[發(fā)明專利]電解液溫度軟測量系統(tǒng)及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210172259.5
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102661809A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋艷霞;白晶
• 申請（專利權(quán)）人: 北華大學(xué);吉林市自動(dòng)化技術(shù)研究中心;白晶;宋艷霞
• 主分類號: G01K1/02
• 分類號: G01K1/02
• 代理公司: 吉林市華明專利商標(biāo)代理有限公司 22207
• 代理人: 張玉致

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電解液溫度軟測量系統(tǒng)及其測量方法，是金屬冶煉行業(yè)電解生產(chǎn)中的溫度軟測量技術(shù)。

背景技術(shù)

我國金屬冶煉行業(yè)電解生產(chǎn)過程自動(dòng)化裝備水平普遍較低，基本停留在離線分析、手工調(diào)整、經(jīng)驗(yàn)控制的水平，目前，有色金屬在電解銅時(shí)，用硫酸銅做電解質(zhì),它是高溫、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì),給溫度測量帶來很大困難。而溫度在電解銅過程中對銅的質(zhì)量和耗能影響很大，且自動(dòng)控制系統(tǒng)也要求實(shí)時(shí)在線測量，而在線連續(xù)測溫等問題未能在實(shí)踐中得到推廣應(yīng)用。

目前，有色金屬電解是濕法冶煉中的重要一環(huán)，用硫酸銅做電解質(zhì),純銅做的始極片為陰極，品位在99%以上的銅板為陽極，通過相當(dāng)密度的高精度穩(wěn)定直流電流，在大電流的作用下，銅離子將在陰極析出，即成為電解銅。溫度在電解銅過程中對銅的質(zhì)量有很大影響，所以溫度測量和自動(dòng)控制是很重要的，金屬電解必將耗用大量的電能，但溫度控制對電能的耗用有很大影響。

由于銅電解質(zhì)硫酸銅是高溫、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì),給溫度測量帶來很大困難。國內(nèi)外研究人員對如何在線獲取電解質(zhì)溫度信號進(jìn)行了大量的研究工作,主要是利用熱電偶來實(shí)現(xiàn)電解質(zhì)溫度測量。有些方法強(qiáng)調(diào)熱電偶不與介質(zhì)接觸,避免腐蝕；有些方法強(qiáng)調(diào)對熱電偶進(jìn)行保護(hù),從而研制了各種各樣的保護(hù)套；有些方法采用間歇式測溫方式。但無論哪種方法,都因誤差太大、操作過程長、需要人工介入、數(shù)據(jù)測量滯后性大或不能在線連續(xù)測溫等問題未能在實(shí)踐中得到推廣應(yīng)用。目前在國內(nèi)電解液溫度采用離線分析測量，需人工測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電解液溫度軟測量系統(tǒng)及其測量方法，本發(fā)明以槽外測量溫度與輔助變量為依據(jù)，通過計(jì)算機(jī)的軟測量程序運(yùn)算能實(shí)現(xiàn)電解液溫度的在線測量，本技術(shù)測量誤差小，省時(shí)省力迅速。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種電解液溫度軟測量系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由信號采集模塊、信號處理模塊、液晶顯示器、主機(jī)模塊、鍵盤和電源模塊組成，其中：信號處理模塊通過接口信號線分別與信號采集模塊、主機(jī)模塊、液晶顯示器連接，主機(jī)模塊與鍵盤連接；所述的信號采集模塊由裝在電解槽外壁的溫度傳感器、前置處理電路模塊組成，信號處理模塊包括數(shù)字信號處理器DSP、可編程序邏輯器件CPLD、A/D轉(zhuǎn)換器和存儲(chǔ)器。

利用本軟測量系統(tǒng)，進(jìn)行電解液溫度軟測量的方法包括以下步驟：

1、啟動(dòng)系統(tǒng)，通過鍵盤輸入命令運(yùn)行電解液溫度軟測量系統(tǒng)；

2、當(dāng)主機(jī)檢測到輸入的運(yùn)行命令后，以中斷方式發(fā)送給信號處理模塊DSP，主機(jī)與信號處理模塊之間的通信是通過中斷來完成的；

3、信號處理模塊在接收到主機(jī)的中斷請求時(shí)，立刻調(diào)用數(shù)據(jù)采集程序，通過A/D轉(zhuǎn)換器接口接收裝在電解槽外壁并經(jīng)前置處理的溫度傳感器信號；

4、數(shù)據(jù)采集完成后，信號處理模塊調(diào)用溫度軟測量程序，對存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；溫度軟測量程序中存有槽材料傳熱系數(shù)、電解液體傳熱系數(shù)等輔助變量數(shù)據(jù)，存有銅電解液溫度軟測量模型的程序,通過軟測量程序運(yùn)算，獲得銅電解液溫度的估計(jì)值；

5、數(shù)據(jù)處理完畢，信號處理模塊獲得了電解液溫度在線測量值，然后在液

晶顯示器顯示處理后的結(jié)果并由后續(xù)控制器PLC傳至上位機(jī)供后續(xù)使用。

溫度在電解銅生產(chǎn)中是一個(gè)重要的參數(shù),它能直接反映電解槽的工作狀況，需要實(shí)時(shí)檢測和控制，但由于電解銅的主體設(shè)備銅電解槽內(nèi)溫度高，腐蝕性強(qiáng)，表面又有一層固化的氧化銅層覆蓋，參數(shù)無法通過傳感器進(jìn)行直接實(shí)時(shí)檢測，本發(fā)明以傳感器采集的數(shù)據(jù)和輔助變量數(shù)據(jù)為依據(jù)，用軟測量技術(shù)，建立軟測量模型，通過計(jì)算機(jī)編寫程序運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了電解液溫度的在線測量。本技術(shù)測量誤差小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速,經(jīng)濟(jì)可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明電解液溫度軟測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式