本發(fā)明涉及鋁電解，尤其涉及一種鋁電解槽陽(yáng)極數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的發(fā)展，數(shù)字化、智能化、高效率、低能耗成為企業(yè)普遍追求的發(fā)展方向。鋁電解槽的數(shù)字化、智能化近行來(lái)也成為行業(yè)熱門課題。鋁電解槽數(shù)字化需要更多的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而關(guān)于鋁電解槽的陽(yáng)極相關(guān)數(shù)據(jù)行業(yè)內(nèi)還沒(méi)有出現(xiàn)成熟的技術(shù)，也成為了鋁電解槽數(shù)字化道路上的一道重要屏障。

2、當(dāng)前電解鋁生產(chǎn)行業(yè)全部采用預(yù)焙陽(yáng)極鋁電解槽。預(yù)焙陽(yáng)極鋁電解槽的陽(yáng)極碳?jí)K通過(guò)陽(yáng)極鋼爪過(guò)渡與鋁導(dǎo)桿連接。鋁導(dǎo)桿與電解槽的陽(yáng)極大母線又通過(guò)壓接連接形成電流通路。每臺(tái)電解槽有50組左右的陽(yáng)極組承擔(dān)著500ka左右的電流。生產(chǎn)過(guò)程中希望每組陽(yáng)極平均承擔(dān)電流量，即整臺(tái)電解槽的電流分布盡可能均勻。但由于每組陽(yáng)極消耗速有差異等原因，陽(yáng)極的電流分布時(shí)常出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，也叫偏流。當(dāng)出現(xiàn)明顯偏流時(shí)會(huì)影響電解槽的穩(wěn)定性，從而降低電解槽的電流效率，增加電能消耗。嚴(yán)重的還可能出現(xiàn)安全事故。因此，當(dāng)出現(xiàn)偏流時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

3、目前，行業(yè)中這種調(diào)整工作需要人工用電壓表逐一測(cè)量每一組陽(yáng)極導(dǎo)桿上的分布電壓降來(lái)對(duì)比判斷哪組陽(yáng)極存在偏流。由于每臺(tái)電解槽有50組左右的陽(yáng)極組，在周圍溫度高達(dá)80℃左右的環(huán)境下逐步測(cè)量，不僅工作強(qiáng)度大，效率也極低。因此，正常生產(chǎn)中總是存在因偏流發(fā)現(xiàn)不及時(shí)導(dǎo)致影響電解槽安全穩(wěn)定運(yùn)行的現(xiàn)象。這是整體電解鋁生產(chǎn)行業(yè)電流效率偏低的原因之一。

4、此外，陽(yáng)極導(dǎo)桿與陽(yáng)極大母線之間通過(guò)壓接方式連接，存在壓接壓降。在生產(chǎn)過(guò)程中陽(yáng)極升、降造成的壓接松動(dòng)，以及壓接表面處理不干凈就會(huì)出現(xiàn)壓接壓降過(guò)大，造成能耗損失的現(xiàn)象。而且陽(yáng)極升、降造成的壓接壓降升高變化是動(dòng)態(tài)的，也需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行處理。當(dāng)前行業(yè)中對(duì)這部分的壓降的測(cè)量方式與測(cè)量導(dǎo)桿壓接壓降一樣，需要人工通過(guò)電壓表逐一測(cè)量。也存在工作環(huán)境惡劣，效率低的問(wèn)題。由于測(cè)量不及時(shí)，又造成能耗損失。行業(yè)內(nèi)也曾出現(xiàn)過(guò)由于不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)陽(yáng)極壓接壓降過(guò)高不及時(shí)造成系統(tǒng)停運(yùn)的惡劣事故。

5、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量和掌握鋁電解槽的陽(yáng)極數(shù)據(jù)（導(dǎo)桿分布電壓降分布、陽(yáng)極導(dǎo)桿與母線之間的壓接電壓降）參數(shù)，對(duì)及時(shí)了解電解槽運(yùn)行狀態(tài)、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高電流效率、降低能耗及保障生產(chǎn)安全都具有及其重要的意義。對(duì)建設(shè)數(shù)字化電解槽也是不可避免的數(shù)據(jù)。

6、同時(shí)傳統(tǒng)的人工測(cè)量過(guò)程中，容易受到各種客觀因素的干擾，如測(cè)量位置的統(tǒng)一性，測(cè)量方法的標(biāo)準(zhǔn)性等，直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果參照性低，難以準(zhǔn)確反應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)情況。而陽(yáng)極數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置安裝后,位置固定，采集到的數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)，具有更強(qiáng)的分析比對(duì)作用。

