[发明专利]一种电解槽运行参数的在线测量方法及装置

权利要求书

1.一种电解槽运行参数的在线测量方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1：在阳极和阴极之间设置可移动的参比电极(1)；

选择U形、L形或I形的参比电极(1)，将其中一种参比电极(1)的上部夹持在升降装置上；

S2：将选择的参比电极(1)放置在预设位置；

若选用U形或L形的参比电极(1)，将U形或L形的参比电极(1)安装在阳极的侧部，所述U形或L形的参比电极(1)的横置摆臂应延伸至阳极正下方区域，并通过旋转U形或L形的参比电极(1)，将参比电极(1)下部的尖端置于阳极正下方投影区域内；

若选用I型参比电极(1)，I形参比电极(1)安装在紧贴阳极的侧部，需要在阳极覆盖料上打孔，或插入至阳极上预留的竖直通孔进行测量；

S3：通过可在阳极和阴极之间移动的参比电极(1)测得参比电极(1)和阳极或阴极之间的电势差曲线；

开启升降装置，所述升降装置的输出端带动参比电极(1)以预设速率在极距区间内沿竖直方向上升或下降，通过电压表记录在参比电极(1)移动过程中的电压，通过获得的电压绘制参比电极(1)与阴极的电势差曲线或参比电极(1)与阳极的电势差曲线，完成电势差曲线图的绘制；

其中，x轴代表距阴极的距离，y轴代表电势差；

S4：根据步骤S3绘制的电势差曲线中所获得的参数进行推算，以分别推算出铝电解槽极距D、电解质电导率σ、阳极有效电流密度J₂、阳极气泡覆盖率、阳极过电压、气泡层厚度以及铝液扩散层厚度。

2.根据权利要求1所述的电解槽运行参数的在线测量方法，其特征在于，所述推算的方法如下：

S4-1：将步骤S3获取的电势差曲线根据斜率K分为若干线段；

根据电势差曲线的各个线段沿x轴的横向距离获得参比电极(1)与阴极之间的距离，即，电势差曲线上各线段沿x轴所对应的距离跨度；

根据电势差曲线的各个线段沿y轴的距离获得各个线段的电势差；

根据电势差与距离跨度的比值获得各个线段的斜率；

取得该电解槽的阳极电流密度设定值J₁以及槽温T；

S4-2：对电势差曲线图中各段斜率K的特征进行辨认，选择具有斜率K的线段。

3.根据权利要求2所述的电解槽运行参数的在线测量方法，其特征在于，所述具有斜率K的电势差曲线包括：bc段、cd段以及de段；

其中，bc段为参比电极(1)离开铝液后或进入铝液前，出现的一段电导率较大区域；

cd段为电势差曲线的中间区域，数据为较为稳定的直线段；

de段为平滑曲线转变为波动曲线，de段的斜率K_de按照该段曲线的不同位置的平均值求得；

所述电势差曲线还包括ef段，所述ef段为斜率接近于无限大的平滑曲线段。