一種電解槽陽極電流分布和側壁溫度在線測量電路的製作方法
2023-08-05 08:29:51
一種電解槽陽極電流分布和側壁溫度在線測量電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電解槽陽極電流分布和側壁溫度在線測量電路，其特徵在於，所述測量電路包括信號調理電路、多路模擬開關、DSP、CPLD、FLASH存儲器、USB/RS485轉換器、電源和計算機；所述信號調理電路的輸入端連接傳感器的採樣信號輸出線，並且所述信號調理電路的輸出端連接到多路模擬開關，該多路模擬開關連接A/D轉換器，該A/D轉換器的輸出端連接到DSP；所述DSP的選通信號連接到所述多路模擬開關；CPLD連接到所述DSP，以便於更方便控制；所述DSP通過RS485總線與所述計算機連接。本實用新型的傳感器使用高溫粘結劑固定，比現有技術的夾具使用簡便，並且能夠同時進行多路信號的複雜傳輸和監控。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電解槽的自動控制領域，尤其涉及一種電解槽陽極電流分布和側 壁溫度在線測量電路。 -種電解槽陽極電流分布和側壁溫度在線測量電路
【背景技術】
[0002] 大幅度節能降耗是政府和鋁冶金工作者一直努力的目標。近些年鋁電解的自動 化、智能化研究十分活躍，儘管取得了很大的成就，但限制其發展的瓶頸問題沒有得到很好 解決，眾多反映過程特性的參數難以在線測定。鋁電解槽變量的時變性及變量之間的強耦 合性決定了他們的在線綜合測量具有重大的現實意義。目前，鋁電解過程許多參數，如：電 導率、分子比、氧化鋁濃度、傳熱係數等都要取樣離線分析；熔體流速、溫度、過熱度、鋁水平 等參數的測定也很難同時進行。離線測量分析一則勞動強度大，費力費財；二則由於參數的 時變特徵對生產過程指導意義有局限。目前普遍認為：鋁電解過程參數的檢測問題是影響 鋁電解控制技術發展的主要原因，解決這一問題是目前工業生產提高電流效率、降低電能 消耗的主要途徑。
[0003] 鋁電解過程陽極電流分布和溫度分布對電解槽的穩定性、對電流效率、能量消耗 有重要影響。這些參數的連續測量非常重要。
[0004] 現有技術中，鄭州中實賽爾科技有限公司發明了鋁電解槽陽極電壓信號採集裝 置，涉及一種在線式鋁電解槽陽極電流分布測量系統的電壓信號採集裝置。王紹鵬等公開 了一種電解槽多功能在線測試裝置；張志芳等人發明了一種鋁電解槽電流分布在線監測系 統；鐵軍發明了一種利用計算機遠程監測鋁電解槽槽殼溫度的方法；劉炎森等人提供一種 鋁電解陽極卡具壓降自動監測裝置；楊建紅等人公開了一種鋁電解槽陽極電流在線測量裝 置。郭力等人發明了基於鋁電解槽陽極電流分布的在線測量裝置及其測量方法；劉永強等 人發明了一種鋁電解陽極電流分布無線測量裝置。還有雲南鋁業公司等單位也設計了類似 的測量系統。這些技術都不同程度存在裝置結構複雜、安裝困難、測量不夠穩定等問題。 實用新型內容
[0005] 本實用新型的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種電解槽陽極電流分布和 側壁溫度在線測量電路。
[0006] 上述目的是通過下述方案實現的：
[0007] -種電解槽陽極電流分布和側壁溫度在線測量電路，其特徵在於，所述測量電路 包括信號調理電路、多路模擬開關、DSP、CPLD、FLASH存儲器、USB/RS485轉換器、電源和計 算機；所述信號調理電路的輸入端連接傳感器的採樣信號輸出線，並且所述信號調理電路 的輸出端連接到多路模擬開關，該多路模擬開關連接A/D轉換器，該A/D轉換器的輸出端連 接到DSP ;所述DSP的選通信號連接到所述多路模擬開關；用於後續開發的CPLD連接到所 述DSP ;所述DSP通過RS485總線與所述計算機連接。
