[發明專利]實時監測鋁電解槽內熔融鋁液界面的方法

有效

• 申請號: 201210202732.X
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN103510128A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 楊溢
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
• 主分類號: C25C3/20
• 分類號: C25C3/20;G01F23/26
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種實時監測鋁電解槽內熔融鋁液界面的方法，屬于鋁電解槽技術領域。

背景技術

在鋁電解槽生產過程中，在強大的電磁力的作用下，槽內熔融電解質/鋁液界面會產生波動、旋轉、及扭曲，會導致電解槽的二次反應增加、電流效率降低，嚴重時會影響鋁電解槽的正常生產。檢測鋁電解槽內鋁液-電解質界面就顯得尤為重要，但電解槽內高溫、高腐蝕性的生產環境，大部分接觸式的傳感器都無法長期在電解槽內工作。因此目前尚未有很好的辦法在線監測鋁電解槽生產時的鋁液界面。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種實時監測鋁電解槽內熔融鋁液界面的方法，以克服現有技術存在的不能在線監測鋁電解槽生產時的鋁液界面的不足。

本發明采用以下技術方案：在鋁電解槽內的熔融金屬上方200～1200mm的位置安裝渦流傳感器，渦流傳感器與液位控制儀連接，液位控制儀與計算機控制系統連接；液位控制儀中的前置器中高頻振蕩電流的頻率為1.25Hz-6GHz，該高頻振蕩電流通過延伸電纜引至槽內渦流傳感器探頭上，在探頭頭部的線圈中產生交變的磁場；當被測液體靠近這一磁場，則在此液體表面產生感應電流，與此同時該電渦流場也產生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，使探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位發生變化，該變化通過液位控制儀處理并轉化為模擬/數字信號發送給上位計算機控制系統進行處理，或者直接由液位控制儀轉發給槽控機或其他智能設備對電解槽進行實時操作。

一臺鋁電解槽內安裝多個（兩個以上）渦流傳感器。

渦流傳感器安裝在鋁電解槽的蓋板、料倉壁、或專用支架上。

本發明采用非接觸式的傳感器，利用槽內兩種熔體一種為金屬、而另一種為非金屬的特點，采用高頻電磁感應的方式，實時監測鋁電解槽內的鋁液界面。

本發明之所以采用頻率1.25Hz-6GHz的振蕩電流作為信號源，主要是考慮，鋁電解槽生產采用直流供電，而實際生產中能觀察到的生產擾動電流也不過0.05?Hz～0.2Hz。本發明的振蕩電流所感應出來的感應磁場易于與周圍環境磁場分離出來。

同樣，本發明的振蕩電流只能在液態金屬中感應出電渦流場及感應磁場，對非金屬的電解質熔體不起作用。

本發明能實時的監測鋁電解槽內鋁液界面的變化情況，便于操作人員了解及掌握鋁電解槽的生產規律，及時的進行生產操作，能充分提高電解槽節能生產效率，具有廣闊的使用前景。

　　附圖說明

圖1為渦流傳感器檢測電解槽鋁液界面的方法示意圖。

圖2為渦流傳感器在鋁電解槽內的安裝位置示意圖。

具體實施方式

本發明的實施例：如圖1、圖2所示，在鋁電解槽內的熔融金屬上方200～1200mm的位置安裝渦流傳感器1，渦流傳感器1與液位控制儀2連接，液位控制儀2與計算機控制系統3連接；液位控制儀2中的前置器中高頻振蕩電流的頻率為1.25Hz-6GHz，該高頻振蕩電流通過延伸電纜引至槽內渦流傳感器1探頭上，在探頭頭部的線圈中產生交變的磁場；當被測液體靠近這一磁場，則在此液體表面產生感應電流，與此同時該電渦流場也產生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，使探頭頭部線圈高頻電流的幅度和相位發生變化，該變化通過液位控制儀2處理并轉化為模擬/數字信號發送給上位計算機控制系統3進行處理，或者直接由液位控制儀2轉發給槽控機或其他智能設備對電解槽進行實時操作。

渦流傳感器1安裝在鋁電解槽的蓋板、料倉壁、或其他單獨的專用支架上，就近采集鋁液界面變化的信號，一臺鋁電解槽內可以安裝多個渦流傳感器1以取得鋁電解槽4內各個部分的鋁液5界面變化實時數據。