基于非接觸式紅外檢測的電解質溫度在線監測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鋁電解監測技術領域，尤其涉及一種基于非接觸式紅外監測的鋁電解槽電解質溫度在線監測裝置。
【背景技術】
[0002]鋁電解生產中，電流效率與電解質溫度息息相關。電解質溫度過高會使鋁的二次反應增強，電流效率降低，增加物料的消耗；電解質溫度過低，會出現槽底大量沉淀，使氧化鋁溶解速度降低，效應系數增加，電流效率也不會很高。因此要獲得較高的電流效率，需要對電解質的初晶溫度和過熱度進行控制，這就要求在實際生產操作過程中，能實時感知電解質溫度的變化，以便對生產操作及時作出調整，使鋁電解生產正常運行。
[0003]目前，現有的電解質溫度測量手段是人工將熱電偶插入槽體內進行測量，然后記錄，并人工輸入計算機。基本上每臺電解槽每天只測量一次溫度，這種方法耗時費力，測量周期較長，而且均是離線數據，具有嚴重的滯后性；也有采用手持式測溫裝置進行電解質溫度的測量方法，該方法雖然能將測量數據及時傳輸到槽控機，但也需要人工操作。上述兩種方法均需要使用熱電偶插入電解槽內，經過一段時間后，熱電偶的消耗量也是很大的。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種基于非接觸式紅外檢測的電解質溫度在線監測裝置，實現連續不間斷的監控分析電解槽電解質溫度，以克服現有技術的不足。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]本實用新型是基于這樣一種鋁電解槽電解質溫度在線監測方法，它包括下述步驟:
[0007]步驟1:在電解槽上部機構內安裝傳動機構和紅外CCD圖像采集裝置；
[0008]步驟2:工控機給電氣控制裝置下達控制指令，控制流過冷卻裝置的壓縮空氣流量和傳動機構運動；
[0009]步驟3:傳動機構帶動紅外CXD圖像采集裝置沿垂直方向上下移動，按設定采樣頻率對電解槽出鋁口的溫度實時采集；
[0010]步驟4:紅外CCD圖像采集裝置對采集到的圖像經過有線或無線的傳輸方式傳送給工控機；
[0011]步驟5:工控機根據建立的圖像與電解質溫度的數學模型，采用圖像處理算法進行處理和分析，即可通過對實時圖像的監測實現對電解質溫度的在線監測。具體來說，工控機根據已建立的圖像與電解質溫度數學模型，對圖像數據進行頻譜分析和處理，得到電解質溫度值，在工控機上顯示或輸出至其他控制設備，實現對電解質溫度的在線監測。
[0012]為實現上述方法，本實用新型采用了這樣一種基于非接觸式紅外檢測的電解質溫度在線監測裝置，它包括紅外CCD圖像采集裝置、冷卻裝置、傳動機構、電氣控制裝置和工控機，電氣控制裝置與傳動機構和冷卻裝置連接，紅外CCD圖像采集裝置與工控機連接。
[0013]進一步的，傳動機構通過自帶底座安裝于電解槽上部機構內，冷卻裝置采用風冷方式，將紅外CCD圖像采集裝置包裹于其中并安裝在傳動機構上，紅外CCD圖像采集裝置設有攝像頭且該攝像頭對準出鋁口。傳動機構經過鋪設于電解槽上部機構頂部的高溫屏蔽線與電氣控制裝置連接。
[0014]冷卻裝置通過鋪設于電解槽上部機構頂部的氣管與電氣控制裝置連接。
[0015]電氣控制裝置還包括控制壓縮空氣流量的氣動閥門和控制傳動機構的繼電器。電氣控制裝置放置于檢測目標槽煙道端，其控制壓縮空氣流量的氣動閥門和控制傳動機構的繼電器與現場壓縮空氣裝置連接。紅外CCD圖像采集裝置采用有線或無線的傳輸方式將采集到的圖像數據輸送給工控機。
[0016]這樣，工控機控制傳動機構帶動紅外CXD圖像采集裝置沿垂直方向上下移動，按設定采樣頻率對電解槽出鋁口的溫度實時采集；同時工控機控制冷卻裝置的壓縮空氣流量對紅外CCD圖像采集裝置進行風冷。紅外CCD圖像采集裝置將采集到的圖像數據經過有線或無線的傳輸方式傳送給工控機，工控機根據已建立的圖像與電解質溫度數學模型，對圖像數據進行頻譜分析和處理，得到電解質溫度值，在工控機上顯示或輸出至其他控制設備，實現對電解質溫度的在線監測。
[0017]本實用新型有益效果:
[0018]利用本實用新型提供的在線監測裝置，可在線準確獲取鋁電解槽的實時電解質溫度極距和鋁液界面波動情況，為鋁電解槽的優化管控提供了強大的數據支持；本實用新型解決了現有技術測量不精確，數據嚴重滯后，熱電偶消耗量大，很難對各種工況下的電解質溫度變化進行實時監測，導致電解生產控制水平低等問題。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型監測裝置結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型監測裝置部分部件示意圖；
