一种阳极电流测量仪的制作方法

1.本实用新型涉及电流测量技术领域，具体涉及一种阳极电流测量仪。


背景技术：

2.现有技术中，铝电解的能耗取决于电解过程中的电流效率和槽电压，所以需要及时准确的对铝电解槽的阳极电流分布状况进行检测，如申请号为 cn201520785059.6的一种铝电解生产电解槽阳极电流在线测量装置，包括将整个测量装置固定于母线上的母线卡架，所述母线卡架作为采集器支架和探针支架的安装支架；作为测量装置的绝缘部件的探针支架，作为探针的安装支架，令测量叉的两个叉头电气隔离；探针以及作为探针支架的安装支架的测量叉支架；测量叉固定和定位螺栓，但铝电解槽不确定的随机信号、基频值误差非常大、无法求解，均缺乏有效的技术手段来解决。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种阳极电流测量仪，具备可以分别测量交直流杂散电压和杂散电流，能够及时准确掌握电解槽阳极电流分布状况等优点，解决了对直流杂散电压和杂散电流不好分开测量的问题。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
7.本实用新型提供的一种阳极电流测量仪，包括传感器、第一放大电路、第二放大电路和显示单元；
8.所述传感器用于对被测信号进行检测，其中传感器的输出端与第一放大电路的输入端彼此连接，第一放大电路用于对超低频直流电压信号进行放大并传输到显示单元的输入端；
9.所述第一放大电路的输出端还连接有用于将直流分量分隔减去的减法器电路；
10.所述第二放大电路设置在减法器电路和显示单元之间，在减法器电路将直流分量分隔减去时，第二放大电路用于将剩余的交流信号放大并在显示单元上进行显示。
11.进一步，所述显示单元包括光柱，所述第二放大电路的输出端与光柱的输入端彼此连接。
12.进一步，所述显示单元包括显示器，所述第一放大电路的输出端连接至显示器的输入端。
13.进一步，所述显示器采用led数字电压表。
14.进一步，所述传感器采用电压叉传感器，所述电压叉传感器包括一呈长方形状的胶木板，所述胶木板的下侧设置有两个平行分布的不锈钢针，所述胶木板的上侧设置有把手。
15.进一步，所述不锈钢针的直径大小为8mm，所述不锈钢针的长度为90mm，两个所述
不锈钢针之间的距离为150mm。
16.进一步，所述减法器电路包括运算放大器a4，所述运算放大器a4的同相输入端连接有并联的r3和r4的一端，所述r3的另一端连接至第一放大电路的输出端，r4的另一端分别连接有r1和r2的一端，r1的另一端连接+5v电压，r2的另一端接地，所述运算放大器a4的反相输入端分别连接有r5和r6 的一端，r5的另一端接地，r6设置在所述运算放大器a4的反相输入端和输出端之间，所述运算放大器a4的输出端与第二放大电路的输入端彼此连接。
17.(三)有益效果
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
19.1、被测信号经电压叉传感器采样后可以经过第一放大电路放大变化后在 led数字电压表上进行显示被测电流值；
20.2、被测信号经电压叉传感器采样后还可以经过减法器电路将直流分量分隔，只允许波动部分的电压降进入，再经过第二放大电路把电压波动放大100 倍，便于由光柱进行亮点上下移动显示。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型的系统原理框图；
23.图2是本实用新型的减法器电路图；
24.图3是本实用新型的电压叉传感器结构示意图。
25.附图标记说明如下：1、胶木板；2、不锈钢针；3、把手。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的；技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
