一种三层精铝电解槽铝液温度在线测量装置的制作方法

1.本实用新型属于温度测量装置领域，具体地说是一种三层精铝电解槽铝液温度在线测量装置。


背景技术：

2.在三层法精铝电解生产过程中，电解温度是影响精铝电解槽工艺控制最直接最重要的因素之一，由于精铝电解槽中熔融态精铝液高温，强氧化等特点，采用常规的热电偶测温方法存在设备使用寿命短，不能长期连续测量，使用和维护成本高等问题。由于三层法精铝电解槽铝液温度连续在线测量方式尚不能满足生产要求，因此，国内外多采用人工间歇式手持热电偶进行测温，人工测量效率低，测量标准不统一，测量数据容易失真，且所得数据对于控制系统是离线数据，需要人工输入，不能对工艺数据进行实时监控。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种三层精铝电解槽铝液温度在线测量装置。
4.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
5.一种三层精铝电解槽铝液温度在线测量装置，包括采集卡具支架、固定卡具机构、测量提升机构、测量探头调节机构、热电偶保护套、热电偶、显示仪表、温度采集模块及无线数据传输模块；
6.所述固定卡具机构设置于所述采集卡具支架上、用于与精铝电解槽连接；
7.所述测量提升机构安装于所述采集卡具支架上，所述测量探头调节机构安装于所述测量提升机构能够向下伸缩的输出端上，所述热电偶保护套安装于所述测量探头调节机构上；
8.所述热电偶容置于所述热电偶保护套中，所述热电偶分别与所述显示仪表及温度采集模块连接，所述温度采集模块与所述无线数据传输模块连接。
9.所述采集卡具支架为l形支架，分为竖直边与水平边，所述固定卡具机构包括固接在所述水平边上的卡接边，所述卡接边上设有顶丝；通过所述竖直边、水平边及卡接边所围成的开口与精铝电解槽卡接，并通过所述顶丝将所述采集卡具支架与精铝电解槽顶紧固定。
10.所述测量提升机构安装于所述水平边上。
11.所述测量提升机构为能够竖直向下伸缩的电动推杆。
12.所述测量探头调节机构包括连接套筒、连接杆、安装架、调节螺杆、两个锁紧螺母、护套、两个相互对应的管箍及固定螺栓，所述连接套筒的上端与所述测量提升机构的输出端连接、下端与所述连接杆连接，所述安装架固接于所述连接杆上，所述调节螺杆的上端穿过所述安装架，两个所述锁紧螺母分别设置于所述安装架的上下两侧、将所述安装架夹住、并分别与所述调节螺杆通过螺纹连接；
13.所述调节螺杆的下端与所述护套的上端固接，其中一个所述管箍与所述护套的下端固接，另一个所述管箍通过所述固定螺栓与固接于所述护套上的所述管箍连接；通过所述固定螺栓连接两个所述管箍将所述热电偶保护套夹紧；通过调节所述调节螺杆穿过所述安装架的长度，进而实现对容置于所述热电偶保护套的所述热电偶高度位置的微调。
14.所述显示仪表采用单通道热工表。
15.所述温度采集模块及无线数据传输模块分别与开关电源连接。
16.所述无线数据传输模块与数据采集服务器通信。
17.本实用新型的优点与积极效果为：
18.本实用新型实现了对三层精铝电解槽精铝液温度数据实时在线测量采集，为生产工艺分析提供稳定数据支撑。本实用新型调整更换维护方便，通过实时在线自动测量替代人工测量，解决了人工手持测量效率低、数据失真问题，降低了人工高温测量的劳动强度、安全风险及成本。
附图说明
19.图1为本实用新型的机械部分的结构示意图；
20.图2为本实用新型的电气元件的连接原理示意图；
21.图3为图1的a处放大图；
22.图4为本实用新型的管箍与热电偶保护套的连接结构示意图。
23.图中：1为采集卡具支架、101为竖直边、102为水平边、2为热电偶保护套、3为热电偶、4为显示仪表、5为温度采集模块、6为无线数据传输模块、7为开关电源、8为数据采集服务器、9为卡接边、10为顶丝、11为电动推杆、12为连接套筒、13为连接杆、14为安装架、15为调节螺杆、16为锁紧螺母、17为护套、18为管箍、19为固定螺栓。
具体实施方式
24.下面结合附图1-4对本实用新型作进一步详述。
25.一种三层精铝电解槽铝液温度在线测量装置，包括采集卡具支架1、固定卡具机构、测量提升机构、测量探头调节机构、热电偶保护套2、热电偶3、显示仪表4、温度采集模块5、无线数据传输模块6及开关电源7；固定卡具机构设置于采集卡具支架1上、用于与精铝电解槽连接。
