專利名稱：電解極板狀態(tài)智能檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電解行業(yè)的檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電解極板狀態(tài)智能檢 測的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
冶金行業(yè)中的有色金屬電解提煉設(shè)備一-電解槽在電解過程中由于可能存 在多對極板開路、短路等故障，而造成電解效率降低、電解能量的浪費現(xiàn)象。 長期以來，國內(nèi)外電解企業(yè)一直都是采用傳統(tǒng)的電解方式，其技術(shù)改進主要針 對工藝改進和電解液的化學(xué)成分控制，在極板狀態(tài)檢測方面也作過一些嘗試， 但都未能成功應(yīng)用，如極板溫度檢測方面采用自動紅外測溫傳感器對各極板進 行掃描，但因為極板間距很小，而紅外掃描角度有限，從而導(dǎo)致誤差太大；在 極板電壓檢測方面主要存在傳感器的腐蝕、弱信號的抗干擾、多極板的解耦問 題而使得難以應(yīng)用。因此，目前電解槽的極板狀態(tài)檢測手段與方法相對比較落 后，仍然停留在手工巡回檢測階段，即操作工人必須對電解槽中的每一塊極板 通過手摸眼看，結(jié)合長期的工作經(jīng)驗來判斷是否存在妨礙正常電解的情況，然 后逐一排除，而單個電解槽一般由幾十個陰極板和陽極板構(gòu)成，操作人員采用 人工檢測時幾個小時才能對電解車間檢測完一次，故檢測效率不高，且準(zhǔn)確率 低。另外，由于電解槽上空的酸性物質(zhì)的腐蝕性、毒害性，使工人的勞動強度 異常巨大，對操作人員的身體健康造成了很大的傷害。由于手工巡回檢測無法 及時調(diào)整工作狀態(tài)不佳的極板，而極板出現(xiàn)開路、短路等故障的情況又直接導(dǎo) 致金屬析出量減少，影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，而且人工檢測又無法準(zhǔn)確及時判斷 電解狀態(tài)和出槽時間，因此無法有效解決電解效率降低、電解能量的浪費現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種能在腐 蝕性的環(huán)境下有效提取電解槽各極板電壓信號，并能將弱信號傳輸?shù)綑z測系統(tǒng)， 通過系統(tǒng)對多極板信號的解耦等分析，從而判斷電解極板狀態(tài)的智能檢測方法。
本發(fā)明的第二個目的是提供實現(xiàn)上述第一個目的的電解極板狀態(tài)的智能檢
本發(fā)明的第一個目的是通過如下步驟的技術(shù)方案來實現(xiàn)的
(1) 在電解槽兩邊低于兩條母線的絕緣磁磚上分別布置耐腐蝕的陽極極
板傳感器集成裝置和陰極極板傳感器集成裝置，陽極極板傳感器集成裝置的各 觸頭與各陽極極板的非導(dǎo)電端的導(dǎo)電棒相接觸，陰極極板傳感器集成裝置的各
觸頭與各陰極極板的非導(dǎo)電端的導(dǎo)電棒相接觸；并在電解槽旁布置兩條母線的 傳感器；
(2) 陽極、陰極的極板傳感器集成裝置通過高溫特種信號線采用雙絞線 傳輸方式，會同母線傳感器的信號線一起將采集的電壓信號傳輸?shù)綑z測終端；
(3) 檢測終端對電壓信號采取防脈沖影響防電磁干擾、以及放大濾波的 處理后，再將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號傳輸?shù)綌?shù)號信號處理器，數(shù)字信號 處理器通過電壓信號分析處理軟件對故障極板作出初步判斷，并將電壓信號傳 輸?shù)紺AN總線；
(4) 監(jiān)控上位機調(diào)用CAN總線通訊程序，獲取各電解槽極板電壓與母線 電壓后，通過整槽極板狀態(tài)的信息融合與極板狀態(tài)的解耦分析軟件對各極板進 行電解狀態(tài)分析和故障診斷。
