电解池槽压监控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种电解池槽压监控装置，包括电压采集模块，滤波器件，用于滤去所述电压采集模块传送来的电压信号中的毛刺；信号放大器件，用于放大经过滤波后的电压信号；模数转换器件，用于将放大后的模拟电压信号转换为数字电压信号，并传送到隔离器件；隔离器件，用于隔离所述数字电压信号、系统信号；信号处理器件，用于将处理隔离器件传送来的电信号，处理结果传送到无线通信器件；无线通信器件，用于将无线传输所述处理结果。本实用新型具有监控精度高、安装维护方便等优点，并有助于降低后续信号处理的难度。
【专利说明】电解池槽压监控装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电压监控，特别涉及电解池槽压监控装置。
【背景技术】
[0002]有色金属电解是精炼冶金的关键一步，电流通过物质而引起化学变化的过程。化学变化是物质失去或获得电子(氧化或还原)的过程。电解过程是在电解池中进行的。电解池是由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的阴、阳两个电极构成。电流流进负电极(阴极)，溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极，并与电子结合，变成中性的元素或分子；带负电荷的负离子迁移到另一电极(阳极)，给出电子，变成中性元素或分子。
[0003]电解工艺中电解池槽电压是表征电解池工作是否正常的重要指标，它直接影响电解产品的质量、外观和能耗。
[0004]电解工艺中，电流效率和电解广品的品极率是考核电解生广效率和能力的重要指标，而阴极和阳极的极间短路会对这两个指标产生不利的影响。极间短路俗称“烧板”，它不仅造成电流在每块阴极的分配不均，而且极间短路的触点由于电阻较大，会造成电流的损失，直接影响了电流效率。极间短路造成部分电能由于发热而消耗，即实际产铜量降低，那么电流效率自然也会降低，同时该厂的吨铜耗电也要增加。一般正常生产时，铜电解的电流效率在95%?98%，如果出现极间短路，那么将使电流效率下降1%?3%，如果严重的还会更高。另一方面，在发生极间短路的阴极上，板面极间短路部分通常有大面积粗状结晶和结粒，因此，极间短路和阴极板面质量恶化是伴随发生的。
[0005]目前常用的槽压在线监测方式为:用电压变送器(互感器)把槽压转化成标准的4-20MA的标准信号直接给DCS，通过DCS中控系统来监测槽压变化曲线；这种方法主要弊端有三个:1)精度不高；2)模拟量信号不易处理；3)通信方式是有线的，在实际生产中，通信线往往被损坏，导致实际的系统无法工作。
实用新型内容
[0006]为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种监控精度高、安装维护方便的电解池槽压监控装置，并有助于降低后续信号处理的难度
[0007]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]一种电解池槽压监控装置，所述电解池槽压监控装置包括电压采集模块，进一步包括:
[0009]滤波器件，所述滤波器件用于滤去所述电压采集模块传送来的电压信号中的毛刺；
[0010]信号放大器件，所述信号放大器件用于放大经过滤波后的电压信号；
[0011]模数转换器件，所述模数转换器件用于将放大后的模拟电压信号转换为数字电压信号，并传送到隔离器件；
[0012]隔离器件，所述隔离器件用于隔离所述数字电压信号、系统信号；[0013]信号处理器件，所述信号处理器件用于将处理隔离器件传送来的电信号，处理结果传送到无线通信器件；
[0014]无线通信器件，所述无线通信器件用于无线传输所述处理结果。
[0015]根据上述的电解池槽压监控装置，优选地，所述隔离器件具体采用:
[0016]变压器，所述变压器单独为所述模数转换器件供电；
[0017]电光转换器件，所述电光转换器件用于将所述数字电压信号转换为光信号；
[0018]光电转换器件，所述光电转换器件用于将所述光信号转换为电信号，并传送到信号处理器件。
[0019]根据上述的电解池槽压监控装置，可选地，所述电解池槽压监控装置进一步包括:
[0020]校准器件，所述校准器件用于校准所述模数转换器件。
[0021]根据上述的电解池槽压监控装置，优选地，所述隔离器件进一步包括:
[0022]变压器，所述变压器单独为所述模数转换器件供电；
[0023]电磁转换器件，所述电磁转换器件用于将所述数字电压信号转换为磁信号；
[0024]磁电转换器件，所述磁电转换器件用于将所述磁信号转换为电压信号，并传送到信号处理器件。
[0025]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为:
[0026]1、全数字信号处理:使用高速高带宽ADC将采集到的电压信号模数转化，实现后续信号的数字化处理，一旦实现了数字化，后续处理都非常方便易用；
[0027]2、精度高:电压监控精度可以达到0.5毫伏，远低于现有技术中100毫伏的监控精度，显著地提高系统的检测精度；
