一種鋁電解陽極分布電流精確測量儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種鋁電解陽極分布電流精確測量儀，有助于提高陽極電流的測量精度。所述測量儀包括：微處理器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、溫度采集模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和電源模塊；所述信號調(diào)理電路對電壓信號進(jìn)行處理，并通過所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號接入所述微處理器的第一輸入端；所述溫度采集模塊包括溫度傳感器和溫度處理模塊，所述溫度處理模塊將溫度傳感器采集的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度信號接入所述微處理器的第二輸入端；所述微處理器對接入的所述數(shù)字電壓信號和數(shù)字溫度信號進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果存儲在所述數(shù)據(jù)存儲模塊中且通過所述通訊模塊發(fā)送至上位機(jī)。本實用新型適用于鋁電解【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說明】一種鋁電解陽極分布電流精確測量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋁電解【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種鋁電解陽極分布電流精確測量儀。

【背景技術(shù)】
[0002]鋁電解是一個復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)過程，要受到電場、磁場、熱場、流場等多個物理場的耦合作用。鋁電解生產(chǎn)條件的復(fù)雜性與生產(chǎn)環(huán)境的惡劣導(dǎo)致缺少對鋁電解過程在線監(jiān)測的方法和設(shè)備，而陽極電流是鋁電解生產(chǎn)中的一個十分重要的數(shù)據(jù)，它與鋁電解生產(chǎn)中的多種狀況有著密切聯(lián)系。首先，它可以直接反應(yīng)陽極過電流現(xiàn)象；其次，陽極電流分布與極距、鋁液濃度均有十分密切的關(guān)系。因此，實現(xiàn)鋁電解陽極電流實時測量，為鋁電解過程的控制提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，對鋁電解工業(yè)具有十分重要的意義。目前，鋁電解工業(yè)現(xiàn)場仍采用人工離線的方法測量陽極電流，使用測量叉測量等距壓降，用改裝的毫伏電壓表讀取數(shù)據(jù)。這種傳統(tǒng)的檢測方法不能同時對所有陽極導(dǎo)桿進(jìn)行測量，工作效率低，數(shù)據(jù)滯后嚴(yán)重，工人勞動強(qiáng)度大。
[0003]國內(nèi)對鋁電解陽極電流的在線測量也進(jìn)行了大量的研宄，在2010年公開的實用新型專利申請CN 201594106 U介紹了一種使用霍爾測量頭實時監(jiān)測陽極電流的方法，通過數(shù)碼顯示電流大小，該裝置雖然可以實現(xiàn)在線測量，但是未考慮相鄰導(dǎo)桿對被測導(dǎo)桿的磁場影響，陽極電流測量誤差大。
[0004]在2011年公開的實用新型專利申請CN 101967659 A采用磁場探測器將導(dǎo)桿周圍的磁場轉(zhuǎn)化為與之成正比的電壓值，再通過預(yù)先設(shè)定值k計算出導(dǎo)桿電流，雖然封閉的導(dǎo)磁金屬管可以避免相鄰導(dǎo)桿的影響，但是安裝復(fù)雜，并且現(xiàn)場的強(qiáng)磁場干擾仍然不能消除，導(dǎo)致陽極電流測量誤差大，而且k的取值不易選取。
[0005]在2011年公開的實用新型專利申請CN 201924090 U采用等距壓降法對陽極電流進(jìn)行測量，該裝置對應(yīng)測量點(diǎn)的導(dǎo)桿電阻計算不準(zhǔn)確導(dǎo)致陽極電流測量精度低。
[0006]在2013年公開的實用新型專利申請CN 202643863 U采用編碼解碼的方式直接對陽極導(dǎo)桿的等距電壓信號進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)通過中央處理芯片的處理在顯示器上顯示，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只有四位有效位，并且無溫度補(bǔ)償措施，導(dǎo)致陽極電流測量精度低。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種鋁電解陽極分布電流精確測量儀，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的陽極電流測量精確低的問題。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例提供一種鋁電解陽極分布電流精確測量儀，所述測量儀安裝在測量夾具上，該測量夾具安裝在陽極導(dǎo)桿上，且所述測量夾具上設(shè)有等距壓降測量點(diǎn)，所述測量儀包括:微處理器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、溫度采集模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和電源模塊；