上述檢測終端的信號處理過程包括如下順序的步驟
(1)采用信號處理電路對電壓信號進行處理在信號處理電路的輸入端
采用隔離變壓器來隔離短路等原因引起的沖擊電流，并在信號輸入端加入磁環(huán) 防止磁場干擾；然后通過差動放大電路和濾波電路將電壓信號傳輸?shù)叫盘柌杉?br> 電路；
(2) 信號采集電路通過多路開關(guān)將極板電壓正負兩兩傳輸?shù)紸/D模數(shù)轉(zhuǎn) 換器，將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號后輸送到DSP數(shù)字信號處理器；
(3) DSP數(shù)字信號處理器運用電壓信號分析處理軟件對極板進行初步故 障診斷，過程如下
首先，對極板電壓與母線電壓巡回采樣后，對各電壓值與先前的平均值和 標(biāo)準(zhǔn)偏差相比較，判斷奇異值并處理；然后對各電壓值與先前四組測量數(shù)據(jù)作 平均處理，并計算新的平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差后，判斷極板是否有故障，如無，直 接將數(shù)據(jù)通過CAN總線通訊傳輸?shù)奖O(jiān)控上位機；如有且連續(xù)三次均為異常，則 記錄并通過報警顯示設(shè)備報警并顯示故障極板后，再傳送到監(jiān)控上位機。
上述的監(jiān)控上位機的信號處理過程如下..
首先，將獲得的電壓信號保存到實時數(shù)據(jù)庫，調(diào)用電解槽極板狀態(tài)解耦分 析程序后，判斷極板狀態(tài)是否有故障，如無，將分析數(shù)據(jù)保存到分析數(shù)據(jù)庫； 如有，報警并記錄到報警數(shù)據(jù)庫，并繼續(xù)將分析數(shù)據(jù)保存到分析數(shù)據(jù)庫，最后 在顯示屏上實時顯示界面數(shù)據(jù)與曲線。
本發(fā)明的第二個目的是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的
該智能檢測系統(tǒng)包括一臺對極板電壓信號具有智能分析判斷能力的監(jiān)控上 位機，以及若干能根據(jù)極板電壓對極板故障作出初步判斷的檢測終端，各檢測 終端與監(jiān)控上位機通過CAN總線收發(fā)器連接；所述檢測終端包括從各電解槽采 集電壓信號的耐腐蝕的陽極極板傳感器集成裝置、陰極極板傳感器集成裝置和
極板母線傳感器，各傳感器的信號線與信號處理電路的輸入端相連，信號處理 電路的輸出端連接到信號采集電路上，信號采集電路的輸出端與DSP數(shù)字信號
處理器相連，所述DSP數(shù)字信號處理器又與存儲器及報警顯示設(shè)備相連，其輸 出端通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)連接到監(jiān)控上位機，監(jiān)控上位機包括監(jiān)控主機、顯示器 和打印機。
上述陽極極板傳感器集成裝置和陰極極板傳感器集成裝置的結(jié)構(gòu)一致，均 放置于電解槽兩邊的絕緣瓷磚上，它包括與電解槽的陽極極板或陰極極板數(shù)量 相同且位置相對應(yīng)的銅柱，各銅柱的一部分嵌入一條環(huán)氧樹脂或有機玻璃基座 中，在位于基座中、銅柱的下部連接有高溫特種信號線，信號線連接到信號插 頭上，信號插頭的一部分嵌入基座中，密封套套在有信號插頭的基座的一端； 銅柱與信號線嵌入在環(huán)氧樹脂或有機玻璃基座中后，僅露出各銅柱的上表面； 所述信號線兩兩繞成雙絞線，并且相互平行以雙層或多層布置在基座的下層。
