電解池槽壓監(jiān)控裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種電解池槽壓監(jiān)控裝置，包括電壓采集模塊，濾波器件，用于濾去所述電壓采集模塊傳送來的電壓信號(hào)中的毛刺；信號(hào)放大器件，用于放大經(jīng)過濾波后的電壓信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，用于將放大后的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)，并傳送到隔離器件；隔離器件，用于隔離所述數(shù)字電壓信號(hào)、系統(tǒng)信號(hào)；信號(hào)處理器件，用于將處理隔離器件傳送來的電信號(hào)，處理結(jié)果傳送到無線通信器件；無線通信器件，用于將無線傳輸所述處理結(jié)果。本實(shí)用新型具有監(jiān)控精度高、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，并有助于降低后續(xù)信號(hào)處理的難度。
【專利說明】電解池槽壓監(jiān)控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電壓監(jiān)控，特別涉及電解池槽壓監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]有色金屬電解是精煉冶金的關(guān)鍵一步，電流通過物質(zhì)而引起化學(xué)變化的過程?；瘜W(xué)變化是物質(zhì)失去或獲得電子(氧化或還原)的過程。電解過程是在電解池中進(jìn)行的。電解池是由分別浸沒在含有正、負(fù)離子的溶液中的陰、陽兩個(gè)電極構(gòu)成。電流流進(jìn)負(fù)電極(陰極)，溶液中帶正電荷的正離子遷移到陰極，并與電子結(jié)合，變成中性的元素或分子；帶負(fù)電荷的負(fù)離子遷移到另一電極(陽極)，給出電子，變成中性元素或分子。
[0003]電解工藝中電解池槽電壓是表征電解池工作是否正常的重要指標(biāo)，它直接影響電解產(chǎn)品的質(zhì)量、外觀和能耗。
[0004]電解工藝中，電流效率和電解廣品的品極率是考核電解生廣效率和能力的重要指標(biāo)，而陰極和陽極的極間短路會(huì)對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)產(chǎn)生不利的影響。極間短路俗稱“燒板”，它不僅造成電流在每塊陰極的分配不均，而且極間短路的觸點(diǎn)由于電阻較大，會(huì)造成電流的損失，直接影響了電流效率。極間短路造成部分電能由于發(fā)熱而消耗，即實(shí)際產(chǎn)銅量降低，那么電流效率自然也會(huì)降低，同時(shí)該廠的噸銅耗電也要增加。一般正常生產(chǎn)時(shí)，銅電解的電流效率在95%?98%，如果出現(xiàn)極間短路，那么將使電流效率下降1%?3%，如果嚴(yán)重的還會(huì)更高。另一方面，在發(fā)生極間短路的陰極上，板面極間短路部分通常有大面積粗狀結(jié)晶和結(jié)粒，因此，極間短路和陰極板面質(zhì)量惡化是伴隨發(fā)生的。
[0005]目前常用的槽壓在線監(jiān)測(cè)方式為:用電壓變送器(互感器)把槽壓轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的4-20MA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)直接給DCS，通過DCS中控系統(tǒng)來監(jiān)測(cè)槽壓變化曲線；這種方法主要弊端有三個(gè):1)精度不高；2)模擬量信號(hào)不易處理；3)通信方式是有線的，在實(shí)際生產(chǎn)中，通信線往往被損壞，導(dǎo)致實(shí)際的系統(tǒng)無法工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本實(shí)用新型提供了一種監(jiān)控精度高、安裝維護(hù)方便的電解池槽壓監(jiān)控裝置，并有助于降低后續(xù)信號(hào)處理的難度
[0007]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種電解池槽壓監(jiān)控裝置，所述電解池槽壓監(jiān)控裝置包括電壓采集模塊，進(jìn)一步包括:
[0009]濾波器件，所述濾波器件用于濾去所述電壓采集模塊傳送來的電壓信號(hào)中的毛刺；
[0010]信號(hào)放大器件，所述信號(hào)放大器件用于放大經(jīng)過濾波后的電壓信號(hào)；
[0011]模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器件用于將放大后的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)，并傳送到隔離器件；
[0012]隔離器件，所述隔離器件用于隔離所述數(shù)字電壓信號(hào)、系統(tǒng)信號(hào)；[0013]信號(hào)處理器件，所述信號(hào)處理器件用于將處理隔離器件傳送來的電信號(hào)，處理結(jié)果傳送到無線通信器件；
[0014]無線通信器件，所述無線通信器件用于無線傳輸所述處理結(jié)果。
[0015]根據(jù)上述的電解池槽壓監(jiān)控裝置，優(yōu)選地，所述隔離器件具體采用:
[0016]變壓器，所述變壓器單獨(dú)為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器件供電；
[0017]電光轉(zhuǎn)換器件，所述電光轉(zhuǎn)換器件用于將所述數(shù)字電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；
[0018]光電轉(zhuǎn)換器件，所述光電轉(zhuǎn)換器件用于將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并傳送到信號(hào)處理器件。