[0009]所述信號調(diào)理電路對等距壓降測量點(diǎn)引出的電壓信號進(jìn)行處理，并通過所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將所述電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號接入所述微處理器的第一輸入端；
[0010]所述溫度采集模塊包括溫度傳感器和溫度處理模塊，所述溫度處理模塊將溫度傳感器采集的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度信號接入所述微處理器的第二輸入端；
[0011]所述微處理器對接入的所述數(shù)字電壓信號和數(shù)字溫度信號進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果存儲在所述數(shù)據(jù)存儲模塊中且通過所述通訊模塊發(fā)送至上位機(jī)；
[0012]所述電源模塊與所述微處理器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、溫度采集模塊、通訊模塊及數(shù)據(jù)存儲模塊相連。
[0013]可選地，所述測量夾具上設(shè)有兩個測點(diǎn)作為等距壓降測量點(diǎn)，且所述測量儀通過屏蔽線與測量夾具上的等距壓降測量點(diǎn)相連。
[0014]可選地，所述溫度傳感器安裝在所述測量夾具上并緊貼所述陽極導(dǎo)桿表面。
[0015]可選地，所述信號調(diào)理電路包括放大電路及濾波電路。
[0016]可選地，所述放大電路采用二級放大電路，該放大電路包括精密儀表放大器和自穩(wěn)零型運(yùn)算放大器，所述精密儀表放大器作為前置運(yùn)放，所述自穩(wěn)零型運(yùn)算放大器作為第二級運(yùn)放。
[0017]可選地，所述第二級運(yùn)放采用非反轉(zhuǎn)放大器結(jié)構(gòu)。
[0018]可選地，所述濾波電路為低通濾波器，在所述低通濾波器的連接電源處設(shè)有旁路電容。
[0019]可選地，所述測量儀還包括數(shù)字隔離器，所述數(shù)字隔離器與所述電源模塊相連，且所述通訊模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊與溫度處理模塊分別通過所述數(shù)字隔離器與所述微處理器隔離。
[0020]可選地，所述測量儀封閉在屏蔽盒中。
[0021]本實用新型實施例所述的鋁電解陽極分布電流精確測量儀安裝在測量夾具上，該測量夾具安裝在陽極導(dǎo)桿上，且所述測量夾具上設(shè)有等距壓降測量點(diǎn)，所述信號調(diào)理電路對等距壓降測量點(diǎn)引出的電壓信號進(jìn)行處理，并通過A/D轉(zhuǎn)換模塊將所述電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號接入所述微處理器的第一輸入端；所述溫度處理模塊將溫度傳感器采集的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度信號接入所述微處理器的第二輸入端；所述微處理器對接入的所述數(shù)字電壓信號和數(shù)字溫度信號進(jìn)行處理轉(zhuǎn)化為陽極電流信號，并將該陽極電流信號存儲在所述數(shù)據(jù)存儲模塊中備份且通過所述通訊模塊發(fā)送至上位機(jī)，這樣，通過等距壓降測量點(diǎn)確定陽極導(dǎo)桿的電壓信號能夠消除磁場對電壓信號的影響并通過所述溫度采集模塊對陽極導(dǎo)桿電阻值做溫度補(bǔ)償，從而提高陽極電流的測量精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型實施例提供的鋁電解陽極分布電流精確測量儀的分布結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型實施例提供的鋁電解陽極分布電流精確測量儀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為圖2中信號調(diào)理電路12的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本實用新型實施例提供的放大電路圖；