[0028]3、无线通信方式:不受现场环境影响，安装、维护简单；
[0029]4、采用的隔离器件有效地隔离了系统信号和电压信号，有助于进一步提高电压监控精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中:
[0031]图1为本实用新型的电解池槽压监控装置的结构简图。
【具体实施方式】
[0032]图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
[0033]实施例1:
[0034]图1示意性地给出了本实用新型实施例的电解池槽压监控装置的结构简图，如图I所示，所述电解池槽压监控装置包括:
[0035]电压采集模块，所述电压采集模块是本领域的现有技术，在此不再赘述；
[0036]滤波器件，所述滤波器件用于滤去所述电压采集模块传送来的电压信号中的毛刺；所述滤波器件可采用高速采集FPGA或MCU，在去毛刺的同时，还进行了抗干扰处理；
[0037]信号放大器件，所述信号放大器件用于放大经过滤波后的电压信号；具体的信号放大器件是现有技术，在此不再赘述；
[0038]模数转换器件，所述模数转换器件须采用高精度的模数转换器件，用于将放大后的模拟电压信号转换为数字电压信号，并传送到隔离器件；
[0039]隔离器件，所述隔离器件用于隔离所述数字电压信号、系统信号，具体采用以下器件来实现:变压器，所述变压器单独为所述模数转换器件供电；电光(或电磁)转换器件，所述电光转换器件用于将所述数字电压信号转换为光信号；光电(或磁电)转换器件，所述光电转换器件用于将所述光信号转换为电信号，并传送到信号处理器件。
[0040]信号处理器件，所述信号处理器件用于处理隔离器件传送来的电信号，处理结果传送到无线通信器件；所述信号处理器件是本领域的现有技术，在此不再赘述；
[0041 ] 无线通信器件，所述无线通信器件用于无线传输所述处理结果。
[0042]实施例2:
[0043]根据实施例1的电解池槽压监控装置在电解铜中的应用例。
[0044]在该应用例中，滤波器件采用MCU，校准器件采用自动校准方案，取基准O和I电压，自动完成校准功能；基准O电压通过短路得出，基准I电压是通过稳压源芯片给出，自动校准功能通过设定一定时间把ADC的O和I伏电压切换到基准O和基准I来完成。;模数转换器件采用高精度的ADC ；隔离器件包括为ADC单独供电的变压器以及电光转换器件、光电转换器件；信号处理器件采用RISC CPU，实现对电压信号的提取、变换、分析、综合等处理；无线通信器件使用稳定性较好和开放的低频433MHz。
[0045]实施例3:
[0046]根据实施例1的电解池槽压监控装置在电解铜中的应用例。
[0047]在该应用例中，滤波器件采用高速采集的FPGA，校准器件采用自动校准方案，取基准O和I电压，自动完成校准功能；基准O电压通过短路得出，基准I电压是通过稳压源芯片给出，自动校准功能通过设定一定时间把ADC的O和I伏电压切换到基准O和基准I来完成。模数转换器件采用高精度的ADC ;隔离器件包括为ADC单独供电的变压器、用于将ADC输出的数字电压信号转换为磁信号的电磁转换器件、将所述磁信号转换为电压信号的磁电转换器件；信号处理器件采用RISC CPU，实现对电压信号的提取、变换、分析、综合等处理；无线通信器件使用稳定性较好和开放的WIFI2.4GHz制式的传输器件。
【权利要求】
1.一种电解池槽压监控装置，所述电解池槽压监控装置包括电压采集模块，其特征在于:所述电解池槽压监控装置进一步包括: 滤波器件，所述滤波器件用于滤去所述电压采集模块传送来的电压信号中的毛刺； 信号放大器件，所述信号放大器件用于放大经过滤波后的电压信号； 模数转换器件，所述模数转换器件用于将放大后的模拟电压信号转换为数字电压信号，并传送到隔离器件； 隔离器件，所述隔离器件用于隔离所述数字电压信号、系统信号； 信号处理器件，所述信号处理器件用于将处理隔离器件传送来的电信号，处理结果传送到无线通信器件； 无线通信器件，所述无线通信器件用于无线传输所述处理结果。
2.根据权利要求1所述的电解池槽压监控装置，其特征在于:所述隔离器件进一步包括: 变压器，所述变压器单独为所述模数转换器件供电； 电光转换器件，所述电光转换器件用于将所述数字电压信号转换为光信号； 光电转换器件，所述光电转换器件用于将所述光信号转换为电信号，并传送到信号处理器件。
3.根据权利要求1所述的电解池槽压监控装置，其特征在于:所述电解池槽压监控装置进一步包括: 校准器件，所述校准器件用于校准所述模数转换器件。
4.根据权利要求1所述的电解池槽压监控装置，其特征在于:所述隔离器件进一步包括: 变压器，所述变压器单独为所述模数转换器件供电； 电磁转换器件，所述电磁转换器件用于将所述数字电压信号转换为磁信号； 磁电转换器件，所述磁电转换器件用于将所述磁信号转换为电压信号，并传送到信号处理器件。
【文档编号】G01R19/25GK203786200SQ201420181382
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】张健 申请人:张健