上述檢測終端的信號處理電路包括位于信號輸入端的隔離變壓器以及與之 相連的差動放大電路和濾波電路，并在信號輸入端加入磁環(huán)；所述檢測終端的 信號采集電路包括與電解槽極板數(shù)量和極板母線數(shù)量之和相等的多路開關(guān)及差 動輸入A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明采用具有耐腐蝕基座、基座內(nèi)抗干擾信號線排列的傳感器集成裝置 來獲取有效的電解極板電壓信號，通過對弱電壓信號的抗干擾、放大濾波及模 數(shù)轉(zhuǎn)換等一系列處理后，傳輸給檢測終端和上位監(jiān)控機，從電解工藝出發(fā)分析 極板電壓與電解狀態(tài)的關(guān)系，對多極板耦合系統(tǒng)進行解耦分析，從而判斷出整 槽電解狀況和各個極板的電解狀態(tài)，及時排除問題極板，實時控制出槽時間和 電解生產(chǎn)。本發(fā)明具有如下有益效果(1)自動化的智能檢測代替了人工巡回 手工檢測，降低了操作工人的勞動強度，保障了職工的身體健康；(2)提高了
檢測的效率和準(zhǔn)確度；(3)提高了電解效率，降低了電能損耗，實現(xiàn)了節(jié)能增 效；(4)系統(tǒng)通用性好，適用各種有色金屬電解車間和不同電解企業(yè)。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖2是本發(fā)明系統(tǒng)中的信號處理電路的電路圖3是本發(fā)明系統(tǒng)中的極板傳感器集成裝置的主視圖； 圖4是本發(fā)明系統(tǒng)中的極板傳感器集成裝置的俯視圖5是本發(fā)明系統(tǒng)中的極板傳感器集成裝置在電解槽兩邊的部分安裝結(jié)構(gòu) 示意圖6是本發(fā)明檢測終端的數(shù)字信號處理模塊流程框圖； 圖7是本發(fā)明監(jiān)控上位機的解耦分析模塊流程框圖； 圖8是本發(fā)明的監(jiān)控上位機的程序流程框圖9是本發(fā)明實施例中監(jiān)控上位機的軟件結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
本實施例中，電解槽采用35對陰、陽極板，則陰、陽極板傳感器集成裝置 的銅柱觸頭各為35個，每個電解槽采用一個分布式現(xiàn)場檢測終端，對35對極 板測點和l對母線電壓進行檢測，然后通過CAN總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，采用計算機接 口卡PCL-841實現(xiàn)與監(jiān)控主機的總線連接，其中，監(jiān)控主機采用IBM-PC機。
參見圖1，是本發(fā)明的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖，它包括一臺對極板電壓信號具 有智能分析判斷能力的監(jiān)控上位機14，以及與電解槽數(shù)量相等并能根據(jù)極板電 壓對極板故障作出初步判斷的檢測終端15，各檢測終端與監(jiān)控上位機通過CAN
總線收發(fā)器連接；其中，CAN總線收發(fā)器采用CTM1040。所述檢測終端包括從 各電解槽采集電壓信號的耐腐蝕的陽極極板傳感器集成裝置、陰極極板傳感器 集成裝置和極板母線傳感器，各傳感器的信號線與信號處理電路的輸入端相連， 信號處理電路的輸出端連接到信號采集電路上，信號采集電路的輸出端與DSP 數(shù)字信號處理器相連，所述DSP數(shù)字信號處理器又與存儲器及報警顯示設(shè)備相 連，其輸出端通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)連接到監(jiān)控上位機上，監(jiān)控上位機包括監(jiān)控主 機、顯示器和打印機；其中，DSP數(shù)字信號處理器采用TMS320LF2407A。
上述陽極極板傳感器集成裝置和陰極極板傳感器集成裝置的結(jié)構(gòu)一致，均 放置于電解槽兩邊的絕緣瓷磚上；參見圖3和圖4，該傳感器集成裝置，包括與 電解槽的陽極極板或陰極極板數(shù)量相同且位置相對應(yīng)的銅柱1，各銅柱的一部分 嵌入一條耐腐蝕透明的環(huán)氧樹脂或有機玻璃基座2中，在位于基座2中、銅柱1 的下部連接有高溫特種信號線3，信號線3連接到信號插頭4上，信號插頭4的' 一部分嵌入基座2中，密封套5套在有信號插頭4的基座2的一端，這樣便將 信號插頭密封，避免腐蝕；環(huán)氧樹脂或有機玻璃是在熔化后形成基座覆蓋住銅 柱和信號線，僅露出各銅柱的上表面，以便與相對應(yīng)的極板導(dǎo)電棒相接觸。
