用于檢測電解槽電壓和電解液溫度的無線傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于檢測電解槽電壓和電解液溫度的無線傳感器，其特征在于：包括用于采集槽電壓信號及電解液溫度信號的數據采集電路，由供電電路為數據采集電路及無線傳輸電路提供電力，數據采集電路得到的槽電壓及電解液溫度通過無線傳輸電路發(fā)送給監(jiān)控系統。本實用新型提供的傳感器不僅能夠自動獲取槽電壓和電解液溫度，省去了人工測量的麻煩，而且，采用無線方式進行數據之間的傳輸，提供了使用壽命及可靠性。
【專利說明】用于檢測電解槽電壓和電解液溫度的無線傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及ー種在電解銅生產過程中用于檢測電解槽電壓和電解液溫度的無線傳感器。
【背景技術】
[0002]電解銅エ藝中電解槽電壓和電解液溫度是表征電解槽工作是否正常的重要參數。電解過程中，電解槽電壓的變化直接影響電解銅質量、外觀及能耗；其溫度的高低直接影響陰極銅質量、能耗及消耗量。
[0003]目前，在銅生產系統中電解槽的單槽槽電壓和電解液溫度的測量，主要采用人工間隔時間測量的方式。該測量方式很難做到槽電壓和溫度的實時跟蹤與監(jiān)測。ー些銅冶煉廠也采用傳統的硬接線的方式，把槽電壓和溫度接入采用PLC的監(jiān)控系統中。該方式雖然減少了對人工測量的需要，但對于數十千米的硬線連接、光學電壓隔離裝置、校準及電壓差的測量等而言.復雜的硬線系統難以保持穩(wěn)定且投資巨大。特別是硬線系統往往處在腐蝕性介質及大量磁場環(huán)境中，是ー個嚴峻的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種能夠實現電解槽電壓和電解液溫度自動測量且無需采用硬線系統的傳感器。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了 ー種用于檢測電解槽電壓和電解液溫度的無線傳感器，其特征在于:包括用于采集槽電壓信號及電解液溫度信號的數據采集電路，由供電電路為數據采集電路及無線傳輸電路提供電力，數據采集電路得到的槽電壓及電解液溫度通過無線傳輸電路發(fā)送給監(jiān)控系統。
[0006]優(yōu)選地，所述數據采集電路包括第一運算放大器及第ニ運算放大器，由第一運算放大器及第ニ運算放大器分別將采集到的槽電壓信號及電解液溫度信號等比例放大，第一運算放大器及第ニ運算放大器的輸出端分別連接第一 A/D轉化電路及第ニ A/D轉化電路，由第一 A/D轉化電路及第ニ A/D轉化電路將接收到的模擬信號轉化為數字信號，第一 A/D轉化電路及第ニ A/D轉化電路的輸出端分別連接中央處理器，由中央處理器根據接收到的信號計算得到槽電壓值及電解液溫度值并進行存儲，中央處理器連接所述無線傳輸電路，所述監(jiān)控系統通過無線網絡控制器以輪詢的方式與所述無線傳輸電路通訊，中央處理器判斷是否輪詢到本無線傳感器，若是，則將存儲的槽電壓值及電解液溫度值發(fā)送給無線網絡控制器。
[0007]優(yōu)選地，所述第一運算放大器的正相輸入端通過第一運算電阻連接槽電壓，所述第一運算放大器的反相輸入端接地，在所述第一運算放大器的正相輸入端與輸出端之間跨接第二運算電阻；所述第二運算放大器的正相輸入端通過第三運算電阻連接用于采集電解液溫度的溫度傳感器，所述第二運算放大器的反相輸入端接地，在所述第二運算放大器的正相輸入端與輸出端之間跨接第四運算電阻。[0008]優(yōu)選地,供電電路包括第一電容,第一電容的兩端連接在槽電壓上，在第一電容的兩端依次并聯高頻切換MOS管、第二電容和鋰電池，由鋰電池作為備用電源為所述數據采集電路及所述無線傳輸電路提供電力，在MOS管與第二電容相并聯的一端之間串接串聯的線圈及二極管，MOS管及第二電容連接監(jiān)控系統，通過高頻切換MOS管，把線圈中儲存的能量通過二極管給第二電容和鋰電池充電，由監(jiān)控系統根據第二電容反饋回的電壓值通過PID運算進行調節(jié)MOS管高頻切換的通斷時間。
[0009]本實用新型提供的傳感器不僅能夠自動獲取槽電壓和電解液溫度，省去了人工測量的麻煩，而且，采用無線方式進行數據之間的傳輸，提供了使用壽命及可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型提供的一種用于檢測槽電壓和電解液溫度的無線傳感器的供電電路的電路框圖；
[0011]圖2為本實用新型提供的一種用于檢測槽電壓和電解液溫度的無線傳感器的數據采集電路的電路框圖。
【具體實施方式】
[0012]為使本實用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0013]本實用新型提供了一種用于檢測槽電壓和電解液溫度的無線傳感器，其特征在于:包括用于采集槽電壓信號及電解液溫度信號的數據采集電路，由供電電路為數據采集電路及無線傳輸電路提供電力，數據采集電路得到的槽電壓及電解液溫度通過無線傳輸電路發(fā)送給監(jiān)控系統。
