本發明專利技術公開了一種鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監測方法及其裝置，它是利用一根載波信號線連接陽極導桿（1）的夾具和載波裝置（2）、另一根信號線連接預裝在陰極鋼棒爆炸焊塊（5）和信號接收裝置（3）；載波裝置（2）O端與信號接收裝置（3）N端連接形成一測量回路；載波裝置（2）向測量回路載入一特定頻率f的正弦信號，對極距進行測量；信號接收裝置（3）與工控機（4）連接；信號接收裝置（3）接收輸入電壓UAO與輸出電壓UMN數據，并將處理后的數據傳輸至工控機（4）；從而將電解槽等效為一個LCR電路，通過計算輸出電壓UMN與輸入電壓UAO幅值比，即可計算出極距。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋁電解監測
，尤其涉及一種基于載波法的鋁電解槽鋁液界面 波動和極距在線監測方法及其監測裝置。
技術介紹
鋁電解生產中，極距是指鋁電解槽陽極底掌到陰極鋁液與電解質的界面之間的距 離。它既是電解過程中的電化學反應區域，又是維持電解溫度的熱源中心，因此，調節極距 的變化是鋁電解生產控制的重要手段。增大極距，雖然能夠提高電流效率，但是槽電壓也隨 之增大，能耗就越高，所以，鋁電解槽只有保持一定的極距才能正常生產。另外，由于反應過 程中，陽極底掌下陽極氣體C02的生產、運動和排放以及磁場的作用會擾動鋁液界面，形成 鋁液界面波動，也會造成能耗的增大。綜上所述，實現鋁電解鋁液界面波動和極距的實時監 測對于鋁電解生產的節能降耗具有十分重要的意義。 目前，工業上大多數采用釬插法對極距進行測量，該方法是人工將特制的釬子從 出鋁口插入槽中，抽出然后記錄下極距的高度。這種方法不僅忽略了鋁液界面的波動，誤差 很大，而且只能粗略的反應電解槽某一處的極距，不能反映整個電解槽極距的變化情況；也 有采用陽極導桿等距壓降法判斷不同槽況鋁液界面波動的相對大小，但該方法不能確定鋁 液界面波動的高低；還有采用單位高度電解質電壓降、槽電壓幾初電解質壓降以外的電壓 降計算實時極距并計算鋁液高度，但該方法是以電解工況和系列電流不變為前提的，不能 真實反映實際生產中極距和鋁液界面波動的情況；也有采用組合式測試探頭插入電解槽熔 體中，從各探頭獲取從陽極底掌到陰極之間各部分電壓降數據來計算極距和鋁液界面波動 情況的方法，但該方法也是只能測量出電解槽一定區域的極距值。【專利技術內容】 本專利技術的目的在于提供一種基于載波法的鋁電解槽鋁液界面波動和極距的在線 監測方法及其監測裝置，以解決現有技術測量誤差大，不能實時反映全槽鋁液界面波動和 極距變化，導致電解生產控制水平低等問題。 本專利技術的技術方案如下： 本專利技術是這樣一種基于載波法的鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監測方法，它包括 以下步驟： 步驟1 :自制載波信號線(高溫屏蔽線)，帶接線端子一端連接安裝在陽極導桿的夾具上 (信號載入點)，帶航空插頭一端接載波裝置A端； 步驟2 :另一根信號線（高溫屏蔽線）帶接線端子一端接入預裝在陰極鋼棒爆炸焊塊上 的接線柱，帶航空插頭一端接信號接收裝置Μ端； 步驟3 :載波裝置0端與信號接收裝置Ν端連接形成一測量回路； 步驟4 :載波裝置向測量回路載入一特定頻率f的正弦信號，對極距進行測量； 步驟5 :信號接收裝置與工控機電連接； 步驟6 :信號接收裝置接收輸入電壓UA。與輸出電壓UMN數據，并將處理后的數據傳輸至 工控機； 步驟7 :將電解槽等效為一個LCR電路，工控機根據公式：通過計算輸出電壓UMN與輸入電壓UA。幅值比，即可計算出極距。式中：CX為極距等效 電容；ε為相對介電常數；εc為真空介電常數；ZiS電解槽等效電路的總阻抗；Z為測量回 路的總阻抗；其中，測量回路既可為電解槽進電側或出電側陽極導桿與其對應陰極鋼棒頭 進電側或出電側之間的回路計算極距，也可為進電側陽極導桿與其相鄰的陰極鋼棒頭進電 側或與其對應的陰極鋼棒的出電側形成回路監測鋁液界面波動情況。 用于上述方法的本專利技術一種基于載波法的鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監 測裝置，它包括載波裝置、信號接收裝置與工控機，載波裝置與信號接收裝置電連接，信號 接收裝置與工控機連接；自制載波信號線，帶接線端子一端連接安裝在陽極導桿的夾具上 (信號載入點)，帶航空插頭一端接載波裝置A端；另一根信號線帶接線端子一端接入預裝在 陰極鋼棒爆炸焊塊上的接線柱，帶航空插頭一端接信號接收裝置Μ端；載波裝置0端與信 號接收裝置Ν端連接形成測量回路。載波裝置可根據槽型不同產生不同的載波信號；所述 信號接收裝置，它還包括參數調整電路、濾波電路和數據采集卡；信號接收裝置至少為4通 道。 