從圖3和圖4中還可看到，信號線3兩兩繞成雙絞線，并且相互平行以雙 層或多層布置在基座2的下層，并連接到安置在電解槽側(cè)面的檢測系統(tǒng)上；另 外，銅柱1的底部略大，有利于裝置的牢固性，銅柱的底部設(shè)有連接信號線3 的連接螺釘6。
參見圖5，是傳感器集成裝置在電解槽邊的安裝示意圖，陽極傳感器集成裝 置12布置在電解槽7的陽極極板導(dǎo)電棒與陽級母線8相連一邊的對面，即極板 非導(dǎo)電端導(dǎo)電棒放置的絕緣瓷磚上；同樣，陰極傳感器集成裝置13則布置在電 解槽7的陰極極板導(dǎo)電棒與陰級母線9相連一邊的對面，即極板非導(dǎo)電端導(dǎo)電
棒放置的絕緣瓷磚上；并且兩個傳感器集成裝置的長度與電解槽的長度一致。 陽極傳感器集成裝置12的銅柱表面觸點10與陽極極板的導(dǎo)電棒相接觸，而陰 極傳感器集成裝置13的銅柱表面觸點11與陰極極板的導(dǎo)電棒相接觸。本實施 例中，各銅柱的寬度設(shè)計為導(dǎo)電棒寬度的1.5倍，長度為基座寬度的1/3，銅柱 的高度設(shè)計為20mm，伸出基座面10mm，嵌入基座10mm，基座與銅柱的頂面 低于母線高度5mm。
參見圖2，是圖l所示系統(tǒng)的檢測終端中信號處理電路的電路圖，它包括位 于信號輸入端的隔離變壓器T以及與之相連的差動放大電路16和濾波電路17， 并在隔離變壓器T的信號輸入端加入磁環(huán)；其中，差動放大電路16包括穩(wěn)壓管 Dl， TL064運放芯片U1、 U2、 U3，電阻R1、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6和放大電 位器W1;濾波電路17包括TL064運放芯片U4，電阻R7、 R8、 R9、 R10和濾 波電容C1和C2。在本實施例中，檢測終端的信號采集電路包括與電解槽極板 數(shù)量和極板母線數(shù)量之和相等即72個多路開關(guān)，以及一個差動輸入A/D模數(shù)轉(zhuǎn) 換器。
參見圖1和圖2，具有耐腐蝕基座的陽極、陰極的極板傳感器集成裝置通過 高溫特種信號線會同兩條母線傳感器的信號線一起將采集的電壓信號傳輸?shù)綑z 測終端，并且信號傳輸采用雙絞線方式；當(dāng)弱的電壓信號傳輸?shù)叫盘柼幚黼娐?時，其輸入端的隔離變壓器T隔離短路等原因引起的沖擊電流，以防止出槽短 路電流等對檢測電壓的沖擊，以及短路脈沖沖擊對檢測系統(tǒng)的損害；加在信號 輸入端的磁環(huán)起到避免磁場干擾的作用；然后電壓信號再通過差動放大電路16 和濾波電路17將電壓信號放大和濾波后傳輸?shù)叫盘柌杉娐?；信號采集電路?過多路開關(guān)將極板電壓正負兩兩傳輸?shù)紸/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬電信號轉(zhuǎn)換為 數(shù)字電信號后輸送到DSP數(shù)字信號處理器。
參見圖6，是DSP的數(shù)字信號處理模塊流程框圖，它根據(jù)電壓數(shù)字信號對 極板進行初步的故障診斷，過程如下-
首先，對極板電壓與母線電壓巡回采樣后，對各電壓值與先前的平均值和
標(biāo)準(zhǔn)偏差相比較，判斷奇異值并處理；然后對各電壓值與先前四組測量數(shù)據(jù)作 平均處理，并計算新的平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差后，判斷極板是否有故障，如無，直 接將數(shù)據(jù)通過CAN總線通訊傳輸?shù)奖O(jiān)控上位機；如有且連續(xù)三次均為異常，則
記錄并通過報警顯示設(shè)備報警并顯示故障極板后，再傳送到監(jiān)控上位機。其中， 有關(guān)數(shù)據(jù)存儲到存儲器里，顯示器顯示故障極板。
