於下述可選實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。
[0033]實施例1:
[0034]圖1示意性地給出了本實用新型實施例的電解池槽壓監控裝置的結構簡圖，如圖I所示，所述電解池槽壓監控裝置包括:
[0035]電壓採集模塊，所述電壓採集模塊是本領域的現有技術，在此不再贅述；
[0036]濾波器件，所述濾波器件用於濾去所述電壓採集模塊傳送來的電壓信號中的毛刺；所述濾波器件可採用高速採集FPGA或MCU，在去毛刺的同時，還進行了抗幹擾處理；
[0037]信號放大器件，所述信號放大器件用於放大經過濾波後的電壓信號；具體的信號放大器件是現有技術，在此不再贅述；
[0038]模數轉換器件，所述模數轉換器件須採用高精度的模數轉換器件，用於將放大後的模擬電壓信號轉換為數字電壓信號，並傳送到隔離器件；
[0039]隔離器件，所述隔離器件用於隔離所述數字電壓信號、系統信號，具體採用以下器件來實現:變壓器，所述變壓器單獨為所述模數轉換器件供電；電光(或電磁)轉換器件，所述電光轉換器件用於將所述數字電壓信號轉換為光信號；光電(或磁電)轉換器件，所述光電轉換器件用於將所述光信號轉換為電信號，並傳送到信號處理器件。
[0040]信號處理器件，所述信號處理器件用於處理隔離器件傳送來的電信號，處理結果傳送到無線通信器件；所述信號處理器件是本領域的現有技術，在此不再贅述；
[0041 ] 無線通信器件，所述無線通信器件用於無線傳輸所述處理結果。
[0042]實施例2:
[0043]根據實施例1的電解池槽壓監控裝置在電解銅中的應用例。
[0044]在該應用例中，濾波器件採用MCU，校準器件採用自動校準方案，取基準O和I電壓，自動完成校準功能；基準O電壓通過短路得出，基準I電壓是通過穩壓源晶片給出，自動校準功能通過設定一定時間把ADC的O和I伏電壓切換到基準O和基準I來完成。;模數轉換器件採用高精度的ADC ；隔離器件包括為ADC單獨供電的變壓器以及電光轉換器件、光電轉換器件；信號處理器件採用RISC CPU，實現對電壓信號的提取、變換、分析、綜合等處理；無線通信器件使用穩定性較好和開放的低頻433MHz。
[0045]實施例3:
[0046]根據實施例1的電解池槽壓監控裝置在電解銅中的應用例。
[0047]在該應用例中，濾波器件採用高速採集的FPGA，校準器件採用自動校準方案，取基準O和I電壓，自動完成校準功能；基準O電壓通過短路得出，基準I電壓是通過穩壓源晶片給出，自動校準功能通過設定一定時間把ADC的O和I伏電壓切換到基準O和基準I來完成。模數轉換器件採用高精度的ADC ;隔離器件包括為ADC單獨供電的變壓器、用於將ADC輸出的數字電壓信號轉換為磁信號的電磁轉換器件、將所述磁信號轉換為電壓信號的磁電轉換器件；信號處理器件採用RISC CPU，實現對電壓信號的提取、變換、分析、綜合等處理；無線通信器件使用穩定性較好和開放的WIFI2.4GHz制式的傳輸器件。
【權利要求】
1.一種電解池槽壓監控裝置，所述電解池槽壓監控裝置包括電壓採集模塊，其特徵在於:所述電解池槽壓監控裝置進一步包括: 濾波器件，所述濾波器件用於濾去所述電壓採集模塊傳送來的電壓信號中的毛刺； 信號放大器件，所述信號放大器件用於放大經過濾波後的電壓信號； 模數轉換器件，所述模數轉換器件用於將放大後的模擬電壓信號轉換為數字電壓信號，並傳送到隔離器件； 隔離器件，所述隔離器件用於隔離所述數字電壓信號、系統信號； 信號處理器件，所述信號處理器件用於將處理隔離器件傳送來的電信號，處理結果傳送到無線通信器件； 無線通信器件，所述無線通信器件用於無線傳輸所述處理結果。
2.根據權利要求1所述的電解池槽壓監控裝置，其特徵在於:所述隔離器件進一步包括: 變壓器，所述變壓器單獨為所述模數轉換器件供電； 電光轉換器件，所述電光轉換器件用於將所述數字電壓信號轉換為光信號； 光電轉換器件，所述光電轉換器件用於將所述光信號轉換為電信號，並傳送到信號處理器件。
3.根據權利要求1所述的電解池槽壓監控裝置，其特徵在於:所述電解池槽壓監控裝置進一步包括: 校準器件，所述校準器件用於校準所述模數轉換器件。
4.根據權利要求1所述的電解池槽壓監控裝置，其特徵在於:所述隔離器件進一步包括: 變壓器，所述變壓器單獨為所述模數轉換器件供電； 電磁轉換器件，所述電磁轉換器件用於將所述數字電壓信號轉換為磁信號； 磁電轉換器件，所述磁電轉換器件用於將所述磁信號轉換為電壓信號，並傳送到信號處理器件。
【文檔編號】G01R19/25GK203786200SQ201420181382
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】張健 申請人:張健