一種炭陽極電阻率分布測量裝置及其測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁電解領(lǐng)域，具體是指一種炭陽極電阻率分布測量裝置及其測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]炭陽極是鋁電解槽的主體部件，其質(zhì)量和工作狀況的好壞對鋁電解生產(chǎn)是否正常有很大的影響，并且對電流效率、電能消耗、產(chǎn)品等級等經(jīng)濟技術(shù)指標影響十分巨大。目前，電解槽故障中有70%發(fā)生在陽極，電解槽經(jīng)常出現(xiàn)的陽極故障有:陽極局部過熱、電流分布不均、陽極掉塊、陽極“長包”、陽極裂紋斷層、陽極糊漏出、預(yù)焙陽極塊脫落、大量炭渣落入電解質(zhì)使電解質(zhì)含碳等十多種故障，這此故障主要由陽極質(zhì)量問題及電解作業(yè)不當引起。故障的發(fā)生，破壞了電解槽正常生產(chǎn)技術(shù)條件使電解槽出現(xiàn)紊亂狀況，其表現(xiàn)為電壓擺動、電壓升高、鋁水滾動、電解質(zhì)表面不結(jié)殼、電解槽局部不導(dǎo)電、不工作，引起電流效率急劇下降、直流電單耗及原材料單耗急劇上升、電解操作困難、鋁品位下降等后果，嚴重的甚至?xí)?dǎo)致停槽。
[0003]綜上所述，對陽極炭塊生產(chǎn)過程中的質(zhì)量檢測是非常必要的，如果能夠在陽極炭塊焙燒前就對其進行檢測，就可以避免不合格的陽極炭塊進入焙燒工序，從而減少焙燒過程中的能源消耗，也可以避免問題陽極炭塊進入電解生產(chǎn)過程，如此可以有效防止因陽極局部過熱、電流分布不均、陽極掉塊、陽極“長包”、陽極裂紋斷層、預(yù)焙陽極塊脫落、大量炭渣落入電解質(zhì)使電解質(zhì)含碳引起的故障，進一步提高電解槽的電流效率，降低陽極消耗，降低電力消耗，達到節(jié)約電力能源的目的。然而，目前并沒有一種很好的檢測裝置和檢測方法能夠?qū)﹃枠O炭塊的質(zhì)量進行準確的檢測，從而影響了鋁電解行業(yè)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決目前并沒有一種很好的檢測裝置和檢測方法能夠?qū)﹃枠O炭塊的質(zhì)量進行準確檢測的缺陷，提供一種炭陽極電阻率分布測量裝置及其測量方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種炭陽極電阻率分布測量裝置，包括具有滑塊的三維運動平臺，和設(shè)置在滑塊上的活動彈性探測裝置;所述活動彈性探測裝置包括套筒，設(shè)置在套筒內(nèi)部的壓力傳感器，尾端位于套筒內(nèi)部、探頭位于套筒外部的探針，以及位于套筒內(nèi)部并與壓力傳感器和探針相連接的彈性部件。
[0006]進一步的，所述套筒上設(shè)置有限位槽，所述探針上設(shè)置有穿過該限位槽且能在限位槽內(nèi)滑動的限位部件。
[0007]所述彈性部件包括導(dǎo)壓塊和彈簧;所述壓力傳感器位于套筒的底部，而導(dǎo)壓塊則位于套筒的內(nèi)部并與壓力傳感器相連接;所述彈簧設(shè)置于套筒的內(nèi)部并位于導(dǎo)壓塊與探針之間。
[0008]所述限位部件為限位螺栓或限位銷釘。
[0009]所述限位部件上設(shè)置有接線鼻子。
[0010]所述探針的探頭為傘狀。
[0011]所述三維運動平臺的下方設(shè)置有基板。
[0012]—種炭陽極電阻率分布測量裝置的測量方法，包括以下步驟:
[0013](a)在陽極炭塊的3組相對側(cè)面中的任意兩組相對側(cè)面上設(shè)置多對對稱的測量點，并將第一組設(shè)有對稱測量點的陽極炭塊的側(cè)面置于兩臺炭陽極電阻率分布測量裝置之間；
[0014](b)將兩臺炭陽極電阻率分布測量裝置的探針對準第一對對稱測量點并夾緊；
[0015](C)計算并記錄該第一對對稱測量點之間的電阻;然后再將探針移動到下一對對稱測量點，計算并記錄第二對對稱測量點之間的電阻;重復(fù)該步驟，直至第一組側(cè)面的所有對稱測量點測量完畢，得出該相對側(cè)面的電阻率分布；
[0016](d)將第二組設(shè)有對稱測量點的陽極炭塊的側(cè)面置于兩臺炭陽極電阻率分布測量裝置之間，并重復(fù)步驟(b)和(C);
[0017](e)對電阻率分布進行分析，確定陽極炭塊高電阻率的區(qū)塊。
