专利名称：以无线比较基为平台的阳极水平面测高系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高度测量，尤其是铝电解生产更换导电阳极过程中，对阳极在电解槽中水平高度的测量。
背景技术：
在铝电解的生产过程中，各个导电阳极都浸泡在电解液中，而且要与作为负极的电解槽底面保持一定的距离，以保证各阳极导电均匀。在电解过程中，阳极是损耗极，损耗到一定的程度，就要进行更换。已损耗的阳极叫旧极，亦称残极。由于阳极较重，带导杆在1吨以上，更换时需用吊车来帮忙，一般采用铝电解生产专用的电解多功能天车，在国内使用的有法国和德国生产的，也有国内沈阳和株洲生产的是更换阳极所需的重要设备。根据铝电解生产工艺的要求，在更换阳极，时新阳极的底掌平面要与被更换残极的底掌平面在电解槽中在同一水平面上。这就涉及到新旧阳极底掌平面的水平高度的测量和比较。在以往的生产过程中多采用工人画线的方法进行换极，这种换极方法主要的问题是误差大、工作效率低，而且工人的劳动强度大，特别是在目前大电解槽的应用中。近年来，国内外有些厂家都采用了一些自动换极的设备，这些设备在换极过程中都需对残极的底掌平面的高度进行测量，通过计算残极的底掌平面和一个固定参考平面的高度差实现换极。在这个过程中新、残极都需放置于同一个固定平台上进行测量，在多功能天车放置极块时需要消除阳极导杆开孔与天车阳极夹具之间的间隙，但这个间隙在实际操作过程中很难做到完全消除，所以，会直接影响到测量精度和换极效果。而且两次放置新旧极块于固定平台也极大地影响了操作效率，实际操作起来极为不便。虽然许多厂家在多功能上天车上都安装有此类设备，但能正常投入使用的厂家极少。使设备闲置，造成浪费。
发明内容
本发明的目的是为了克服铝电解生产现有技术中，更换阳极的效率低和误差大的问题，提供一种以无线比较基为平台的阳极水平测高系统。
本发明包括铝电解多功能天车、旧阳极和新阳极，其特征在于还包括
设在地面上可移动的无线比较基平台，用于测量旧、新阳极底掌平面高度，并将测量结果以无线电的方式发射结相关设备；后台控制器，用于人机交流，包括可对天车升降阳极的高度进行计数、显示、锁存和清零的测量装置，还可发出相应的控制指令；前台控制器，设有天线电接收装置，用于综合从后台控制器和无线比较基平台输入的控制信号，经分析判断后，向后台控制器发送天车升降阳极的高度显示信息，并向天车发出的执行控制信号，实现对旧阳极的起出、底掌平面高度的预置测量，新阳极底掌平面的比较测量和置入，完成新旧阳极的更换。所述的无线比较基平台与前台控制器的联系是通过无线电的方式实现的。
所述的新旧阳极底掌平面高度的测量采用了激光、红外线光或类似光感的技术进行测量。
上述的本发明系统，利用了激光等光测量技术，在比较基小车上进行新旧阳极底掌平面高度的测量。在整个换极过程中，在地面上的比较基平台通过无线电的方式与天车上的前台控制器联系，新旧阳极无需置于固定平台上，阳极在整个操作过程中始终处于自然垂直状态，悬于天车阳极框架的夹具上，这就能让阳极导杆开孔的上沿始终紧贴在天车夹具上，彻底解决了由极块导杆孔和天车夹具之间的间隙所造成的测量误差，测量的精确度高，大幅度的提高电解效率。操作时，工作人员无需将新旧阳极放于地面进行比较测量，新极放置到位能自动停止，大大减化了天车操作工的操作强度，从而提高了天车的换极的工作效率。经实践，工作效率比传统人工划线法大大高，极掌底平面测量精度达±1mm，新旧阳极同水平度为2mm，全换极过程操作方便简单。
图1是本发明的系统结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明作详细说明。
