一種通過導體表面溫度分布估算電流的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種通過導體表面溫度分布估算電流的裝置，包括電解槽、溫度分布數據采集設備、圖像處理及傳輸設備、溫度分布?電流模型、故障診斷模型、信息發布設備；溫度分布數據采集設備安裝在電解槽上方用于掃描或拍攝電解槽的溫度分布圖，溫度分布數據采集設備的輸出端連接至圖像處理及傳輸設備的輸入端，圖像處理及傳輸設備的輸出端連接溫度分布?電流模型的輸入端，溫度分布?電流模型的輸出端連接故障診斷模型的輸入端，故障診斷模型的輸出端連接信息發布設備。本實用新型采用溫度圖像采集設備，非接觸式實時獲取電解槽各個陰極棒的溫度分布圖，且不干擾正常作業，獲取電流分布對電解槽節能降耗、提高生產效率。
【專利說明】
一種通過導體表面溫度分布估算電流的裝置
技術領域
[0001] 本實用新型涉及導體，具體涉及一種通過導體表面溫度分布估算電流的裝置。
【背景技術】
[0002] 有色金屬(如銅、鉛、鋅、錫、鎳等）電解生產過程中，測量電解槽中每個陰極導電棒 上通過電流的大小是判斷電解槽電流分布均勻性、穩定性的重要手段。隨著電解槽向信息 化、智能化方向發展，電流分布的在線測量成為電解槽精細控制的必要手段，是節能降耗和 提高工藝水平的有效辦法。但是，由于電解槽工作環境中導電棒數量眾多(平均每臺電解槽 陰極導電棒數量在50根以上），高溫、酸蝕等惡劣環境，陽極電流的測量一直局限于托表、短 路測試棒等，測量工作量繁重，滯后嚴重，且精度低、誤差大。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型為了解決當前在不影響正常生產前提下，無法獲取電解槽電流分布的 問題，提出了一種可以根據電解槽陰極棒溫度分布圖像估計整個電解槽電流分布的系統。
[0004] 本實用新型采用如下技術方案:一種通過導體表面溫度分布估算電流的裝置，包 括電解槽、溫度分布數據采集設備、圖像處理及傳輸設備、溫度分布-電流模型、故障診斷模 型、信息發布設備；電解槽為現場被測設備，溫度分布數據采集設備安裝在電解槽上方用于 掃描或拍攝電解槽的溫度分布圖，溫度分布數據采集設備的輸出端連接至圖像處理及傳輸 設備的輸入端，圖像處理及傳輸設備的輸出端連接溫度分布-電流模型的輸入端，溫度分 布-電流模型的輸出端連接故障診斷模型的輸入端，故障診斷模型的輸出端連接信息發布 設備。
[0005] 優選的，溫度分布數據采集設備為紅外相機或具有記錄功能的紅外測溫儀。
[0006] 優選的，圖像處理及傳輸設備為具有TCP/IP接口的采集卡。
[0007] 優選的，信息發布設備為工業級顯示器。
[0008] 本實用新型的有益效果是:根據電解槽結構的特殊性，提出利用導電棒溫度分布 信息和溫度-電流模型估算電流的裝置。采用安裝在電解槽上方的溫度圖像采集設備，非接 觸式實時獲取電解槽各個陰極棒的溫度分布圖，且不干擾正常作業。獲取電流分布對電解 槽節能降耗、提高生產效率具有非常重要的意義。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型結構不意圖；
[0010] 圖2為本實用新型電解槽導電棒區域劃分示意圖；
[0011] 圖3為本實用新型相鄰導電棒位置關系及電流流向示意圖。
[0012] 圖中：1.電解槽、2.溫度分布數據采集設備、3.圖像處理及傳輸設備、4.溫度 分布-電流模型、5.故障診斷模型、6.信息發布設備、7.電解液、8.陰極片、9.吊耳B、10.吊 耳C、ll. IAB、12. IBC、13.陰極導電棒、14.陰極母線、15.絕緣板、16.陽極母線、17.陽極導電 棒。
【具體實施方式】