本專利技術有益效果： 利用本專利技術提供的在線監測方法和裝置，可在線準確獲取電解槽各區域的實時極距和 鋁液界面波動情況為鋁電解槽的優化管控提供了強大的數據支持；本專利技術解決了現有技術 測量不精確，很難對各種工況下的極距和鋁液界面波動狀態變化進行實時監測，導致電解 生產控制水平低等問題。【附圖說明】 圖1為本專利技術監測裝置結構示意圖； 圖2為本專利技術監測方法原理等效電路示意圖； 圖3為本專利技術監測方法不同測量回路示意圖。【具體實施方式】 下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。 如圖1所示，本專利技術的這種基于載波法的鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監測 裝置，它包括載波裝置2、信號接收裝置3與工控機4,載波裝置2與信號接收裝置3電連接， 信號接收裝置3與工控機4連接；自制載波信號線，該載波信號線為高溫屏蔽線，其一端帶 接線端子，另一端帶航空插頭。將載波信號線帶接線端子一端連接安裝在陽極導桿1的夾 具上(信號載入點)，帶航空插頭一端接載波裝置2的A端；另一根信號線帶接線端子一端接 入預裝在陰極鋼棒爆炸焊塊5上的接線柱，帶航空插頭一端接信號接收裝置3的Μ端；載波 裝置2的0端與信號接收裝置3的Ν端連接形成測量回路。載波裝置可根據槽型不同產生 不同的載波信號；信號接收裝置3包括參數調整電路、濾波電路和數據采集卡；信號接收裝 置3至少為四通道。 如圖2所示，圖2展示了本專利技術監測方法原理等效電路示意圖。本專利技術的監測方 法是這樣的：將自制載波信號線（高溫屏蔽線)，帶接線端子一端連接安裝在陽極導桿1的 夾具上(信號載入點)，帶航空插頭一端接載波裝置2的Α端；另一根信號線(高溫屏蔽線)帶 接線端子一端接入預裝在陰極鋼棒爆炸焊塊5上的接線柱，帶航空插頭一端接信號接收裝 置3的Μ端；載波裝置2的0端與信號接收裝置3的N端連接形成一測量回路；載波裝置2 向測量回路載入一特定頻率f的正弦信號，對極距進行測量；信號接收裝置3與工控機4電 連接；信號接收裝置3接收輸入電壓UA。與輸出電壓UMN數據，并將處理后的數據傳輸至工 控機4 ;通過計算輸出電壓UMN與輸入電壓UA。幅值比，即可計算出極距。 實施本專利技術監測方法的一種測量回路如圖3所示：電解槽進電側陽極導桿A1與其 對應陰極鋼棒頭進電側0或出電側1之間的回路計算極距，也可為進電側陽極導桿A1與其 相鄰的陰極鋼棒頭進電側2或與其對應的陰極鋼棒的出電側3形成回路監測鋁液界面波動 情況。 當然，以上只是本專利技術的具體應用范例，本專利技術還有其他的實施方式，凡采用等同 替換或等效變換形成的技術方案，均落在本專利技術所要求的保護范圍之內。【主權項】1. 一種鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監測方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1 :將一根載波信號線帶接線端子一端連接安裝在陽極導桿的夾具上，帶航空插 頭一端接載波裝置A端； 步驟2 :另一根載波信號線帶接線端子一端接入預裝在陰極鋼棒爆炸焊塊上的接線 柱，帶航空插頭一端接信號接收裝置Μ端； 步驟3 :載波裝置0端與信號接收裝置Ν端連接形成一測量回路； 步驟4 :載波裝置向測量回路載入一特定頻率f的正弦信號，對極距進行測量； 步驟5 :信號接收裝置與工控機連接； 步驟6 :信號接收裝置接收輸入電壓UA。與輸出電壓UMN數據，并將處理后的數據傳輸至 工控機； 步驟7 :將電解槽本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種鋁電解槽鋁液界面波動和極距在線監測方法，其特征在于包括以下步驟：步驟1：將一根載波信號線帶接線端子一端連接安裝在陽極導桿的夾具上，帶航空插頭一端接載波裝置A端；步驟2：另一根載波信號線帶接線端子一端接入預裝在陰極鋼棒爆炸焊塊上的接線柱，帶航空插頭一端接信號接收裝置M端；步驟3：載波裝置O端與信號接收裝置N端連接形成一測量回路；步驟4：載波裝置向測量回路載入一特定頻率f的正弦信號，對極距進行測量；步驟5：信號接收裝置與工控機連接；步驟6：信號接收裝置接收輸入電壓UAO與輸出電壓UMN數據，并將處理后的數據傳輸至工控機；步驟7：將電解槽等效為一個LCR電路，工控機根據以下公式：通過計算輸出電壓UMN與輸入電壓UAO幅值比，即可計算出極距；式中：Cx為極距等效電容；ε為相對介電常數；ε0為真空介電常數；Z1為電解槽等效電路的總阻抗；Z為測量回路的總阻抗。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃若愚，曹斌，楊朝紅，王紫千，
申請(專利權)人：貴陽鋁鎂設計研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：貴州;52
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