一种用于不锈钢处理系统的预警方法及装置与流程

本发明涉及火灾的预防技术，具体涉及一种用于不锈钢处理系统的预警方法及装置。

背景技术：

在不锈钢连续电解酸洗工艺中，电解槽内通常布置有多套电极，每套电极由一组阳极电极和两组阴极电极组成，每组电极均有上、下两个极板，每个极板由几条电极条并列排列布置，电极条与酸洗槽体之间通过PPH材料绝缘。电极条伸出槽外和电源系统的供电电缆通过螺栓进行导体间的固定连接。

在生产过程中，由于热胀冷缩、接触面氧化、微振腐蚀或接触处通过短路电流或脉冲电流等原因的影响，电极条与供电电缆的接触处会出现接触不良的情况，由此造成接触电阻增大，电能损耗转换成热能，导致电能传输效率降低，接触处温度升高，还可能引燃附近的绝缘材料，如果发现不及时将发展成严重的火灾，造成巨大的经济损失、环境污染、进一步可能造成人身伤亡。

目前一般采取的预防对策可以大致分为技术措施和人工措施。技术措施主要包括：增设高清摄像监控系统，即在酸洗平台及酸罐区增设高清摄像头，在头、中、尾操作室设监视器；在酸槽两侧增设水喷淋设施；电缆桥架加设防涡流胶木垫板等。人工措施主要包括：加大排酸系统和电气作业区的点检次数；对电解柜、电解电缆接线处进行测温并记录。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：技术措施存在的问题是有了明火才能被发现，不能预防明火发生；人工措施存在的问题是人工定时对几百处测量点进行测量，费时费力，增大工人的劳动强度，且需人工判断工作电流密度变化对接触温升的影响。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种解决上述问题的用于不锈钢处理系统的预警方法及装置。

依据本发明实施例的一个方面，提供了一种用于不锈钢处理系统的预警方法，其中，不锈钢处理系统包括电极以及与电极连接的导线，具体步骤包括：采集电极与导线的连接部位的实时温度值，并转换成温度信号；将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较，根据比较结果判断是否输出预警信号；当判断结果为是时根据预警信号进行预警。

可选的，安全温度参考值通过以下方式设置：计算在预设工作电流下连接部位的理论温度值；采集在预设工作电流下连接部位的实际温度值；根据实际温度值对理论温度值进行修正，根据修正结果确定预设工作电流下的安全温度参考值。

可选的，预设工作电流包括多组不同的工作电流，且预设工作电流下的安全温度参考值包括多组不同的工作电流下的安全温度参考值。

可选的，温度信号中进一步包含与实时温度值相对应的实时工作电流，且在将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较的步骤中，进一步包括根据实时工作电流确定相应的安全温度参考值。

可选的，根据比较结果判断是否输出预警信号的步骤具体包括：当实时温度值超出安全温度参考值时输出预警信号。

可选的，不锈钢处理系统为不锈钢电解酸洗电极系统。

依据本发明实施例的又一个方面，提供了一种用于不锈钢处理系统的预警装置，其中，不锈钢处理系统包括：电极以及与电极连接的导线，该装置包括：信号采集单元，用于采集电极与导线的连接部位的实时温度值，并转换成温度信号；逻辑处理单元，用于接收信号采集单元发送的温度信号，并将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较，根据比较结果判断是否输出预警信号；预警输出单元，用于在接收到来自逻辑处理单元的预警信号时，根据预警信号进行预警。

可选的，信号采集单元包括：设置在电极与导线的连接部位的测温元件。

可选的，预警装置进一步包括：参考值设定单元，用于计算在预设工作电流下连接部位的理论温度值；采集在预设工作电流下连接部位的实际温度值；根据实际温度值对理论温度值进行修正，根据修正结果确定预设工作电流下的安全温度参考值。

可选的，预设工作电流包括多组不同的工作电流，且预设工作电流下的安全温度参考值包括多组不同的工作电流下的安全温度参考值。

可选的，温度信号中进一步包含信号采集单元采集的与实时温度值相对应的实时工作电流，且逻辑处理单元在将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较之前，进一步用于根据实时工作电流确定相应的安全温度参考值。

