便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置制造方法
【專利摘要】便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置,涉及一種鋁電解溫度測量裝置，由取樣器、溫度傳感器、金屬導桿、補償導線、手柄、測量儀組成。所述溫度傳感器由二根熱電偶組成，其中一根熱電偶置于取樣器中間部位，作為參比溫度，另一根置于取樣器底部作為測試溫度，兩根熱電偶溫度傳遞通過補償導線與測溫儀連接；所述測量儀由觸摸屏、單板機、蓄電池、充電器、箱體組成，觸摸屏能夠實時顯示電解質熔體溫度下降過程布冷曲線和差熱曲線，對測量數據和曲線可顯示和導出。本發明具有測溫快速、智能化程度高、現場實時測量、顯示、記錄，攜帶方便并且能夠對工業鋁電解槽中電解質初晶溫度巡回檢測。
【專利說明】便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鋁電解溫度測量裝置，特別是涉及一種便攜式鋁電解質初晶溫度 現場測量裝置。
【背景技術】
[0002] 鋁電解質電解溫度、初晶溫度及過熱度是鋁冶煉過程中的重要工藝參數，電解溫 度、初晶溫度及過熱度與電解過程電解槽熱平衡有密切關系，電解質過熱度增加，炭耗增 大，槽幫減薄，伸腿縮短；電解質過熱度減少，槽幫增厚，伸腿變長。因此電解質熔體溫度直 接影響電解槽的熱穩定性和電流效率，甚至會影響電解槽壽命。在實驗室中用特定的熱分 析儀對鋁電解質初晶溫度測量，由于取樣、冷卻、結晶、重熔會使熔體成分發生變化，造成測 量結果的不準確性，同時實驗室離線分析滯后，無法現場對實際生產實時調控。
[0003] 通過初晶溫度來調整生產工藝條件，保持過熱度8?10°C之間，可以使電解槽形 成較好的槽幫結殼，促使電解槽的物料平衡和能量平衡，最終實現電解質成分的穩定和電 解溫度的穩定，提高電流效率，降低能耗。因此快速準確測定鋁電解槽高溫電解質熔體初晶 溫度、過熱度對鋁電解生產控制有較大意義。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，該裝置可直 接對現場鋁工業電解槽電解質初晶溫度和過熱度進行巡回測量，具有測量快速準確、安全 可靠、智能化程度高、攜帶方便、現場實時測量等特點。
[0005] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的： 便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，所述裝置包括取樣器、取樣器連桿、熱電偶、 補償線接頭、金屬導桿、手柄、補償導線、測量儀；測量儀由觸摸屏、單板機、蓄電池、充電器、 箱體構成，金屬導桿下端焊接取樣器，溫度傳感器焊接在取樣器上，一端伸入取樣器中，另 一端通過補償導線與測量儀連接；溫度傳感器采用二根k型鎳鉻-鎳硅熱電偶組成，且熱電 偶溫度感應端伸入取樣器1〇_，一根置于取樣器中間部位，作為參比溫度測量，另外一根置 于取樣器底部，二根熱電偶間距l〇mm。
[0006] 所述的便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，所述測量儀觸摸屏采用LED顯示 屏。
[0007] 所述的便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，所述測量儀LED顯示屏具有"數 據顯示"、"數據報表"、"歷史趨勢"、"實時趨勢"、"參數設置"，"版權聲明"顯示塊。
[0008] 所述的便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，所述裝置內部安裝蓄電池。
[0009] 所述的便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，所述測量儀設有U盤接口。
[0010] 所述的便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，所述測量儀采用24V電源，鋰電 池5000mA，并設有溫度校正儀。
[0011] 本發明的優點與效果是： 本發明具有測量快速準確、安全可靠、智能化程度高、攜帶方便、現場實時測量等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發明結構示意圖； 圖2為本發明實例布冷曲線和差熱曲線圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合附圖所示實施例，對本發明作進一步詳述。
[0014] 本發明提供一種便攜式可直接對現場鋁工業電解槽電解質初晶溫度和過熱度進 行巡回測量裝置。本發明包括取樣器、溫度傳感器、金屬管、手柄、補償導線、測量儀構成。
