基于阻抗变化的铝电解高温熔体液位在线检测研究

中图分类号：TP273 文献标志码：B 文章编号：1004-4345（2025）02-0034-05

Research on Online Level Detection of High Temperature Melts in Aluminum Electrolysis based on Impedance Variation

AbstractAonlinedual-leveldetectionsysteminaluminumelectrolysiscellbasedonimpedancevariationisproposedto addressthedifiultiesofonlineleveldetectionofhightemperaturemeltsinalumiumeectrolysis.Asverifiedbyvariostestsunder diffrentworkingonditios，thesytemutilesensorstolctipedncesignalsinealtime，aciesaccurateidentifcatiof level/interfacepositionsbymeansofPLControlalgorithms，andgivesadisplayinreal-timeusingvisualmeans.Theexperiental resultsndicatethatthesystemcaneplacemanualdetetionandachveral-tielevelmonitorngofteeletrolyticellproviding data support for optimizing the alumina discharging control strategy and improving current efficiency.

Keywordsaluminum electrolyticcel; high temperature melts;impedancedetection;levelmeasurement;onlinedetection

近年来，有色金属冶炼行业的信息化、数字化与智能化持续深化，绿色制造已成为制造业转型升级的核心方向。然而，由于铝电解生产环境恶劣，存在高温、强腐蚀性与电磁干扰等特殊复杂性，其在线检测自动化水平长期滞后，尤其是电解槽内高温熔体液位的一体化智能检测装备尚未实现工业化应用的突破。目前，铝液与电解质液位仍依赖人工测量，存在精度低、主观误差显著、劳动强度高、安全隐患突出等问题，严重制约了生产效率与管理水平的提升。

国内外学者针对电解槽高温熔体液位在线检测进行了部分研究，但工业化应用仍存在瓶颈。例如，国外力拓冰岛铝业公司通过计算阳极插入深度和探杆高度间接测量液位，但该方法是基于出铝后槽内铝液液位已知的条件，且需在电解槽相对稳定的状态下进行，难以适应动态工况2。国内某科研团队曾研发了一种巡检机器人，并已完成工业生产环境测试，但实际使用中暴露了3项关键技术瓶颈：1）液位检测需开启炉门，存在安全操作风险；2）设备抗电磁干扰能力不足；3）移动定位依赖人工干预，系统自主性不足。上述缺陷严重制约了该设备在复杂工业场景中的实际应用效能3-4。因此，开发一种稳定、可靠、高精度的在线检测装备对实现铝电解生产过程的精准感知和低碳转型具有重要意义。本文以某铝业公司 350kA 系列电解槽为对象，开展基于阻抗变化的液位在线检测试验，验证系统的测量精度与稳定性，为工业化应用提供技术参考。……