專利名稱：用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送該運行狀態(tài)的系統(tǒng)、方法和設備的制作方法
技術領域：
由于電解槽溫度和電解液(bath)化學性質彼此密切相關，因此可通過測量電解槽溫度和電解液電解質化學性質來控制鋁電解槽運行狀態(tài)。可通過獲知運行溫度來將電解液化學性質控制到其目標，并且，類似地，可通過適當控制電解液化學性質來使電解槽運行得更高效。

發(fā)明內容
本發(fā)明公開了用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的系統(tǒng)、方法和設備。在一個實施例中，用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的系統(tǒng)包括金屬電解槽，所述金屬電解槽包括電解液。所述系統(tǒng)還包括連接到分析設備的能選擇定位的構件。 所述能選擇定位的構件能夠將所述分析設備從第一位置移動到第二位置。在所述第一位置中，所述分析設備不與所述電解液物理連通。在所述第二位置在，所述分析設備與所述電解液物理連通。在一個實施例中，所述分析設備構造用于測量與所述電解液相關的至少一個運行狀態(tài)，并且將所測運行狀態(tài)通過網絡傳送到主機。在一個實施例中，電子裝置可連接到所述能選擇定位的構件和所述分析設備兩者中的至少一個。所述電子裝置能夠檢測所述第一位置和所述第二位置之間的差值(delta)， 并且將所述差值通過網絡傳送到主機。在一個實施例中，所述分析設備和所述電子裝置一體化。在一個實施例中，所述能選擇定位的構件、所述分析設備和所述電子裝置為自動化的。在一個實施例中，所述運行狀態(tài)包括電解液過熱、電解液溫度、電解液成分濃度、 電解液成分比率和電解液液面。在一個示例中，所述金屬電解槽為鋁電解槽，所述電解液成分濃度為氧化鋁的濃度，所述電解液成分比率為氟化鈉與氟化鋁的比率。在一個實施例中， 排放(discharge)構件可連接到所述金屬電解槽，其中，所述排放構件構造用于將來自所述分析設備的一部分的電解液排放。在一個實施例中，所述排放構件使用壓縮空氣。在一個實施例中，所述能選擇定位的構件能夠將所述分析設備從所述第二位置移動到第三位置。在所述第三位置中，所述分析設備不與所述電解液物理連通。在一個實施例中，所述分析設備包括用于保持所述電解液的至少一部分的保持器，其中，在所述第三位置中，所述分析設備不保持所述電解液。在一個實施例中，所述第一位置和所述第三位置在電解液液面上方，所述第二位置在電解液液面下方。在一個實施例中，用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的方法包括運行金屬電解槽，所述金屬電解槽包括電解液。接下來，使用能選擇定位的構件將分析設備從第一位置移動到第二位置。在所述第一位置中，所述分析設備不與所述電解液物理連通。在所述第二位置中，所述分析設備與所述電解液物理連通。隨后，可使用分析設備測量與所述電解液相關的至少一個運行狀態(tài)，并且通過網絡將其傳送到主機。在一個實施例中，可使用電子裝置檢測所述第一位置和所述第二位置之間的差值。該檢測的差值可通過網絡傳送到主機。在一個實施例中，所述分析設備和所述電子裝置一體化。在一個實施例中，所述能選擇定位的構件、所述分析設備和所述電子裝置為自動化的。在一個實施例中，所述運行狀態(tài)包括電解液過熱、電解液溫度、電解液成分濃度、 電解液成分比率和電解液液面。在一個示例中，所述金屬電解槽是鋁電解槽，所述電解液成分濃度是氧化鋁的濃度，所述電解液成分比率是氟化鈉與氟化鋁的比率。在一個實施例中，所述分析設備可使用連接到所述金屬電解槽的排放構件排放。 在一個例子中，所述排放包括使用壓縮空氣噴射所述分析設備。在一個實施例中，所述分析設備可使用能選擇定位的構件從所述第二位置移動到第三位置。在所述第三位置中，所述分析設備不與所述電解液物理連通。在一個實施例中，所述第一位置和所述第三位置在電解液液面上方，所述第二位置在電解液液面下方。本發(fā)明公開的用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的系統(tǒng)、方法和設備的其他變形形式、實施方式和特征將通過下面的具體實施方式
