[发明专利]一种用于铝电解槽液面和界面测量的装置及使用方法

权利要求书

1.一种用于铝电解槽液面和界面测量的装置，其特征在于，包括铝电解装置、打壳装置和测量装置；其中，

所述铝电解装置包括基底、设置在所述基底四周的侧壁以及设置在所述侧壁上的外罩，所述基底上的侧壁内水平设置有阴极钢棒，所述阴极钢棒上设置有槽底石墨阴极，所述槽底石墨阴极四周围成倒梯形的电解槽空间；

所述电解槽空间从下到上依次设置有被电解的铝液和用于电解的电解液，所述电解液和所述铝液与所述电解槽空间之间通过矿渣隔开，所述电解液上方设置有若干石墨阳极，若干所述石墨阳极通过矿渣连接并将所属电解液与所述外罩内的空气隔开；

每个所述石墨阳极上连接有贯通所述石墨外罩的阳极立柱，所述阳极立柱的一侧连接有阳极母线；

所述电解液正中央正对上方的矿渣处开设有火孔，所述火孔上方设置有打壳装置，所述测量装置设置在所述打壳装置的一侧，所述测量装置包括导向管，所述导向管的下端连接有探测装置，所述导向管的一侧连接有驱动装置，所述驱动装置包括驱动机构和电子控制单元，所述驱动机构和所述电子控制单元之间电信号连接，所述电子控制单元外还连接有一条接地线，所述接地线与所述基底连接；

所述导向管包括导向槽和伸展槽，所述导向槽包括依次连通的导向槽上段、导向槽中段和导向槽下段，所述导向槽上段和所述伸展槽同轴设置，所述导向槽上段和所述导向槽下段平行，所述导向槽中段倾斜设置；

所述探测装置包括探杆，所述探杆上端连接有用于上下移动和左右转动0-90°的吊耳装置，所述探杆顶部设置有用于传导检测信号的信号线；

所述伸展槽的两侧壁之间的距离与所述探杆的直径相匹配，以使所述伸展槽的两侧壁刮掉所述探杆下端粘结的矿渣；

所述探杆包括探杆上段、探杆中段和探杆下段，所述探杆上段和所述探杆中段之间呈直角设置，所述探杆中段和所述探杆下段之间呈直角设置；

所述探杆中段的长度与所述导向槽中段的长度匹配设置，以使所述探测装置的底端移动到所述火孔内。

2.根据权利要求1所述的用于铝电解槽液面和界面测量的装置，其特征在于，所述电子控制单元与所述信号线电信号连接，所述驱动机构与所述信号线卷绕连接。

3.根据权利要求1所述的用于铝电解槽液面和界面测量的装置，其特征在于，所述打壳装置包括用于在所述矿渣中打出所述火孔的打壳头。

4.根据权利要求1所述的用于铝电解槽液面和界面测量的装置，其特征在于，所述导向管为内壁较厚、具有足够机械强度的圆管或矩形管。

5.一种如权利要求1-4任一所述的用于铝电解槽液面和界面测量的装置使用方法，其特征在于，包括测试前的准备过程、探测装置的下降测量过程和探测装置的上升刮渣过程，具体步骤如下：

所述测试前的准备过程包括控制打壳装置垂直向下反复砸下，直至在已经结壳的矿渣中打出火孔，之后控制所述打壳装置垂直向上回复到砸下之前的状态；

所述探测装置的下降测量过程包括探测装置的下降及探测装置对铝电解槽液面和界面的测量；

所述探测装置的下降是通过电子控制单元控制驱动装置驱动所述探测装置向下移动和左右转动，并使得所述探测装置的下端位于所述火孔的正上方；继续驱动所述探测装置向下移动，使得所述探测装置的下端依次穿过火焰、电解液和铝液；

所述探测装置的测量是通过所述探测装置的下端和所述电子控制单元来实现的，所述探测装置的下端在依次穿过火焰、电解液和铝液时会测得相应的电压信号和行程信号并传递到所述电子控制单元，所述电子控制单元将接收到的电压信号和行程信号分别作为纵坐标和横坐标并以图表的形式输出，其中最高峰值的起始变动值对应的高度为电解液和铝液的界面位置，最高峰值的终末变动值对应的高度为电解液的液面位置；

所述探测装置的上升刮渣过程包括所述探测装置的下端依次从铝液、电解液和火焰中穿过直至回复到起始状态的过程，所述过程中伴随有对所述探测装置的下端粘附矿渣的去除过程。