27.参见图1-3所示，本实用新型提供了一种阳极电流测量仪，包括传感器、第一放大电路、第二放大电路、显示单元和工作电源，工作电源采用聚合物锂离子电池，可重复充放电并具有过充过放电保护，具有耐用性和方便性；传感器用于对被测信号进行检测，其中被测信号既有直流分量、也有交流分量，传感器的输出端与第一放大电路的输入端彼此连接，第一放大电路用于对超低频直流电压信号进行放大并传输到显示单元的输入端；第一放大电路的输出端还连接有用于将直流分量分隔减去的减法器电路；第二放大电路设置在减法器电路和显示单元之间，在减法器电路将直流分量分隔减去时，第二放大电路用于将剩余的交流分量信号放大并在显示单元上进行显示。
28.显示单元包括光柱，第二放大电路的输出端与光柱的输入端彼此连接。光柱的作用是替代现有技术中的示波器，大大节省了生产成本，用光柱亮点上下移动轨迹、用秒表测
量阳极电流波动周期、人工绘画波动时域图，也可以输入计算机中进行fft频谱分析、求解基频值、周期在30-100秒，阳极导杆电流值经校准后准确度可达2.5％，fft基频值为5％，分辨率：0.1ka。
29.显示单元包括显示器，第一放大电路的输出端连接至显示器的输入端。显示器采用led数字电压表。
30.传感器采用电压叉传感器，电压叉传感器包括一呈长方形状的胶木板1，胶木板1的下侧设置有两个平行分布的不锈钢针2，胶木板1的上侧设置有把手3。不锈钢针2的直径大小为8mm，不锈钢针2的长度为90mm，两个不锈钢针2之间的距离为150mm。
31.减法器电路包括运算放大器a4，运算放大器a4的同相输入端连接有并联的r3和r4的一端，r3的另一端连接至第一放大电路的输出端，r4的另一端分别连接有r1和r2的一端，r1的另一端连接+5v电压，r2的另一端接地，运算放大器a4的反相输入端分别连接有r5和r6的一端，r5的另一端接地， r6设置在运算放大器a4的反相输入端和输出端之间，运算放大器a4的输出端与第二放大电路的输入端彼此连接。在实际应用中，用电压叉采样的信号由比较恒定的部分和波动部分，其中波动部分与槽膛内磁流体界面垂直波动呈线性关系，其中比较恒定部分和波动部分的值比例是随即的，当槽况稳定时，恒定部分的值约占90％以上，当槽况不稳定时，比较恒定部分和波动部分之间的彼此可降到50％，在检测时，使用减法器电路将较为恒定部分减去分隔，剩余波动部分，其中根据被测对象，r1和r2可调。
32.工作原理：
33.在用来测量铝电解槽阳极电流的值(ka)和波动频率(hz)时，一台铝电解槽有几十根阳极、每根阳极电流都是非常复杂的脉动直流信号，阳极电流有两部分，一是恒定的、占信号比例较大,二是脉动的、占全部信号的比例较小。其频率是在0.02h—0.04hz之间的超低频信号,全槽所有阳极电流的恒定部分、脉动部分都是各不相同，首先使用电压叉传感器截取等距离电压降，此过程中，把电压叉传感器的两根不锈钢针2压在铝电解槽阳极导杆表面时，两根不锈钢针2之间就会采集到一个电压降、这个电压差是由大电流通过导杆时产生的，该等距离电压降一般为几毫伏、这个几毫伏的电压经过放大由显示单元进行显示被测电流的大小，在实际应用中，可以根据使用不同系列电流的不同进行调整，根据铝电解槽每根阳极的电流密度是一定的，不同系列电流的槽、其每根阳极所通过的平均标准电流也是可知的原则来调整；
34.测量被测电流的波动周期时该数值可以作为生产运行中槽况诊断的依据，被测信号经电压叉传感器采样后可以经过第一放大电路放大以及ad变化后在led数字电压表上进行显示被测电流值，被测信号经电压叉传感器采样后还可以经过减法器电路将直流分量分隔，只允许波动部分的电压降进入，再经过第二放大电路把电压波动放大100倍，最后由光柱进行光柱亮点上下移动显示即可，而光柱亮点上下移动的轨迹就是波动电压的y轴，也就是示波器的y轴，再配上时标轴x轴，就可以显示被测电压波动的波形，此时，人工绘画波动时域图或输入计算机进行fft频谱分析、求解基频值即可。
35.本实用新型有益效果在于：被测信号经电压叉传感器采样后可以经过第一放大电路放大变化后在led数字电压表上进行显示被测电流值；被测信号经电压叉传感器采样后还可以经过减法器电路将直流分量分隔，只允许波动部分的电压降进入，再经过第二放大电路把电压波动放大100倍，便于由光柱进行亮点上下移动显示。
36.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。