Устройство для контроля технологического состояния алюминиевого электролизера Советский патент 1981 года по МПК C25C3/20 

1

Изобретение относится к автоматизации процесса электролиза алкминия и использует изв.естное физическое явление процесса - связь между амплитудой низкочастотньгх пульсаций рабочего напряжения электролизера от егс технологического состояния.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для контроля состояния технологического режима электролизеров по амплитуде пульсаций их рабочего напряжения, содержащее коммутатор, фильтр, аналого-цифровой омметр, устройство вывода на печать РЗНедостаток этого устрбйства состоит в относительно низких достоверности контроля и технико-экономических показателях процесса.

Целью изобретения является повьппение достоверности контроля и технико-эКономических показателей процесса.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее коммутатор, фильтр, аналого-цифровой омметр и устройство вывода на печать, дополнительно снабжено системой измерения колебаний тока серии, состоящей из последовательно включенного преобразователя напряжения с гальваническим разделением и активного фильтра, а цель измерения переменной

10 составляющей напряжения электролизера - активным фильтром, подключенным к выходу коммутатора, последовательно включенными сумматором, амплитудным детектором и анализатором. При

15 этом входы сумматора подключены к выходам активных фильтров, выход анализатора подключен к последовательно включенным аналого-цифровому омметру и устройству вывода на печать,

20 задатчиком среднего значения омического сопротивления электролизера, подключенным к анодному фильтру токовой ветви, задатчиком длительности

измерения подключеннгзм ко входу коммутатора, ограничителем тока, подключенным к сумматору, устройством сравнения, соединенньм по входу с выходом анализатора, а по выходу с устройством вывода на печать, груп пой параллельно соединенных по входу и подключенных к выходу коммутатора ключей управления 5 выходы которых подключены к активным фильтрам и ана.пизатору.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит коммутатор 1 , обеспечивающий поочередное подключение напряжения -электролизера Uj, активный фильтр 2, осуществляющий вы-деление и усиление низкохшстотных колебаний напряжения электролизера в заданном диапазоне частот, линейный преобразователь 3 напряжения, выпол 1яющий функции гальванического разделителя сигнала тока серии 3 от на.пряже шя электролизера, полосовой активный фильтр 4, выполненный на базе операционного усилителя, кото рый осущес вляет выделение и усиление низкочастотных колебаний тока серии, операционный усилитель 5, обеспечивающий суммирование двух пе ременных составляющих токаДЗК и дУд, амплитудный детектор 6, вьшрямляющий выходной сигнал сумматора 5, анализатор 7, осзтцествляющий запоминание максимального значения переменной составляющей, устройство 8 сравнения, выполненное на триггерах Шмидта 5 сравнивающее зафиксированное максимальное значение с заданным, омметр 9, вычисляющий переменную часть омического сопротивления при наличии отклонения максимального значения от заданного, устройство 10 печати, фиксирующее результаты вычисления, задатчик 11, устанавливающий коэффициент усиления активного фильтра.

Время измерения задается задатчиком 12, устройство приводится в исходное состояние ключами 13, 14 и 15 корректировка, результата измерения при глубоких толчках тока серии выполняется ограничителем 16,

Активные фильтры 2 и 4 по входу соединены соответственно с коммутатором и линейным преобразователем напряжения 3, выходы фильтров подкл 0чены ко входу суммирующего усилителя 5, который подключен к последовательно соединенным амплитудному детектору 6, анализатору 7, устройству сравнения 8, аналого-цифровому омметру 9 и устройству цифровой

печати 10.

Ключи 13, 14 и 15 объединены по входу и подключены к коммутатору 1, а их выходы соответственно соединены с фильтрами 2 и 4 и анализатором 7,

Задатчики 12 и 11 соответственно подключены к коммутатору и активному фильтру 4,

Устройство работает следующим образом,

5 В исходном состоянии после окончания очередного цикла измерения, задаваемого задатчиком 12, форсирующими ключами управления 13, 14 и 15 устанавливаются нулевые коэффициенQ ты усиления активных фильтров 2 и 4 и осзтцествляется разряд запоминающего конденсатора анализатора 7 (сброс измеренного аналогового значения напряжения).

5 Напряжение электролизера через коммутатор 1 поступает на вход полосового активного фильтра 2, выполненного на операционном усилителе, Ток серии 3 через линейный преобразова- тель 3 подается на вход активного фильтра 4, коэффициент усиления которого устанавливается задатчиком 11 в зависимости от номинального зна.чения сопротивления электролизера R,

Выделенные и усиленные сигналы переменной составляющей напряжения электролизера ДУд и напряжения, соответствующего колебанию тока серии ЛЗ -R , подаются на входы суммнрукяцего усилителя 5, который путем суммирования двух составляющих исключает из выделенного сигнала напряжения электролизера переменную составляющую напряжения, обусловленную колебанием тока серки, и полученная разность . iUg - оказывается инвариантной к колебаниям тока серии.

Разность напряжений подается на вход амплитудного детектора 6, в котором напряжение выпрямляется, далее напряжение подается на вход анализатора 7, который запоминает в течение цикла измерения максимальное значение измеренного сигнала, В конце цикла измерения в устройстве сравнения & измеренная величина сравни.кается с заданным и в случае отклонения подается на вход аналого-цифрового омм.етра, представляющего собой цифровое счетно-решающее устройство, выполняющее операцию деления разности uUg - лЗ R на ток серии D. В результате деления на выходе оммет ра 9 имеется в цифровом виде переменная составляющая омического сопротивления электролизера ЛR, котора регистрируется устройством печати 10 При значительных колебаниях тока серии, обусловленных, например, замыканиями металла на подошву анода, в ограничителе тока J 6 формируется сигнал, уменьшающий коэффициент усиления суммирующего усилителя. Предложенное устройство повышает надежность и достоверность- контроля технологического состояния алюминиевого электролизера и повьш1ает технико-экономические показатели процесса Формула изобретения Устройство для контроля технологи ческого состояния алюминиевого элект ролизера, содержащее коммутатор, фильтр, аналого-цифровой омметр и ус ройство вывода на печать, отличающееся тем, что, с целью повьшения достоверности контроля и технико-экономических показателей процесса, устройство дополнительно снабжено системой измерения колебаНИИ тока серии, состоящей из последовательно включенного преобразователя напряжения с гальваническим разделением и активного фильтра, а цепь измерения переменной составляющей напряжения электролизера - активным фильтром, подключенным к выходу коммутатора,последовательно включенными сумматором, амплитудным детектором и анализатором, при этом входы сумматора подключены к выходам активных фильтров, выход анализатора подключен к последовательно включенным аналого-цифровому омметру и устройству в 5юода на печать, задатчиком среднего значения омического сопротивления, подключенным к активному фильтру токовой ветви, задатчиком длительности измерения, подключенным ко входу коммутатора, ограничителем тока, подключенным к сумматору, устройством сравнения, соединенным по входу с выходом анализатора, а по выходу - с устройством вьшода на печать, группой параллельно соединенных по входу и подключенных к выходу коммутатора ключей управления, выходы которых подключены к активным фильтрам и анализатору. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР №444226, кл. С 25 С 3/20, 1973.