一种电极短路检测方法及系统论文和设计-铁军

全文摘要

本发明公开一种电极短路检测方法，包括：按照预先采样频率测量电极电流至预先设定时间，得到电流数据组；根据预先设定时间内的电流数据组计算电流数据的上边界值和下边界值；判断每一电流数据是否小于下边界值或者是否大于上边界值，若电流数据小于下边界值或者大于上边界值，则删除当前电流数据，重新计算下边界值和上边界值；若电流数据大于等于下边界值或者小于等于上边界值，则计算电流数据的标准差；判断电流数据的标准差是否大于设定标准差阈值，若电流数据的标准差大于预先设定标准差阈值则电极发生短路；若否则电极未发生短路。本发明中的方法能够大幅降低短路引起的电流损失，提高电流效率，实现节能和增产。

主设计要求

1.一种电极短路检测方法，其特征在于，所述方法包括：按照预先采样频率测量电极电流至预先设定时间，得到电流数据组；根据所述预先设定时间内的电流数据组计算电流数据的上边界值和下边界值；计算电流数据组的上边界值和下边界值具体包括：获取电流数据组的第一四分位数和第三四分位数；根据所述第一四分位数和第三四分位数计算四分位间距；根据所述四分位间距计算上边界值和下边界值；其中，所述第一四分位数和第三四分位数分别按照下面的按如下方法计算：按照升序排序电流数据，设n为电流数据数列{Ii}的个数，当n为奇数时，中数Q2将该数列分为数量相等的两组数，每组有(n-1)\/2个数，第一四分位数Q1为第一组(n-1)\/2个数的中数，第三四分位数Q3为第二组(n-1)\/2个数的中数；判断每一电流数据是否小于下边界值或者是否大于上边界值，得到第一判断结果；若第一判断结果表示电流数据小于下边界值或者大于上边界值，则删除当前电流数据，重新计算下边界值和上边界值；若第一判断结果表示电流数据大于等于下边界值或者小于等于上边界值，则计算电流数据的标准差；判断所述电流数据的标准差是否大于设定标准差阈值，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示所述电流数据的标准差大于预先设定标准差阈值则电极发生短路；若所述第二判断结果表示所述电流数据的标准差小于等于预先设定标准差阈值则电极未发生短路。

设计方案

1.一种电极短路检测方法，其特征在于，所述方法包括：

按照预先采样频率测量电极电流至预先设定时间，得到电流数据组；

根据所述预先设定时间内的电流数据组计算电流数据的上边界值和下边界值；

计算电流数据组的上边界值和下边界值具体包括：

获取电流数据组的第一四分位数和第三四分位数；

根据所述第一四分位数和第三四分位数计算四分位间距；

根据所述四分位间距计算上边界值和下边界值；

其中，所述第一四分位数和第三四分位数分别按照下面的按如下方法计算：

按照升序排序电流数据，设n为电流数据数列{I_{i<\/sub>}的个数，当n为奇数时，中数Q_{2<\/sub>将该数列分为数量相等的两组数，每组有(n-1)\/2个数，第一四分位数Q_{1<\/sub>为第一组(n-1)\/2个数的中数，第三四分位数Q_{3<\/sub>为第二组(n-1)\/2个数的中数；}}}}

判断每一电流数据是否小于下边界值或者是否大于上边界值，得到第一判断结果；

若第一判断结果表示电流数据小于下边界值或者大于上边界值，则删除当前电流数据，重新计算下边界值和上边界值；

若第一判断结果表示电流数据大于等于下边界值或者小于等于上边界值，则计算电流数据的标准差；

判断所述电流数据的标准差是否大于设定标准差阈值，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示所述电流数据的标准差大于预先设定标准差阈值则电极发生短路；

若所述第二判断结果表示所述电流数据的标准差小于等于预先设定标准差阈值则电极未发生短路。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述第一四分位数和第三四分位数计算四分位间距具体采用以下公式：

IQR＝Q3-Q1，其中IQR表示四分位间距，Q3表示第三四分位数，Q1表示第一四分位数。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，根据所述四分位间距计算上边界值和下边界值具体采用以下公式：