監(jiān)控上位機調(diào)用CAN總線通訊程序，獲取各電解槽極板電壓與母線電壓 后，對各極板進行電解狀態(tài)分析和故障診斷，過程如圖8的程序流程框圖所示
首先，將獲得的電壓信號保存到實時數(shù)據(jù)庫，調(diào)用電解槽極板狀態(tài)解耦分
析程序后，判斷極板狀態(tài)是否有故障，如無，將分析數(shù)據(jù)保存到分析數(shù)據(jù)庫； 如有，報警并記錄到報警數(shù)據(jù)庫，并繼續(xù)將分析數(shù)據(jù)保存到分析數(shù)據(jù)庫，最后 在顯示屏上實時顯示界面數(shù)據(jù)與曲線，也可將結(jié)果打印出來。
上述解耦分析程序如圖7的流程圖所示
(1) 首先，讀取極板電壓、母線電壓數(shù)值；
(2) 對各電壓值與先前四組測量數(shù)據(jù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差相比較，判斷故 障，并向前遞推；
(3) 對同一極板數(shù)據(jù)與先前四組數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合；
(4) 根據(jù)所有極板電壓，仿真計算各極板加權(quán)系數(shù)；
(5) 根據(jù)加權(quán)系數(shù)，對整槽極板電壓進行數(shù)據(jù)融合；
(6) 采用D-S證據(jù)理論對極板電解狀態(tài)進行決策分析，得到解耦后的極板電解狀態(tài)。
本實施例中，監(jiān)控上位機采用組態(tài)軟件實現(xiàn)電解車間所有電解槽的集中分 析與管理，其軟件結(jié)構(gòu)框圖如圖9所示，其中，各功能模塊的作用如下
(1) 參數(shù)顯示模塊實時顯示電解過程中的電解槽狀態(tài)參數(shù)，實時動態(tài)地 顯示工藝流程圖界面，根據(jù)檢測到的參數(shù)數(shù)據(jù)，對畫面進行動態(tài)更新，并可以 圖形方式顯示各電解槽電壓，單擊某個電解槽進入該電解槽的詳細參數(shù)顯示。
(2) 分析軟件在生產(chǎn)過程中，將整個生產(chǎn)周期的數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫， 可査閱和比較分析運行數(shù)據(jù)，便于工藝人員對生產(chǎn)過程進行故障分析、工藝改 進及工藝優(yōu)化。對歷史數(shù)據(jù)以報表和圖形方式匯總顯示，可直觀地比較電解槽 在一段時間內(nèi)的工作狀況，同時，根據(jù)電解電壓分析電解過程及電解槽工作情 況，通過電解槽工作周期與理想工藝曲線的比較，分析電解中存在的問題，另 外，可實現(xiàn)報表統(tǒng)計功能。
(3) 智能診斷模塊運用專家知識理論，剔除某個電解槽出槽時短接電流 引起的沖擊干擾與外電磁場干擾信息，對相鄰電解槽受到出槽沖擊干擾時數(shù)據(jù) 的修復(fù)，并對電解槽故障，如傳感器故障、信號傳輸線故障、電解電流故障等 進行自動診斷，同時，由于電解周期約24小時，而且各個電解槽出槽時間不一 致，系統(tǒng)通過對電解過程的分析，及時提示電解出槽時間，從而節(jié)約電解時間， 提高電解效率，系統(tǒng)對重要工藝參數(shù)設(shè)置報警，即設(shè)定被測量參量的上、下限 閾值，當(dāng)超限時，以故障顏色比如紅色及聲音報警。
(4) 數(shù)據(jù)庫操作模塊對數(shù)據(jù)庫進行備份與維護。
權(quán)利要求