[0026]圖5為本實用新型實施例提供的有源低通濾波電路原理圖；
[0027]圖6為本實用新型實施例提供的RS-485接口電路圖；
[0028]圖7為本實用新型實施例提供的電源模塊總體框圖。

【具體實施方式】
[0029]為使本實用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030]本實用新型針對現(xiàn)有的陽極電流測量精確低的問題，提供一種鋁電解陽極分布電流精確測量儀。
[0031]參看圖1和圖2所不，本實用新型實施例提供的一種銷電解陽極分布電流精確測量儀，所述測量儀I安裝在測量夾具上，該測量夾具安裝在陽極導(dǎo)桿2上，且所述測量夾具上設(shè)有等距壓降測量點(diǎn)，所述測量儀I包括:微處理器11、信號調(diào)理電路12、A/D轉(zhuǎn)換模塊13、溫度采集模塊15、通訊模塊16、數(shù)據(jù)存儲模塊17和電源模塊14 ；
[0032]所述信號調(diào)理電路12對等距壓降測量點(diǎn)引出的電壓信號進(jìn)行處理，并通過所述A/D轉(zhuǎn)換模塊13將所述電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號接入所述微處理器11的第一輸入端;
[0033]所述溫度采集模塊15包括溫度傳感器151和溫度處理模塊152，所述溫度處理模塊152將溫度傳感器151采集的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度信號接入所述微處理器11的第二輸入端；
[0034]所述微處理器11對接入的所述數(shù)字電壓信號和數(shù)字溫度信號進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果存儲在所述數(shù)據(jù)存儲模塊17中且通過所述通訊模塊16發(fā)送至上位機(jī)5 ;
[0035]所述電源模塊14與所述微處理器11、信號調(diào)理電路12、A/D轉(zhuǎn)換模塊13、溫度采集模塊15、通訊模塊16及數(shù)據(jù)存儲模塊17相連。
[0036]本實用新型實施例所述的鋁電解陽極分布電流精確測量儀I安裝在測量夾具上，該測量夾具安裝在陽極導(dǎo)桿2上，且所述測量夾具上設(shè)有等距壓降測量點(diǎn)，所述信號調(diào)理電路12對等距壓降測量點(diǎn)引出的電壓信號進(jìn)行處理，并通過A/D轉(zhuǎn)換模塊13將所述電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號接入所述微處理器11的第一輸入端；所述溫度處理模塊152將溫度傳感器151采集的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度信號接入所述微處理器11的第二輸入端；所述微處理器11對接入的所述數(shù)字電壓信號和數(shù)字溫度信號進(jìn)行處理轉(zhuǎn)化為陽極電流信號，并將該陽極電流信號存儲在所述數(shù)據(jù)存儲模塊中備份且通過所述通訊模塊16發(fā)送至上位機(jī)5，這樣，通過等距壓降測量點(diǎn)確定陽極導(dǎo)桿的電壓信號能夠消除磁場對電壓信號的影響并通過所述溫度采集模塊對陽極導(dǎo)桿電阻值做溫度補(bǔ)償，從而提高陽極電流的測量精度。
[0037]本實用新型實施例中，可選地，所述測量夾具上設(shè)有兩個測點(diǎn)作為等距壓降測量點(diǎn)，用于陽極導(dǎo)桿2等距壓降信號的引出，所述信號為電壓信號，所述測量儀I通過高溫屏蔽線與測量夾具上的等距壓降測量點(diǎn)相連，為了減小傳輸過程中的信號衰減，所述屏蔽線應(yīng)盡量的短。且為了防止鋁電解槽3現(xiàn)場的磁場對所述測量儀I元器件的精度影響，整個測量儀I封閉在屏蔽盒中。
[0038]本實用新型實施例中，接入所述微處理器11第一輸入端的是數(shù)字電壓信號，采用等距壓降法測量陽極電流時，還需要根據(jù)所述等距壓降測量點(diǎn)之間的陽極導(dǎo)桿2電阻值來確定所述陽極電流值。然而，在鋁電解槽3工作時陽極導(dǎo)桿2溫度高達(dá)100度左右，會對陽極導(dǎo)桿2電阻值產(chǎn)生影響。
[0039]本實用新型實施例中，可選地，所述溫度傳感器151安裝在所述測量夾具上并緊貼所述陽極導(dǎo)桿2表面，通過對所述等距壓降測量點(diǎn)之間的陽極導(dǎo)桿2電阻值做溫度補(bǔ)償來消除鋁電解槽3工作時陽極導(dǎo)桿2溫度對陽極導(dǎo)桿2電阻值產(chǎn)生的影響。例如，可以采用PT100溫度傳感器作為溫度測量元件，將PT100溫度傳感器安裝在所述測量夾具上并緊貼陽極導(dǎo)桿2表面，所述PT100溫度傳感器采集的溫度信號通過溫度處理模塊152轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度信號接入所述微處理器11的第二輸入端，用于對陽極導(dǎo)桿2電阻值進(jìn)行溫度補(bǔ)償，從而提高陽極電流測量精度。本實用新型實施例中，例如，溫度處理模塊152可以選用MAX31865芯片，該芯片內(nèi)部集成15位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter,ADC)，它可以直接將采集的溫度信號轉(zhuǎn)換為所述微處理器11可以識別的數(shù)字信號。
