[發明專利]電解工藝異常的監測方法及系統

在審

• 申請號: 202110560557.0
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113191366A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 姬洪福;曲佳佳;王禹;李晶;何文華;林佳樂;劉聰;李春喜
• 申請（專利權）人: 北京東方國信科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/34
• 分類號: G06K9/34;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 楊云云

本發明提供一種電解工藝異常的監測方法及系統，該方法包括：獲取電解槽的熱像圖；基于語義分割網絡模型，識別出所述熱像圖中的電解槽和極板，并對電解槽和極板進行溫度標記和位置標記；基于目標識別算法，確定電解槽中溫度異常的極板；其中，所述語義分割網絡模型基于帶有確定語義標簽的電解槽的熱像圖樣本進行訓練后得到。通過本發明提供的電解工藝異常的監測方法及系統，能夠實現對電解生產過程中極板異常情況的自動巡檢，檢測速度快、準確率高，不僅實現了電解工藝異常監測的完全機器自動化，更可大大減少金屬電解時人工巡檢工作對人體的傷害。

技術領域

本發明涉及金屬電解技術領域，尤其涉及一種電解工藝異常的監測方法及系統。

背景技術

有色金屬電解(精煉)行業，金屬電解過程中，由于工藝操作條件及陰極、陽極物理規格等因素的影響，存在短路或開路等異常情況，導致電能消耗過大，電流效率降低，影響產量和質量，造成電力、人力和時間的浪費。

為了監控短路和開路等異常，行業內普遍采用人工檢測，即人工使用手持式巡檢儀逐一排除。但是，采用人工檢測，檢測除障速度慢、準確率低，而且人工勞作強度大，電解液的毒害性和腐蝕性等還會傷害人體健康。除此之外，人工巡檢時，工人工作態度、工作狀態和工作能力等的不同，也會對檢測準確率、效率等有較大的影響。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種電解工藝異常的監測方法及系統。

第一方面，本發明提供一種電解工藝異常的監測方法，包括：

獲取電解槽的熱像圖；

基于語義分割網絡模型，識別出所述熱像圖中的電解槽和極板，并對電解槽和極板進行溫度標記和位置標記；

基于目標識別算法，確定電解槽中溫度異常的極板；

其中，所述語義分割網絡模型基于帶有確定語義標簽的電解槽的熱像圖樣本進行訓練后得到。

可選地，所述語義分割網絡模型包括編碼器、解碼器以及編碼器和解碼器之間的連接層；

所述編碼器包含8個卷積層，每兩個卷積層為一個卷積塊，共4個卷積塊，卷積層內使用1×5的卷積核，每個卷積塊之間通過稠密塊相連，稠密塊之后通過一個最大池化層完成下采樣；

所述解碼器包含4個卷積塊，通過跳躍連接，將上采樣結果與所述編碼器中具有相同分辨率的子模塊的輸出進行連接，作為所述解碼器中下一個子模塊的輸入，所述解碼器中各子模塊的輸出分辨率通過上采樣操作依次上升，直到與輸入圖像的分辨率一致。

可選地，所述對電解槽和極板進行溫度標記和位置標記，包括：

對識別出的電解槽和極板進行傾斜補償后，對電解槽和極板進行溫度標記和位置標記。

可選地，所述對電解槽和極板進行溫度標記和位置標記之后，所述方法還包括：

獲取各電解槽中不同極板位置的溫度值；

將所述各電解槽中不同極板位置的溫度值以及傳感器監測的數據輸入狀態監測和早期預警模型，對電解工藝進行實時監測，并根據預警規則進行電解工藝異常預警。

可選地，所述傳感器包括電解槽壁側壁溫度傳感器和電解質水平高度測量傳感器。

可選地，所述獲取電解槽的熱像圖，包括：

獲取攝像頭采集的電解槽的熱像圖，所述攝像頭設置于電解槽上方的固定支架或移動式滑軌上。

第二方面，本發明還提供一種電解工藝異常的監測系統，包括：多個邊緣計算模塊以及一臺云端服務器；

所述邊緣計算模塊包括攝像頭、傳感器、邊緣計算主機和網關，所述邊緣計算模塊通過網關與所述云端服務器連接；