[0019]根據(jù)上述的電解池槽壓監(jiān)控裝置，可選地，所述電解池槽壓監(jiān)控裝置進(jìn)一步包括:
[0020]校準(zhǔn)器件，所述校準(zhǔn)器件用于校準(zhǔn)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。
[0021]根據(jù)上述的電解池槽壓監(jiān)控裝置，優(yōu)選地，所述隔離器件進(jìn)一步包括:
[0022]變壓器，所述變壓器單獨(dú)為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器件供電；
[0023]電磁轉(zhuǎn)換器件，所述電磁轉(zhuǎn)換器件用于將所述數(shù)字電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁信號(hào)；
[0024]磁電轉(zhuǎn)換器件，所述磁電轉(zhuǎn)換器件用于將所述磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并傳送到信號(hào)處理器件。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果為:
[0026]1、全數(shù)字信號(hào)處理:使用高速高帶寬ADC將采集到的電壓信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)后續(xù)信號(hào)的數(shù)字化處理，一旦實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，后續(xù)處理都非常方便易用；
[0027]2、精度高:電壓監(jiān)控精度可以達(dá)到0.5毫伏，遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)中100毫伏的監(jiān)控精度，顯著地提高系統(tǒng)的檢測(cè)精度；
[0028]3、無線通信方式:不受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響，安裝、維護(hù)簡(jiǎn)單；
[0029]4、采用的隔離器件有效地隔離了系統(tǒng)信號(hào)和電壓信號(hào)，有助于進(jìn)一步提高電壓監(jiān)控精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]參照附圖，本實(shí)用新型的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而并非意在對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:
[0031]圖1為本實(shí)用新型的電解池槽壓監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1和以下說明描述了本實(shí)用新型的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本實(shí)用新型。為了教導(dǎo)本實(shí)用新型技術(shù)方案，已簡(jiǎn)化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本實(shí)用新型的多個(gè)變型。由此，本實(shí)用新型并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0033]實(shí)施例1:
[0034]圖1示意性地給出了本實(shí)用新型實(shí)施例的電解池槽壓監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖I所示，所述電解池槽壓監(jiān)控裝置包括:
[0035]電壓采集模塊，所述電壓采集模塊是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0036]濾波器件，所述濾波器件用于濾去所述電壓采集模塊傳送來的電壓信號(hào)中的毛刺；所述濾波器件可采用高速采集FPGA或MCU，在去毛刺的同時(shí)，還進(jìn)行了抗干擾處理；
[0037]信號(hào)放大器件，所述信號(hào)放大器件用于放大經(jīng)過濾波后的電壓信號(hào)；具體的信號(hào)放大器件是現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0038]模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器件須采用高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，用于將放大后的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)，并傳送到隔離器件；
[0039]隔離器件，所述隔離器件用于隔離所述數(shù)字電壓信號(hào)、系統(tǒng)信號(hào)，具體采用以下器件來實(shí)現(xiàn):變壓器，所述變壓器單獨(dú)為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器件供電；電光(或電磁)轉(zhuǎn)換器件，所述電光轉(zhuǎn)換器件用于將所述數(shù)字電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；光電(或磁電)轉(zhuǎn)換器件，所述光電轉(zhuǎn)換器件用于將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并傳送到信號(hào)處理器件。
[0040]信號(hào)處理器件，所述信號(hào)處理器件用于處理隔離器件傳送來的電信號(hào)，處理結(jié)果傳送到無線通信器件；所述信號(hào)處理器件是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0041 ] 無線通信器件，所述無線通信器件用于無線傳輸所述處理結(jié)果。
