[发明专利]一种用于电解槽极板故障的预警方法及检测装置

说明书

本发明提供的一种用于电解槽极板故障的预警方法及检测装置，该预警方法包括：S1、获取电解槽极板的红外热图像和位置信息，提取极板对应像素区的温度信息；步骤S2、由所述温度信息，计算极板温度的置信区间，并确认所述极板温度在所述置信区间内；步骤S3、基于所述极板的历史温度数据序列，构建预测极板温度变化的灰色预测模型；步骤S4、基于所述灰色预测模型，结合所述位置信息，对所述极板温度变化量及变化率进行模糊分析，实现对极板故障的预警；该检测装置包括：用于获取电解槽极板的红外热图像的红外成像仪，所述红外成像仪连接有用于处理所述红外热图像的处理模块。本发明能够有效的提高故障极板检测及预警的准确性和效率。

技术领域

本发明涉及故障监测技术，更具体地，涉及一种用于电解槽极板故障的预警方法及检测装置。

背景技术

铜冶炼过程中含铜99.5％的粗铜预先制成厚板作为阳极，纯铜或不锈钢制成薄片作阴极，相间的插入电解槽中通直流电，槽内以一定速度循环带有一定温度且浓度配比固定的硫酸和硫酸铜溶液作为电解液。为了保持电解液温度，防止酸蒸发，在工作槽的槽面上遮布，工人进行槽面管理时可随机掀开。在这种条件下槽内阳极溶解，阳极铜以离子形式进入电解液，向阴极扩散，在阴极获得电子析出；同时阳极杂质以离子或颗粒形式溶解于电解液。由于电位较铜更负，不能在阴极析出，留于电解液中，待电解液定期净化时除去，这样达到铜的净化提纯。阴极上析出的金属铜纯度高，称为阴极铜或电解铜，简称电铜。

铜电解过程中极板易发生“冷板”与“短路”。由于工人排板失误、电解槽导电排污染等原因造成极板接触失效，无电流(或小电流)通过，降低了电解的工作效率，称为冷板；由于极板间电流分布不均、阳极泥粘附等原因导致阴极板结瘤生长，造成阳极-阴极短路。短路电极不仅停止电解，大量电流流过短路电极发热，以热量形式消耗，增加能耗的同时降低了电流效率，而且对阴极铜品位产生严重影响。提早发现并排除电解槽内极板故障是槽面管理的关键工作，具有重要的经济与工艺意义。

极板故障最明显且直接的表现为极板电流变化、极板周围磁场变化、极板导电棒表面温度变化、极板间电压变化。目前现有检测方法通过人工触摸感受温度变化、使用电磁托表进行槽面检测、利用贴片传感器进行电压测量等方法。这些方法对于极板数量巨大(每槽57块阴极板，58块阳极板)、分布密集(极对间距约2.5～3cm)的电解车间来说不仅费时、费力，还可能由于接触式测量，导致在测量过程中产生新的故障，不能实现自动测量且保证检测的准确性。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种用于电解槽极板故障的预警方法及检测装置，以解决铜电解过程中极板故障检测准确度不高和效率低下的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于电解槽极板故障的检测和预警方法，包括：

步骤S1、获取电解槽极板的红外热图像和位置信息，提取极板对应像素区的温度信息；

步骤S2、由所述温度信息，计算极板温度的置信区间，并确认所述极板的温度在所述置信区间内；

步骤S3、基于所述极板的历史温度数据序列，构建预测极板温度的灰色预测模型；

步骤S4、基于所述灰色预测模型，结合所述位置信息，对所述极板温度变化量及变化率进行模糊分析，实现对极板故障的检测和预警。

进一步地，步骤S1中获取电解槽极板的红外热图像和位置信息，提取极板对应像素区的温度信息具体包括：

步骤S11、以电解槽阵列的宽度方向为x轴、长度方向为y轴建立直角坐标系；

步骤S12、基于所述行车的导轨上设置的触点开关，以获取电解槽的x值；

步骤S13、基于所述行车的激光测距仪测量得到的行车与电解槽阵列边缘之间的距离，确定y值；