[0040]本實用新型實施例中，為了減少測量夾具的空間，例如，可以將兩個等距壓降測量點(diǎn)之間的距離設(shè)定為10cm-15cm，陽極導(dǎo)桿2的等距壓降電壓信號理論估算值為0.761mV?2.173mV，為了把如此小的電壓信號放大到A/D轉(zhuǎn)換模塊13可以感知的水平，必須使用放大電路對所述電壓信號進(jìn)行處理。
[0041]參看圖3所示，本實用新型實施例中，可選地，所述信號調(diào)理電路12包括放大電路121及濾波電路122，通過所述放大電路121及濾波電路122對所述等距壓降測量點(diǎn)引出的電壓信號進(jìn)行放大、濾波后接入所述A/D轉(zhuǎn)換模塊13。
[0042]參看圖4所示，本實用新型實施例中，可選地，所述放大電路121采用二級放大，該放大電路121包括精密儀表放大器和自穩(wěn)零型運(yùn)算放大器，所述高精度儀表放大器作為前置運(yùn)放，所述自穩(wěn)零型運(yùn)算放大器作為第二級運(yùn)放。
[0043]本實用新型實施例中，例如，可以選用TI公司的INA129精密儀表放大器作為前置運(yùn)放，能夠減小共模信號干擾、減小噪聲的引入，該前置運(yùn)放采用差分式結(jié)構(gòu)，將三個運(yùn)放集成于一個芯片中，保證了差分運(yùn)放的結(jié)構(gòu)上的完全對稱性，具有低失調(diào)電壓、超低低偏置電流、超低溫度漂移、高共模抑制比等優(yōu)點(diǎn)。只需一個增益電阻R即可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)范圍從
I一一10000變化，采用高精度金屬膜電阻作為前置運(yùn)放的增益調(diào)節(jié)電阻。
[0044]本實用新型實施例中，例如，所述第二級運(yùn)放可以采用Analog Devices公司的自穩(wěn)零、軌到軌輸出的運(yùn)算放大器AD8638，該放大器具有極低的失調(diào)、漂移和偏執(zhí)電流，在0.1Hz到1Hz之間電壓噪聲峰峰值僅為1.2 μ V。為提高放大器的輸入阻抗，減小電阻的熱噪聲，本實用新型實施例中，可選的，所述第二級運(yùn)放采用非反轉(zhuǎn)放大器結(jié)構(gòu)。本實用新型實施例中，例如，所述放大電路121的放大倍數(shù)可以為554，這樣，運(yùn)放的增益帶寬積是一定的，采用二級放大電路，能夠保證高增益下實現(xiàn)較寬的頻帶輸出，保證放大后信號的線性度與不失真。
[0045]本實用新型實施例中，可選地，在所述放大電路121與所述A/D轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置濾波電路，能夠防止混疊效應(yīng)并有效地濾除高頻噪聲，可選的，所述濾波電路可以為防混疊低通濾波器(LPF)。根據(jù)文獻(xiàn)資料以及現(xiàn)場經(jīng)驗，陽極電流的變化頻率為0.5Hz左右，為了更好的濾除高頻干擾并且更完整的復(fù)現(xiàn)陽極電流信號，可以設(shè)置所述濾波器的截止頻率為1Hz，且可以采用三階二級巴特沃斯(Butterworth)有源低通濾波電路，可選的，在所述濾波電路的連接電源處增加旁路電容，從而隔離了電源的交流噪聲，該濾波電路原理圖，參看圖5所示。
[0046]本實用新型實施例中，所述濾波電路122輸出的模擬信號經(jīng)限幅電路輸入到A/D轉(zhuǎn)換模塊13，由于等距壓降電壓信號較低(2mV左右)、測量精度要求高，按0.5級精度計算，則需要的A/D轉(zhuǎn)化器的分辨率至少為12位，考慮到所述測量儀I的冗余性和性價比，例如，可以采用16位的A/D轉(zhuǎn)換芯片，綜合各方面因素，選用Analog Devices公司的AD7685芯片。該芯片為高速、低功耗、逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，吞吐率高達(dá)250ksps，可滿足20Hz的采樣速率要求，且可實現(xiàn)16位無誤碼性能。