1、一種電解槽的電解極板狀態(tài)智能檢測方法，其特征在于包括如下步驟(1)在電解槽兩邊低于兩條母線的絕緣磁磚上分別布置耐腐蝕的陽極極板傳感器集成裝置和陰極極板傳感器集成裝置，陽極極板傳感器集成裝置的各觸頭與各陽極極板的非導(dǎo)電端的導(dǎo)電棒相接觸，陰極極板傳感器集成裝置的各觸頭與各陰極極板的非導(dǎo)電端的導(dǎo)電棒相接觸；并在電解槽旁布置兩條母線的傳感器；(2)陽極、陰極的極板傳感器集成裝置通過高溫特種信號線采用雙絞線傳輸方式，會同母線傳感器的信號線一起將采集的電壓信號傳輸?shù)綑z測終端；(3)檢測終端對電壓信號采取防脈沖影響防電磁干擾、以及放大濾波的處理后，再將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號傳輸?shù)綌?shù)號信號處理器，數(shù)字信號處理器通過電壓信號分析處理軟件對故障極板作出初步判斷，并將電壓信號傳輸?shù)紺AN總線；(4)監(jiān)控上位機調(diào)用CAN總線通訊程序，獲取各電解槽極板電壓與母線電壓后，通過整槽極板狀態(tài)的信息融合與極板狀態(tài)的解耦分析軟件對各極板進行電解狀態(tài)分析和故障診斷。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解極板狀態(tài)智能檢測方法，其特征在于歩 驟(3)所述檢測終端的信號處理過程包括如下順序的步驟(1) 采用信號處理電路對電壓信號進行處理在信號處理電路的輸入端采用隔離變壓器來隔離短路等原因引起的沖擊電流，并在信號輸入端加入磁環(huán)防止磁場干擾；然后通過差動放大電路和濾波電路將電壓信號傳輸?shù)叫盘柌杉?電路；(2) 信號采集電路通過多路開關(guān)將極板電壓正負兩兩傳輸?shù)紸/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號后輸送到DSP數(shù)字信號處理器；(3) DSP數(shù)字信號處理器運用電壓信號分析處理軟件對極板進行初步故障診斷，過程如下首先，對極板電壓與母線電壓巡回采樣后，對各電壓值與先前的平均值和 標(biāo)準(zhǔn)偏差相比較，判斷奇異值并處理；然后對各電壓值與先前四組測量數(shù)據(jù)作 平均處理，并計算新的平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差后，判斷極板是否有故障，如無，直 接將數(shù)據(jù)通過CAN總線通訊傳輸?shù)奖O(jiān)控上位機；如有且連續(xù)三次均為異常，則 記錄并通過報警顯示設(shè)備報警并顯示故障極板后，再傳送到監(jiān)控上位機。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電解極板狀態(tài)智能檢測方法，其特征在于 權(quán)利要求l中步驟(4)所述的監(jiān)控上位機的信號處理過程如下首先，將獲得的電壓信號保存到實時數(shù)據(jù)庫，調(diào)用電解槽極板狀態(tài)解耦分析程序后，判斷極板狀態(tài)是否有故障，如無，將分析數(shù)據(jù)保存到分析數(shù)據(jù)庫；如有，報警并記錄到報警數(shù)據(jù)庫，并繼續(xù)將分析數(shù)據(jù)保存到分析數(shù)據(jù)庫，最后 在顯示屏上實時顯示界面數(shù)據(jù)與曲線。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解極板狀態(tài)智能檢測方法，其特征在于所 述的電解槽極板狀態(tài)解耦分析過程包括如下順序的歩驟(1) 首先，讀取極板電壓、母線電壓數(shù)值；(2) 對各電壓值與先前四組測量數(shù)據(jù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差相比較，判斷故 障，.并向前遞推;-(3) 對同一極板數(shù)據(jù)與先前四組數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合；(4) 根據(jù)所有極板電壓，仿真計算各極板加權(quán)系數(shù)；(5) 根據(jù)加權(quán)系數(shù)，對整槽極板電壓進行數(shù)據(jù)融合；(6)采用D-S證據(jù)理論對極板電解狀態(tài)進行決策分析，得到解耦后的極 板電解狀態(tài)。
