便携式铝电解质初晶温度现场测量装置制造方法
【专利摘要】便携式铝电解质初晶温度现场测量装置,涉及一种铝电解温度测量装置，由取样器、温度传感器、金属导杆、补偿导线、手柄、测量仪组成。所述温度传感器由二根热电偶组成，其中一根热电偶置于取样器中间部位，作为参比温度，另一根置于取样器底部作为测试温度，两根热电偶温度传递通过补偿导线与测温仪连接；所述测量仪由触摸屏、单板机、蓄电池、充电器、箱体组成，触摸屏能够实时显示电解质熔体温度下降过程布冷曲线和差热曲线，对测量数据和曲线可显示和导出。本发明具有测温快速、智能化程度高、现场实时测量、显示、记录，携带方便并且能够对工业铝电解槽中电解质初晶温度巡回检测。
【专利说明】便携式铝电解质初晶温度现场测量装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铝电解温度测量装置，特别是涉及一种便携式铝电解质初晶温度 现场测量装置。
【背景技术】
[0002] 铝电解质电解温度、初晶温度及过热度是铝冶炼过程中的重要工艺参数，电解温 度、初晶温度及过热度与电解过程电解槽热平衡有密切关系，电解质过热度增加，炭耗增 大，槽帮减薄，伸腿缩短；电解质过热度减少，槽帮增厚，伸腿变长。因此电解质熔体温度直 接影响电解槽的热稳定性和电流效率，甚至会影响电解槽寿命。在实验室中用特定的热分 析仪对铝电解质初晶温度测量，由于取样、冷却、结晶、重熔会使熔体成分发生变化，造成测 量结果的不准确性，同时实验室离线分析滞后，无法现场对实际生产实时调控。
[0003] 通过初晶温度来调整生产工艺条件，保持过热度8?10°C之间，可以使电解槽形 成较好的槽帮结壳，促使电解槽的物料平衡和能量平衡，最终实现电解质成分的稳定和电 解温度的稳定，提高电流效率，降低能耗。因此快速准确测定铝电解槽高温电解质熔体初晶 温度、过热度对铝电解生产控制有较大意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，该装置可直 接对现场铝工业电解槽电解质初晶温度和过热度进行巡回测量，具有测量快速准确、安全 可靠、智能化程度高、携带方便、现场实时测量等特点。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，所述装置包括取样器、取样器连杆、热电偶、 补偿线接头、金属导杆、手柄、补偿导线、测量仪；测量仪由触摸屏、单板机、蓄电池、充电器、 箱体构成，金属导杆下端焊接取样器，温度传感器焊接在取样器上，一端伸入取样器中，另 一端通过补偿导线与测量仪连接；温度传感器采用二根k型镍铬-镍硅热电偶组成，且热电 偶温度感应端伸入取样器1〇_，一根置于取样器中间部位，作为参比温度测量，另外一根置 于取样器底部，二根热电偶间距l〇mm。
[0006] 所述的便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，所述测量仪触摸屏采用LED显示 屏。
[0007] 所述的便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，所述测量仪LED显示屏具有"数 据显示"、"数据报表"、"历史趋势"、"实时趋势"、"参数设置"，"版权声明"显示块。
[0008] 所述的便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，所述装置内部安装蓄电池。
[0009] 所述的便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，所述测量仪设有U盘接口。
[0010] 所述的便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，所述测量仪采用24V电源，锂电 池5000mA，并设有温度校正仪。
[0011] 本发明的优点与效果是： 本发明具有测量快速准确、安全可靠、智能化程度高、携带方便、现场实时测量等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本发明结构示意图； 图2为本发明实例布冷曲线和差热曲线图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步详述。
[0014] 本发明提供一种便携式可直接对现场铝工业电解槽电解质初晶温度和过热度进 行巡回测量装置。本发明包括取样器、温度传感器、金属管、手柄、补偿导线、测量仪构成。
