一种铝电解槽阳极导杆电流分布在线检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及铝电解生产技术领域，特别是涉及一种铝电解槽阳极导杆电流分布在线检测装置。


背景技术：

2.现代铝业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大电流后，电解槽内发生电解反应，阴极产物就是铝液，铝液通过真空抬包从槽内吸出，送往铸造车间成型。
3.在铝电解生产过程中，阳极电流分布是影响电解生产稳定运行的重要因素，阳极电流的分布的不稳定，将会导致铝液面的不稳定，电解槽波动，甚至引发偏流效应，阳极电流严重偏流会影响阳极的使用寿命，容易发生阳极脱落等事故。基于以上的原因，这就需要在实际的生产过程中，能够及时掌握铝电解阳极电流分布的变化情况，及时作出调整，保证生产过程的稳定运行。
4.在当前生产中，阳极电流分布的采集有很多弊端，例如，往往需要人工操作，记录后通过换算判断阳极电流，费时费力，且采集的数据不连续，现有技术中也有将采样装置固定在阳极导杆上进行采集，但采用此种方式十分不便，在换极的过程中往往需要对采样装置进行拆卸和组装，维护工作量大，且现有的采样装置往往采用电缆传输信号，因为阳极导杆附近温度较高，所以选用耐高温性电缆，成本较高，在电解时，阳极也会因为被氧化而消耗，浪费大量的优质焦炭等，造成了资源浪费。因此，设计一种铝电解槽阳极导杆电流分布在线检测装置是十分有必要的。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种铝电解槽阳极导杆电流分布在线检测装置，结构简单、成本低，能够有效防止阳极导杆氧化，能够准确检测阳极导杆电流，在更换阳极导杆时，无需进行复杂的拆装。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
7.一种铝电解槽阳极导杆电流分布在线检测装置，包括：阳极防护罩、采集模块及提升框架，所述阳极防护罩罩设在阳极导杆上，用于防止所述阳极导杆氧化，所述采集模块固定设置在所述阳极防护罩内部，并连接所述阳极导杆，用于采集阳极导杆电压分布信息，所述提升框架设置在所述阳极防护罩的顶部，用于带动所述阳极防护罩上下移动；
8.所述提升框架包括横梁、第一限位机构及升降机构，所述横梁设置在所述阳极防护罩的上端，所述升降机构设置在所述横梁上，并固定连接所述阳极防护罩，用于带动所述阳极防护罩上下运动，所述第一限位机构设置在所述横梁上，并固定连接所述阳极防护罩，所述第一限位机构用于对所述阳极防护罩进行限位；
9.所述采集模块包括固定板、伸缩机构及采集探头，所述固定板水平固定在所述阳极防护罩的内部，所述固定板上固定设置所述伸缩机构，所述伸缩机构的伸缩端设置所述
采集探头，所述采集探头包括保护外壳、无线信号传输装置、阳极导杆温度采集电源系统、控制器及采集板，所述伸缩机构的伸缩端上固定设置所述保护外壳，所述保护外壳的内部固定设置所述控制器及无线信号传输装置，所述保护外壳的前端设置所述采集板，所述阳极导杆温度采集电源系统有两个，分别设置在所述保护外壳的上下两端，用于利用阳极导杆的温度进行发电，并为各个部件供电，所述采集板电性连接所述控制器，所述控制器通过所述无线信号传输装置通信连接上位机，用于将获取的信息传输给上位机。
10.可选的，所述升降机构为电控升降杆，所述电控升降杆固定设置在所述横梁上，并固定连接所述阳极防护罩顶部的中心，所述上位机电性连接所述电控升降杆。
11.可选的，所述第一限位机构包括第一限位杆及第二限位杆，所述第一限位杆及第二限位杆的顶端穿过所述横梁，并相对移动，所述第一限位杆及第二限位杆的底端固定连接所述阳极防护罩，所述第一限位杆及第二限位杆的用于对所述阳极防护罩的上下移动进行限位。
12.可选的，所述提升框架还包括第二限位机构，所述第二限位机构设置有两组，分别设置在所述阳极防护罩的左右两侧，所述第二限位机构包括限位块及第三限位杆，所述限位块固定设置在所述阳极防护罩的侧壁上，所述第三限位杆的顶端固定连接在所述横梁的下端，底端穿过所述限位块，并相对移动，用于对所述阳极防护罩的上下移动进行辅助限位。
13.可选的，所述阳极导杆温度采集电源系统包括温差电池、散热器、导热片及电源管理系统，所述温差电池夹设在所述导热片与所述散热器之间，所述温差电池的上下两端均设置有隔热材料，所述电源管理系统设置在所述温差电池与所述散热器之间，并电性连接所述温差电池，所述导热片贴近所述阳极导杆，所述散热器用于散热，所述温差电池利用所述导热片及散热器之间的温差进行发电。
