一种非接触式铝电解槽测温系统、控制方法及相关设备与流程

本说明书涉及电解槽控制领域，更具体地说，本申请涉及一种非接触式铝电解槽测温系统、控制方法及相关设备。

背景技术：

1、铝电解的生产过程，是将熔融冰晶石作为溶剂，氧化铝作为溶质，上部碳素体作为阳极，槽底部碳素体作为阴极，从正负极通入强大的直流电后，在930℃～950℃左右的温度条件下，在电解槽内的两极上进行电化学反应的过程。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从电解槽内抽出，送往铸造车间，浇铸成铝锭或直接加工成线坯型材等。

2、铝电解生产过程是将电能转化为热量的过程，热量伴随着熔体的流动与槽底内衬结构、槽内结壳、覆盖料等进行热交换，继而通过热传导方式，到达底部槽壳、上表面覆盖料后以辐射及对流的方式向外部环境散失大量热量，导致槽内能量平衡被打破。由于热量的直接来源为电能，因此，为了维持电解槽内的稳定的生产环境，需要保持槽内电解质液体温度相对恒定，这对于电解槽槽温的测量提出了较高的要求。

3、传统的电解槽槽温测量方式一般由人工操作完成。实际测量过程为由测量人员将槽温测量元件热电偶直接插入出铝口的电解质溶液内，等2～3分钟时间，待测量表头显示温度稳定后，人工直接读数记录完成。这种方法存在以下明显不足:(1)槽温读数受个人经验影响、误差较大；(2)槽温数据的实效性不强，大多数企业一天测一次；(3)测温元件容易被腐蚀，使用时间短；(4)测量数据手工记录，再人工录入控制系统，重复性劳动量大，容易出错；(5)测量过程有人身安全风险；(6)难以保障数据的准确性。

4、综上所述，开发一种智能化的铝电解槽测量系统，既可以提高测量效率，又可以降低人身安全风险，具有非常重要的现实意义。

技术实现思路

1、在技术实现要素：部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本申请的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、第一方面，本申请提出一种非接触式铝电解槽测温系统，包括：

3、打壳装置，安装于电解槽的出铝口上方，用于打开电解槽内的结壳层以形成暴露电解质层的测温区域；

4、激光测温装置，与上述打壳装置安装与上述电解槽的同一侧面，用于测量上述测温区域的电解质层温度。

5、在一种可行的实施方式中，上述打壳装置包括打壳气缸、气缸活塞杆、打壳锤头；

6、上述打壳气缸连接上述电解槽的侧面和上述气缸活塞杆的第一端；

7、上述打壳锤头连接上述气缸活塞杆的第二端；

8、上述激光测温装置与上述打壳气缸的安装高度差在预设范围内。

9、在一种可行的实施方式中，还包括：

10、手动开关，上述手动开关与上述打壳装置相连接，上述手动开关用于控制上述打壳装置的工作状态；

11、限位装置，上述限位装置安装于上述手动开关的开启状态下的对应位置，上述限位装置与上述激光测温装置电连接，上述限位装置用于在上述手动开关的为开启状态下生成限位信号，并将上述限位信号发送至上述激光测温装置，以使上述激光测温装置测量上述测温区域的电解质层温度。

12、第二方面、本申请提出一种控制方法，用于第一方面所述的非接触式铝电解槽测温系统，包括：

13、响应于打壳指令，控制上述打壳装置打开电解槽内的出铝口结壳层以形成暴露电解质层的测温区域；

14、控制上述激光测温装置测量上述测温区域的电解质层温度。

15、在一种可行的实施方式中，上述方法还包括：

16、获取上述打壳装置的力反馈曲线；

17、基于上述力反馈曲线确定上述打壳装置的破壳作用行程，其中，上述破壳作用行程为接触结壳层的位置与结壳层破碎位置之间的行程；

18、基于上述破壳作用行程估算上述测温区域的位置信息，其中，上述位置信息包括水平位置信息和高度位置信息；

19、基于上述位置信息控制上述激光测温装置的旋转角度，以使上述激光测温装置的测温激光接近上述测温区域的中心位置。

20、在一种可行的实施方式中，上述方法还包括：

21、根据上述测温区域的电解质层温度和电解质层参考温度预估模型，确定上述电解质层的参考温度，其中，电解质层参考温度预估模型是基于测量基于的测温区域的电解质层温度和电解质层参考温度的对应数据经过预设次数训练训练形成的，电解质层参考温度为电解质参考面对应的温度。

22、在一种可行的实施方式中，上述电解质层参考温度预估模型是基于测量基于的测温区域的电解质层温度、电解质层参考温度、测温区域的位置信息的对应数据经过预设次数训练训练形成的，

23、上述方法还包括：

24、根据上述测温区域的电解质层温度、上述测温区域的位置信息和所述电解质层参考温度预估模型，确定上述电解质层的参考温度。

25、第三方面，本申请还提出一种控制装置，包括：

26、第一控制单元，用于响应于打壳指令，控制上述打壳装置打开电解槽内的出铝口结壳层以形成暴露电解质层的测温区域；

27、第二控制单元，用于控制上述激光测温装置测量上述测温区域的电解质层温度。

28、第四方面，一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第二方面任一项的控制方法的步骤。

29、第五方面，本申请还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第二方面任一项的控制方法的步骤。

30、综上，本申请实施例的非接触式铝电解槽测温系统包括：打壳装置，安装于电解槽的侧面，用于打开电解槽内的结壳层以形成暴露电解质层的测温区域；激光测温装置，与上述打壳装置安装与上述电解槽的同一侧面，用于测量上述测温区域的电解质层温度。本申请提出的非接触式铝电解槽测温系统非接触式激光测温装置可以准确测量电解质的实时温度，避免了因手动插入热电偶造成的温度读数误差。由于激光测温装置测量过程无需人工操作，显著降低了操作人员的人身安全风险。自动打壳和激光测温系统使得温度测量过程自动化，减少了人工操作的重复劳动，提升了效率。这种自动化系统可以频繁且连续地监测温度，提供更多实时数据，帮助优化电解生产控制过程。激光测温装置相比传统的热电偶更耐腐蚀、耐用，减少了更换设备的频率和成本。系统可以实时自动记录测温数据，并直接输入到控制系统中，避免了人工记录和输入过程中可能出现的错误。

31、本申请提出的非接触式铝电解槽测温系统和控制方法，本申请的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本申请的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种非接触式铝电解槽测温系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的非接触式铝电解槽测温系统，其特征在于，所述打壳装置包括打壳气缸、气缸活塞杆、打壳锤头；

3.根据权利要求1或2所述的非接触式铝电解槽测温系统，其特征在于，还包括：

4.一种控制方法，用于权利要求1至3任一项所述的非接触式铝电解槽测温系统，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述电解质层参考温度预估模型是基于测量基于的测温区域的电解质层温度、电解质层参考温度、测温区域的位置信息的对应数据经过预设次数训练训练形成的，

8.一种控制装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括：存储器和处理器，其特征在于，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求4至7中任一项所述的控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4至7中任一项所述的控制方法的步骤。

技术总结本申请公开了一种非接触式铝电解槽测温系统、控制方法及相关设备，涉及电解槽控制领域，该系统包括：打壳装置，安装于电解槽的出铝口靠近侧面的上方，用于打开电解槽内出铝口的结壳层以形成暴露电解质层的测温区域；激光测温装置，与上述打壳装置安装与上述电解槽的同一侧面，用于测量上述测温区域的电解质层温度。技术研发人员：王炜峰,吴军,魏青,鄂以帅,高鸿光,杨旭受保护的技术使用者：中铝郑州有色金属研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25