可选的，逻辑处理单元具体用于当实时温度值超出安全温度参考值时输出预警信号。

可选的，不锈钢处理系统为不锈钢电解酸洗电极系统。

本发明提供的一种用于不锈钢处理系统的预警方法及装置中，采集电极与导线的连接部位的实时温度值，并转换成温度信号；将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较，根据比较结果判断是否输出预警信号；当判断结果为是时根据预警信号进行预警。由此可见，本发明可以在明火出现前及时预警，有效预防明火发生，且无需人工定时定点测量，也无需人工判断相关情况，极大地减少了工人的劳动强度，省时省力，有利于保证生产线的运行效率，提高生产环境的安全程度，进一步提高生产效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明一个实施例提供的用于不锈钢处理系统的预警方法的流程图；

图2示出了本发明另一实施例提供的用于不锈钢处理系统的预警方法的流程图；

图3示出了本发明另一实施例提供的用于不锈钢处理系统的预警装置的结构图；

图4示出了本发明另一实施例提供的用于不锈钢处理系统的预警装置的结构图；

图5示出了本发明实施例中用于不锈钢处理系统的预警装置的信号采集单元的实物结构示意图；

图6示出了本发明实施例中用于不锈钢处理系统的预警装置的逻辑处理单元和预警输出单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供了一种用于不锈钢处理系统的预警方法及装置，至少能够解决现有技术中不能预防明火发生，人工测量费时费力的技术问题。

图1示出了本发明一个实施例提供的用于不锈钢处理系统的预警方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101：采集电极与导线的连接部位的实时温度值，并转换成温度信号；

具体实现时，在生产线上的电极和导线的连接部位设置测温元件，通过该元件采集连接部位的实时温度值，该实时温度值包含了连接处的温度和当时的环境温度，之后将采集到的实时温度值转换成温度信号。

步骤S102：将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较，根据比较结果判断是否输出预警信号；

其中，预设的安全温度参考值是根据预设的多组不同的工作电流通过一定的公式计算得出的，该安全温度参考值可以是一个范围值，当实时温度值超出该安全温度参考值的范围时，说明电极与导线连接部位有极大可能性会发生火灾，于是输出预警信号。

步骤S103：当判断结果为是时根据预警信号进行预警。其中，预警方式可以采用人机交互界面进行提示，也可以采用声光预警方式，具体应用中，本领域技术人员可以根据实际情况灵活运用，本发明不作具体限定。

由此可见，在本发明实施例提供的一种用于不锈钢处理系统的预警方法中，通过采集电极与导线的连接部位的实时温度值，并转换成温度信号；将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较，根据比较结果判断是否输出预警信号；当判断结果为是时根据预警信号进行预警。能够及时发现火灾隐患，在明火发生之前通知维护人员进行检查处置，既避免了火灾的发生，又节约了人力物力，减轻了工人的劳动强度，进而降低了生产成本，提高了生产利润。

图2示出了本发明另一个具体实施例提供的一种用于不锈钢处理系统的预警方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S201：采集电极与导线的连接部位的实时温度值，以及与实时温度值相对应的实时工作电流，并转换成温度信号。

在具体实现中，电极条与供电导线一般是通过螺栓进行导体间的固定连接的，属于典型的固定电接触。用于测量连接部位实时温度值的测温元件固定在电极与导线固定连接的位置，该测温元件需要实时测量连接部位的温度以及环境温度。

步骤S202：根据实时工作电流确定相应的安全温度参考值，将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较，根据比较结果判断是否输出预警信号。

其中，预设的安全温度参考值是根据预设的工作电流通过一定的方法计算得出的，当实时温度值超出该安全温度参考值时，说明电极与导线连接部位有极大可能性会发生火灾，于是输出预警信号。

因为在不锈钢连续电解酸洗工艺中，不同的产品需要不同的工作电流密度，即工艺要求电极的工作电流随产品的规格、特性变化，所以预设的工作电流包括多组不同的工作电流，因而，预设工作电流下的安全温度参考值也是多组的。

步骤S203：当实时温度值超出安全温度参考值时输出预警信号，根据预警信号进行预警。其中，预警方式可以采用人机交互界面进行提示，也可以采用声光预警方式，具体应用中，本领域技术人员可以根据实际情况灵活运用，本发明不作具体限定。

在具体实施中，上述安全温度参考值通过以下方式进行设置：计算在预设工作电流下连接部位的理论温度值；采集在预设工作电流下连接部位的实际温度值；根据实际温度值对理论温度值进行修正，根据修正结果确定预设工作电流下的安全温度参考值。

通过预设工作电流计算连接部位的理论温度值的理论依据在于：根据热量方程和焦耳定律可知，在导体连接电阻不变的情况下，连接部位的温度变化值与通过该处的电流的平方成正比。公式如下：

Q＝I²Rt (1)

Q＝cmΔt (2)