7、現(xiàn)有檢測(cè)裝置如專利公告號(hào)cn213457097u公示的陽(yáng)極電流分布檢測(cè)裝置，其在橋接板上設(shè)置彈簧，彈簧連接采集板，采集板上布置彈簧柱塞，通過(guò)彈簧柱塞與陽(yáng)極導(dǎo)桿接觸以采集電壓。其存在如下問(wèn)題：（一）彈簧柱塞與導(dǎo)桿為滑動(dòng)接觸，因?qū)U表面存有凹凸不平的現(xiàn)象，滑動(dòng)接觸無(wú)法保證彈簧柱塞與導(dǎo)桿緊貼，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)誤差較大；（二）其僅能采集陽(yáng)極導(dǎo)桿的電壓，無(wú)法同時(shí)采集母線之間的電壓，使用范圍受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種鋁電解槽陽(yáng)極數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法，提高電壓數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)性及擴(kuò)大采集使用范圍。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種鋁電解槽陽(yáng)極數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置，包括殼體、第一測(cè)量桿和第二測(cè)量桿，所述殼體設(shè)有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔至少貫通殼體的一側(cè)形成貫通口，所述第一測(cè)量桿和第二測(cè)量桿的一端鉸接于所述內(nèi)腔中，所述第一測(cè)量桿的另一端自貫通口伸出形成測(cè)點(diǎn)a，所述第二測(cè)量桿的另一端自貫通口伸出形成測(cè)點(diǎn)b，所述測(cè)點(diǎn)a和測(cè)點(diǎn)b上均轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有頂珠，所述頂珠在各自的測(cè)量桿中全自由度轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置；所述第一測(cè)量桿和第二測(cè)量桿內(nèi)均設(shè)有測(cè)量導(dǎo)線，所述測(cè)量導(dǎo)線與所述頂珠連接。

3、上述方案中，在測(cè)量桿的端部設(shè)置頂珠，頂珠與陽(yáng)極導(dǎo)桿滾動(dòng)接觸，相較于滑動(dòng)接觸，更能有效適應(yīng)陽(yáng)極導(dǎo)桿表面粗糙或凹凸不平時(shí)的精準(zhǔn)貼合測(cè)量，且不損壞測(cè)量桿，減少了測(cè)量桿上下方向的受力，并保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性；

4、監(jiān)測(cè)裝置同時(shí)設(shè)計(jì)有第一測(cè)量桿和第二測(cè)量桿，能同時(shí)采集陽(yáng)極導(dǎo)桿分布電壓降和陽(yáng)極導(dǎo)桿與陽(yáng)極大母線之間的壓接電壓降兩種重要數(shù)據(jù)，為建設(shè)數(shù)字電解槽以及全面分析鋁電解槽的運(yùn)行狀態(tài)提供重要的數(shù)據(jù)支持。

5、優(yōu)選的，所述鋁電解槽陽(yáng)極數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置還包括套管和第一彈簧，所述第一測(cè)量桿和第二測(cè)量桿均具有轉(zhuǎn)角壁，所述套管套裝于所述第一測(cè)量桿或第二測(cè)量桿內(nèi)，所述套管的一端與頂珠抵接，所述套管的另一端連接所述第一彈簧，所述第一彈簧連接所述轉(zhuǎn)角壁。

6、優(yōu)選的，所述第一測(cè)量桿與套管之間、第二測(cè)量桿與套管之間均設(shè)有尼龍?zhí)淄病?/p>

7、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)角壁的旁側(cè)設(shè)有出灰口。

8、優(yōu)選的，所述第一測(cè)量桿和第二測(cè)量桿的端部均設(shè)有用于包絡(luò)頂珠的卡口。

9、優(yōu)選的，所述第一測(cè)量桿和第二測(cè)量桿分別通過(guò)第二彈簧與殼體形成內(nèi)腔的側(cè)壁連接，所述第二彈簧靠近測(cè)點(diǎn)a和測(cè)點(diǎn)b設(shè)置。

10、優(yōu)選的，所述殼體為不銹鋼，所述頂珠為銅。

11、優(yōu)選的，所述第一測(cè)量桿包括第一桿、第二桿和第三桿，所述第一桿的一端和第二桿的一端相連并在同一俯視投影面上互為直角，所述第一桿的另一端與殼體鉸接，所述第二桿的另一端通過(guò)尼龍?zhí)淄策B接第三桿，所述第三桿的末端安裝所述頂珠；

12、所述第二測(cè)量桿包括第四桿、第五桿、第六桿和第七桿，所述第七桿的一端與殼體鉸接，所述第七桿的另一端與第四桿的一端連接，所述第四桿的另一端和第五桿的一端相連并同一正視投影面上互為銳角，所述第五桿的另一端通過(guò)尼龍?zhí)淄策B接第六桿，所述第六桿的末端安裝所述頂珠。

13、本發(fā)明還提供一種鋁電解槽陽(yáng)極數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法，采用上述的鋁電解槽陽(yáng)極數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行，包括：