[0021]圖3為本實用新型監測方法原理框圖示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0023]如圖1所示，本實用新型的這種監測裝置用于監測鋁電解槽電解質溫度的實時變化情況，它主要包括紅外CCD圖像采集裝置2、冷卻裝置3、傳動機構4、電氣控制裝置5和工控機6。電氣控制裝置5與傳動機構4和冷卻裝置3連接，紅外CCD圖像采集裝置2與工控機6連接。
[0024]如圖2所示，傳動機構4通過自帶底座7安裝于電解槽上部機構內，冷卻裝置3采用風冷方式，將紅外CCD圖像采集裝置2包裹于其中并安裝在傳動機構4上；結合圖1和圖2可以看出，傳動機構4經過鋪設于電解槽上部機構頂部的高溫屏蔽線8與電氣控制裝置5連接。冷卻裝置3通過鋪設于電解槽上部機構頂部的氣管9與電氣控制裝置5連接。
[0025]另外，紅外CCD圖像采集裝置2采用有線或無線的傳輸方式將采集到的圖像數據輸送給工控機6。
[0026]下面根據圖1和圖2所示的本實用新型的裝置結構圖，結合圖3所示的本實用新型的技術原理圖，具體說明本實用新型的實施方式:
[0027]本實用新型實施時，預先將冷卻裝置3和紅外CCD圖像采集裝置2以及傳動機構4組裝好，在現場將電氣控制裝置5放置于監測目標槽煙道端，將傳動機構4通過自帶底座7固定于電解槽上部機構I內，高溫屏蔽線8和氣管9鋪設于電解槽上部機構I頂部，并將傳動機構4冷卻裝置3分別通過高溫屏蔽線8和氣管9與電氣控制裝置5連接好。
[0028]使用時，工控機6給電氣控制裝置5下達控制指令，電氣控制裝置5控制傳動機構使紅外CXD圖像采集裝置2沿垂直方向上下移動，按設定采樣頻率對電解槽出鋁口的溫度實時采集，對采集到的圖像通過有線或無線的傳輸方式傳送給工控機6，在紅外CCD圖像采集裝置2工作過程中，工控機6適時給電氣控制裝置5下達控制冷卻裝置3的指令，電氣控制裝置5控制氣動閥門使冷卻裝置3給紅外CCD圖像采集裝置2進行冷卻。
[0029]工控機6根據建立的圖像與電解質溫度的數學模型，采用灰度圖像處理算法對接收到的數據進行處理和分析，即可通過對實時圖像的監測實現對電解質溫度的在線監測。
[0030]當然，以上只是本實用新型的具體應用范例，本實用新型還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型所要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于非接觸式紅外檢測的電解質溫度在線監測裝置，其特征在于:它包括紅外CXD圖像采集裝置(2)、冷卻裝置(3)、傳動機構(4)、電氣控制裝置(5)和工控機(6)，電氣控制裝置(5)與傳動機構(4)和冷卻裝置(3)連接，紅外CCD圖像采集裝置(2)與工控機(6)連接。2.根據權利要求1所述的基于非接觸式紅外檢測的電解質溫度在線監測裝置，其特征在于:傳動機構(4 )通過自帶底座(7 )安裝于電解槽上部機構內，冷卻裝置(3 )采用風冷方式，將紅外CXD圖像采集裝置(2)包裹于其中并安裝在傳動機構(4)上，傳動機構(4)經過鋪設于電解槽上部機構頂部的高溫屏蔽線(8 )與電氣控制裝置(5 )連接。3.根據權利要求1所述的基于非接觸式紅外檢測的電解質溫度在線監測裝置，其特征在于:冷卻裝置(3)通過鋪設于電解槽上部機構頂部的氣管(9)與電氣控制裝置(5)連接。4.根據權利要求2所述的基于非接觸式紅外檢測的電解質溫度在線監測裝置，其特征在于:電氣控制裝置(5)還包括控制壓縮空氣流量的氣動閥門和控制傳動機構(4)的繼電器。5.根據權利要求1所述的基于非接觸式紅外檢測的電解質溫度在線監測裝置，其特征在于:紅外CCD圖像采集裝置(2)采用有線或無線的傳輸方式將采集到的圖像數據輸送給工控機(6)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于非接觸式紅外檢測的電解質溫度在線監測裝置，它包括紅外CCD圖像采集裝置（2）、冷卻裝置（3）、傳動機構（4）、電氣控制裝置（5）和工控機（6），電氣控制裝置（5）與傳動機構（4）和冷卻裝置（3）連接，紅外CCD圖像采集裝置（2）與工控機（6）連接。本實用新型實現了連續不間斷的監控分析電解槽電解質溫度。本實用新型的裝置可在線準確獲取鋁電解槽的實時電解質溫度極距和鋁液界面波動情況，為鋁電解槽的優化管控提供了強大的數據支持；本實用新型解決了現有技術測量不精確，數據嚴重滯后，熱電偶消耗量大，很難對各種工況下的電解質溫度變化進行實時監測，導致電解生產控制水平低等問題。
【IPC分類】C25C3/20
【公開號】CN204714916
【申請號】CN201520354446
【發明人】黃若愚, 曹斌, 楊朝紅, 王紫千, 黃 俊
【申請人】貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月28日