14.可选的，所述采集板与所述保护外壳之间设置有多个弹簧，用于缓冲，所述采集板上设置有多个检测探针，用于获取所述阳极导杆的电压，所述导热片所在的水平面位于采集板与保护外壳所在的水平面之间，用于使导热片及采集板均充分接触所述阳极导杆。
15.可选的，所述伸缩机构为气缸。
16.根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的铝电解槽阳极导杆电流分布在线检测装置，在使用时，通过伸缩机构将采集板推压至阳极导杆侧面，其中采集板与保护外壳之间设置有弹簧，弹簧压缩，可保证采集板上的检测探针与阳极导杆良好接触，在进行换极操作时，可通过伸缩机构将采集板收回，通过提升框架将阳极防护罩提升，从而对阳极导杆进行更换，在更换过程中不会对检测装置造成损坏，当更换完毕后，通过提升装置将阳极防护罩落下，使用阳极防护罩，也可保护阳极不被氧化，提高了资源的利用率；该检测装置采用温差电池，利用电解槽阳极导杆的温度进行发电，无需使用高成本的特种耐高温电池，且无需频繁拿出电池进行充电，减少了维护量，降低了成本。
附图说明
17.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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例铝电解槽阳极导杆电流分布在线检测装置结构示意图；
19.图2为采集模块结构示意图。
20.附图标记：1、第一限位机构；2、升降机构；3、横梁；4、阳极防护罩；5、第二限位机构；6、采集模块；7、阳极导杆；8、固定板；9、伸缩机构；10、检测探针；11、采集板；12、弹簧；13、导热片；14、隔热材料；15、散热器；16、电源管理系统；17、保护外壳；18、温差电池。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.本实用新型的目的是提供一种铝电解槽阳极导杆电流分布在线检测装置，结构简单、成本低，能够有效防止阳极导杆氧化，能够准确检测阳极导杆电流，在更换阳极导杆时，无需进行复杂的拆装，降低了光纤接头沾染灰尘造成损坏的风险。
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
24.如图1所示，本实用新型实施例提供的铝电解槽阳极导杆电流分布在线检测装置，包括：阳极防护罩4、采集模块6及提升框架，所述阳极防护罩4罩设在阳极导杆7上，用于防止所述阳极导杆7氧化，所述采集模块6固定设置在所述阳极防护罩4内部，并连接所述阳极导杆7，用于采集阳极导杆7电压分布信息，所述提升框架设置在所述阳极防护罩4的顶部，用于带动所述阳极防护罩4上下移动；
25.所述提升框架包括横梁3、第一限位机构1及升降机构2，所述横梁设置在所述阳极防护罩4的上端，所述升降机构1设置在所述横梁3上，并固定连接所述阳极防护罩4，用于带动所述阳极防护罩4上下运动，所述第一限位机构1设置在所述横梁3上，并固定连接所述阳极防护罩4，所述第一限位机构1用于对所述阳极防护罩4进行限位；
26.如图2所示，所述采集模块6包括固定板8、伸缩机构9及采集探头，所述固定板8水平固定在所述阳极防护罩4的内部，所述固定板8上固定设置所述伸缩机构9，所述伸缩机构9的伸缩端设置所述采集探头，所述采集探头包括保护外壳17、无线信号传输装置、阳极导杆温度采集电源系统、控制器及采集板11，所述伸缩机构9的伸缩端上固定设置所述保护外壳17，所述保护外壳17的内部固定设置所述控制器及无线信号传输装置，所述保护外壳17的前端设置所述采集板11，所述阳极导杆温度采集电源系统有两个，分别设置在所述保护外壳17的上下两端，用于利用阳极导杆7的温度进行发电，并为各个部件供电，所述采集板11电性连接所述控制器，所述控制器通过所述无线信号传输装置通信连接上位机，用于将获取的信息传输给上位机。
27.所述阳极防护罩4的顶部或侧部可开孔，供阳极母线穿出。
28.所述固定板8可采用金属材质面板，面板的厚度可根据伸缩机构9的重量和冲击力确定。
29.所述升降机构9为电控升降杆，所述伸缩杆固定设置在所述横梁3上，并固定连接所述阳极防护罩4顶部的中心，用于带动所述阳极防护罩进行上下移动所述上位机电性连接所述电控升降杆，所述电控升降杆可以采用其他直线往返结构代替，例如气缸、伸缩电机等。