由图1的本发明系统结构示意图中可知，该系统在新旧阳极的替换中要经过初始化A、预设B、比较C和更新置入D四个阶段，在图中各阶段用竖虚线隔开。在图1中，水平线0为残阳极1底掌平面在电解槽中的位置，残阳极1也叫旧阳极是需要更换的阳极。不管旧阳极1还是新阳极8，都要通过相同的导杆2导电和吊装设置。铝电解多功能天车3通过阳极框架及夹具对阳极1和8进行升、降或平移的操作。在地面上，设有可移动的无线比较基平台小车7，该小车7的两侧下面设有万向轮13，使之方便移动。在小车7的上两侧各设有左控制柜6和右控制柜12。在左控制柜6的上端，设有发射头向右控制柜12的第一激光或红外线光水平发射装置4。同理，在第一光发射装置4的下方间隔设有第二激光或红外线光水平发射装置5。与两发射装置4和5对应，在右控制柜12上，分别对应设有第一和第二光接收装置10和11。从两光发射装置4和5发出到接收装置10和11的两光线是水平线L1和L2，该两光线相互平行。在右控制柜12上还设有可将接收装置10和11接收到的信息，通过无线电的方式发出给设在多功能天车3上相应设备的无线电发射装置9。
在铝电解多功能天车3上设有用于人机交流，包括可对天车3用于调整阳极升降的高度进行计数、显示、锁存和清零的测量装置，还可发出相应控制指令的后台控制器，该后台控制器一般设在天车3的驾驶室内。在天车3上的相应处，还设有前台控制器，该控制器中含有无线电接收装置14，用于接收地面上平台小车7上的无线电发射装置9传来的信息。前台控制器可综合后台控制器和比较基平台无线输入的控制信号，经分析判断后，可向后台控制器发送天车3控制阳极升降的高度信息，并向天车3发出执行控制信号，实现对残极1的起出、底掌平面高度的预置测量，新阳极底掌平面的比较测量和置入，完成新旧阳极的更换。
以上所述设在天线比较基平台小车7上激光发射装置4和5及其对应的光接收装置10和11，无线电发射装置9及其对应设在天车3上的无线电接收装置14，还有设在天车3上的前、后台控制器，都可以是现有技术和现有技术的产品，应用于本发明的系统，也可以是本技术领域的普通技术人员，根据铝电解阳极的更换要求，设计制作出来的。属现有技术。
下面通过新旧阳极8和1在图1中的替换过程，对本发明系统作进一步说明在初始化阶段A，残阳极1底掌平面在电解槽中的位置设为0，天车3通过夹具将残阳1的导杆2后端夹紧上提，刚消除了导杆2和夹具之间的间隙。此时，系统处于初始化状态。在后台控制器上，对天车3升降阳极高度的测量装置进行清零设置，显示器所显示旧阳极1底掌平面的高度为零。此过程也叫初值设定过程。
在比较值设定阶段B，通过天车3将残阳极1移至无线比较基平台小车7的上方，并降下残阳极1。当残阳极1底掌平面刚下降至由第一激光发射装置4及其对应的接收装置10构成的快停测量线L1时，即底掌平面刚挡住了激光线，接收装置刚收不到光线，比较基平台上的无线电发射装置9立即通过无线电将信号发给天车3上前台控制器的接收装置14，前台控制器立即给天车3发出执行“快停”的指令，使天车3自动关断“二档”所用的流量阀和与之相关的装置，无论天车3的操作下降速度的手柄是处于“一档”还是“二档”的状态，残阳极1仅以“一档”的低速下降。当残阳极1底掌平面刚下降至由第二激光发射装置5及其对应的接收装置11构成的即停测量线L2时，即阳极1的底掌平面刚挡住了第二激光发射装置5发射出的光线，光接收装置11刚收不到光线，此时无线比较基平台小车7上的无线电发射装置9即向天车3上的接收装置14发出即停信号，前台控制器立即给天车3发出执行“立即停止”的指令，使天车3自动关断阳极降速“一档”所用的流量阀和与之相关的装置，无论天车3的操作下降速度的手柄处于“一档”还是“二档”状态，在下降的阳极1都会立即停止下降。此时后台控制器的阳极1底掌平面的高度显示为H，也就是旧阳极1底掌平面从电解槽中升高的高度，H叫比较设定值。将这个高度设定值H在后台控制器中锁定，然后将旧阳极1移放置在残极托架上。此过程也叫“残极定位”过程。
