一種鋁電解過程溫度和鋁水平綜合測量裝置和方法
2024-01-27 17:16:15
一種鋁電解過程溫度和鋁水平綜合測量裝置和方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋁電解過程溫度和鋁水平測量裝置，包含8-12個感溫節點，所述感溫節點沿直線排列，並且相鄰感溫節點的間距為0.8cm-1.2cm。測量時將傳感器的節點插入鋁液和電解液中，根據多個感溫節點測得的溫度推算鋁水平。本發明可以對電解質溫度、鋁液溫度和鋁水平三參數同時測量，測量時間大大縮短。此外，溫度測量和鋁水平測量傳感器和儀表合為一體，不增加成本。
【專利說明】一種鋁電解過程溫度和鋁水平綜合測量裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於鋁電解【技術領域】，尤其涉及一種鋁電解過程溫度和鋁水平綜合測量裝置和方法。
【背景技術】
[0002]現有技術中，鋁電解過程電解質溫度、鋁液溫度和鋁水平的測量都是分別進行，電解溫度是通過熱電偶測量人工記錄整理，鋁水平的測量是用一根鐵棒插入鋁液中取出後觀測鐵棒冷卻過程顏色的變化，人工測量鐵棒不同顏色的長度而得到鋁水平的測量值，鋁液溫度也是用熱電偶測量，由於高溫腐蝕性，溶體溫度和鋁水平一般一天測量一次。這種測量方法測量精度與現場工作人員的操作和經驗關係大，而且勞動強度較大。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種鋁電解過程溫度和鋁水平綜合測量裝置和方法。
[0004]上述目的是通過下述方案實現的:
一種鋁電解過程溫度和鋁水平測量傳感器，其特徵在於，所述傳感器包含8-12個感溫節點，所述感溫節點沿直線排列，並且相鄰感溫節點的間距為0.8cm-l.2cm。
[0005]根據上述的傳感器，其特徵在於，所述傳感器為熱電偶，所述感溫節點為為熱電偶絲的結合點，在所述熱電偶絲外側套有不鏽鋼套管。
[0006]根據上述的傳感器，其特徵在於，所述傳感器還設有可調的垂直支撐杆，該支撐杆與所述不鏽鋼套管不含感溫節點的一端固定連接，所述支撐杆高度為30cm-50cm。
[0007]—種使用上述測量裝置的測量方法，其特徵在於，所述測量方法包括:
第一步，調節好支撐杆的位子；第二步，將傳感器放入電解槽，直到支撐杆的底部與地面接觸，確保多個感溫節點分布在鋁液和電解質中；第三步，打開數據採集器開關，開始測量，並維持15-25秒；第四步，取出傳感器，儀表自動記錄電解質溫度、鋁液溫度和鋁水平數據；其中，第四步中溫度的測量採用熱電偶直接獲得，鋁水平的計算過程為:找出升溫速率和平衡溫度相差最大的相鄰節點，以這兩個相鄰節點的中間位置作為鋁液和電解質界面的位置，最後根據界面位置和調節支撐杆的高度計算該界面的高度，即鋁水平。
[0008]本發明的有益效果:本發明可以對電解質溫度、鋁液溫度和鋁水平三參數同時測量，測量時間大大縮短。此外，溫度測量和鋁水平測量傳感器和儀表合為一體，不增加成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]參見圖1，本發明的鋁電解過程溫度和鋁水平測量測量裝置包含8-12個感溫節點3，感溫節點沿直線排列，並且相鄰感溫節點3的間距為0.8cm-l.2cm，使用時，這些感溫節點3可以分別位於電解質和鋁液中。為了便於調節高度，傳感器還設有可調的支撐杆5，支撐杆5高度為30cm-50cm。
[0011]優選感溫節點為熱電偶，感溫節點3為熱電偶絲2的結合點，熱電偶絲由引線I引出接到數據採集器(圖中未示出)，在熱電偶絲外側套有不鏽鋼套管4，支撐杆5與地面垂直設置，並且與套管4的一端(不含感溫節點的一端)呈一定角度與套管4固定連接。
[0012]測量過程包括:第一步，根據常規鋁水平調節好支撐杆5的位子，也同時確定了各個感溫節點的高度；第二步，將傳感器放入電解槽，直到支撐杆5與地面接觸，保證多個感溫節點3分布在鋁液和電解質中；第三步，打開數據採集器開關，開始測量，並維持15-25秒；第四步，取出傳感器，儀表自動記錄電解質溫度、鋁液溫度和鋁水平數據。其中，溫度的測量採用熱電偶直接獲得，鋁水平的測量是根據電解質和鋁液的傳熱性能不一樣，升溫速率和平衡溫度都不相同。通過計算各感溫節點的升溫速率，計算各點達到平衡溫度的時間，判斷各節點的位置，找出升溫速率和平衡溫度相差最大的相鄰節點，以這兩個相鄰節點的中間位置(也可以根據溫度變化的趨勢選擇這兩個相鄰節點之間的其他位置)作為鋁液和電解質界面的位置，最後根據界面位置和調節支撐杆的高度計算該界面的高度，即鋁水平。
【權利要求】
1.一種鋁電解過程溫度和鋁水平測量裝置，其特徵在於，所述測量裝置包含8-12個感溫節點，所述感溫節點沿直線排列，並且相鄰感溫節點的間距為0.8cm-l.2cm。
2.根據權利要求1所述的測量裝置，其特徵在於，所述測量裝置為熱電偶，所述感溫節點為熱電偶絲的結合點，在所述熱電偶絲外側套有不鏽鋼套管。
3.根據權利要求2所述的測量裝置，其特徵在於，所述測量裝置還設有可調的垂直支撐杆，該支撐杆與所述不鏽鋼套管不含感溫節點的一端固定連接，所述支撐杆高度為30cm_50cm。
4.一種使用如權利要求1-3之一的測量裝置的測量方法，其特徵在於，所述測量方法包括: 第一步，調節好支撐杆的位子；第二步，將傳感器放入電解槽，直到支撐杆的底部與地面接觸，確保多個感溫節點分布在鋁液和電解質中；第三步，打開數據採集器開關，開始測量，並維持15-25秒；第四步，取出傳感器，儀表自動記錄電解質溫度、鋁液溫度和鋁水平數據；其中，第四步中溫度的測量採用熱電偶直接獲得，鋁水平的計算過程為:找出升溫速率和平衡溫度相差最大的相鄰節點，以這兩個相鄰節點的中間位置作為鋁液和電解質界面的位置，最後根據界面位置和調節支撐杆的高度計算該界面的高度，即鋁水平。
【文檔編號】G01D21/02GK103954320SQ201410206118
【公開日】2014年7月30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, 張秋萍, 張玉輝, 琚廷瑞 申請人:北方工業大學