、附圖和權利要求書變得顯而易見。


圖1是根據本發(fā)明一個實施例的用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的系統(tǒng)；圖2是根據本發(fā)明一個實施例的用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的系統(tǒng)；a 3 (a)-3(1)示出使用圖1和圖2的系統(tǒng)的測量次序；圖4是根據本發(fā)明一個實施例的用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的系統(tǒng)的概圖；和圖5是概略描繪根據本發(fā)明的測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的各種方法的框圖。
具體實施例方式本領域普通技術人員將意識到，用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的系統(tǒng)、方法和設備可以其他具體形式實現(xiàn)而不偏離其精神或必要特征。因此，本文所公開的實施例在所有方面都應被看作是示例性的而非限制性的。圖1示出根據本發(fā)明一個實施例的用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括金屬電解槽11和連接到分析設備14的能選擇定位的構件13， 所述金屬電解槽11包括電解液12。能選擇定位的構件13可操作來將分析設備14從第一位置移動到第二位置。在一個實施例中，第一位置為分析設備14不與電解液12物理連通時，第二位置是分析設備14與電解液12物理連通時。在一個實施例中，分析設備14構造用于測量至少一個與電解液12相關的運行狀態(tài)，并且將測得的運行狀態(tài)通過網絡傳送到主機。在一個實施例中，第一位置在電解液液面 16上方，第二位置在電解液液面16下方。這將在隨后的附圖和討論中變得更顯而易見。在本文中使用時，“金屬電解槽”和類似用語意思是用于通過電能分解化學化合物的電解槽。例如，金屬鋁可通過在鋁電解槽中的電解過程制備。“電解液”和類似用語意思是容納其中浸沒物體的液體的容器。例如，電解液可包含熔融化學物質，電解液探針可浸沒于其中，用于測量與電解液相關的運行狀態(tài)。“能選擇定位的構件”和類似用語意思是可選擇定位來便于分析設備操作的任何構件。例如，能選擇定位的構件可以是任何機器人臂、機動臂、步進電機、傳感器和控制器、氣動和定位裝置以及相應的用于操作能選擇定位的構件的硬件和軟件。“分析設備”和類似用語意思是能夠測量和分析與金屬電解槽相關的至少一個運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的任何設備。例如，分析設備可包括電解液探針和相關的計算硬件和軟件，其中，分析設備可選擇形地為自動化或計算機化的，以將測得的運行狀態(tài)無線傳送到網絡計算機?！拔锢磉B通”意思是通過電方式或通過物理接觸或觸碰傳送信息的行為?！爸鳈C”和類似用語意思是專用于運行至少一項應用程序的網絡計算機或服務器。在一些情況下，主機可包括相關的數(shù)據庫、用于控制金屬電解槽的硬件和軟件、能選擇定位的構件和分析設備?！熬W絡”和類似用語意思是互聯(lián)通訊系統(tǒng)。例如，互聯(lián)網、公司內部網或局域網(LAN)和萬維網都是網絡。能夠通過分析設備14測量的運行狀態(tài)包括電解液過熱、電解液溫度、電解液成分濃度、電解液成分比率和電解液液面16。