[0047]本實用新型實施例中，所述微處理器11對接入的所述數(shù)字電壓信號和數(shù)字溫度信號進(jìn)行處理生成陽極電流信號。例如，所述微處理器11可以選用ST公司的高性能工業(yè)級微處理器STM32F407，該芯片內(nèi)核為ARM公司的32位Cortex_M4處理器，集成了新的數(shù)字信號處理(digital signal processing,DSP)和浮點(diǎn)運(yùn)算器(floating point unit，F(xiàn)PU)指令，最大時鐘頻率可達(dá)168M。微處理器11主要完成相關(guān)數(shù)據(jù)的處理以及與上位機(jī)5進(jìn)行通信，例如，所述微處理器11將帶有時間、陽極電流、陽極導(dǎo)桿2編號等多種信息的數(shù)據(jù)包傳送給上位機(jī)5，同時可以通過所述上位機(jī)5對所述微處理器11進(jìn)行控制。
[0048]本實用新型實施例中，所述數(shù)據(jù)存儲模塊17用以暫存微處理器11輸出的各種數(shù)據(jù)作為備份，避免通信故障時所述數(shù)據(jù)的丟失，用以保證數(shù)據(jù)的完整性，還可以補(bǔ)充傳輸過程中的錯誤或遺漏的數(shù)據(jù)。例如，所述數(shù)據(jù)存儲模塊17可以采用存儲容量為32Mb的SST25VF032B芯片，該芯片的時鐘頻率最高可達(dá)80MHz，存儲速度快；擦除方便，可選擇扇區(qū)擦除、32kB或64kB塊擦除、整片擦除四種擦除方式；存儲容量大，對于采樣周期為0.05s的采集數(shù)據(jù)，可連續(xù)存儲9個小時左右。
[0049]本實用新型實施例中，所述通訊模塊16將帶有時間、陽極電流、陽極導(dǎo)桿2編號等多種信息的數(shù)據(jù)包實時上傳給上位機(jī)5，傳送到上位機(jī)5的數(shù)據(jù)延遲不超過48秒；并可以通過所述上位機(jī)5對所述測量儀I進(jìn)行控制以及對所有的陽極電流進(jìn)行實時監(jiān)測。本實用新型實施例中，例如，可以采用菊花鏈?zhǔn)娇偩€方式的工業(yè)級RS-485傳輸所述數(shù)據(jù)包，并支持無限擴(kuò)展，信號通信穩(wěn)定。從微處理器11輸出的陽極電流信號為TTL電平，需要通過電平轉(zhuǎn)換芯片將其轉(zhuǎn)換為符合RS-485通信標(biāo)準(zhǔn)的差分信號，參看圖6所示，本實用新型實施例中，例如，可以采用SIPEX公司的SP485EEN高速USART芯片將所述陽極電流信號轉(zhuǎn)換為符合RS-485通信標(biāo)準(zhǔn)的差分信號，驅(qū)動器和接收器的通訊速率可達(dá)10Mbps。
[0050]本實用新型實施例中，可選地，所述測量儀I還包括數(shù)字隔離器，所述數(shù)字隔離器與所述電源模塊14相連，且所述通訊模塊16、A/D轉(zhuǎn)換模塊13與溫度處理模塊152分別通過所述數(shù)字隔離器與所述微處理器11進(jìn)行隔離，從而進(jìn)一步保證所述測量儀I的測量精度和測量結(jié)果可靠性。
[0051]本實用新型實施例中，所述測量儀I需要測量的電壓等級較多，且對電源的性能要求較高并且要求體積小、重量輕，例如，所述電源模塊14可以采用高性能開關(guān)電源的形式為所述微處理器11、信號調(diào)理電路12、A/D轉(zhuǎn)換模塊13、溫度采集模塊15、通訊模塊16、數(shù)據(jù)存儲模塊17及數(shù)字隔離器供電，根據(jù)供電需求，設(shè)計了四種等級的供電電路，該方案能很好的滿足低壓電路的需求，所述電源模塊14總體框圖，參看圖7所示。所述測量儀I用電采用工頻220V電壓，經(jīng)過開關(guān)電源和電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后為不同器件供電，所述220V電壓直接從操控機(jī)電源引出，取電方便，無需經(jīng)常更換電池。
[0052]參看圖1和圖2所示，本實用新型實施例中，所述測量儀I直接安裝在測量夾具上，測量夾具安裝在陽極導(dǎo)桿2上，且鋁電解槽3的每根陽極導(dǎo)桿2上均安裝有一個測量儀1從陽極導(dǎo)桿2等距壓降測量點(diǎn)引出的電壓信號經(jīng)過放大電路121的放大、濾波電路122濾波后經(jīng)限幅電路和A/D轉(zhuǎn)換模塊13轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號，該數(shù)字電壓信號通過數(shù)字隔離器接入到微處理器11第一輸入端；同時所述溫度處理模塊152將溫度傳感器151采集的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度信號通過數(shù)字隔離器接入所述微處理器11的第二輸入端，用以對陽極導(dǎo)桿2電阻值做溫度補(bǔ)償；所述微處理器11對接入的所述數(shù)字電壓信號和數(shù)字溫度信號進(jìn)行處理對陽極電流信號進(jìn)行修正，所述陽極電流的測量精度高達(dá)0.32%。