[0015] 金属管分为两段，两段之间采用螺纹连接，金属杆下端焊有取样器，上段装有手 柄，温度感应器由二根K型镍铬-镍硅热电偶组成，焊接在取样器上，其温度感应端伸入取 样器中。两根热电偶其中一根置入取样器中部，作为参比温度，另外一根置入取样器底部， 作为测量温度；两根热电偶另外一端通过补偿导线与测量仪通过接线端子连接，补偿导线 置入金属管中。
[0016] 测量仪将测温传感器检测到得温度信号转换为数字信号。测量仪可对温度校正、 实时数据列表显示、实时数据图形显示、文件命名及对数据存储等，其以单片机作为主控制 单元，是温度测量智能核心。测量数据通过串口传递至LED触摸屏，通过触摸屏可直接显 示、控制被测量电解质样品温度变化曲线。
[0017] 测量仪温度变化曲线包括布冷曲线和差热曲线。按照铝电解质体系相图，当液 相区电解质温度降低达到体系组分结晶温度，体系发生相变，释放的相变潜热会使下降温 度曲线保持一段恒温状态，曲线出现拐点，当体系在新的条件下达到热平衡，温度会继续下 降，这样绘制出的温度-时间曲线为布冷曲线，布冷曲线出现拐点时电解质温度为初晶温 度。差热曲线是描述温度差(参比温度与测量温度）-时间关系曲线，当电解质体系温度降 低到初晶温度时，体系发生相变，释放出相变潜热会使测量温度略微升高，温差变小，曲线 出现最小值，此时最低点温度即为初晶温度，布冷曲线和差热曲线出现初晶温度拐点时显 示时间应一致。电解质温度与初晶温度差值即为过热度。
[0018] 实施例： 附图1标记说明：1_取样器，2-取样器连杆，3-热电偶，4-补偿线接头，5-金属导杆， 6_手柄，7-补偿导线，8-测量仪。将取样器1放入电解槽铝电解质熔体中，启动测量仪8， 在数据显示功能块中点击"新建"，命名测量编号，点击开始，测量仪8进入工作阶段。测量 时借助手柄6将置有取样器1金属杆2插入到电解槽熔体中，观察测量仪8 "实施趋势"功 能块中布冷曲线与差热曲线图，经过若干秒钟，测量仪8显示的电解质温度不在上升，即达 到稳定状态，将金属杆2和取样器1从电解槽中取出，放置于电解槽壳平整位置，使取样器 1电解质缓慢冷却，测量者观察测量仪8 "实施趋势"功能块中布冷曲线和差热曲线，当曲 线出现拐点时，点击测量仪8 "数据显示"功能块"停止"按钮，测试过程结束。将内部残有 电解质的取样器再次置入电解槽中，待部分电解质重新升温熔化，将取样器中电解质倒出。 数据处理：点击测量仪8触摸屏"实施趋势"功能块布冷曲线及差热曲线拐点，对应拐点处 初晶温度被记录并实时显示，过热度根据电解温度与初晶温度值差值由测量仪8计算并显 示。点击测量仪8触摸屏"数据显示"功能块"保存数据"按钮，可对测试数据存储；点击测 量仪8触摸屏"历史趋势"功能块，可对已存储数据显示布冷曲线、差热曲线、初晶温度和过 热度。
【权利要求】
1. 便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，其特征在于，所述装置包括取样器、取样器 连杆、热电偶、补偿线接头、金属导杆、手柄、补偿导线、测量仪；测量仪由触摸屏、单板机、蓄 电池、充电器、箱体构成，金属导杆下端焊接取样器，温度传感器焊接在取样器上，一端伸入 取样器中，另一端通过补偿导线与测量仪连接；温度传感器采用二根k型镍铬-镍硅热电 偶组成，且热电偶温度感应端伸入取样器l〇mm，一根置于取样器中间部位，作为参比温度测 量，另外一根置于取样器底部，二根热电偶间距1〇_。
2. 根据权利要求1所述的便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，其特征在于，所述 测量仪触摸屏采用LED显示屏。
3. 根据权利要求2所述的便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，其特征在于，所述 测量仪LED显示屏具有"数据显示"、"数据报表"、"历史趋势"、"实时趋势"、"参数设置"，"版 权声明"显示块。
4. 根据权利要求1所述的便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，其特征在于，所述 装置内部安装蓄电池。
5. 根据权利要求1所述的便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，其特征在于，所述 测量仪设有U盘接口。
6. 根据权利要求1所述的便携式铝电解质初晶温度现场测量装置，其特征在于，所述 测量仪采用24v电源，锂电池5000mA，并设有温度校正仪。
【文档编号】G01N25/12GK104155331SQ201410361046
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】高枫, 冯乃祥, 周洋, 孙怀宇 申请人:沈阳化工大学