在本文中使用時，“電解液液面”和類似用語意思是熔融電解液表面16的位置(例如高度)。在一個實施例中，電解質過熱、成分濃度和成分比率可在分析設備14不與電解液12物理連通時(例如在電解液液面16上方)測量。在一個實施例中，電解液溫度可在分析設備14與電解液12物理連通時測量(例如在電解液液面16下方)時測量。在一個實施例中，金屬電解槽11是鋁電解槽，電解液成分濃度是氧化鋁的濃度，電解液成分比率是氟化鈉與氟化鋁的比率。在一個實施例中，系統(tǒng)10包括能夠沖破電解液表面16的打殼裝置(crust breaker) 15。如圖所示，打殼裝置15可連接到金屬電解槽11。在一些實施例中，打殼裝置 15可連接到能選擇定位的構件13，或分析設備14，或連接到能選擇定位的構件13和分析設備14兩者。打殼裝置15可能對于便于分析設備14進入電解液12是需要的。例如，當固態(tài)殼層形成在電解液表面16上時。在一個實施例中，電解液12包括包含溶解氧化鋁的熔融冰晶石。在一個實施例中，系統(tǒng)10包括連接到能選擇定位的構件13和分析設備14中的至少一個的電子裝置17。在一個實施例中，電子裝置17檢測第一和第二位置之間的差值 (delta)，并且將檢測到的差值通過網絡傳送到主機。在本文中使用時，“電子裝置”和類似用語意思是能夠感測、發(fā)送和接收電子信號和將電子信號通過網絡傳送到主機的電子硬件和軟件，所述電子裝置包括但不限于傳感器、控制器和用于接合能選擇定位的構件13和分析設備14的相關模塊。例如，在分析設備14與電解液12物理連通時可形成閉合回路。在替代實施例中， 在分析設備14不與電解液12物理連通時可形成開路。在一實施例中，電子裝置17檢測能選擇定位的構件13和分析設備14中的至少一個在各個位置(例如第一位置和第二位置) 的出現(xiàn)情況。在一些實施例中，電子裝置17檢測能選擇定位的構件13和分析設備14中的至少一個在其他位置的出現(xiàn)情況。在本文中使用時，“差值”和類似用語意思是從一個位置到下一個位置的差。例如，兩個位置之間的差值可通過檢測分析設備14在第一位置處的水平定位和豎直定位來確定。分析設備14的第一位置可相對于包括能選擇定位的構件13等等的物體或金屬電解槽11周圍的其他物體來確定。一旦第一位置已經確定時(例如水平和豎直定位)，分析設備14可于是通過能選擇定位的構件13從第一位置移動到第二位置。 電子裝置17可隨后確定分析設備14的第二位置，并且根據水平和豎直差計算第二位置。圖2示出根據本發(fā)明一個實施例的用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送該運行狀態(tài)的系統(tǒng)20。系統(tǒng)20基本上類似于之前的系統(tǒng)10，包括金屬電解槽21，和連接到分析設備 24的能選擇定位的構件23，所述金屬電解槽21包括電解液22。在一個實施例中，打殼裝置 25可連接到電解槽21，以便于分析設備M通過沖破電解液表面沈處的任何固態(tài)殼進入電解液22。在一個實施例中，電子裝置27可連接到系統(tǒng)20，用于測量分析設備M的第一位置和第二位置之間的差值，并且將所述差值通過網絡傳送到主機。類似于上面所述，能選擇定位的構件23可操作來將分析設備M從第一位置移動到第二位置。在一個實施例中，分析設備M在第一位置中不與電解液22物理連通，而分析設備M在第二位置中與電解液22 物理連通。在一個實施例中，分析設備M在第一位置中與電解液22物理連通，而分析設備 24在第二位置中不與電解液22物理連通。在一些實施例中，分析設備M在第一位置和第二位置中都不與電解液22物理連通，或分析設備M在第一位置和第二位置中都與電解液 22物理連通。在一個實施例中，分析設備M構造用于測量與電解液22相關的至少一個運行狀態(tài)，并且將所測運行狀態(tài)通過網絡傳送到主機。