5、 一種電解槽的電解極板狀態(tài)智能檢測系統(tǒng)，其特征在于它包括一臺對極板電壓信號具有智能分析判斷能力的監(jiān)控上位機(14)，以及若干能根據(jù)極 板電壓對極板故障作出初步判斷的檢測終端(15)，各檢測終端與監(jiān)控上位機通 過CAN總線收發(fā)器連接；所述檢測終端包括從各電解槽采集電壓信號的耐腐蝕 的陽極極板傳感器集成裝置、陰極極板傳感器集成裝置和極板母線傳感器，各 傳感器的信號線與處理電路的輸入端相連，信號處理電路的輸出端連接到信號 采集電路上，信號采集電路的輸出端與DSP數(shù)字信號處理器相連，所述DSP數(shù) 字信號處理器又與存儲器及報警顯示設(shè)備相連，其輸出端通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)連 接到監(jiān)控上位機，監(jiān)控上位機包括監(jiān)控主機、顯示器和打印機。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解極板狀態(tài)智能檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 陽極極板傳感器集成裝置和陰極極板傳感器集成裝置的結(jié)構(gòu)一致，均放置于電 解槽兩邊的絕緣瓷磚上，它包括與電解槽的陽極極板或陰極極板數(shù)量相同且位 置相對應(yīng)的銅柱(1)，各銅柱的一部分嵌入一條環(huán)氧樹脂或有機玻璃基座(2) 中，在位于基座(2)中、銅柱(1)的下部連接有高溫特種信號線(3)，信號 線(3)連接到信號插頭(4)上，信號插頭(4)的一部分嵌入基座(2)中， 密封套(5)套在有信號插頭(4)的基座(2)的一端；銅柱與信號線嵌入在環(huán) 氧樹脂或有機玻璃基座中后，僅露出各銅柱的上表面；所述信號線(3)兩兩繞 成雙絞線，并且相互平行以雙層或多層布置在基座(2)的下層。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電解極板狀態(tài)智能檢測系統(tǒng)，其特征在于 所述檢測終端的信號處理電路包括位于信號輸入端的隔離變壓器以及與之相連 的差動放大電路(16)和濾波電路(17)，并在隔離變壓器的信號輸入端加入磁環(huán)；所述檢測終端的信號采集電路包括與電解槽極板數(shù)量和極板母線數(shù)量之和相等的多路開關(guān)及差動輸入A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電解行業(yè)電解極板狀態(tài)智能檢測的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的是極板狀態(tài)檢測傳感器的抗腐蝕、弱信號的抗干擾、多極板的解耦問題。本發(fā)明采用具有耐腐蝕基座的傳感器集成裝置將極板電壓信號傳輸?shù)綑z測終端，檢測終端對電壓信號采取防脈沖影響防電磁干擾、以及放大濾波的處理后，再將模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號，通過數(shù)字信號處理器的分析處理對故障極板作出初步判斷，并將電壓信號傳輸?shù)奖O(jiān)控上位機，監(jiān)控上位機通過整槽極板狀態(tài)的信息融合與極板狀態(tài)的解耦分析軟件對各極板進行電解狀態(tài)分析和故障診斷。本發(fā)明降低了操作工人的勞動強度，提高了電解效率，降低了電能損耗，實現(xiàn)了節(jié)能增效。
文檔編號C25C3/20GK101114000SQ200710035639
公開日2008年1月30日 申請日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者彭建軍, 毛鵬飛, 蔡修吉, 陽小燕 申請人:湘潭市儀器儀表成套制造有限公司