電解銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬，被廣泛地應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域，在我國(guó)有色金屬材料的消費(fèi)中僅次于鋁。銅的冶煉方法可分為兩類：火法冶金和濕法冶金。濕法冶金主要是指電解法，電解使用可溶性陽(yáng)極，在電解過(guò)程中沉積在陰極上的金屬大多數(shù)來(lái)源于陽(yáng)極板。但是，在電解過(guò)程中因陰極板的平整度較差、陰陽(yáng)極間距離不均勻而出現(xiàn)電流分布不均現(xiàn)象，這將會(huì)導(dǎo)致陰極板生長(zhǎng)結(jié)粒，繼而導(dǎo)致短路以及陰極板溫度升高。它將會(huì)造成較高的電能消耗，金屬的產(chǎn)量也會(huì)下降。及時(shí)檢測(cè)出銅電解中短路的陰陽(yáng)極板是各個(gè)冶煉廠迫切需要解決的問(wèn)題，因此提高電解銅極板檢測(cè)的效率和正確率是當(dāng)前智能檢測(cè)需要具備的主要功能。
1.紅外熱像儀應(yīng)用
針對(duì)銅電解系統(tǒng)中陰陽(yáng)極板短路的檢測(cè)，用紅外熱成像測(cè)溫的方法優(yōu)點(diǎn)明顯。
用紅外熱成像測(cè)溫檢測(cè)，該方法是利用陰陽(yáng)極板紅外圖像的灰度值與電流的函數(shù)關(guān)系來(lái)檢測(cè)短路。此方法是利用熱成像儀來(lái)獲取槽面的溫度圖像，并通過(guò)算法來(lái)檢測(cè)電極板是否短路。這種紅外熱成像的方法可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，對(duì)儀器的損傷比較小，并且可拓展更多的功能。但是這種方法具有延時(shí)性，當(dāng)溫度發(fā)生變化后才能檢測(cè)出故障，并且儀器還要具備移動(dòng)的功能。
2.銅電解極板短路檢測(cè)系統(tǒng)的組成
基于紅外熱成像的銅電解極板短路檢測(cè)包含3個(gè)過(guò)程：首先對(duì)電解槽極板溫度進(jìn)行識(shí)別，進(jìn)行處理得到極板溫度的圖像，再進(jìn)行極板短路檢測(cè)來(lái)識(shí)別電解槽的短路位置，并設(shè)計(jì)一個(gè)電解極板故障預(yù)警方法來(lái)提示和警告。
1）電解槽極板溫度識(shí)別
將所獲取的可見(jiàn)光圖像與紅外熱圖像配準(zhǔn)，使紅外熱圖像中反映的極板溫度信息與可見(jiàn)光圖像中的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景相對(duì)應(yīng)，極板的溫度信息能夠直觀、清晰地反映在可見(jiàn)光圖像中。綜合匹配后的標(biāo)準(zhǔn)邊緣模板和可見(jiàn)光圖像，以及配準(zhǔn)后的可見(jiàn)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(guān)系一一對(duì)應(yīng)，更準(zhǔn)確、快速地識(shí)別相應(yīng)極板的溫度信息。
2）極板短路檢測(cè)
紅外熱像圖以非接觸的方式大面積地反映銅電解槽面溫度分布，目前常用極板提取方法，均為手動(dòng)提取特征，特征的應(yīng)用有限，且泛化性能不佳。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)圖像目標(biāo)的方法因其自動(dòng)學(xué)習(xí)特征參數(shù)、準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。因此提出一種基于紅外熱像圖的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)銅電解短路極板的方法。
3）電解極板故障預(yù)警方法
紅外熱圖像反映了銅電解槽面的即時(shí)溫度分布，而短路故障的發(fā)生是一個(gè)緩慢動(dòng)態(tài)發(fā)展的過(guò)程，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電極的溫度變化信息對(duì)極板的短路故障提前預(yù)警是實(shí)現(xiàn)高效檢測(cè)，提高電解效率的重要手段。
3.結(jié)論
格物優(yōu)信有色金屬在線溫度監(jiān)控系統(tǒng)，可自動(dòng)進(jìn)行全局檢測(cè)，對(duì)異常區(qū)域定位并輸出報(bào)告；可搭載軌道機(jī)器人進(jìn)行更大范圍檢測(cè)；能與PLC聯(lián)動(dòng)，判定槽片是否溫度過(guò)高、短路；系統(tǒng)自動(dòng)化，具有高效性、及時(shí)性，降低人力和能耗成本，助力企業(yè)保障正常生產(chǎn)。