在一個實施例中，第一位置在電解液液面26 上方，第二位置在電解液液面沈下方。在一個實施例中，第一位置在電解液液面沈下方， 第二位置在電解液液面沈上方。在一些實施例中，第一位置和第二位置都在電解液液面沈上方，或第一位置和第二位置都在電解液液面26下方。這將在隨后的附圖和討論中變得更顯而易見。在一個實施例中，系統(tǒng)20包括連接到金屬電解槽21的排放構件觀，其中，排放構件28構造用于清潔分析設備24。在本文中使用時，“排放構件”和類似用語意思是能夠使材料排放來利于分析設備M清潔的物體。例如，排放構件可包括用于清潔分析設備的噴槍或噴嘴。在一個實施例中，分析設備M是電解液探針，并且可通過排放構件觀進行清潔， 排放構件觀可以是噴槍，其能夠將壓縮空氣噴吹到電解液探針上，以將來自電解液探針的至少一部分的電解液排放。在一個實施例中，分析設備M能夠在排放構件觀的輔助下將來自分析設備M的電解液的至少一部分排放。在一個實施例中，能選擇定位的構件23可操作來將分析設備M從第二位置移動到第三位置，其中在第三位置中，分析設備M不與電解液22物理連通。在一些實施例中， 第二位置和第三位置在電解液液面沈上方，或第二位置和第三位置中的至少一個可在電解液液面26上方，并且另一個可在電解液液面沈下方。在一個示例中，分析設備M包括用于保持電解液的至少一部分的保持器，其中在第三位置中，分析設備M不保持電解液。 在一個實施例中，能選擇定位的構件23能夠將分析設備24從第二位置移動到第三位置，其中，分析設備M能夠在由能選擇定位的構件23來回移動時，根據分析設備M的水平和豎直定位將來自分析設備M的電解液的至少一部分自排放。圖3(a)_3(i)示出了使用本發(fā)明公開的系統(tǒng)10進行的至少一個電解液運行狀態(tài)的一個測量順序。在圖3(a)中，系統(tǒng)10和相關的能選擇定位的構件13、分析設備14和打殼裝置15處于其各自的初始位置。在圖3(b)中，打殼裝置15向下延伸，并且沖破電解液表面16，以準備分析設備14來測量電解液12的運行狀態(tài)。在替代實施例中，如果在電解液表面16處沒有形成殼，則該步驟可能不是必需的。在圖3(c)中，打殼裝置15縮回，分析設備14被能選擇定位的構件13移動到測量位置中。在一個實施例中，分析設備14是電解液探針，能選擇定位的構件13是能夠沿豎直和/或水平方向進行旋轉和平移運動的機器人臂。在一個實施例中，分析設備14處于在電解液表面16上方的第一位置，如圖3(c)中所示。在圖3(d)中，分析設備14被能選擇定位的構件13下降到電解液12中，其中，分析設備14與電解液12物理連通。在一個實施例中，當分析設備14與電解液表面16形成物理接觸時，可利用電子裝置17、能選擇定位的構件13、分析設備14和電解液12形成閉合回路。在一個實施例中，電子裝置17可與處于完整回路中的電解液12或至少容納電解液 12的容器、能選擇定位的構件13和分析設備14物理連通。在一個實施例中，分析設備14 和電子裝置17可一體化為單個裝置。在一個實施例中，能選擇定位的構件13、分析設備14 和電子裝置17為自動化的。在本文中使用時，“一體化”和類似用語意思是形成或結合成一個整體。例如，分析設備14和電子裝置17可一體化為單個單元?！白詣踊焙皖愃朴谜Z意思是通過電子硬件和軟件實施設備控制的行為。例如，能選擇定位的構件13、分析設備14 和電子裝置17可通過網絡由主機實現(xiàn)自動化和控制。在一個實施例中，由于閉合回路，電子裝置17能夠確定分析設備14在其位置處的物理位置。例如，電子裝置17能夠根據分析設備14相對于金屬電解槽11的水平和/或豎直定位來記錄分析設備14的位置。在一些實施例中，電子裝置17能夠相對于包括能選擇定位的構件13或盛裝電解液12的容器(僅舉幾個例子)等的其他物體來確定分析設備14 的物理位置。在圖3(e)中，分析設備14被能選擇定位的構件13向下平移，或進一步延伸到電解液12中。在一個實施例中，由于能選擇定位的構件13能夠控制分析設備14，因此可通過能選擇定位的構件13記錄分析設備14的水平和/或豎直移動量。