[发明专利]铝电解槽阳极电流分布在线检测系统及其方法

说明书

本发明公开了一种铝电解槽阳极电流分布在线检测系统及其方法，将电动采样机构与驱测一体模块之间的供电和通讯通过一束多芯防磁高温线缆连接，控制器与驱测一体模块之间的供电和通讯也同样采用一束多芯防磁高温线缆实现；电动采样机构、驱测一体模块、控制器之间信号传输采用RS485协议；遥控器与控制器之间采用WiFi或4G网络传输控制信号。采用本发明工人可通过遥控器遥控防磁耐高温直线电机，带动电压触点和温度传感器贴紧或脱离阳极导杆，轻松实现电位信号和温度信号采集，避免人工爬到电解槽上去逐个安装或拆卸电流检测装置的作业方式，极大的提高了易用性和安全性。

技术领域

本发明涉及铝电解过程信息检测技术领域，尤其是过程信息的在线实时检测技术领域。

背景技术

阳极电流分布检测可以反映电解槽的电流平衡、区域浓度等，但是铝电解是一个复杂的电化学过程，不仅电、磁、热、力、流多物理场耦合，而且生产环境具有强磁、高温、多尘、腐蚀、震动的特点，使得阳极电流分布检测装置的开发必须考虑材料抗磁、防高温、防震动等因素，并且由于阳极导杆定期需要更换和整体抬高，也必须考虑易安装和拆卸的问题。业界长期研究电流分布技术和易安装、低成本装置，目前虽然实现了电流分布的检测，但是装置的成本一直没有得到实质性的降低，而且目前的技术及装置在换极、抬母线等作业时，需要人工爬到电解槽上去逐个安装或拆卸电流检测装置，既不安全，也很耗工。因此，经济、易用地实现阳极电流分布的在线实时检测已成为业界努力的方向。同时，阳极母线与阳极大母线的连接压降也是铝电解生产关注的重要参数，低连接压降是实现节能目标的手段之一，工人需要手持万用表逐个测量阳极导杆与阳极大母线的连接压降，费时费力，如何在实现阳极电流分布在线检测的同时，实现阳极导杆与阳极大母线连接压降的在线检测，同样也是急需解决的问题。

综上所述，需要进一步改进铝电解槽阳极电流分布检测装置的易用性和可靠性，提高在线检测的技术水平，从而进一步提高铝电解生产的控制水平。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种铝电解槽阳极电流分布在线检测系统及其检测方法，以解决现有技术人工安装和拆卸费力，安全性差，耗时长，操作和控制水平低下、成本高等问题。

本发明采用了如下技术方案：

本发明的铝电解槽阳极电流分布在线检测系统，该在线检测系统是由电动采样机构、驱测一体模块、控制器、遥控器、电源箱、布线槽构成的结构，整体具有重量轻、体积小、抗磁、防高温、防震动等特点。具体地说，电动采样机构与驱测一体模块之间的供电和通讯通过一束多芯防磁高温线缆连接，控制器与驱测一体模块之间的供电和通讯也同样采用一束多芯防磁高温线缆实现。电动采样机构、驱测一体模块、控制器之间信号传输采用RS485协议，也可采用总线技术、工业以太网及无线通讯技术等方式进行信号传输。遥控器与控制器之间采用WiFi、4G网络传输控制信号，也可采用ZigBee、蓝牙、LoRa、NBIoT等其他无线协议或5G网络进行通信。

具体地说，所述的电动采样机构包含直线电机、位置传感器、电压触点、温度传感器、触点和传感器的安装固定板、保证电压触点和温度传感器与阳极导杆同时接触的自适应转向头。

进一步地，所述的电动采样机构上的电压触点，可选任一触点作为检测阳极导杆与阳极大母线连接压降的采样点，连接压降的另一触点设置在电动采样机构安装夹具上或阳极大母线上。

具体地说，所述的驱测一体模块包括直线电机的驱动控制模块和电流/温度数据采集模块。

进一步地，所述的驱测一体模块是一块将直线电机驱动控制模块和数据采集模块集成于一体的PCB板，封装在耐高温屏蔽盒内，屏蔽盒两侧设置有多芯航空电连接器。

进一步地，所述的驱测一体模块可单独对应每根阳极导杆，也可为一个驱测一体模块对应多根阳极导杆或集成式驱测一体模块对应所有阳极导杆。