[发明专利]一种铝电解过程温度和铝水平综合测量装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于铝电解技术领域，尤其涉及一种铝电解过程温度和铝水平综合测量装置和方法。

背景技术

现有技术中，铝电解过程电解质温度、铝液温度和铝水平的测量都是分别进行，电解温度是通过热电偶测量人工记录整理，铝水平的测量是用一根铁棒插入铝液中取出后观测铁棒冷却过程颜色的变化，人工测量铁棒不同颜色的长度而得到铝水平的测量值，铝液温度也是用热电偶测量，由于高温腐蚀性，溶体温度和铝水平一般一天测量一次。这种测量方法测量精度与现场工作人员的操作和经验关系大，而且劳动强度较大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种铝电解过程温度和铝水平综合测量装置和方法。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种铝电解过程温度和铝水平测量传感器，其特征在于，所述传感器包含8-12个感温节点，所述感温节点沿直线排列，并且相邻感温节点的间距为0.8cm-1.2cm。

根据上述的传感器，其特征在于，所述传感器为热电偶，所述感温节点为为热电偶丝的结合点，在所述热电偶丝外侧套有不锈钢套管。

根据上述的传感器，其特征在于，所述传感器还设有可调的垂直支撑杆，该支撑杆与所述不锈钢套管不含感温节点的一端固定连接，所述支撑杆高度为30cm-50cm。

一种使用上述测量装置的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：

第一步，调节好支撑杆的位子；第二步，将传感器放入电解槽，直到支撑杆的底部与地面接触，确保多个感温节点分布在铝液和电解质中；第三步，打开数据采集器开关，开始测量，并维持15-25秒；第四步，取出传感器，仪表自动记录电解质温度、铝液温度和铝水平数据；其中，第四步中温度的测量采用热电偶直接获得，铝水平的计算过程为：找出升温速率和平衡温度相差最大的相邻节点，以这两个相邻节点的中间位置作为铝液和电解质界面的位置，最后根据界面位置和调节支撑杆的高度计算该界面的高度，即铝水平。

本发明的有益效果：本发明可以对电解质温度、铝液温度和铝水平三参数同时测量，测量时间大大缩短。此外，温度测量和铝水平测量传感器和仪表合为一体，不增加成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明的铝电解过程温度和铝水平测量测量装置包含8-12个感温节点3，感温节点沿直线排列，并且相邻感温节点3的间距为0.8cm-1.2cm，使用时，这些感温节点3可以分别位于电解质和铝液中。为了便于调节高度，传感器还设有可调的支撑杆5，支撑杆5高度为30cm-50cm。

优选感温节点为热电偶，感温节点3为热电偶丝2的结合点，热电偶丝由引线1引出接到数据采集器（图中未示出），在热电偶丝外侧套有不锈钢套管4，支撑杆5与地面垂直设置，并且与套管4的一端（不含感温节点的一端）呈一定角度与套管4固定连接。

测量过程包括：第一步，根据常规铝水平调节好支撑杆5的位子，也同时确定了各个感温节点的高度；第二步，将传感器放入电解槽，直到支撑杆5与地面接触，保证多个感温节点3分布在铝液和电解质中；第三步，打开数据采集器开关，开始测量，并维持15-25秒；第四步，取出传感器，仪表自动记录电解质温度、铝液温度和铝水平数据。其中，温度的测量采用热电偶直接获得，铝水平的测量是根据电解质和铝液的传热性能不一样，升温速率和平衡温度都不相同。通过计算各感温节点的升温速率，计算各点达到平衡温度的时间，判断各节点的位置，找出升温速率和平衡温度相差最大的相邻节点，以这两个相邻节点的中间位置（也可以根据温度变化的趋势选择这两个相邻节点之间的其他位置）作为铝液和电解质界面的位置，最后根据界面位置和调节支撑杆的高度计算该界面的高度，即铝水平。