在一個實施例中，分析設備14的水平和/或豎直移動量可由分析設備14記錄。在一個實施例中，記錄的水平和 /或豎直移動可通過網絡傳送到電子裝置17或傳送到主機。在一個實施例中，在分析設備 14處于電解液表面16下方時，分析設備14可測量與電解液12相關的至少一個運行狀態(tài)， 并且將所述運行狀態(tài)通過網絡傳送到主機。在一些實施例中，傳送可通過分析設備14或電子裝置17 (僅舉幾個例子)等一些設備進行。在圖3(f)中，在分析設備14已經完成所需的一次或多次測量之后，分析設備14 可被能選擇定位的構件13縮回或升高到電解液12外部。在一個實施例中，當分析設備14 不再與電解液12形成物理接觸或物理連通時，回路斷開，并且電子裝置17能夠檢測到回路斷開。在一個實施例中，由于所述閉合回路/開路系統(tǒng)以及電子裝置17、能選擇定位的構件13、分析設備14、電解液12以及金屬電解槽11之間的關系，本發(fā)明公開的系統(tǒng)10可能夠測量電解液液面16，并且將其傳送到主機或網絡計算機。換句話說，所公開的系統(tǒng)10可能夠確定電解液12的深度和體積。在一些實施例中，分析設備14可移動到用于冷卻來準備進行電解液12的至少一個運行狀態(tài)的另外測量的位置，所述電解液12的至少一個運行狀態(tài)的另外測量包括但不限于電解液過熱、電解液溫度、電解液成分濃度、電解液成分比率和電解液液面。
在圖3(g)中，分析設備14被移回到電解液12中，以進行另外測量。如圖所示，能選擇定位的構件13能夠通過旋轉和平移運動沿水平和/或豎直方向操縱分析設備。在一個實施例中，分析設備14可移動到電解液12中，以進行電解液再熔化。在一個實施例中， 分析設備14能夠獲取電解液12的至少一部分(例如電解液的熔融化學成分)。用于測量電解液12的各種運行狀態(tài)的步驟可根據需要重復或進行多次。在圖3(h)中，分析設備14基本上類似于圖3(f)被縮回或移出到電解液12外部。 在一個實施例中，分析設備14能夠移動到第三位置，在第三位置中，分析設備14將來自分析設備14的電解液的至少一部分排放或自清潔。換句話說，分析設備14可被操縱到能夠自去除容納于其中的熔融化學成分的位置(例如通過傾倒容納于其中的樣品電解液)。在一些實施例中，該自清潔過程可在能選擇定位的構件13的輔助下使用旋轉和平移運動進行。在圖3(i)中，分析設備14可被能選擇定位的構件返回到其初始位置，以準備用于進行隨后的測量。圖3(j)_3(l)示出了使用本發(fā)明公開的系統(tǒng)20的測量至少一個電解液運行狀態(tài)的一些工藝步驟。在一個實施例中，系統(tǒng)20包括電解液22、能選擇定位的構件23、分析設備對、用于沖破電解液表面沈的打殼裝置25和便于斷開/閉合回路系統(tǒng)的電子裝置27， 類似于上面所述。在一個實施例中，由圖3(a)-3(f)概略描繪的工藝步驟基本上相似，并且可結合用于該系統(tǒng)20。類似于上面所述，在分析設備M已經完成圖3 (a)-3(f)中所示的測量之后，分析設備M可被能選擇定位的構件23移動到電解液22中，以進行如圖3(j)中示出的金屬電解槽21的至少一個運行狀態(tài)的另外測量。如圖所示，能選擇定位的構件23能夠通過旋轉和平移運動沿水平和/或豎直方向操縱分析設備對。在一個實施例中，分析設備M能夠被移動到電解液22中，用于電解液再熔化。在一個實施例中，分析設備M能夠獲取電解液22的至少一部分(例如電解液的熔融化學成分)。類似于上面所述，用于測量電解液22的各種運行狀態(tài)的步驟(圖3 (a)-3(f))可在該系統(tǒng)20中根據需要重復或進行多次。在圖3(k)中，分析設備M可基本上類似于圖3(f)和3(h)被縮回或移出到電解液22外部。在一個實施例中，分析設備M能夠移動到第三位置，在第三位置中，排放構件觀能夠清潔分析設備M。