[0042]實(shí)施例2:
[0043]根據(jù)實(shí)施例1的電解池槽壓監(jiān)控裝置在電解銅中的應(yīng)用例。
[0044]在該應(yīng)用例中，濾波器件采用MCU，校準(zhǔn)器件采用自動(dòng)校準(zhǔn)方案，取基準(zhǔn)O和I電壓，自動(dòng)完成校準(zhǔn)功能；基準(zhǔn)O電壓通過短路得出，基準(zhǔn)I電壓是通過穩(wěn)壓源芯片給出，自動(dòng)校準(zhǔn)功能通過設(shè)定一定時(shí)間把ADC的O和I伏電壓切換到基準(zhǔn)O和基準(zhǔn)I來完成。;模數(shù)轉(zhuǎn)換器件采用高精度的ADC ；隔離器件包括為ADC單獨(dú)供電的變壓器以及電光轉(zhuǎn)換器件、光電轉(zhuǎn)換器件；信號(hào)處理器件采用RISC CPU，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓信號(hào)的提取、變換、分析、綜合等處理；無線通信器件使用穩(wěn)定性較好和開放的低頻433MHz。
[0045]實(shí)施例3:
[0046]根據(jù)實(shí)施例1的電解池槽壓監(jiān)控裝置在電解銅中的應(yīng)用例。
[0047]在該應(yīng)用例中，濾波器件采用高速采集的FPGA，校準(zhǔn)器件采用自動(dòng)校準(zhǔn)方案，取基準(zhǔn)O和I電壓，自動(dòng)完成校準(zhǔn)功能；基準(zhǔn)O電壓通過短路得出，基準(zhǔn)I電壓是通過穩(wěn)壓源芯片給出，自動(dòng)校準(zhǔn)功能通過設(shè)定一定時(shí)間把ADC的O和I伏電壓切換到基準(zhǔn)O和基準(zhǔn)I來完成。模數(shù)轉(zhuǎn)換器件采用高精度的ADC ;隔離器件包括為ADC單獨(dú)供電的變壓器、用于將ADC輸出的數(shù)字電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁信號(hào)的電磁轉(zhuǎn)換器件、將所述磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的磁電轉(zhuǎn)換器件；信號(hào)處理器件采用RISC CPU，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓信號(hào)的提取、變換、分析、綜合等處理；無線通信器件使用穩(wěn)定性較好和開放的WIFI2.4GHz制式的傳輸器件。
【權(quán)利要求】
1.一種電解池槽壓監(jiān)控裝置，所述電解池槽壓監(jiān)控裝置包括電壓采集模塊，其特征在于:所述電解池槽壓監(jiān)控裝置進(jìn)一步包括: 濾波器件，所述濾波器件用于濾去所述電壓采集模塊傳送來的電壓信號(hào)中的毛刺； 信號(hào)放大器件，所述信號(hào)放大器件用于放大經(jīng)過濾波后的電壓信號(hào)； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器件用于將放大后的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)，并傳送到隔離器件； 隔離器件，所述隔離器件用于隔離所述數(shù)字電壓信號(hào)、系統(tǒng)信號(hào)； 信號(hào)處理器件，所述信號(hào)處理器件用于將處理隔離器件傳送來的電信號(hào)，處理結(jié)果傳送到無線通信器件； 無線通信器件，所述無線通信器件用于無線傳輸所述處理結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解池槽壓監(jiān)控裝置，其特征在于:所述隔離器件進(jìn)一步包括: 變壓器，所述變壓器單獨(dú)為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器件供電； 電光轉(zhuǎn)換器件，所述電光轉(zhuǎn)換器件用于將所述數(shù)字電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)； 光電轉(zhuǎn)換器件，所述光電轉(zhuǎn)換器件用于將所述光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并傳送到信號(hào)處理器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解池槽壓監(jiān)控裝置，其特征在于:所述電解池槽壓監(jiān)控裝置進(jìn)一步包括: 校準(zhǔn)器件，所述校準(zhǔn)器件用于校準(zhǔn)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解池槽壓監(jiān)控裝置，其特征在于:所述隔離器件進(jìn)一步包括: 變壓器，所述變壓器單獨(dú)為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器件供電； 電磁轉(zhuǎn)換器件，所述電磁轉(zhuǎn)換器件用于將所述數(shù)字電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁信號(hào)； 磁電轉(zhuǎn)換器件，所述磁電轉(zhuǎn)換器件用于將所述磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并傳送到信號(hào)處理器件。
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK203786200SQ201420181382
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】張健 申請(qǐng)人:張健