專利名稱：電壓降測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量?jī)x，尤其是涉及一種用于測(cè)量電解槽陽 極母線和陰極鋼棒電壓降的電壓降測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
在有色金屬生產(chǎn)過程中，如金屬鋁的生產(chǎn)過程中，通常通過電解 槽將氧化鋁電解還原為純金屬鋁，電解槽的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況直接關(guān)系到金屬 鋁的各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)(如產(chǎn)量、電流效率和能耗等)。因而，實(shí)時(shí)檢測(cè)電 解槽的運(yùn)行狀況至關(guān)重要，通過測(cè)量電解槽陽極母線、陰極鋼棒一定 距離上的電壓降，可以反映出整個(gè)電解槽的電壓分布情況，通過分析 電解槽電壓的分布狀況，可以反映出電解槽電流分布情況，以便及時(shí) 發(fā)現(xiàn)電解槽電解過程中潛在的問題，并及時(shí)采取措施，以保證生產(chǎn)順 利進(jìn)行。
目前電解槽母線壓降測(cè)量的方法是工作人員定時(shí)用普通數(shù)字式 萬用表進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果連同電解槽的槽號(hào)、母線編號(hào)、測(cè)量時(shí) 間 一 同記錄在記錄單中，測(cè)量結(jié)束后直接輸入到計(jì)算機(jī)中再打印成報(bào) 表上報(bào)主管人員進(jìn)行分析。這種方法雖然能夠?qū)崟r(shí)給出電解槽陽極母 線的電壓降的分布情況，但是存在如下缺點(diǎn)
第一、通過普通數(shù)字式萬用表測(cè)量需要至少兩個(gè)人配合共同完成 測(cè)量，勞動(dòng)成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大且操作環(huán)節(jié)多，并且需要在后期手工 錄入電解槽的設(shè)備編號(hào)、陽極母線編號(hào)、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量結(jié)果等數(shù)據(jù)， 其工作效率不高，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。
第二、在后期手工輸入電解槽的設(shè)備編號(hào)、陽極母線編號(hào)、測(cè)量 時(shí)間、測(cè)量結(jié)果等數(shù)據(jù)時(shí)容易發(fā)生測(cè)量數(shù)據(jù)記錄和輸入的錯(cuò)誤。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題在于提供一種電壓降 測(cè)量裝置，能夠?qū)㈦妷簻y(cè)量結(jié)果、電解槽的設(shè)備編號(hào)、陽極母線編號(hào)及測(cè)量時(shí)間同時(shí)顯示于顯示器上，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，并 且能夠避免后期可能出現(xiàn)的人為錯(cuò)誤。
本實(shí)用新型提供的用于測(cè)量電解槽母線電壓的電壓降測(cè)量裝置， 其特征在于，所述電壓降測(cè)量裝置包括測(cè)量頭、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器、 計(jì)時(shí)器和顯示器；
所述測(cè)量頭的輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接；所述模數(shù) 轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述處理器的輸入端連接；所述處理器的輸出端與 所述顯示器的輸入端連接；所述計(jì)時(shí)器的輸出端與所述處理器的輸入 端連接。
優(yōu)選地，所述電壓降測(cè)量裝置還包括存儲(chǔ)器；所述存儲(chǔ)器的輸出 端與所述處理器的輸入端連接；所述存儲(chǔ)器的輸入端與所述處理器的 輸出端連接。
優(yōu)選地，所述電壓降測(cè)量裝置還包括功能按鍵，所述功能按鍵的 輸出端與所述處理器的輸入端連接。
優(yōu)選地，所述電壓降測(cè)量裝置還包括USB通訊接口 ，所述USB 通訊接口的輸出端與所述處理器的輸入端連接，所述USB通訊接口的 輸入端與所述處理器的輸出端連接。
優(yōu)選地，所述電壓降測(cè)量裝置還包括電源切換器和電池，所述電 源切換器的輸出端與所述處理器的輸入端連接，所述USB通訊接口的 輸出端和所述電池的輸出端分別與所述電源切換器的輸入端連接。
優(yōu)選地，所述電壓降測(cè)量裝置還包括電壓超限報(bào)警裝置。
優(yōu)選地，所述電壓降測(cè)量裝置還包括光線檢測(cè)器，該光線檢測(cè)器 的輸出端與所述處理器的輸入端連接。
優(yōu)選地，所述光電檢測(cè)器具體為光敏電阻。
優(yōu)選地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)化器具體為增益可編程模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