[0015] 金屬管分為兩段，兩段之間采用螺紋連接，金屬桿下端焊有取樣器，上段裝有手 柄，溫度感應器由二根K型鎳鉻-鎳硅熱電偶組成，焊接在取樣器上，其溫度感應端伸入取 樣器中。兩根熱電偶其中一根置入取樣器中部，作為參比溫度，另外一根置入取樣器底部， 作為測量溫度；兩根熱電偶另外一端通過補償導線與測量儀通過接線端子連接，補償導線 置入金屬管中。
[0016] 測量儀將測溫傳感器檢測到得溫度信號轉換為數字信號。測量儀可對溫度校正、 實時數據列表顯示、實時數據圖形顯示、文件命名及對數據存儲等，其以單片機作為主控制 單元，是溫度測量智能核心。測量數據通過串口傳遞至LED觸摸屏，通過觸摸屏可直接顯 示、控制被測量電解質樣品溫度變化曲線。
[0017] 測量儀溫度變化曲線包括布冷曲線和差熱曲線。按照鋁電解質體系相圖，當液 相區電解質溫度降低達到體系組分結晶溫度，體系發生相變，釋放的相變潛熱會使下降溫 度曲線保持一段恒溫狀態，曲線出現拐點，當體系在新的條件下達到熱平衡，溫度會繼續下 降，這樣繪制出的溫度-時間曲線為布冷曲線，布冷曲線出現拐點時電解質溫度為初晶溫 度。差熱曲線是描述溫度差(參比溫度與測量溫度）-時間關系曲線，當電解質體系溫度降 低到初晶溫度時，體系發生相變，釋放出相變潛熱會使測量溫度略微升高，溫差變小，曲線 出現最小值，此時最低點溫度即為初晶溫度，布冷曲線和差熱曲線出現初晶溫度拐點時顯 示時間應一致。電解質溫度與初晶溫度差值即為過熱度。
[0018] 實施例： 附圖1標記說明：1_取樣器，2-取樣器連桿，3-熱電偶，4-補償線接頭，5-金屬導桿， 6_手柄，7-補償導線，8-測量儀。將取樣器1放入電解槽鋁電解質熔體中，啟動測量儀8， 在數據顯示功能塊中點擊"新建"，命名測量編號，點擊開始，測量儀8進入工作階段。測量 時借助手柄6將置有取樣器1金屬桿2插入到電解槽熔體中，觀察測量儀8 "實施趨勢"功 能塊中布冷曲線與差熱曲線圖，經過若干秒鐘，測量儀8顯示的電解質溫度不在上升，即達 到穩定狀態，將金屬桿2和取樣器1從電解槽中取出，放置于電解槽殼平整位置，使取樣器 1電解質緩慢冷卻，測量者觀察測量儀8 "實施趨勢"功能塊中布冷曲線和差熱曲線，當曲 線出現拐點時，點擊測量儀8 "數據顯示"功能塊"停止"按鈕，測試過程結束。將內部殘有 電解質的取樣器再次置入電解槽中，待部分電解質重新升溫熔化，將取樣器中電解質倒出。 數據處理：點擊測量儀8觸摸屏"實施趨勢"功能塊布冷曲線及差熱曲線拐點，對應拐點處 初晶溫度被記錄并實時顯示，過熱度根據電解溫度與初晶溫度值差值由測量儀8計算并顯 示。點擊測量儀8觸摸屏"數據顯示"功能塊"保存數據"按鈕，可對測試數據存儲；點擊測 量儀8觸摸屏"歷史趨勢"功能塊，可對已存儲數據顯示布冷曲線、差熱曲線、初晶溫度和過 熱度。
【權利要求】
1. 便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，其特征在于，所述裝置包括取樣器、取樣器 連桿、熱電偶、補償線接頭、金屬導桿、手柄、補償導線、測量儀；測量儀由觸摸屏、單板機、蓄 電池、充電器、箱體構成，金屬導桿下端焊接取樣器，溫度傳感器焊接在取樣器上，一端伸入 取樣器中，另一端通過補償導線與測量儀連接；溫度傳感器采用二根k型鎳鉻-鎳硅熱電 偶組成，且熱電偶溫度感應端伸入取樣器l〇mm，一根置于取樣器中間部位，作為參比溫度測 量，另外一根置于取樣器底部，二根熱電偶間距1〇_。
2. 根據權利要求1所述的便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，其特征在于，所述 測量儀觸摸屏采用LED顯示屏。
3. 根據權利要求2所述的便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，其特征在于，所述 測量儀LED顯示屏具有"數據顯示"、"數據報表"、"歷史趨勢"、"實時趨勢"、"參數設置"，"版 權聲明"顯示塊。
4. 根據權利要求1所述的便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，其特征在于，所述 裝置內部安裝蓄電池。
5. 根據權利要求1所述的便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，其特征在于，所述 測量儀設有U盤接口。
6. 根據權利要求1所述的便攜式鋁電解質初晶溫度現場測量裝置，其特征在于，所述 測量儀采用24v電源，鋰電池5000mA，并設有溫度校正儀。
【文檔編號】G01N25/12GK104155331SQ201410361046
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】高楓, 馮乃祥, 周洋, 孫懷宇 申請人:沈陽化工大學