铝电解槽阳极电流在线监测方法的研究

发布时间：2021-02-21 06:11

　　在工业生产中,电解铝行业一直是高耗能行业。电能消耗直接影响着企业的生存和发展,尤其在近些年,随着电价不断上涨,铝电解企业面临越来越大的生存压力。为实现企业生产高效率的同时降低电能消耗,国内外铝电解工作者进行了长期、大量的研究工作。目前,国内铝电解企业相应的技术指标和国外先进的铝电解企业相比还有一定的差距,国内铝电解企业在节能降耗,降低生产成本方面有很大潜力。准确测量阳极电流分布可以间接降低阳极效应系数、降低效应分摊电压、提高电流效率。降低电解槽压降和提高电流效率都能实现节能降耗,降低生产成本。在绿色节能铝电解的发展大背景下,论文研究了如何准确测量电流分布的新方法。首先根据现场强磁场环境,运用电磁场理论,将实际导电导体抽象为矩形导体模型的前提下,推导出能对有限长矩形导体周围磁感应强度精确求解的三重积分模型。通过MATLAB仿真、实验数据拟合出适用于嵌入式系统的电流测量解析式。在此基础上,通过分析实验数据,设计了基于消除干扰磁场的霍尔元件拓扑结构,实现对阳极导杆内电流分布的实时测量与监控。其次,针对测量过程的位置扰动对测量精度的影响进行了实验。通过实习工厂的实验平台验证了系统实时测量的稳定... 

【文章来源】：北方工业大学北京市

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 电流分布测量背景
    1.2 电流分布测量现状
    1.3 电流分布测量研究内容
2 铝电解槽阳极导杆电流测量模型
    2.1 电磁场理论
    2.2 磁感应强度理论计算
x的推导">    2.3 形状系数h_x的推导
    2.4 干扰磁场的处理
    2.5 阳极导杆电流测量建模
        2.5.1 BP神经网络拟合测量模型
        2.5.2 测量模型拓扑结构建立
        2.5.3 测量模型的理论验证
    2.6 本章小结
3 阳极电流分布在线监测系统设计
    3.1 模具设计
    3.2 测量板电路设计
        3.2.1 芯片选型
        3.2.2 测量板原理图设计
        3.2.3 测量板PCB设计
    3.3 通讯板电路设计
        3.3.1 芯片选型
        3.3.2 通讯板原理图设计
        3.3.3 通讯板PCB设计
    3.4 本章小结
4 阳极电流分布在线监测系统调试
    4.1 系统流程图设计
    4.2 电源电路调试
    4.3 MSP430单片机调试
    4.4 通讯电路调试
    4.5 信号采集电路调试
    4.6 USB电路调试
    4.7 电流监测系统调试
    4.8 本章小结
5 阳极导杆磁场数据分析
    5.1 阳极导杆测量位置对测量的影响
        5.1.1 测量位置对测量结果的影响
        5.1.2 实验结果与分析
    5.2 现场实际测量数据分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
附录
申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]电解槽电流测量模型建模及测量位置的研究[J]. 赵仁涛,紫京浩,范涵奇,张志芳,铁军.  仪器仪表学报. 2014(03)
[2]铝电解槽阳极电流检测方法的研究[J]. 赵仁涛,紫京浩,张志芳,铁军.  有色金属(冶炼部分). 2014(03)
[3]铝电解低电压生产管理[J]. 佟长安,罗海春.  世界有色金属. 2014(01)
[4]铝电解生产中节能降耗措施的几点看法[J]. 凌贤昌.  新疆有色金属. 2013(05)
[5]浅析200kA预焙槽低电压下提高电流效率的措施[J]. 吕文斌.  科技视界. 2013(27)
[6]不同进电方式对铝电解槽阳极电流非接触式测量的影响[J]. 董英,周孑民,李茂,周益文,杨建红.  化工学报. 2013(10)
[7]大型铝电解槽四场优化节能技术的开发应用[J]. 王有来,冯乃祥,李勇,秦卫中.  中国有色冶金. 2012(06)
[8]一种新的基于霍尔传感器的电流测量方法[J]. 谢完成,戴瑜兴.  电子测量与仪器学报. 2012(08)
[9]C8051单片机与霍尔传感器系统设计[J]. 陈杰,陈荡,熊雄.  武汉工程大学学报. 2012(07)
[10]高灵敏度光纤磁场传感器的设计与模型研究[J]. 王莉,王博文,翁玲,王志华,黄文美.  仪器仪表学报. 2012(06)

硕士论文
[1]400KA铝电解槽能耗优化控制系统及实现[D]. 宋祥君.中南大学 2010



本文编号：3043955