如圖所示，可使用來自排放構件觀的壓縮空氣(或其他適當材料)噴射分析設備M，以去除容納于其中的熔融化學成分的至少一部分。在一個實施例中， 分析設備M的噴射清潔可在能選擇定位的構件23的輔助下進行。在圖3(1)中，分析設備M可被能選擇定位的構件23返回到初始位置，以準備用于隨后的測量。同樣，排放構件觀也可返回到其初始或停止位置，以準備用于分析設備隨后的清潔。圖4是用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的系統(tǒng)的概略框圖。在一個實施例中，主機42可構造用于控制至少一個電解槽46和每一個電解槽46的運行狀態(tài)48。 在一個實施例中，主機42可構造用于控制包括機器人部件、機構和控件的至少一個能選擇定位的構件。在一個實施例中，主機42可構造用于根據電解液溫度和其他運行狀態(tài)操縱電解槽46。這可通過網絡44進行，網絡44包括互聯(lián)網、辦公局域網和其他類似網絡系統(tǒng)等等。在一些實施例中，傳送方式(通訊)可以是有線的或無線的。在一個實施例中，一系列電解槽46和相關的測量部件48可通過網絡44連接到主機42。在一些實施例中，主機42可連接到網絡上的其他計算機系統(tǒng)，有時稱為網絡計算機(未示出)。在一個實施例中，測量48可通過之前描述的元件在電解槽46中進行，所述元件包括但不限于一個或多個能選擇定位的構件、一個或多個分析設備、一個或多個電子裝置、一個或多個打殼裝置和一個或多個排放構件。這些元件與其他相關電子和機械部件一起可連接到電解槽上部結構或電解槽46。在一些實施例中，相關的電子和機械部件包括一個或多個傳感器、一個或多個輸入/輸出模塊、一個或多個輸入/輸出熱模塊、一個或多個槽控制微機、用于一個或多個分析設備的一個或多個獨立微機、用于一個或多個打殼裝置的一個或多個氣動部件和一個或多個連續(xù)定位系統(tǒng)(定位器)等等，在此僅舉幾個例子。一旦部件已經連接時，可通過來自操作者的盡量最少的輸入使用能選擇定位的構件進行機器人操作，以執(zhí)行一系列動作，包括打殼來允許探針末端進入熔融電解液、將探針末端移動到用于測量與電解槽46相關的至少一個運行狀態(tài)的位置、將探針末端從電解液取出和使用排放構件清潔探針末端，等等，在此僅舉幾個例子。在一個實施例中，運行狀態(tài)包括電解液過熱、電解液溫度、電解液成分濃度、電解液成分比率和電解液液面。在一個實施例中，測量可在任何時刻自動進行。在一個實施例中，上面所述的操作，以及其他操作，可通過經由網絡44無線傳送到主機42來進行。在一些實施例中，主機42可圍繞服務器布置， 并且由至少一個遠程計算機控制。圖5是概略描繪根據本發(fā)明的測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的各種方法的框圖。一種方法通過運行金屬電解槽的步驟52開始。金屬電解槽可包括電解液、能選擇定位的構件、分析設備和排放構件等。在一個實施例中，金屬電解槽為鋁電解槽。分析設備可以使用能選擇定位的構件被從第一位置移動到第二位置(步驟，其中，在第一位置中，分析設備不與電解液物理連通，并且其中，在第二位置中，分析設備與電解液物理連
ο使用分析設備測量與電解液相關的至少一個運行狀態(tài)(步驟56)。運行狀態(tài)包括電解液過熱、電解液溫度、電解液成分濃度、電解液成分比率和電解液液面中的至少一個。 在一個實施例中，電解液成分濃度為氧化鋁的濃度，電解液成分比率為氟化鈉與氟化鋁的比率?？蓪⑦\行狀態(tài)信息通過網絡傳送到主機(步驟58)。在一個實施例中，金屬電解槽包括連接到能選擇定位的構件和分析設備中的至少一個的電子裝置，其中，所述電子裝置能夠檢測第一位置和第二位置之間的差值(步驟 51)。在一個實施例中，分析設備和電子裝置一體化。在一個實施例中，能選擇定位的構件、 分析設備和電子裝置為自動化的?？蓪⒉钪低ㄟ^網絡傳送到主機(步驟53)。在一個實施例中，金屬電解槽包括排放構件。