[發明專利]一種鋁電解槽電極電流分布情況測量裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 201811593696.8
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109518231A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 丁曉亮;龍德聰;楊燦華;劉永強;楊振華;姬鳳武;武明祖
• 申請（專利權）人: 云南鋁業股份有限公司
• 主分類號: C25C3/20
• 分類號: C25C3/20
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生

本發明公開了一種鋁電解槽電極電流分布情況測量裝置及其測量方法，旨在提供一種測量精度高的鋁電解槽電極電流分布情況測量裝置及其測量方法。其中的測量裝置包括檢測組件，萬向節，手柄及定位片；所述檢測組件檢測時與電極鄰接的一側稱為內側，另一側稱為外側；其特征在于：所述檢測組件包括框體，若干間隔設置于框體內的線性磁敏傳感器，設置于兩相鄰線性磁敏傳感器之間的導磁體，設置于框體外側的磁屏蔽層，以及設置于框體內側的隔熱層；所述手柄通過萬向節與框體的外側中部處連接，所述定位片為兩片，且分別位于框體內側的相對兩邊緣處。本發明適用于各種形狀電極的電流分布的測量。

技術領域

本發明涉及鋁電解技術領域，尤其是涉及一種鋁電解槽電極電流分布情況測量裝置及其測量方法。

背景技術

冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法是最主要的鋁冶煉方法，鋁電解槽陽極電流和陰極的電流大小分布數據，一直是生產過程中判斷電解槽運行正常與否的關鍵數據。陽極電流分布不均會帶來電解槽的不穩定，槽電壓擺動，從而降低電流效率；陰極電流分布不均會改變鋁電解槽內部磁場、流場分布，導致爐膛變形，降低槽壽命，特殊情況下，對陰極電流分布的準確測量和把握，可判斷電解槽的破損部位，防止漏槽等惡性事故發生。

對于陽極電流分布的測量，一直沒有實現真正的電流測量，通常情況下都是測量陽極導桿等距離壓降，再根據被測陽極導桿的電阻率，估算陽極電流分布情況。這種方法存在如下問題：①無法直接測量陽極電流分布；②測量精度較低；③測量人工需求量大，導致成本高。

陰極電流分布測量一般采用電壓表定點測量陰極軟母線的電壓估算電流通過量。此方法存在如下缺陷：①鋁電解槽陰極母線位置操作空間受限，導致部分電極無法測量；②人員進入高溫區操作，需承受較大安全風險；③勞動強度大、工作效率低；④操作不可控、可靠性差。

眾所周知，電流可以形成磁場，所形成的磁場方向滿足右手螺旋定則；它形成的磁場強度滿足畢奧-薩伐爾定律：在距離、夾角確定的情況下，電流與所形成的磁感應強度成正比。利用線性磁敏傳感器通過檢測電極周圍的磁場強度來測量導體中的電流，是常見的間接電流檢測方法。

普通以測量磁場強度來間接測量電流的典型代表是直流鉗形表，因其抗環境磁干擾能力低下、操作時需要圍繞被檢導體做閉合磁回路、量程和精度無法滿足鋁電解槽電極測量要求、無法適應鋁電解槽電極的300℃環境溫度，所以無法用于鋁電解槽電極測量。

發明內容

本發明的目的旨在克服現有技術存在的不足，提供了一種測量精度高，成本低的鋁電解槽電極電流分布情況測量裝置及其測量方法。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種鋁電解槽電極電流分布情況測量裝置，包括檢測組件，萬向節，手柄及定位片；所述檢測組件檢測時與電極鄰接的一側稱為內側，另一側稱為外側；所述檢測組件包括框體，若干間隔設置于框體內的線性磁敏傳感器，設置于兩相鄰線性磁敏傳感器之間的導磁體，設置于框體外側的磁屏蔽層，以及設置于框體內側的隔熱層；所述手柄通過萬向節與框體的外側中部處連接，所述定位片為兩片，且分別位于框體內側的相對兩邊緣處。

優選的是，所述框體至少一端設置于框體垂直的擋邊。

優選的是，所述磁屏蔽層采用坡莫合金制成。

優選的是，所述導磁體采用鐵氧體或硅鋼片制成。

優選的是，所述定位片與框體為一體件。

一種鋁電解槽電極電流分布情況測量方法，其采用如上所述的測量裝置，該測量方法包括以下內容：

將框體的內側靠近被檢電極，使定位片與被檢電極貼合，形成固定的距離和角度；多個線性磁敏傳感器用于多點測量磁場強度；位于相鄰線性磁敏傳感器間的導磁體用于整理所在點磁場；隔熱層隔離被檢電極的高溫；磁屏蔽層隔離外部干擾磁場；測量時采用正反測量、零點標定來排除器件誤差和環境磁場干擾。