[发明专利]实时监测铝电解槽内熔融铝液界面的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种实时监测铝电解槽内熔融铝液界面的装置，属于铝电解槽技术领域。

背景技术

在铝电解槽生产过程中，在强大的电磁力的作用下，槽内熔融电解质/铝液界面会产生波动、旋转、及扭曲，会导致电解槽的二次反应增加、电流效率降低，严重时会影响铝电解槽的正常生产。检测铝电解槽内铝液-电解质界面就显得尤为重要，但电解槽内高温、高腐蚀性的生产环境，大部分接触式的传感器都无法长期在电解槽内工作。因此目前尚未有很好的装置在线监测铝电解槽生产时的铝液界面。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种实时监测铝电解槽内熔融铝液界面的装置，以克服现有技术存在的不能在线监测铝电解槽生产时的铝液界面的不足。

本发明采用以下技术方案：在铝电解槽内的熔融金属上方200～1200mm的位置安装涡流传感器，涡流传感器与液位控制仪连接，液位控制仪与计算机控制系统连接；涡流传感器安装在铝电解槽的盖板、料仓壁、或专用支架上。

一台铝电解槽内安装多个（两个以上）涡流传感器。

液位控制仪中的前置器中高频振荡电流的频率为1.25Hz-6GHz，该高频振荡电流通过延伸电缆引至槽内涡流传感器探头上，在探头头部的线圈中产生交变的磁场；当被测液体靠近这一磁场，则在此液体表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，使探头头部线圈高频电流的幅度和相位发生变化，该变化通过液位控制仪处理并转化为模拟/数字信号发送给上位计算机控制系统进行处理，或者直接由液位控制仪转发给槽控机或其他智能设备对电解槽进行实时操作。

本发明采用非接触式的传感器，利用槽内两种熔体一种为金属、而另一种为非金属的特点，采用高频电磁感应的方式，实时监测铝电解槽内的铝液界面。

本发明之所以采用频率1.25Hz-6GHz的振荡电流作为信号源，主要是考虑，铝电解槽生产采用直流供电，而实际生产中能观察到的生产扰动电流也不过0.05 Hz～0.2Hz。本发明的振荡电流所感应出来的感应磁场易于与周围环境磁场分离出来。

同样，本发明的振荡电流只能在液态金属中感应出电涡流场及感应磁场，对非金属的电解质熔体不起作用。

本发明能实时的监测铝电解槽内铝液界面的变化情况，便于操作人员了解及掌握铝电解槽的生产规律，及时的进行生产操作，能充分提高电解槽节能生产效率，具有广阔的使用前景。

　　附图说明

图1为涡流传感器检测电解槽铝液界面方法示意图。

图2为涡流传感器在铝电解槽内的安装位置示意图。

具体实施方式

本发明的实施例：如图1、图2所示，在铝电解槽内的熔融金属上方200～1200mm的位置安装涡流传感器1，涡流传感器1与液位控制仪2连接，液位控制仪2与计算机控制系统3连接；液位控制仪2中的前置器中高频振荡电流的频率为1.25Hz-6GHz，该高频振荡电流通过延伸电缆引至槽内涡流传感器1探头上，在探头头部的线圈中产生交变的磁场；当被测液体靠近这一磁场，则在此液体表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，使探头头部线圈高频电流的幅度和相位发生变化，该变化通过液位控制仪2处理并转化为模拟/数字信号发送给上位计算机控制系统（3）进行处理，或者直接由液位控制仪2转发给槽控机或其他智能设备对电解槽进行实时操作。

涡流传感器1安装在铝电解槽的盖板、料仓壁、或其他单独的专用支架上，就近采集铝液界面变化的信号，一台铝电解槽内可以安装多个涡流传感器1以取得铝电解槽4内各个部分的铝液5界面变化实时数据。