優(yōu)選地，所述處理器具體為嵌入式微處理器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的電壓降測(cè)量裝置，通過測(cè)量 頭測(cè)量電解槽陽極母線的電壓信號(hào)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號(hào)轉(zhuǎn)換后傳送給處理器，該電壓降測(cè)量裝置不僅可實(shí)時(shí)測(cè)量陽極母線和陰極鋼棒 電壓降的值，還可同時(shí)將電解槽的設(shè)備編號(hào)、陽極母線編號(hào)和測(cè)量時(shí)
間、測(cè)量結(jié)果等測(cè)量信息顯示在顯示器上；因而只需一個(gè)操作人員便
可完成上述測(cè)量工作，不需要手工輸入上述信息，節(jié)省勞動(dòng)力支出， 降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。
并且，還可避免人為記錄i殳備編號(hào)、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量數(shù)據(jù)和讀取 數(shù)據(jù)的麻煩，減少記錄及錄入過程中可能出現(xiàn)的人為失誤，可避免數(shù) 據(jù)錯(cuò)誤或丟失。此外，由于每條測(cè)量記錄包括電解槽設(shè)備編號(hào)、陽極 母線編號(hào)、測(cè)量結(jié)果、測(cè)量時(shí)間等信息，更有利于分析電解槽的歷史 電壓分布信息及電解槽某時(shí)刻的電壓分布情況。


圖1為本實(shí)施新型提供的電壓降測(cè)量裝置的一種具體實(shí)施方式
的 示意圖2為本實(shí)施新型提供的電壓降測(cè)量裝置的另外幾種具體實(shí)施方 式的示意圖。
附圖標(biāo)記如下 1測(cè)量頭 4顯示器 7光線檢測(cè)器 10電源切換器
2數(shù)模轉(zhuǎn)換器 5計(jì)時(shí)器
8存儲(chǔ)器 11 USB通訊接口
3處理器 6功能按鍵 9 電池
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下 面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
參考圖1，圖1為本實(shí)施新型提供的電壓降測(cè)量裝置的第一種具 體實(shí)施方式的示意圖。
如圖1所示，本實(shí)施例提供的電壓降測(cè)量裝置包括測(cè)量頭1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器2、處理器3、顯示器4和計(jì)時(shí)器5。測(cè)量頭l的輸出端與模 數(shù)轉(zhuǎn)換器2的輸入端連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換器2的輸出端與處理器3的輸入 端連接；處理器3的輸出端與顯示器4的輸入端連接；計(jì)時(shí)器5的輸 出端與處理器3的輸入端連接。
在本實(shí)施例中，數(shù)模轉(zhuǎn)化器2為增益可編程模數(shù)轉(zhuǎn)換器(當(dāng)然也 可釆用其他類型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，可以采用AD7705型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。處 理器3具體為嵌入式微處理器(當(dāng)然也可采用其他類型的模數(shù)轉(zhuǎn)換 器)，可以采用ATmega64型微處理器。顯示器4可以采用液晶顯示器， 計(jì)時(shí)器5可以采用為DS1307型計(jì)時(shí)器芯片。
具體測(cè)量過程，通過外接測(cè)量頭1測(cè)量電解槽母線固定長(zhǎng)度上的 電壓信號(hào)；測(cè)量頭1將測(cè)量的電壓信號(hào)傳送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器2中，模數(shù) 轉(zhuǎn)換器2對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行濾波、放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后將信號(hào)傳遞到 處理器3，進(jìn)而得到實(shí)際電壓，處理器3同時(shí)讀取計(jì)時(shí)器5的當(dāng)前時(shí) 間信息，連同電壓信息一同傳遞到顯示器4中實(shí)施顯示。還可以在電 壓降測(cè)量裝置內(nèi)根據(jù)測(cè)量需要預(yù)先設(shè)定關(guān)于被測(cè)設(shè)備及部位的相關(guān)順 序號(hào)一同在顯示器4內(nèi)顯示，以簡(jiǎn)化操作。
由此，本實(shí)用新型提供的電壓降測(cè)量裝置，通過測(cè)量頭l測(cè)量電 解槽陽極母線的電壓信號(hào)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器2將信號(hào)轉(zhuǎn)換后傳送給處 理器3,該電壓降測(cè)量裝置不僅可實(shí)時(shí)測(cè)量陽極母線和陰極鋼棒電壓 降的值，還可同時(shí)將電解槽的設(shè)備編號(hào)、陽極母線編號(hào)和測(cè)量時(shí)間、 測(cè)量結(jié)果等測(cè)量信息顯示在顯示器4上；因而只需一個(gè)操作人員便可 完成上述測(cè)量工作，不需要手工輸入上述信息，節(jié)省勞動(dòng)力支出，降 低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。
