采用電解槽還原析出銅、鋁、鎳、鋅、鉛、鉻、鈷等有色金屬的生產方法在冶金行業應用極為廣泛。電解銅/鋅/猛/鋁等生產環境為強腐蝕、大磁場、高電流環境,電解槽槽電壓、陰陽極間電壓在線監測困難,傳統的生產監控辦法都是現場采用人工巡視、觸摸、灑水等方式判斷短路、涼板,人員每過一至兩小時需進入電解槽槽面上檢查陰陽極導電母排。這造成人員現場操作強度大但生產質量控制不嚴,長期在這種強腐蝕高電流環境下易造成身體傷害,操作工人數多,造成勞動生產率低,單位電耗增多。極板上出現電流分布過大、局部磁場過強、溫度升高等現象,需求同時檢測大面積電解槽生產、并能及時發現極板短路隱患的測溫設備及系統,達到解放人力、降低單位電耗的目的。

一、紅外熱像儀在電解槽上的應用
針對銅電解系統中陰陽極板短路的檢測,用紅外熱成像測溫的方法優點明顯。用紅外熱成像測溫檢測,該方法是利用陰陽極板紅外圖像的灰度值與電流的函數關系來檢測短路。此方法是利用熱成像儀來獲取槽面的溫度圖像,并通過算法來檢測電極板是否短路。這種紅外熱成像的方法可實現自動化,對設備的損傷比較小,并且可拓展更多的功能。
二、監測過程
基于紅外熱成像的銅電解極板短路檢測包含3個過程:電解槽極板溫度識別,得到極板溫度的圖像,識別電解槽的短路位置并報警。
1、電解槽極板溫度識別
可采用高分辨率攝像機獲取并經處理后得到可見光圖像,采用紅外熱像儀獲取并經處理后得到紅外熱圖像。該高分辨率攝像機和紅外熱像儀固定在在電解槽陣列上方,掃描整個電解槽陣列內的所有電解槽,從而獲取各電解槽及電解槽內極板的可見光圖像和紅外熱圖像。獲取當前電解槽的可見光圖像后,將該可見光圖像依次與電解槽和極板的標準邊緣模板進行匹配,從而使電解槽和極板的實際位置清晰地反映在可見光圖像中。同時,將所獲取的可見光圖像與紅外熱圖像配準,使紅外熱圖像中反映的極板溫度信息與可見光圖像中的現場場景相對應,極板的溫度信息能夠直觀、清晰地反映在可見光圖像中。綜合匹配后的標準邊緣模板和可見光圖像,以及配準后的可見光圖像和紅外熱圖像,使紅外熱圖像中反映的溫度信息能夠與電解槽和極板的位置關系一一對應,更準確、快速地識別相應極板的溫度信息。
2、極板短路檢測
紅外熱像圖以非接觸的方式大面積地反映電解槽面溫度分布,目前常用極板提取方法,均為手動提取特征,特征的應用有限,且泛化性能不佳。
3、電解極板故障預警方法
紅外熱圖像反映了銅電解槽面的即時溫度分布,而短路故障的發生是一個緩慢動態發展的過程,根據一段時間內電極的溫度變化信息對極板的短路故障提前預警是實現高效檢測,提高電解效率的重要手段

三、系統優勢
電解槽生產紅外監測系統優勢如下:
非接觸式測溫,減少電解液對設備的損傷;
搭配防腐護罩,高防腐性及較強密封性,能保護設備不被蒸汽和氨氣侵蝕;
使用高分辨率探測器,提高測溫精準度,準確分辨每一塊極板以及發生故障的位置;
通過專業檢測軟件,通過軟件分析定位故障電極(即溫度異常)的位置,設置聯動報警器實現溫度異常時自動報警;
采用自動化檢測系統,具有高效性、及時性,降低了人力和能耗成本。