[0014]如圖1所示，供電電路包括第一電容1，第一電容I的兩端連接在電解槽母排上，在第一電容I的兩端依次并聯高頻切換MOS管2、第二電容5和鋰電池6，由鋰電池6作為備用電源為數據采集電路及無線傳輸電路提供電力，在MOS管2與第二電容5相并聯的一端之間串接串聯的線圈3及二極管4，MOS管2及第二電容5連接監(jiān)控系統，通過高頻切換MOS管2，把線圈3中儲存的能量通過二極管4給第二電容5和鋰電池6充電，由監(jiān)控系統根據第二電容5反饋回的電壓值通過PID運算進行調節(jié)MOS管2高頻切換的通斷時間。
[0015]如圖2所示，數據采集電路包括第一運算放大器9及第二運算放大器10，由第一運算放大器9及第二運算放大器10分別將采集到的槽電壓信號及電解液溫度信號等比例放大。第一運算放大器9的正相輸入端通過第一運算電阻7連接電解槽母排，第一運算放大器9的反相輸入端接地，在第一運算放大器9的正相輸入端與輸出端之間跨接第二運算電阻8 ;第二運算放大器10的正相輸入端通過第三運算電阻11連接用于采集電解液溫度的溫度傳感器，第二運算放大器10的反相輸入端接地，在第二運算放大器10的正相輸入端與輸出端之間跨接第四運算電阻12。
[0016]第一運算放大器9及第二運算放大器10的輸出端分別連接第一 A/D轉化電路10及第二 A/D轉化電路14，由第一 A/D轉化電路10及第二 A/D轉化電路14將接收到的模擬信號轉化為數字信號，第一 A/D轉化電路10及第二 A/D轉化電路14的輸出端分別連接中央處理器15，由中央處理器15根據接收到的信號計算得到槽電壓值及電解液溫度值并進行存儲，中央處理器15連接無線傳輸電路，監(jiān)控系統通過無線網絡控制器以輪詢的方式與無線傳輸電路通訊，中央處理器15判斷是否輪詢到本無線傳感器，若是，則將存儲的槽電壓值及電解液溫度值發(fā)送給無線網絡控制器。
【權利要求】
1.一種用于檢測電解槽電壓和電解液溫度的無線傳感器，其特征在于:包括用于采集槽電壓信號及電解液溫度信號的數據采集電路，由供電電路為數據采集電路及無線傳輸電路提供電力，數據采集電路得到的槽電壓及電解液溫度通過無線傳輸電路發(fā)送給監(jiān)控系統。
2.如權利要求1所述的一種用于檢測電解槽電壓和電解液溫度的無線傳感器，其特征在于:所述數據采集電路包括第一運算放大器(9)及第二運算放大器(10)，由第一運算放大器(9)及第二運算放大器(10)分別將采集到的槽電壓信號及電解液溫度信號等比例放大，第一運算放大器(9)及第二運算放大器(10)的輸出端分別連接第一 A/D轉化電路(10)及第二 A/D轉化電路(14)，由第一 A/D轉化電路(10)及第二 A/D轉化電路(14)將接收到的模擬信號轉化為數字信號，第一 A/D轉化電路(10)及第二 A/D轉化電路(14)的輸出端分別連接中央處理器(15)，由中央處理器(15)根據接收到的信號計算得到槽電壓值及電解液溫度值并進行存儲，中央處理器(15)連接所述無線傳輸電路，所述監(jiān)控系統通過無線網絡控制器以輪詢的方式與所述無線傳輸電路通訊，中央處理器(15)判斷是否輪詢到本無線傳感器，若是，則將存儲的槽電壓值及電解液溫度值發(fā)送給無線網絡控制器。
3.如權利要求2所述的一種用于檢測電解槽電壓和電解液溫度的無線傳感器，其特征在于:所述第一運算放大器(9)的正相輸入端通過第一運算電阻(7)連接電解槽母排，所述第一運算放大器(9)的反相輸入端接地，在所述第一運算放大器(9)的正相輸入端與輸出端之間跨接第二運算電阻(8);所述第二運算放大器(10)的正相輸入端通過第三運算電阻(11)連接用于采集電解液溫度的溫度傳感器，所述第二運算放大器(10)的反相輸入端接地，在所述第二運算放大器(10)的正相輸入端與輸出端之間跨接第四運算電阻(12)。
4.如權利要求1所述的一種用于檢測電解槽電壓和電解液溫度的無線傳感器，其特征在于:供電電路包括第一電容(I)，第一電容(I)的兩端連接在電解槽母排上，在第一電容(I)的兩端依次并聯高頻切換MOS管(2)、第二電容(5)和鋰電池(6)，由鋰電池(6)作為備用電源為所述數據采集電路及所述無線傳輸電路提供電力，在MOS管(2 )與第二電容(5 )相并聯的一端之間串接串聯的線圈(3)及二極管(4)，MOS管(2)及第二電容(5)連接監(jiān)控系統，通過高頻切換MOS管(2 )，把線圈(3 )中儲存的能量通過二極管(4)給第二電容(5 )和鋰電池(6)充電，由監(jiān)控系統根據第二電容(5)反饋回的電壓值通過PID運算進行調節(jié)MOS管(2)高頻切換的通斷時間。
【文檔編號】C25C1/12GK203451630SQ201320338881
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權日:2013年6月13日
【發(fā)明者】李煒, 沈永茂 申請人:東華大學, 上海康秋爾自動化系統有限公司