[0008] 根據上述的在線測量電路，其特徵在於，所述DSP為DSP5416晶片，並且所述DSP 通過RS485/USB轉換器與所述計算機的USB接口連接。
[0009] 根據上述的在線測量電路，其特徵在於，所述傳感器包括電極和溫度計，所述電極 採用高溫導電粘結劑固定在所述陽極上，所述溫度計採用高溫粘結劑固定在電解槽側壁。 [0010] 本實用新型的有益效果：本實用新型的傳感器使用高溫粘結劑固定，比現有技術 的夾具使用簡便，並且能夠同時進行多路信號的複雜傳輸和監控。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1是本實用新型的電路圖。
【具體實施方式】
[0012] 參見圖1，本實用新型的電解槽陽極電流分布和側壁溫度在線測量電路包括信號 調理電路、多路模擬開關、DSP、CPLD、FLASH存儲器、USB/RS485轉換器、電源和計算機。電 源為除了計算機以為的各個單元供電。
[0013] 信號調理電路的輸入端連接傳感器的採樣信號輸出線，用於接收多路採樣信號。 信號調理電路的輸出端連接到多路模擬開關，該多路模擬開關連接A/D轉換器，該A/D轉換 器的輸出端連接到DSP。DSP的選通信號連接到多路模擬開關；CPLD連接到所述DSP，CPLD 的是一種可編程邏輯器件，它可以在製造完成後由用戶根據自己的需要定義其邏輯功能， 連接的flash存儲器用於擴展存儲能力，存貯採集的數據，上傳到計算機。DSP通過RS485 總線與計算機連接。2. DSP優選為DSP5416晶片，並且該晶片通過RS485/USB轉換器與計算 機的USB接口連接。
[0014] 傳感器包括電極和溫度計，所述電極採用高溫導電粘結劑固定在所述陽極上，所 述溫度計採用高溫粘結劑固定在電解槽側壁。
[0015] 採用等距壓降法測陽極電流，採用高溫導電粘結劑固定採樣節點；再通過耐高溫 導線連接到信號調理電路，整個測量電路裝置固定在電解槽上方，採集的數據通過485總 線傳輸到上位機，陽極導杆溫度採用不定期巡檢。側壁溫度通過表面溫度計測量，表面溫度 計用高溫粘結劑固定在槽殼測量點，再通過耐高溫導線連接到測量電路，通過多點數據採 集模塊和通訊系統，測量數據傳入上位機中並進行存儲。通過計算機軟體可進行顯示查詢。
【權利要求】
1. 一種電解槽陽極電流分布和側壁溫度在線測量電路，其特徵在於，所述測量電路包 括信號調理電路、多路模擬開關、DSP、CPLD、FLASH存儲器、USB/RS485轉換器、電源和計算 機；所述信號調理電路的輸入端連接傳感器的採樣信號輸出線，並且所述信號調理電路的 輸出端連接到多路模擬開關，該多路模擬開關連接A/D轉換器，該A/D轉換器的輸出端連接 到DSP ;所述DSP的選通信號連接到所述多路模擬開關；用於後續開發的CPLD連接到所述 DSP ;所述DSP通過RS485總線與所述計算機連接。
2. 根據權利要求1所述的在線測量電路，其特徵在於，所述DSP為DSP5416晶片，並且 所述DSP通過RS485/USB轉換器與所述計算機的USB接口連接。
3. 根據權利要求1所述的在線測量電路，其特徵在於，所述傳感器包括電極和溫度計， 所述電極採用高溫導電粘結劑固定在所述陽極上，所述溫度計採用高溫粘結劑固定在電解 槽側壁。
【文檔編號】C25C3/16GK203890453SQ201420250272
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】曾水平, 張玉輝, 琚廷瑞, 張秋萍 申請人:北方工業大學