其中，Q指热量，I指连接部位通过的电流，R指连接部位导线和电极的总电阻，t指通电时间，c指连接部位导线和电极的总比热容，m指连接部位导线和电极的总质量，Δt指连接处温度的变化量。

由公式(1)(2)可以得出：Δt＝(Rt/cm)I² (3)

在不更换连接部位导线和电极的情况下，上述公式中的R、c、m均为常量，通过在单位时间t内向电极回路中通以不同的工作电流I并测量连接部位的温度变化Δt即可算出上述常量。在R、c、m、t均为常量的情况下，那么连接部位的温度变化值Δt就仅仅与电极回路中通过的工作电流I的平方成正比。

因此，公式(3)可以简化为:Δt＝aI² (4)

其中，a为一常量。

所以，根据公式(4)，通过预设的工作电流即可计算出连接部位的理论温度值。

下面结合一个具体例子再进一步阐述安全温度参考值的设置方法：

假设环境温度为T且保持不变，几组预设工作电流分别为I₀、I₁、I₂，与预设工作电流对应的连接部位的温度为t₀、t₁、t₂。

首先，检查电极条与供电导线的接触状态，确定其接触良好后，在单位时间内向电极回路中通以预设工作电流I₀，测量连接部位的温度，待温度达到稳定值时，记录此时连接部位的温度为t₀。由此计算出Δt＝t₀-T，代入公式(4)可以得出由此计算出常量a的值。以常量a为已知量，分别计算出工作电流I₁、I₂对应的连接部位的理论温度值t₁、t₂。

然后，在单位时间内向电极回路中分别通以工作电流I₁、I₂，当连接部位温度达到稳定值时，测量连接部位的实际温度值，记录为t₀₁、t₀₂。

最后，根据实际温度值t₀₁、t₀₂对理论温度值t₁、t₂进行修正，将修正后的温度值作为工作电流I₁、I₂对应的安全温度参考值。

可选的，为了更好的达到预警效果，上述安全温度参考值可以是一个范围值，即以修正后的安全温度值为上限值，以比安全温度值小的某个值为下限值设定一个预警范围值，当连接部位的温度进入安全温度参考值范围内时进行多次预警提示，有利于维护人员更好的监测整条生产线。例如，当连接部位的温度达到下限值时，进行初次预警，提醒维护人员重点关注温度异常的连接部位；当连接部位的温度达到上限时，进行再次预警，提醒维护人员前往温度异常的连接部位进行处理。当连接部位温度进入安全温度参考值范围内后的预警次数可以是两次，也可以是多次，本发明不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况灵活运用。

优选的，该预警方法优选适用于不锈钢电解酸洗电极系统上，与此同时，该方法也可以用于不锈钢连续电解酸洗系统上，本领域技术人员还可以根据具体情况灵活运用于其他生产线上，本发明对此不作具体限定。

由此可见，在本发明能够及时发现火灾隐患，在明火发生之前通知维护人员进行检查处置，既避免了火灾的发生，又节约了人力物力，减轻了工人的劳动强度，进而降低了生产成本，提高了生产利润。

图3示出了本发明另一实施例提供的一种用于不锈钢处理系统的预警装置的结构图。如图3所示，该装置包括：信号采集单元31、逻辑处理单元32和预警输出单元33。

信号采集单元31用于采集电极与导线的连接部位的实时温度值，并转换成温度信号。其中，信号采集单元31包括设置在电极与导线连接部位的测温元件(图3中未示出)，该测温元件用于采集连接部位的实时温度值，该实时温度值包含了连接处的温度和当时的环境温度。

逻辑处理单元32用于接收信号采集单元发送的温度信号，并将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较，根据比较结果判断是否输出预警信号。

其中，预设的安全温度参考值是根据预设的多组不同的工作电流通过一定的方法运算得出的，该安全温度参考值可以是一个范围值，当实时温度值超出该安全温度参考值的范围时，说明电极与导线连接部位有极大可能性会发生火灾，于是输出预警信号。

预警输出单元33用于在接收到来自逻辑处理单元的预警信号时，根据预警信号进行预警。

其中，预警方式可以采用人机交互界面进行提示，也可以采用声光预警方式，具体应用中，本领域技术人员可以根据实际情况灵活运用，本发明不作具体限定。

优选的，该预警装置优选适用于不锈钢电解酸洗电极系统上，与此同时，该装置也可以用于不锈钢连续电解酸洗系统上，本领域技术人员还可以根据具体情况灵活运用于其他生产线上，本发明对此不作具体限定。