排放構件能夠清潔分析設備(步驟 55)。在一個示例中，排放包括使用壓縮空氣噴射分析設備。在一個實施例中，能選擇定位的構件能夠將分析設備移動到第三位置(步驟57)。 在第三位置中，分析設備不與電解液物理連通。在一個實施例中，第一位置和第三位置在電解液液面上方，第二位置在電解液液面下方。在一個實施例中，分析設備包括用于保持電解液的至少一部分的保持器，并且其中，在第三位置中，分析設備不保持電解液。本發(fā)明公開的系統(tǒng)、方法和設備可提供以下優(yōu)于傳統(tǒng)/常規(guī)取樣分析方法的優(yōu)點或有益效果。在一個實施例中，由于電解液樣本通常需要取樣、處理和分析結果，這在任何地方可能需要花費例如6小時到兩天，而本發(fā)明的所述系統(tǒng)和方法可將幾個冗長的實驗測量過程結合到一個步驟中。在一個實施例中，可自動測量對于有效槽控制必需的電解槽運行狀態(tài)，包括過熱、溫度、氧化鋁濃度和比率，因為不再需要電解液取樣、運送到分析實驗室和隨后的分析。而且，傳統(tǒng)的取樣和分析方法并不并且不可能提供過熱信息。在一個實施例中，由于例如電解液樣本不再需要手動獲取，因此人工成本可降低。 在一個實施例中，如果分析可由分析設備自動完成，則可消除分析裝置，包括XRD、XRF和/ 或Leco分析儀等類似裝置的成本和維護。在一個實施例中，可減少大量的取樣和處理以及可能的樣品混淆。在一個實施例中，槽控制決定可瞬時確定，而不需由于例如反饋到計算機的分析結果可能花費長處理時間而等待樣品分析。在一個實施例中，由于測量可實時進行， 因此可使用測量參數(shù)，而不是計算參數(shù)，來做出槽控制決定。在一個實施例中，可加快識別有問題的槽(例如熱槽和冷槽)的過程，并且如果與化學性質相關，由于電解質成分隨輸入材料和槽溫度變化而變化，因此，也可加快校正來將槽返回到正常運行狀態(tài)。在一個實施例中，測量可在控制系統(tǒng)認為需要的任何時候進行。在一個實施例中，所述系統(tǒng)和方法可導致槽性能提高，包括電流效率和能量效率提高。在一個實施例中，由于更好地管理槽熱平衡 (由于可獲得電解液過熱信息)，因此可減少側壁損壞。雖然上文參照幾個實施例詳細描述了用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的系統(tǒng)、方法和設備，但是在如下面權利要求書中描述和限定的范圍和精神內仍存在其他變形形式和修改形式。
權利要求
1.一種系統(tǒng)，包括金屬電解槽，所述金屬電解槽包括電解液；和能選擇定位的構件，所述能選擇定位的構件連接到分析設備，其中，所述能選擇定位的構件能操作來將所述分析設備從第一位置移動到第二位置，其中，在所述第一位置中，所述分析設備不與所述電解液物理連通，其中，在所述第二位置中，所述分析設備與所述電解液物理連通，并且其中，所述分析設備構造用于測量與所述電解液相關的至少一個運行狀態(tài)， 并且將所測運行狀態(tài)通過網絡傳送到主機。
2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括電子裝置，所述電子裝置連接到所述能選擇定位的構件和所述分析設備兩者中的至少一個，其中，所述電子裝置檢測所述第一位置和所述第二位置之間的差值，并且將所述差值通過網絡傳送到主機。
3.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述分析設備和所述電子裝置一體化，并且其中，所述能選擇定位的構件、所述分析設備和所述電子裝置為自動化的。
4.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述運行狀態(tài)包括電解液過熱、電解液溫度、電解液成分濃度、電解液成分比率和電解液液面。
5.根據權利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述金屬電解槽為鋁電解槽，其中，所述電解液成分濃度為氧化鋁的濃度，并且其中，所述電解液成分比率為氟化鈉與氟化鋁的比率。