26.测量提升机构安装于采集卡具支架1上、且测量提升机构的输出端能够向下伸缩，测量探头调节机构安装于测量提升机构的输出端上，热电偶保护套2安装于测量探头调节机构上。测量提升机构的设置，用于大幅度调整热电偶保护套2的高度位置。本实施例中热电偶保护套2采用氮化硅材料制成，外表面涂刷有二氧化钛耐腐蚀保护层。
27.热电偶3容置于热电偶保护套2中(图1中未画出热电偶3)，热电偶3分别通过市购的ff46r型耐高温温度补偿导线与显示仪表4及温度采集模块5连接，温度采集模块5通过导线与无线数据传输模块6连接，无线数据传输模块6通过无线网络与数据采集服务器8通信，温度采集模块5及无线数据传输模块6分别由开关电源7提供电能。本实施例中开关电源7采用市购的dc12v，5a的直流电源。使热电偶保护套2伸入至精铝电解槽中的铝液5-6cm左右，可使热电偶3长时间稳定对铝液温度进行测量。
28.具体而言，采集卡具支架1为l形支架，分为竖直边101与水平边102，固定卡具机构包括固接在水平边102上的卡接边9，卡接边9上设有顶丝10；通过竖直边101、水平边102及卡接边9所围成的开口与精铝电解槽卡接，并通过顶丝10将采集卡具支架1与精铝电解槽顶紧固定。本实施例中采集卡具支架1与卡接边9采用q235钢材制作，卡接边9上设有上下设置的两处顶丝10。通过竖直边101、水平边102及卡接边9所围成的开口与每台精铝电解槽在槽小面铝母线位置卡接，并通过旋紧顶丝10固定。测量提升机构安装于水平边102上。本实施例中测量提升机构采用市购的ip1200型的电动推杆11(行程500mm、电源dc12v、推力500n)，电动推杆11的输出端能够竖直向下伸缩，电动推杆11通过开关电源7提供电能。
29.具体而言，如图1、图3和图4所示，测量探头调节机构包括连接套筒12、连接杆13、安装架14、调节螺杆15、两个锁紧螺母16、护套17、两个相互对应的管箍18及固定螺栓19，连接套筒12的上端与测量提升机构的输出端连接、下端与连接杆13焊接固定，本实施例中安装架14为l形角钢，安装架14的竖直面焊接于连接杆13上，调节螺杆15的上端穿过安装架14的水平面，两个锁紧螺母16分别设置于安装架14的上下两侧、将安装架14夹住、并分别与调节螺杆15通过螺纹连接。
30.调节螺杆15的下端与护套17的上端焊接固定，其中一个管箍18与护套17的下端固接，另一个管箍18通过固定螺栓19与固接于护套17上的管箍18连接。通过固定螺栓19连接的两个管箍18将热电偶保护套2夹紧，热电偶保护套2可与调节螺杆15、护套17及管箍18共同移动，拆装方便。通过调节调节螺杆15穿过安装架14的长度，进而实现对容置于热电偶保护套2的热电偶3的高度位置的微调。
31.具体而言，本实施例中热电偶3采用市购的k型热电偶；显示仪表4采用市购的wpk6系列单通道热工表，可显示实时温度数据，由外接的220v电源提供电能；温度采集模块5采用市购的带rs485通讯hc-224温度采集模块；无线数据传输模块6采用市购的usr-w600wifi串口服务器；无线数据传输模块6通过工业无线wi-fi网络进行远程传输至数据采集服务器8，通过连接数据采集服务器8的电脑可实现对工艺数据的采集分析应用，并指导预警工艺控制。本实施例中热电偶3、显示仪表4、温度采集模块5、无线数据传输模块6及开关电源7各自的连接设置方式均采用现有技术，其中显示仪表4、温度采集模块5、无线数据传输模块6及开关电源7设置于单独的控制柜中，显示仪表4与温度采集模块5也可采用集成在一起的方案。
32.工作原理：
33.通过采集卡具支架1与固定卡具机构的配合设置，可方便地安装于精铝电解槽上；通过热电偶保护套2的设置，起到保护热电偶3的作用，可使热电偶3长时间稳定对铝液温度进行测量；通过测量提升机构及测量探头调节机构的配合设置，可分别大幅度或微小地调整热电偶保护套2的高度位置，也方便更换损坏的热电偶保护套2；通过热电偶3、显示仪表4、温度采集模块5、无线数据传输模块6及开关电源7的配合设置，可显示实时温度数据，并可将温度数据通过工业无线wi-fi网络进行远程传输至数据采集服务器8，实时在线自动测量。