在比较阶段C中，天车3将新阳极8与导杆2一起从托盘上取出移至比较基平台小车7的上方进行底掌平面测量，该测量的操作步骤与旧阳极1的相同。当新阳极8底掌平面降至在激光线L2上时，下降立即停止，操作人员在后台控制器上“计数”为H1，即此时新阳极8底掌平面的高度为H1，与旧阳极1原在电解槽中升高的高度H相等，则H＝H1。这个这程也叫“新极定位过程”。
在更新置入阶段D中，为了确认新阳极8的放置状态，系统要求将新阳极8提升至比较设定值H的高度以上，待换极灯亮后才能进行新阳极8放置。由以上的A、B、C三个阶段可知，H＝H1。那么，将新阳极8移至旧阳极1在电解槽中原位的上方，再下降H1的高度，则新阳极底掌平面处于的10阳极1底掌平面的位置上，天车3下降立即停止，实现了新旧阳极的精确替换。操作人员在换极结束后，在后台控制器上按清零键 “清零”，换极操作结束。
在整个换极过程中，新旧阳极都是自然垂直吊于天车3的夹具上，消除了两者在吊装过程中的间隙误差，进一步提高了新旧阳极替换的精确度，保证了各阳极在铝电解过程中的电流分布均匀，在设备保护和提高生产效率上起着积极的作用。
权利要求
1.一种以无线比较基为平台的阳极水平测高系统，它包括铝电解多功能天车(3)、旧阳极(1)和新阳极(8)，其特征在于还包括设在地面上可移动的无线比较基平台小车(7)，用于测量旧、新阳极(1、8)底掌面高度，并将测量信息以无线电的方式发射给相关设备；后台控制器，用于人机交流，包括可对天车(3)升降阳极(1、8)的高度进行计数、显示、锁存和清零的测量装置，还可发出相应的控制指令；前台控制器，设有无线电接收装置(14)，用于综合从后台控制器和比较基平台(7)输入的控制信号，经分析判断后，向后台控制器发送天车(3)升降阳极(1、8)的高度信息，并向天车(3)发出的执行控制信号，实现对旧阳极(1)的起出、底掌平面高度的比较值设定，新阳极(8)底掌平面的比较测量和置入，完成新旧阳极的更换。
2.根据权利要求1所述的无线比较基为平台的阳极水平测高系统，其特征在于所述设在地面上的无线比较基平台(7)和铝电解多功能天车(3)上前台控制器信息联系，是通过分别设置在各自上面的无线电发射和接收装置(9和14)来实现的。
3.根据权利要求1所述的无线比较基为平台的阳极水平测高系统，其特征在于所述的新旧阳极底掌面高度的测量采用了激光红外线光或类似光感的技术进行测量。
全文摘要
本发明公开了一种无线比较基为平台的阳极水平测高系统，它包括铝电解多功能天车、旧阳极和新阳极，其特征在于还包括设在地面上可移动的无线比较基平台，用于测量旧、新阳极底掌面高度，并将测量信息以无线电的方式发射结相关设备；后台控制器，用于人机交流，包括可对天车升降阳极的高度进行计数、显示、锁存和清零的测量装置；前台控制器，设有无线电接收装置，用于综合从后台控制器和比较基平台输入的控制信号，经分析判断后，向天车发出的执行控制信号，完成新旧阳极的更换。该系统利用了激光等光测量技术，测量的精确度高。在整个换极过程中，在地面上的比较基平台通过无线电的方式与天车联系，大大减化了操作人员的操作，提高了工作效率。
文档编号C25C3/06GK1740743SQ200510019358
公开日2006年3月1日 申请日期2005年8月25日 优先权日2005年8月25日
发明者黄悦 申请人:南宁市众成伟业控制技术有限公司