[发明专利]一种电解槽槽壳的温度在线检测系统及其温度检测方法

权利要求书

1.一种电解槽槽壳的温度在线检测系统，其特征在于，包括：

热电偶传感器，所述热电偶传感器包括若干个并分别安装在电解槽槽壳的侧面上，用于采集电解槽槽壳的侧面上对应采集点的温度并输出对应的温度信号；

热电偶温度采集模块，所述热电偶温度采集模块包括与所述热电偶传感器数量相对应的若干个，通过所述热电偶温度采集模块分别与所述热电偶传感器电连接，用于采集各热电偶传感器所采集的温度数据并通过CAN总线传输给主控模块；

红外热成像摄像头，设置在电解槽槽壳的侧面外并朝向所述电解槽槽壳；红外热成像摄像头对电解槽槽壳的侧面进行测点扫描，得到其所面对槽壳的侧面范围的红外图谱，并通过解码单元解码后发送给所述主控模块；

主控模块，与解码单元连接，获取所述红外热成像摄像头扫描得到的红外图谱，解析所述红外图谱生成红外热成像摄像头所面对槽壳的侧面范围内的温度数据；根据红外热成像摄像头所采集的温度数据和热电偶温度采集模块所采集的温度数据，计算得出电解槽槽壳的侧面上的温度。

2.根据权利要求1所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测系统，其特征在于，所述热电偶温度采集模块包括：

信号调理电路，所述信号调理电路的输入端与所述热电偶传感器连接，用于根据电解槽槽壳的侧面上的温度信号变化自动调整热电偶的输出；

第一单片机，所述第一单片机的输入端与所述信号调理电路连接，用于将所述信号调理电路输出的温度信号进行模数转化，输出数字化的温度信号。

3.根据权利要求1所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测系统，其特征在于：所述主控模块包括：

第二单片机，所述第二单片机的输入端分别与第一单片机和红外热成像摄像头连接，用于将热电偶温度采集模块所采集的温度数据拟合后，对红外热成像摄像头所采集的温度数据进行校正；

数据上传单元，所述数据上传单元的输入端与所述第二单片机连接，用于将校正后的温度数据通过以太网或CAN总线上传到上位机PC；

报警单元，所述报警单元的输入端与所述第二单片机连接；用于将校正后的温度数据与预设的温度数据进行比对，当检测到校正后的温度数据超过预设的温度数据时，报警单元发出报警信号。

4.根据权利要求1所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测系统，其特征在于：所述热电偶传感器包括2-5个。

5.根据权利要求2所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测系统，其特征在于：所述第一单片机的型号为STM32F091CBT6。

6.根据权利要求3所述的一种电解槽槽壳的温度在线检测系统，其特征在于：所述第二单片机的型号为STM32F407VGT6。

7.一种电解槽槽壳的温度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)组建权利要求1-6任一项所述电解槽槽壳的温度检测系统；

(2)在电解槽槽壳的任一侧面上的采集点放置n个热电偶传感器，获得热电偶传感器温度值为X_T，各点的温度集合成为矩阵X_T＝[x_T(1),x_T(2),x_T(3),...x_T(n)]；

(3)在电解槽槽壳的侧面正对面位置布设一台红外热成像摄像头，该红外摄像机的像素分辨率为512x640；获取热成像温度矩阵X_C,并且其中热成像温度矩阵与热电偶采集点位置的矩阵对应元素为X_C0＝[x_C0(1),x_C0(2),x_C0(3),...x_C0(n)]；选择其周围的8个元素进行加权平均计算，获得X_C0'＝[x_C0'(1),x_C0'(2),x_C0'(3),...x_C0'(n)]；由于x_C0(n)周围的元素如下：得到加权平均公式

(4)对X_T、X_C0'进行最小二乘直线拟合,拟合公式为P(x)＝a₀+a₁x，获得a₀、a₁的参数值；

(5)获得新的温度校正矩阵X_C'＝a₀+a₁X_C，该校正矩阵即为电解槽侧面温度状态。