6.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括排放構件，其連接到所述金屬電解槽，其中，所述排放構件構造用于將來自所述分析設備的至少一部分的電解液排放。
7.根據權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述排放構件使用壓縮空氣。
8.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述能選擇定位的構件能操作來將所述分析設備從所述第二位置移動到第三位置，其中，在所述第三位置中，所述分析設備不與所述電解液物理連通。
9.根據權利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述分析設備包括用于保持所述電解液的至少一部分的保持器，并且其中，在所述第三位置中，所述分析設備不保持所述電解液。
10.根據權利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述第一位置和所述第三位置在電解液液面上方，所述第二位置在電解液液面下方。
11.一種方法，包括運行金屬電解槽，所述金屬電解槽包括電解液；使用能選擇定位的構件將分析設備從第一位置移動到第二位置，其中，在所述第一位置中，所述分析設備不與所述電解液物理連通，其中，在所述第二位置中，所述分析設備與所述電解液物理連通；使用所述分析設備測量與所述電解液相關的至少一個運行狀態(tài)；和將所述運行狀態(tài)通過網絡傳送到主機。
12.根據權利要求11所述的方法，還包括使用電子裝置檢測所述第一位置和所述第二位置之間的差值。
13.根據權利要求12所述的方法，還包括將所述差值通過所述網絡傳送到主機。
14.根據權利要求12所述的方法，其中，所述分析設備和所述電子裝置一體化，并且其中，所述能選擇定位的構件、所述分析設備和所述電子裝置為自動化的。
15.根據權利要求12所述的方法，其中，所述運行狀態(tài)包括電解液過熱、電解液溫度、 電解液成分濃度、電解液成分比率和電解液液面。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述金屬電解槽為鋁電解槽，其中，所述電解液成分濃度為氧化鋁的濃度，并且其中，所述電解液成分比率為氟化鈉與氟化鋁的比率。
17.根據權利要求11所述的方法，還包括使用排放構件將所述分析設備排放，其中，所述排放構件連接到所述金屬電解槽。
18.根據權利要求17所述的方法，其中，所述排放包括 利用壓縮空氣噴射所述分析設備。
19.根據權利要求11所述的方法，還包括使用所述能選擇定位的構件將所述分析設備從所述第二位置移動到第三位置，其中，在所述第三位置中，所述分析設備不與所述電解液物理連通。
20.根據權利要求19所述的方法，其中，所述第一位置和所述第三位置在電解液液面上方，所述第二位置在電解液液面下方。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于測量電解槽運行狀態(tài)和傳送所述運行狀態(tài)的系統(tǒng)、方法和設備。所述系統(tǒng)包括連接到分析設備的能選擇定位的構件，其中，所述能選擇定位的構件構造用于將所述分析設備移動以與電解液物理連通或不與電解液物理連通。所述系統(tǒng)還可包括用于沖破電解液表面的打殼裝置，和用于測量電解液液面的電子裝置。
文檔編號C25C3/14GK102365394SQ201080013501
公開日2012年2月29日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權日2009年3月26日
發(fā)明者G·塔茜, R·霍斯勒, 王象文 申請人:美鋁公司