B_{low<\/sub>＝Q1-1.5IQR，其中，B_{low<\/sub>表示下边界值，Q_{1<\/sub>表示第一四分位数，IQR表示四分位间距；}}}

B_{up<\/sub>＝Q3+1.5IQR，其中，B_{up<\/sub>表示上边界值，Q_{3<\/sub>表示第三四分位数，IQR表示四分位间距。}}}

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述计算电流数据的标准差具体采用以下公式：

设计说明书

技术领域

本发明涉及短路检测领域，特别是涉及一种电极短路检测方法及系统。

背景技术

在铜、铅、锌、镍、锰等金属的水溶液电解精炼和电解沉积的工业生产过程中，一般单个电解槽包含数十块阳极和对应数量的阴极，阳极板和阴极板交叉并排排列。电解槽的阳极、阴极都是板状，称为阳极板、阴极板，单面面积为1m^{2<\/sup>以上，单块电极可以通过500A以上的电流。由于电解槽上阴阳极之间空间狭窄，电极距离数十毫米，电极表面上局部的变形可能都会引起电流在电极表面上分布不均，导致局部电流密度增大；电解过程中添加剂的比例或成分失调，引起表面形成枝晶；精炼使用的阳极，一些成分大于要求，导致对应阴极表面形成结粒；阳极表面附着未及时清除的阳极泥层。这些情况的发生，会导致阴极表面局部生成结粒并逐渐快速长大成粗大粒子，当粒子与阳极表面接触，在阴极和阳极之间形成短路，此时电极电流最大达到平均电流的3倍以上，不仅降低了电流效率，增大产品直流电耗，同时也降低了阴极质量，甚至造成阳极板、阴极板及导电棒的烧损、变形等严重情况。}

当前，针对阴极-阳极之间的短路，一般采取红外成像检测、拖表检测、洒水检测等方法。这些方法都是在阴极和阳极之间已经建立了短路、短路电流高达1000A以上，使电极导电端显著发热的情况下才检测到短路发生，然后进行短路清理，所以方法本身已经造成了电流与阴极质量的损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种电极短路检测方法及系统，大幅降低短路引起的电流损失，提高电流效率，实现节能和增产。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电极短路检测方法，所述方法包括：

按照预先采样频率测量电极电流至预先设定时间，得到电流数据组；

根据所述预先设定时间内的电流数据组计算电流数据的上边界值和下边界值；

判断每一电流数据是否小于下边界值或者是否大于上边界值，得到第一判断结果；

若第一判断结果表示电流数据小于下边界值或者大于上边界值，则删除当前电流数据，重新计算下边界值和上边界值；

若第一判断结果表示电流数据大于等于下边界值或者小于等于上边界值，则计算电流数据的标准差；

判断所述电流数据的标准差是否大于设定标准差阈值，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示所述电流数据的标准差大于预先设定标准差阈值则电极发生短路；

若所述第二判断结果表示所述电流数据的标准差小于等于预先设定标准差阈值则电极未发生短路。

可选的，所述根据所述第一设定时间内的电流数据计算电流数据的上边界值和下边界值具体包括：

获取电流数据组的第一四分位数和第三四分位数；

根据所述第一四分位数和第三四分位数计算四分位间距；

根据所述四分位间距计算上边界值和下边界值。

可选的，所述根据所述第一四分位数和第三四分位数计算四分位间距具体采用以下公式：

IQR＝Q_{3<\/sub>-Q_{1<\/sub>，其中IQR表示四分位间距，Q_{3<\/sub>表示第三四分位数，Q_{1<\/sub>表示第一四分位数。}}}}

可选的，根据所述四分位间距计算上边界值和下边界值具体采用以下公式：

B_{low<\/sub>＝Q_{1<\/sub>-1.5IQR，其中，B_{low<\/sub>表示下边界值，Q_{1<\/sub>表示第一四分位数，IQR表示四分位间距；}}}}

B_{up<\/sub>＝Q_{3<\/sub>+1.5IQR，其中，B_{up<\/sub>表示上边界值，Q_{3<\/sub>表示第三四分位数，IQR表示四分位间距。}}}}

可选的，所述计算电流数据的标准差具体采用以下公式：

设计图

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