[0013] 如圖1所示，一種通過導體表面溫度分布估算電流的裝置，包括：電解槽1、溫度分 布數據采集設備2、圖像處理及傳輸設備3、溫度分布-電流模型4、故障診斷模型5、信息發布 設備6;電解槽1為現場被測設備，溫度分布數據采集設備2安裝在電解槽1上方用于掃描或 拍攝電解槽的溫度分布圖，溫度分布數據采集設備2的輸出端連接至圖像處理及傳輸設備3 的輸入端，圖像處理及傳輸設備3的輸出端連接溫度分布-電流模型4的輸入端，溫度分布-電流模型4的輸出端連接故障診斷模型5的輸入端，故障診斷模型5的輸出端連接信息發布 設備6。溫度分布數據采集設備2為紅外相機或具有記錄功能的紅外測溫儀。溫度分布數據 采集設備2可以采用固定或可移動安裝方式，旨在獲得電解槽導電棒溫度分布和環境溫度 信息。圖像處理及傳輸設備3為具有TCP/IP接口的采集卡。信息發布設備6為工業級顯示器。 溫度分布-電流模型4為運行溫度分布-電流方程的電腦程序。故障診斷模型5為運行故障診 斷策略的電腦程序。
[0014] 如圖2、3所示，利用電解槽陰極吊耳B與陰極母線之間的導電棒AB段、兩個吊耳之 間的導電棒BC段的兩段溫度分布信息估算電解槽電流分布，利用每根電極的溫度分布數據 和環境溫度代入預設的溫度分布-電流模型4,計算出每個陰極導電棒電流Ιαβ(流經陰極導 電棒的總電流Ιαβ和Ibc，且有，分流比* :…焉:沒七）。溫度分布-電流模型4可 以表示成分段、多項式或其他函數形式保存在電腦中。所述溫度分布-電流模型4輸出連接 到故障診斷模型5,經過數據篩選后發送到信息發布設備6。
[0015] 實施例1
[0016] 利用溫度分布數據采集設備2獲取電解槽1的溫度分布和環境溫度數據，圖像處理 及傳輸設備3按照實際電解槽導電棒尺寸和位置信息對電解槽1溫度分布圖進行區域劃分， 獲取各個陰極棒溫度分布數據，連同環境溫度數據依次代入溫度分布-電流模型4,得到電 解槽上所有陰極導電棒(數量為Μ個)的電流(/二〗.....M)；
[0017] Μ個電流依次輸入故障診斷模型5:
[0018] (1)將.@_與電解槽燒板報警閾值比較，當:? 時，標記該導電棒為燒板 故障點；
[0019] (2)否則將|_與電解槽冷板報警閾值織比較，當|^3一: 4時，標記該導電棒為冷 板故障點；
[0020] (3)其余陰極導電棒為正常工作狀態；
[0021] 計算結果分類篩選后輸出至信息發布設備6。
[0022] 采用該方式，溫度分布數據采集設備2被固定在電解槽上方，適合在電解槽上長期 安裝使用，可用于電解槽的電流分布在線監測。
[0023] 如圖1~圖3所示，溫度分布數據采集設備2可以為具有記錄功能的紅外測溫儀，手 動采集電解槽每個陰極導電棒的溫度分布數據，經過圖像處理及傳輸設備3傳輸到運行溫 度分布-電流模型4的電腦中，計算得出陰極導電棒上通過的電流強度大小，再經過故 障診斷模型5進行數據分類篩選后輸出至信息發布設備6。
[0024]采用該方式，在現場工人進行移動測量，因此適合用于移動式短期測量，主要用于 當前電解槽電流分布的臨時巡檢和監控。
【主權項】
1. 一種通過導體表面溫度分布估算電流的裝置，其特征在于:包括電解槽（1)、溫度分 布數據采集設備(2)、圖像處理及傳輸設備(3)、溫度分布-電流模型(4)、故障診斷模型(5)、 信息發布設備(6);電解槽（1)為現場被測設備，溫度分布數據采集設備（2)安裝在電解槽 (1)上方用于掃描或拍攝電解槽（1)的溫度分布圖，溫度分布數據采集設備(2)的輸出端連 接至圖像處理及傳輸設備(3)的輸入端，圖像處理及傳輸設備(3)的輸出端連接溫度分布-電流模型(4)的輸入端，溫度分布-電流模型(4)的輸出端連接故障診斷模型（5)的輸入端， 故障診斷模型(5)的輸出端連接信息發布設備(6)。2. 如權利要求1所述的一種通過導體表面溫度分布估算電流的裝置，其特征在于:溫度 分布數據采集設備(2)為紅外相機或具有記錄功能的紅外測溫儀。3. 如權利要求1所述的一種通過導體表面溫度分布估算電流的裝置，其特征在于：圖像 處理及傳輸設備(3)為具有TCP/IP接口的采集卡。4. 如權利要求1所述的一種通過導體表面溫度分布估算電流的裝置，其特征在于:信息 發布設備(6)為工業級顯示器。
【文檔編號】G01R19/00GK205501437SQ201620202647
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月16日
【發明人】劉玉強, 趙仁濤, 任智順, 鄭文堂, 李志剛, 張志芳, 張連平, 鐵軍, 李紹偉, 周瑞珍, 劉世和
【申請人】金川集團股份有限公司, 北方工業大學