并且，還可避免人為記錄設(shè)備編號(hào)、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量數(shù)據(jù)和讀: 又 數(shù)據(jù)的麻煩，減少記錄及錄入過程中可能出現(xiàn)的人為失誤，可避免數(shù) 據(jù)錯(cuò)誤或丟失。此外，由于每條測(cè)量記錄包括電解槽設(shè)備編號(hào)、陽極 母線編號(hào)、測(cè)量結(jié)果、測(cè)量時(shí)間等信息，更有利于分析電解槽的歷史 電壓分布信息及電解槽某時(shí)刻的電壓分布情況。
參考圖2,圖2為本實(shí)施新型提供的電壓降測(cè)量裝置的另外幾種具體實(shí)施方式
的示意圖。
圖2中示出了另外幾種具體的實(shí)施方式，但根據(jù)實(shí)際需要，也可 以選擇一種或幾種組合的實(shí)施方式。
下面進(jìn)行具體說明 第二種具體實(shí)施方式
如圖2所示，本實(shí)施例提供的電壓降測(cè)量裝置與第一實(shí)施例相比， 該電壓降測(cè)量裝置增加了功能按鍵6和存儲(chǔ)器8,功能按鍵6的輸出 端與處理器3的輸入端連接；存儲(chǔ)器8的輸出端與處理器3的輸入端 連接；存儲(chǔ)器7的輸入端與處理器3的輸出端連接。
在本實(shí)施例中，存儲(chǔ)器8為非易失存儲(chǔ)器，具體可為FM24C512 型存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器8可以保證在電壓降測(cè)量裝置完全掉電情況下，電 壓降測(cè)量裝置中的電壓、時(shí)間、母線測(cè)量位置等信息數(shù)據(jù)仍能長(zhǎng)時(shí)間 保存，功能按鍵6可以使操作人員根據(jù)測(cè)量要求隨時(shí)查閱歷史電壓信 息，便于操作。
第三種具體實(shí)施方式
如圖2所示，本實(shí)施例提供的電壓降測(cè)量裝置與第一實(shí)施例相比， 該電壓降測(cè)量裝置增加了與計(jì)算機(jī)連接的USB通訊接口 11,在本實(shí) 施中，USB通訊接口 11為USB轉(zhuǎn)RS232橋接接口 。
USB通訊4妄口 11的輸出端與處理器3的輸入端連接，USB通訊 接口 11的輸入端與處理器3的輸出端連接。USB通訊接口 11的作用 在于可以通過標(biāo)準(zhǔn)的USB通訊接口 11將該電壓降測(cè)量裝置與計(jì)算機(jī) 連接，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)下載和上傳操作，并可以實(shí)現(xiàn)電壓降測(cè)量裝置和 計(jì)算機(jī)之間的帶電熱插拔，方便使用和操作。
第四種具體實(shí)施方式
如圖2所示，本實(shí)施例提供的電壓降測(cè)量裝置與第一實(shí)施例相比， 該電壓降測(cè)量裝置增加了電池9和電源切換器10,在本實(shí)施例中，電 池9采用5 9V的電池，電源切換器10采用TPS2111電源自動(dòng)切換芯 片。
電源切換器10的輸出端與處理器3的輸入端連接，電源切換器10的輸入端與USB通訊接口 ll的輸出端連接，電池9的輸出端與電 源切換器10的輸入端連接。
當(dāng)電壓降測(cè)量裝置通過標(biāo)準(zhǔn)的USB通訊電纜連接到計(jì)算機(jī)上，電 源切換器10自動(dòng)切換到USB 口供電方式，同時(shí)切斷電池9與電壓降 測(cè)量裝置的電連接，從而能夠方便操作和節(jié)省電池的電能，能夠延長(zhǎng) 電池使用壽命。
第五種具體實(shí)施方式
如圖2所示，本實(shí)施例提供的電壓降測(cè)量裝置與第一實(shí)施例相比， 該電壓降測(cè)量裝置增加了光線檢測(cè)器8，在本實(shí)施例中，光線檢測(cè)器8 采用標(biāo)準(zhǔn)的光敏電阻。
光線檢測(cè)器8的輸出端與處理器3的輸入端連接。當(dāng)處理器3通 過光線檢測(cè)器8檢測(cè)到外部光線強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉顯示器4上的 背光電源，達(dá)到省電的目的；反之，當(dāng)處理器3通過光線檢測(cè)器8檢 測(cè)到外部光線較弱時(shí)，自動(dòng)打開顯示器4上的背光電源，方便操作人 員在較暗的環(huán)境下操作。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提供的電壓降測(cè)量裝置還可以安裝電壓超 限報(bào)警裝置，在處理器3內(nèi)設(shè)置電壓上限值，當(dāng)電壓降測(cè)量裝置測(cè)得 的電壓值大于設(shè)定的電壓上限值時(shí)，則該電壓降測(cè)量裝置內(nèi)部的電壓 超限報(bào)警裝置會(huì)打出電壓超限聲音報(bào)警。