30.所述第一限位机构1包括第一限位杆及第二限位杆，所述第一限位杆及第二限位杆的顶端穿过所述横梁3，并相对移动，所述第一限位杆及第二限位杆的底端固定连接所述阳极防护罩4，所述第一限位杆及第二限位杆用于对所述阳极防护罩4的上下移动进行限位。
31.所述提升框架还包括第二限位机构5，所述第二限位机构5设置有两组，分别设置在所述阳极防护罩4的左右两侧，所述第二限位机构5包括限位块及第三限位杆，所述限位块固定设置在所述阳极防护罩4的侧壁上，所述第三限位杆的顶端固定连接在所述横梁3的下端，底端穿过所述限位块，并相对移动，用于对所述阳极防护罩4的上下移动进行辅助限位。
32.所述阳极导杆温度采集电源系统包括温差电池18、散热器15、导热片13及电源管理系统16，所述温差电池18夹设在所述导热片13与所述散热器15之间，所述温差电池18的上下两端均设置有隔热材料14，上下两侧的隔热材料14形成隔热层，对温差电池18进行保护，所述电源管理系统16设置在所述温差电池18与所述散热器15之间，并电性连接所述温差电池18，所述导热片13贴近所述阳极导杆7，所述散热器15用于散热，所述温差电池18利用所述导热片13及散热器15之间的温差进行发电，在正常工作室，温差电池18一面接触导热片13，导热片13紧贴阳极导杆7采集温度，一面通过散热器15进行散热，使两面温差大于15摄氏度，电源管理系统16通过对温差电池18采集的能力进行变压和稳压，输出符合各个部件所需要的工作电压。
33.该检测装置在保护客体内部设置有小型特种耐高温电池，用于在换极时为各个部件进行供电。
34.所述采集板11与所述保护外壳17之间设置有多个弹簧12，当采集板11与阳极导杆7接触时，弹簧12的设置可以使采集板11与阳极导杆7间为柔性接触，避免采集板11和阳极导杆7接触时发生械伤害，所述采集板11上设置有多个检测探针10，用于获取所述阳极导杆7的电压，所述导热片13所在的水平面位于采集板11与保护外壳17所在的水平面之间，用于使导热片13及采集板11均充分接触所述阳极导杆7。
35.所述伸缩机构9为气缸，也可由其他直线往返结构代替，例如油缸。
36.所述检测探针10可选用铜、铝、银、不锈钢或碳素钢等类型的电压探头，所述装置还设置有信号转换系统，用于将模拟信号转换成数字量，可采用ads1256，所述信号转换系统电性连接所述控制器，所述电压探头通过采样电缆连接所述信号转换系统，所述控制器可采用stm32，所述检测装置还可以包括报警装置，报警装置可设置在上位机旁，并连接上位机，用于在电流过大或过小时进行报警。
37.本实用新型的使用过程为：通过上位机控制升降机构，使得阳极防护罩落下，可使阳极防护罩的下端进入溶解液中，可以减少阳极导杆的氧化，当阳极防护罩到达指定位置时，控制器控制伸缩结构推压采集模块接触阳极导杆，此时采集板先接触到阳极导杆，弹簧压缩，之后导热片接触到阳极导杆，关闭伸缩结构，这使得采集板及导热片充分接触阳极导
杆，阳极导杆温度采集电源系统通过阳极导杆的温度发电，为各个部件供电，采集板实时采集阳极导杆的电压，并将电压信息传送至信号转换系统，信号转换系统将信息转换为电压值，并将其发送至控制器，控制器对其进行分析，得到电流值，通过无线信号传输装置将信息发送至上位机，若电流过大或过小，上位机控制报警装置报警，当阳极导杆需要更换时，通过控制器控制伸缩机构回缩，此时可通过小型特种耐高温电池为各个部件进行供电，通过上位机控制伸缩结构带动阳极防护罩上移，对阳极导杆进行更换，更换完毕后，重复上述步骤继续进行检测。
38.本实用新型提供的铝电解槽阳极导杆电流分布在线检测装置，在使用时，通过伸缩机构将采集板推压至阳极导杆侧面，其中采集板与保护外壳之间设置有弹簧，弹簧压缩，可保证采集板上的检测探针与阳极导杆良好接触，在进行换极操作时，可通过伸缩机构将采集板收回，通过提升框架将阳极防护罩提升，从而对阳极导杆进行更换，在更换过程中不会对检测装置造成损坏，当更换完毕后，通过提升装置将阳极防护罩落下，使用阳极防护罩，也可保护阳极不被氧化，提高了资源的利用率；该检测装置采用温差电池，利用电解槽阳极导杆的温度进行发电，无需使用高成本的特种耐高温电池，且无需频繁拿出电池进行充电，减少了维护量，降低了成本。
39.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。