一种通过导体表面温度分布估算电流的装置的制造方法

文档序号:10817965来源:国知局
一种通过导体表面温度分布估算电流的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种通过导体表面温度分布估算电流的装置,包括电解槽、温度分布数据采集设备、图像处理及传输设备、温度分布?电流模型、故障诊断模型、信息发布设备;温度分布数据采集设备安装在电解槽上方用于扫描或拍摄电解槽的温度分布图,温度分布数据采集设备的输出端连接至图像处理及传输设备的输入端,图像处理及传输设备的输出端连接温度分布?电流模型的输入端,温度分布?电流模型的输出端连接故障诊断模型的输入端,故障诊断模型的输出端连接信息发布设备。本实用新型采用温度图像采集设备,非接触式实时获取电解槽各个阴极棒的温度分布图,且不干扰正常作业,获取电流分布对电解槽节能降耗、提高生产效率。
【专利说明】
一种通过导体表面温度分布估算电流的装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及导体,具体涉及一种通过导体表面温度分布估算电流的装置。
【背景技术】
[0002] 有色金属(如铜、铅、锌、锡、镍等)电解生产过程中,测量电解槽中每个阴极导电棒 上通过电流的大小是判断电解槽电流分布均匀性、稳定性的重要手段。随着电解槽向信息 化、智能化方向发展,电流分布的在线测量成为电解槽精细控制的必要手段,是节能降耗和 提高工艺水平的有效办法。但是,由于电解槽工作环境中导电棒数量众多(平均每台电解槽 阴极导电棒数量在50根以上),高温、酸蚀等恶劣环境,阳极电流的测量一直局限于托表、短 路测试棒等,测量工作量繁重,滞后严重,且精度低、误差大。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型为了解决当前在不影响正常生产前提下,无法获取电解槽电流分布的 问题,提出了一种可以根据电解槽阴极棒温度分布图像估计整个电解槽电流分布的系统。
[0004] 本实用新型采用如下技术方案:一种通过导体表面温度分布估算电流的装置,包 括电解槽、温度分布数据采集设备、图像处理及传输设备、温度分布-电流模型、故障诊断模 型、信息发布设备;电解槽为现场被测设备,温度分布数据采集设备安装在电解槽上方用于 扫描或拍摄电解槽的温度分布图,温度分布数据采集设备的输出端连接至图像处理及传输 设备的输入端,图像处理及传输设备的输出端连接温度分布-电流模型的输入端,温度分 布-电流模型的输出端连接故障诊断模型的输入端,故障诊断模型的输出端连接信息发布 设备。
[0005] 优选的,温度分布数据采集设备为红外相机或具有记录功能的红外测温仪。
[0006] 优选的,图像处理及传输设备为具有TCP/IP接口的采集卡。
[0007] 优选的,信息发布设备为工业级显示器。
[0008] 本实用新型的有益效果是:根据电解槽结构的特殊性,提出利用导电棒温度分布 信息和温度-电流模型估算电流的装置。采用安装在电解槽上方的温度图像采集设备,非接 触式实时获取电解槽各个阴极棒的温度分布图,且不干扰正常作业。获取电流分布对电解 槽节能降耗、提高生产效率具有非常重要的意义。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型结构不意图;
[0010] 图2为本实用新型电解槽导电棒区域划分示意图;
[0011] 图3为本实用新型相邻导电棒位置关系及电流流向示意图。
[0012] 图中:1.电解槽、2.温度分布数据采集设备、3.图像处理及传输设备、4.温度 分布-电流模型、5.故障诊断模型、6.信息发布设备、7.电解液、8.阴极片、9.吊耳B、10.吊 耳C、ll. IAB、12. IBC、13.阴极导电棒、14.阴极母线、15.绝缘板、16.阳极母线、17.阳极导电 棒。
【具体实施方式】
