[發明專利]一種電解槽槽殼的溫度在線檢測系統及其溫度檢測方法

在審

• 申請號: 201911295912.5
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110804746A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 錢勇;蘇積波;薛闖;隆俊;蒙志保;李卓健;陳助良;黎嘉銘;張鋼;黃增慶;劉健源;黃如良;黃耀;馬霆霖
• 申請（專利權）人: 百色百礦集團產業技術研究院有限公司
• 主分類號: C25C3/20
• 分類號: C25C3/20
• 代理公司: 廣西中知科創知識產權代理有限公司 45130
• 代理人: 李家恒

1.一種電解槽槽殼的溫度在線檢測系統，其特征在于，包括：

熱電偶傳感器，所述熱電偶傳感器包括若干個并分別安裝在電解槽槽殼的側面上，用于采集電解槽槽殼的側面上對應采集點的溫度并輸出對應的溫度信號；

熱電偶溫度采集模塊，所述熱電偶溫度采集模塊包括與所述熱電偶傳感器數量相對應的若干個，通過所述熱電偶溫度采集模塊分別與所述熱電偶傳感器電連接，用于采集各熱電偶傳感器所采集的溫度數據并通過CAN總線傳輸給主控模塊；

紅外熱成像攝像頭，設置在電解槽槽殼的側面外并朝向所述電解槽槽殼；紅外熱成像攝像頭對電解槽槽殼的側面進行測點掃描，得到其所面對槽殼的側面范圍的紅外圖譜，并通過解碼單元解碼后發送給所述主控模塊；

主控模塊，與解碼單元連接，獲取所述紅外熱成像攝像頭掃描得到的紅外圖譜，解析所述紅外圖譜生成紅外熱成像攝像頭所面對槽殼的側面范圍內的溫度數據；根據紅外熱成像攝像頭所采集的溫度數據和熱電偶溫度采集模塊所采集的溫度數據，計算得出電解槽槽殼的側面上的溫度。

2.根據權利要求1所述的一種電解槽槽殼的溫度在線檢測系統，其特征在于，所述熱電偶溫度采集模塊包括：

信號調理電路，所述信號調理電路的輸入端與所述熱電偶傳感器連接，用于根據電解槽槽殼的側面上的溫度信號變化自動調整熱電偶的輸出；

第一單片機，所述第一單片機的輸入端與所述信號調理電路連接，用于將所述信號調理電路輸出的溫度信號進行模數轉化，輸出數字化的溫度信號。

3.根據權利要求1所述的一種電解槽槽殼的溫度在線檢測系統，其特征在于：所述主控模塊包括：

第二單片機，所述第二單片機的輸入端分別與第一單片機和紅外熱成像攝像頭連接，用于將熱電偶溫度采集模塊所采集的溫度數據擬合后，對紅外熱成像攝像頭所采集的溫度數據進行校正；

數據上傳單元，所述數據上傳單元的輸入端與所述第二單片機連接，用于將校正后的溫度數據通過以太網或CAN總線上傳到上位機PC；

報警單元，所述報警單元的輸入端與所述第二單片機連接；用于將校正后的溫度數據與預設的溫度數據進行比對，當檢測到校正后的溫度數據超過預設的溫度數據時，報警單元發出報警信號。

4.根據權利要求1所述的一種電解槽槽殼的溫度在線檢測系統，其特征在于：所述熱電偶傳感器包括2-5個。

5.根據權利要求2所述的一種電解槽槽殼的溫度在線檢測系統，其特征在于：所述第一單片機的型號為STM32F091CBT6。

6.根據權利要求3所述的一種電解槽槽殼的溫度在線檢測系統，其特征在于：所述第二單片機的型號為STM32F407VGT6。

7.一種電解槽槽殼的溫度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)組建權利要求1-6任一項所述電解槽槽殼的溫度檢測系統；

(2)在電解槽槽殼的任一側面上的采集點放置n個熱電偶傳感器，獲得熱電偶傳感器溫度值為X_T，各點的溫度集合成為矩陣X_T＝[x_T(1),x_T(2),x_T(3),...x_T(n)]；

(3)在電解槽槽殼的側面正對面位置布設一臺紅外熱成像攝像頭，該紅外攝像機的像素分辨率為512x640；獲取熱成像溫度矩陣X_C,并且其中熱成像溫度矩陣與熱電偶采集點位置的矩陣對應元素為X_C0＝[x_C0(1),x_C0(2),x_C0(3),...x_C0(n)]；選擇其周圍的8個元素進行加權平均計算，獲得X_C0'＝[x_C0'(1),x_C0'(2),x_C0'(3),...x_C0'(n)]；由于x_C0(n)周圍的元素如下：得到加權平均公式

(4)對X_T、X_C0'進行最小二乘直線擬合,擬合公式為P(x)＝a₀+a₁x，獲得a₀、a₁的參數值；

(5)獲得新的溫度校正矩陣X_C'＝a₀+a₁X_C，該校正矩陣即為電解槽側面溫度狀態。