上述各个模块的具体结构和工作原理可参照方法实施例中相应步骤的描述，此处不再赘述。

由此可见，在本发明实施例提供的一种用于不锈钢处理系统的预警装置中，通过采集电极与导线的连接部位的实时温度值，并转换成温度信号；将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较，根据比较结果判断是否输出预警信号；当判断结果为是时根据预警信号进行预警。能够及时发现火灾隐患，在明火发生之前通知维护人员进行检查处置，既避免了火灾的发生，又节约了人力物力，减轻了工人的劳动强度，进而降低了生产成本，提高了生产利润。

图4示出了本发明另一实施例提供的一种用于不锈钢处理系统的预警装置的结构图。如图4所示，该装置包括：信号采集单元41、逻辑处理单元42、预警输出单元43和参考值设定单元44。

信号采集单元41用于采集电极与导线的连接部位的实时温度值，并转换成温度信号。其中，信号采集单元41包括设置在电极与导线连接部位的测温元件(图4中未示出)，该测温元件用于采集连接部位的实时温度值，该实时温度值包含了连接处的温度和当时的环境温度。

逻辑处理单元42用于接收信号采集单元发送的温度信号，并将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较，根据比较结果判断是否输出预警信号。

其中，为了进一步提升预警系统的可靠性，该安全温度参考值可以是一个范围值，当实时温度值超出该安全温度参考值的范围时，说明电极与导线连接部位有极大可能性会发生火灾，于是输出预警信号。因为在不锈钢连续电解酸洗工艺中，不同的产品需要不同的工作电流密度，即工艺要求电极的工作电流随产品的规格、特性变化，所以预设的工作电流包括多组不同的工作电流，因而，预设工作电流下的安全温度参考值也是多组的。

预警输出单元43用于在接收到来自逻辑处理单元的预警信号时，根据预警信号进行预警。其中，预警方式可以采用人机交互界面进行提示，也可以采用声光预警方式，具体应用中，本领域技术人员可以根据实际情况灵活运用，本发明不作具体限定。

可选的，该装置进一步包括参考值设定单元44，用于计算在预设工作电流下连接部位的理论温度值；采集在预设工作电流下连接部位的实际温度值；根据实际温度值对理论温度值进行修正，根据修正结果确定预设工作电流下的安全温度参考值。

在具体实施中，逻辑处理单元42可以与电极整流设备共用一套控制系统以节省投资成本，报警输出单元43也可以与生产线共用一套人机交互界面及声光报警设施。

优选的，该预警装置优选适用于不锈钢电解酸洗电极系统上，与此同时，该方法也可以用于不锈钢连续电解酸洗系统上，本领域技术人员还可以根据具体情况灵活运用于其他生产线上，本发明对此不作具体限定。

上述各个模块的具体结构和工作原理可参照方法实施例中相应步骤的描述，此处不再赘述。

由此可见，在本发明实施例提供的一种用于不锈钢处理系统的预警装置中，通过采集电极与导线的连接部位的实时温度值，并转换成温度信号；将温度信号传递的实时温度值与预设的安全温度参考值进行比较，根据比较结果判断是否输出预警信号；当判断结果为是时根据预警信号进行预警。能够及时发现火灾隐患，在明火发生之前通知维护人员进行检查处置，既避免了火灾的发生，又节约了人力物力，减轻了工人的劳动强度，进而降低了生产成本，提高了生产利润。

为了方便本领域技术人员更清楚地理解本发明的内容，图5和图6公开了用于不锈钢处理系统的预警装置的结构示意图。其中，图5为用于不锈钢处理系统的预警装置的信号采集单元的实物结构示意图，图6为用于不锈钢处理系统的预警装置的逻辑处理单元和预警输出单元的结构示意图。

其中，图5中的信号采集单元包括测温元件51、电极连接铜板及铜排52、电极连接螺栓53和电极连接电缆54。

图6中包括构成逻辑处理单元的信号接收模块61和信号处理模块62、预警输出单元63和电极整流控制柜64，其中，信号接收模块61可以整合到电极整流控制柜64中。信号接收模块61用于接收由信号采集单元采集到的电缆测温模拟量信号，因为在同一条生产线上有多个信号采集单元，且在不同工作电流下电极与导线连接部的温度也不同，因此信号接收模块61所接收到的电缆测温模拟量信号也是多个。

图5和图6仅为本发明一种实施例的结构示意图，并非对本发明内容的限定，本领域技术人员可以根据实际情况灵活实施本发明的内容，本发明对此不作具体限定。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。