[0013] 如图1所示,一种通过导体表面温度分布估算电流的装置,包括:电解槽1、温度分 布数据采集设备2、图像处理及传输设备3、温度分布-电流模型4、故障诊断模型5、信息发布 设备6;电解槽1为现场被测设备,温度分布数据采集设备2安装在电解槽1上方用于扫描或 拍摄电解槽的温度分布图,温度分布数据采集设备2的输出端连接至图像处理及传输设备3 的输入端,图像处理及传输设备3的输出端连接温度分布-电流模型4的输入端,温度分布-电流模型4的输出端连接故障诊断模型5的输入端,故障诊断模型5的输出端连接信息发布 设备6。温度分布数据采集设备2为红外相机或具有记录功能的红外测温仪。温度分布数据 采集设备2可以采用固定或可移动安装方式,旨在获得电解槽导电棒温度分布和环境温度 信息。图像处理及传输设备3为具有TCP/IP接口的采集卡。信息发布设备6为工业级显示器。 温度分布-电流模型4为运行温度分布-电流方程的电脑程序。故障诊断模型5为运行故障诊 断策略的电脑程序。
[0014] 如图2、3所示,利用电解槽阴极吊耳B与阴极母线之间的导电棒AB段、两个吊耳之 间的导电棒BC段的两段温度分布信息估算电解槽电流分布,利用每根电极的温度分布数据 和环境温度代入预设的温度分布-电流模型4,计算出每个阴极导电棒电流Ιαβ(流经阴极导 电棒的总电流Ιαβ和Ibc,且有,分流比* :…焉:沒七)。温度分布-电流模型4可 以表示成分段、多项式或其他函数形式保存在电脑中。所述温度分布-电流模型4输出连接 到故障诊断模型5,经过数据筛选后发送到信息发布设备6。
[0015] 实施例1
[0016] 利用温度分布数据采集设备2获取电解槽1的温度分布和环境温度数据,图像处理 及传输设备3按照实际电解槽导电棒尺寸和位置信息对电解槽1温度分布图进行区域划分, 获取各个阴极棒温度分布数据,连同环境温度数据依次代入温度分布-电流模型4,得到电 解槽上所有阴极导电棒(数量为Μ个)的电流(/二〗.....M);
[0017] Μ个电流依次输入故障诊断模型5:
[0018] (1)将.@_与电解槽烧板报警阈值比较,当:? 时,标记该导电棒为烧板 故障点;
[0019] (2)否则将|_与电解槽冷板报警阈值織比较,当|^3一: 4时,标记该导电棒为冷 板故障点;
[0020] (3)其余阴极导电棒为正常工作状态;
[0021] 计算结果分类筛选后输出至信息发布设备6。
[0022] 采用该方式,温度分布数据采集设备2被固定在电解槽上方,适合在电解槽上长期 安装使用,可用于电解槽的电流分布在线监测。
[0023] 如图1~图3所示,温度分布数据采集设备2可以为具有记录功能的红外测温仪,手 动采集电解槽每个阴极导电棒的温度分布数据,经过图像处理及传输设备3传输到运行温 度分布-电流模型4的电脑中,计算得出阴极导电棒上通过的电流强度大小,再经过故 障诊断模型5进行数据分类筛选后输出至信息发布设备6。
[0024]采用该方式,在现场工人进行移动测量,因此适合用于移动式短期测量,主要用于 当前电解槽电流分布的临时巡检和监控。
【主权项】
1. 一种通过导体表面温度分布估算电流的装置,其特征在于:包括电解槽(1)、温度分 布数据采集设备(2)、图像处理及传输设备(3)、温度分布-电流模型(4)、故障诊断模型(5)、 信息发布设备(6);电解槽(1)为现场被测设备,温度分布数据采集设备(2)安装在电解槽 (1)上方用于扫描或拍摄电解槽(1)的温度分布图,温度分布数据采集设备(2)的输出端连 接至图像处理及传输设备(3)的输入端,图像处理及传输设备(3)的输出端连接温度分布-电流模型(4)的输入端,温度分布-电流模型(4)的输出端连接故障诊断模型(5)的输入端, 故障诊断模型(5)的输出端连接信息发布设备(6)。2. 如权利要求1所述的一种通过导体表面温度分布估算电流的装置,其特征在于:温度 分布数据采集设备(2)为红外相机或具有记录功能的红外测温仪。3. 如权利要求1所述的一种通过导体表面温度分布估算电流的装置,其特征在于:图像 处理及传输设备(3)为具有TCP/IP接口的采集卡。4. 如权利要求1所述的一种通过导体表面温度分布估算电流的装置,其特征在于:信息 发布设备(6)为工业级显示器。
【文档编号】G01R19/00GK205501437SQ201620202647
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】刘玉强, 赵仁涛, 任智顺, 郑文堂, 李志刚, 张志芳, 张连平, 铁军, 李绍伟, 周瑞珍, 刘世和
【申请人】金川集团股份有限公司, 北方工业大学
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