14、將第一測(cè)量桿上的測(cè)點(diǎn)a和第二測(cè)量桿上的測(cè)點(diǎn)b貼于陽(yáng)極導(dǎo)桿上的不同位置，將測(cè)量導(dǎo)線安裝于測(cè)量表上；采集ab之間的陽(yáng)極分布電壓v1；在陽(yáng)極大母線的點(diǎn)c位置處安裝導(dǎo)線；采集ac之間的壓接電壓v2。

15、與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

16、一、所述鋁電解槽陽(yáng)極數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置在測(cè)量桿的端部設(shè)置頂珠，頂珠與陽(yáng)極導(dǎo)桿滾動(dòng)接觸，相較于滑動(dòng)接觸，更能有效適應(yīng)陽(yáng)極導(dǎo)桿表面粗糙或凹凸不平時(shí)的精準(zhǔn)貼合測(cè)量，且不損壞測(cè)量桿，減少了測(cè)量桿上下方向的受力，并保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性；

17、二、所述鋁電解槽陽(yáng)極數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置同時(shí)設(shè)計(jì)有第一測(cè)量桿和第二測(cè)量桿，能同時(shí)采集陽(yáng)極導(dǎo)桿分布電壓降和陽(yáng)極導(dǎo)桿與陽(yáng)極大母線之間的壓接電壓降兩種重要數(shù)據(jù)，為建設(shè)數(shù)字電解槽以及全面分析鋁電解槽的運(yùn)行狀態(tài)提供重要的數(shù)據(jù)支持；

18、三、所述鋁電解槽陽(yáng)極數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置在測(cè)量桿的端部設(shè)置頂珠，且頂珠通過(guò)具有第一彈簧的套管抵接，工作時(shí)，套管可以刮除頂珠表面的氧化層，使頂珠與陽(yáng)極導(dǎo)桿始終保持良好的導(dǎo)電接觸，確保測(cè)量的持續(xù)有效進(jìn)行，解決裝置在長(zhǎng)時(shí)間使用后因觸頭產(chǎn)生氧化層而無(wú)法繼續(xù)精準(zhǔn)使用的問(wèn)題；

19、四、將第二測(cè)量桿的第三桿和第四桿設(shè)計(jì)為互為銳角的結(jié)構(gòu)，即第三桿相對(duì)于第四桿向上傾斜，頂珠上下位移過(guò)程中，因第一彈簧的作用會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，從而使套管刮除的氧化層在該震動(dòng)作用下及傾斜的結(jié)構(gòu)作用下從出灰口排出，實(shí)現(xiàn)無(wú)需維護(hù)也能保持良好接觸的效果；

20、五、本發(fā)明只需在陽(yáng)極大母線上安裝一個(gè)接觸點(diǎn)c即可與測(cè)點(diǎn)a和測(cè)點(diǎn)b配合，并同時(shí)測(cè)試陽(yáng)極分布電壓與壓接電壓兩個(gè)數(shù)據(jù)；兩個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量只需三根導(dǎo)線，較一般測(cè)量方案的兩個(gè)電壓數(shù)據(jù)需使用四根的少一根，且一般一個(gè)電解系列有約300臺(tái)電解槽，一臺(tái)電解槽一般有50根陽(yáng)極導(dǎo)桿組，如每根陽(yáng)極導(dǎo)桿減少一根導(dǎo)線，一個(gè)系列即可以減少15000根導(dǎo)線，使用更加方便；

21、六、所述鋁電解槽陽(yáng)極數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置不使用時(shí)可拉動(dòng)測(cè)量桿在鎖件位置處鎖緊，無(wú)需拆卸；且測(cè)量裝置使用過(guò)程中不受鋁電解槽生產(chǎn)動(dòng)作、各種操作動(dòng)作影響，在對(duì)電解槽進(jìn)行的所有操作均無(wú)需拆卸裝置，使用方便，可以確保裝置在實(shí)際生產(chǎn)中全面投入使用；能代替人工測(cè)量存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，數(shù)據(jù)誤差大等問(wèn)題；

22、七、測(cè)量桿通過(guò)第二彈簧與殼體連接，在第二彈簧作用下，能保證有足夠壓力使頂珠與陽(yáng)極導(dǎo)桿良好接觸，并能減少測(cè)量桿的上下方向的受力；

23、八、測(cè)量桿通過(guò)第二彈簧與殼體連接，在鋁電解槽進(jìn)行陽(yáng)極組更換時(shí)，拉動(dòng)測(cè)量桿卡接在鎖緊上，拉力大于第二彈簧的拉力即可，操作簡(jiǎn)單方便；

24、九、所述鋁電解槽陽(yáng)極數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置采用防磁不銹鋼，能杜絕鋁電解車間強(qiáng)磁環(huán)境的直接影響，保證各零部件的平順動(dòng)作；所述頂珠采用銅，有效保證導(dǎo)電效率，降低測(cè)量誤差；測(cè)量桿與套管之間采用尼龍?zhí)淄玻行ПＷC測(cè)量桿與套管之間的絕緣。