另外，本本實(shí)用新型所述測(cè)量?jī)x還具有母線電流估算功能，即可 以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電阻率和母線尺寸對(duì)電壓降測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，給 出母線測(cè)量時(shí)刻的電流參考值。并且，電壓降測(cè)量裝置還具有測(cè)量量 程自動(dòng)切換功能，即可以根據(jù)實(shí)際被測(cè)電壓信號(hào)的強(qiáng)弱改變模數(shù)轉(zhuǎn)換 器2的增益大小，保證電壓信號(hào)的高分辨率顯示。
以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還 可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)#見為本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 一種用于測(cè)量電解槽陽極母線和陰極鋼棒電壓降的電壓降測(cè)量裝置，其特征在于，所述電壓降測(cè)量裝置包括測(cè)量頭、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器、計(jì)時(shí)器和顯示器；所述測(cè)量頭的輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述處理器的輸入端連接；所述處理器的輸出端與所述顯示器的輸入端連接；所述計(jì)時(shí)器的輸出端與所述處理器的輸入端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓降測(cè)量裝置，其特征在于，所述 電壓降測(cè)量裝置還包括存儲(chǔ)器；所述存儲(chǔ)器的輸出端與所述處理器的 輸入端連接；所述存儲(chǔ)器的輸入端與所述處理器的輸出端連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓降測(cè)量裝置，其特征在于，所述 電壓降測(cè)量裝置還包括功能按鍵，所述功能按鍵的輸出端與所述處理 器的輸入端連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 -3任一項(xiàng)所述的電壓降測(cè)量裝置，其特征在 于，所述電壓降測(cè)量裝置還包括USB通訊接口 ，所述USB通訊接口 的輸出端與所述處理器的輸入端連接，所述USB通訊接口的輸入端與 所述處理器的輸出端連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓降測(cè)量裝置，其特征在于，所述 電壓降測(cè)量裝置還包括電源切換器和電池，所述電源切換器的輸出端 與所述處理器的輸入端連接，所述USB通訊接口的輸出端和所述電池 的輸出端分別與所述電源切換器的輸入端連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的電壓降測(cè)量裝置，其特征在 于，所述電壓降測(cè)量裝置還包括電壓超限報(bào)警裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的電壓降測(cè)量裝置，其特征在 于，所述電壓降測(cè)量裝置還包括光線檢測(cè)器，該光線檢測(cè)器的輸出端 與所述處理器的輸入端連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓降測(cè)量裝置，其特征在于，所述 光電檢測(cè)器具體為光敏電阻。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l-3任一項(xiàng)所述的電壓降測(cè)量裝置，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)化器具體為增益可編程模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的電壓降測(cè)量裝置，其特征 在于，所述處理器具體為嵌入式微處理器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于測(cè)量電解槽電壓降的電壓降測(cè)量裝置，該電壓降測(cè)量裝置包括測(cè)量頭、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器、計(jì)時(shí)器和顯示器；所述測(cè)量頭的輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與所述處理器的輸入端連接；所述處理器的輸出端與所述顯示器的輸入端連接；所述計(jì)時(shí)器的輸出端與所述處理器的輸入端連接。該電壓降測(cè)量裝置不僅可實(shí)時(shí)測(cè)量陽極母線電壓降的值，還可同時(shí)將電解槽的設(shè)備編號(hào)、陽極母線編號(hào)和測(cè)量時(shí)間、測(cè)量結(jié)果等測(cè)量信息顯示在顯示器上；因而只需一個(gè)操作人員便可完成上述測(cè)量工作，不需要手工輸入上述信息，節(jié)省勞動(dòng)力支出，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。
文檔編號(hào)C25C3/20GK201241187SQ20082010990
公開日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者張志芳, 趙仁濤, 軍 鐵 申請(qǐng)人:北方工業(yè)大學(xué)