[0053]本實用新型實施例中，每個鋁電解槽3都設(shè)有一個集中器4，微處理器11輸出的數(shù)據(jù)先經(jīng)過RS-485通訊模塊發(fā)送給本鋁電解槽3的集中器4，經(jīng)過集中器4的處理、集中后上傳至上位機(jī)5。同時可以通過上位機(jī)5對測量儀I進(jìn)行控制。每次采樣完成時，微處理器11將帶有時間、陽極電流、導(dǎo)桿編號、終端地址等數(shù)據(jù)傳送給集中器4，并將所述數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)存儲模塊17中。所述測量儀I測量精度高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊簡單、成本低，外部物理接口均采用航空插頭，方便拆卸，適合在工業(yè)現(xiàn)場大面積應(yīng)用。
[0054]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁電解陽極分布電流精確測量儀，其特征在于，所述測量儀安裝在測量夾具上，該測量夾具安裝在陽極導(dǎo)桿上，且所述測量夾具上設(shè)有等距壓降測量點(diǎn)，所述測量儀包括:微處理器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、溫度采集模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和電源模塊； 所述信號調(diào)理電路對等距壓降測量點(diǎn)引出的電壓信號進(jìn)行處理，并通過所述A/D轉(zhuǎn)換模塊將所述電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號接入所述微處理器的第一輸入端； 所述溫度采集模塊包括溫度傳感器和溫度處理模塊，所述溫度處理模塊將溫度傳感器采集的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字溫度信號接入所述微處理器的第二輸入端； 所述微處理器對接入的所述數(shù)字電壓信號和數(shù)字溫度信號進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果存儲在所述數(shù)據(jù)存儲模塊中且通過所述通訊模塊發(fā)送至上位機(jī)； 所述電源模塊與所述微處理器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、溫度采集模塊、通訊模塊及數(shù)據(jù)存儲模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極分布電流精確測量儀，其特征在于，所述測量夾具上設(shè)有兩個測點(diǎn)作為等距壓降測量點(diǎn)，且所述測量儀通過屏蔽線與測量夾具上的等距壓降測量點(diǎn)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極分布電流精確測量儀，其特征在于，所述溫度傳感器安裝在所述測量夾具上并緊貼所述陽極導(dǎo)桿表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極分布電流精確測量儀，其特征在于，所述信號調(diào)理電路包括放大電路及濾波電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁電解陽極分布電流精確測量儀，其特征在于，所述放大電路采用二級放大電路，該放大電路包括精密儀表放大器和自穩(wěn)零型運(yùn)算放大器，所述精密儀表放大器作為前置運(yùn)放，所述自穩(wěn)零型運(yùn)算放大器作為第二級運(yùn)放。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解陽極分布電流精確測量儀，其特征在于，所述第二級運(yùn)放采用非反轉(zhuǎn)放大器結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁電解陽極分布電流精確測量儀，其特征在于，所述濾波電路為低通濾波器，在所述低通濾波器的連接電源處設(shè)有旁路電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極分布電流精確測量儀，其特征在于，還包括數(shù)字隔離器，所述數(shù)字隔離器與所述電源模塊相連，且所述通訊模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊與溫度處理模塊分別通過所述數(shù)字隔離器與所述微處理器隔離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極分布電流精確測量儀，其特征在于，所述測量儀封閉在屏蔽盒中。
【文檔編號】G01R19/25GK204241555SQ201420681559
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】邢貝貝, 崔家瑞, 尹怡欣, 曹斌, 黃若愚, 陳建芳, 黃召 申請人:北京科技大學(xué), 貴陽鋁鎂設(shè)計研究院有限公司