[0018]進一步的，所述步驟(C)中所述的計算陽極炭塊兩個測量點之間的電阻包括以下步驟:
[0019](I)通過探針向陽極炭塊施加電流；
[0020]( Π )測量出陽極炭塊兩個測量點之間的電壓；
[0021](m)計算出陽極炭塊兩個測量點之間的電阻；
[0022]所述步驟(b)中探針夾緊陽極炭塊時的壓力值為固定壓力值;所述步驟(I)中施加的電流為恒定電流;所述步驟(m)中通過歐姆定律計算出陽極炭塊兩點之間的電阻。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0024](I)本發(fā)明設(shè)計合理，整體結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，使用效果佳。
[0025](2)本發(fā)明巧妙地將理論與實踐相結(jié)合，其采用了一種全新的結(jié)構(gòu)，將測量裝置安裝在三維運動平臺上，使得測量探針裝置可以上下、左右、前后方便移動，使之能準確定位在測量點上。同時，本發(fā)明將結(jié)構(gòu)與流程完美銜接，并且采用計算機計算機系統(tǒng)，因此，其達到了在線實時測量、并準確快速地傳遞測量結(jié)果，從而得出陽極炭塊電阻率分布。
[0026](3)本發(fā)明流程簡潔，而且在檢測時也不需要其它動力設(shè)備輔助，而且不污染環(huán)境，環(huán)保節(jié)能，工作效率高，利用較低的成本實現(xiàn)了科技的創(chuàng)新，突破了行業(yè)的限制，其擁有現(xiàn)有技術(shù)無可比擬的巨大優(yōu)勢。
[0027](4)本發(fā)明性價比高，針對性強，制造成本、維護成本都很低，易于批量生產(chǎn)，而且性能穩(wěn)定，因此，本發(fā)明具有很高的實用價值和推廣價值，適于在市場上大范圍的推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的炭陽極電阻率分布測量裝置的局部剖示圖。
[0029]圖2為本發(fā)明的炭陽極電阻率分布測量裝置的側(cè)示圖。
[0030]圖3為本發(fā)明的活動測量探針裝置的剖示圖。
[0031]圖4為本發(fā)明炭陽極電阻率分布測量裝置的測量方法的流程圖。
[0032]圖5為本發(fā)明的炭陽極電阻率分布測量裝置的工作示意圖。
[0033]圖6為本發(fā)明采用炭陽極電阻率分布測量裝置測量出陽極炭塊左右兩側(cè)面測點分布及電阻率分布示意圖。
[0034]圖7為本發(fā)明采用炭陽極電阻率分布測量裝置測量出陽極炭塊前后兩側(cè)面測點分布及電阻率分布示意圖。
[0035]圖8為本發(fā)明陽極炭塊高阻區(qū)分布示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0037]實施例一
[0038]如圖1、2所示，本發(fā)明的炭陽極電阻率分布測量裝置，包括具有滑塊21的三維運動平臺2，和設(shè)置在滑塊21上的活動彈性探測裝置兩個部分。
[0039]其中，三維運動平臺2為現(xiàn)有技術(shù)，其可以帶動活動測量探針裝置上下、左右、前后移動，從而使活動測量探針裝置準確定位在陽極炭塊的測量點上。
[0040]如圖3所示，所述活動彈性探測裝置包括套筒5，設(shè)置在套筒5底部的壓力傳感器3，通過彈性部件與壓力傳感器3相連接的探針9。所述彈性部件包括導(dǎo)壓塊4和彈簧6;所述導(dǎo)壓塊4則位于套筒5的內(nèi)部并與壓力傳感器3相連接;所述彈簧6設(shè)置于套筒5的內(nèi)部并位于導(dǎo)壓塊4與探針9之間，而探針9則可以在套筒5內(nèi)前后移動。
[0041]為了使探針9能夠與陽極炭塊接觸，該探針9的探測頭需伸出套筒5且呈傘狀，這樣則可以保證探針9與陽極炭塊良好接觸，確保測量的準確性。
[0042]另外，所述套筒5上設(shè)置有限位槽51，而探針9上則設(shè)置有穿過該限位槽51并能在限位槽51內(nèi)滑動的限位部件7。根據(jù)需要，該限位部件7可以設(shè)置為限位銷釘，該限位銷釘與探針9固定相連接;為了方便拆裝，該限位部件7也可以設(shè)置為限位螺栓，該探針9后端鉆孔攻絲，而限位螺栓則擰在探針9上。
[0043]通過上述結(jié)構(gòu)可以使三維運動平臺2和壓力傳感器3在探針9移動過程中受力柔和，不會受到過大的沖擊力而損壞;同時還可以確保探針9不會從套筒5內(nèi)掉出。
[0044]當探針9受壓時壓力則經(jīng)彈