用于电解池中液体水平测量的装置和方法制造方法及图纸

本文中公开了用于检测电解池中液体水平的装置和方法，所述装置包括与所述电解池流体接触的水平管；定位以检测所述水平管中预定水平处存在或不存在液体的接近传感器；以及响应于所述接近传感器的控制系统，其中，所述控制系统通过通信系统与所述液体水平传感器通信。所述接近传感器检测所述水平管中存在或不存在流体并且通过所述通信系统发送信号给所述控制系统；并且所述控制系统提供液体水平指示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
[0001 ] 本文中公开的主题涉及用于检测电解池中的液体水平的装置和方法。
技术介绍
电解池中的低或高液体水平（liquid level，液位）可以由关闭和启动过程中存 在的非平衡条件以及由具有快速运行隔膜的问题电池导致。电解池中的低液体水平，再 加上没有以及时方式检测低液体水平，可以导致潜在的危险情况。例如，当电解过程是氯碱 过程并且电解池是隔膜池时，液体水平降低低于低-低液体水平可以导致阴极顶部暴露于 电解池的顶部空间气体，所述顶部空间气体包括氯气。当阴极的部分表面暴露于顶部空间 气体时，隔膜对于氢气的渗透性增加，并且潜在地存在氢气泄露进入包括氯气的顶部空间。 当顶部空间中氢气的量为约3wt%或更多时，存在氢气与氯气发生放热反应以产生氯化氢 的危险，即，由氢气被氯气氧化引起的氢火焰。如果氢气的浓度足够高，还可能发生爆炸。因 此，期望具有用于检测电解池中的液体水平的装置和方法，其中可以从远程位置连续监测 液体水平。 可以使用液体水平计在不透明电解池中测量液体水平。最简单且最可靠的液体水 平计是液视监测器（liquid sight monitor),也称为直读式液体水平计或视镜。在正常情 况下，操作者能够以约30分钟的间隔检查电解池。然而，该检查间隔可能不足以赶上其中 液体水平可以在小于30分钟内降低至危险地低水平的快速运行电池。 除了直接目测观察之外，还已知用于液体水平测量的许多方法。这些包括使用浮 子指示计，其中，浮子停留在液体表面上，并且磁性地或光学地偶联至传感器；以及使用通 过测量液体中的电阻来操作的传感器。然而，这些方法是侵入性的，即，它们要求浮子或传 感器直接接触液体。在电解池中的液体具有腐蚀性时，这是不期望的。例如，氯碱工艺中的 阳极半电池中的液体包括氯化物和溶解的氯气，并且因而是高度腐蚀性的。此外，由使用在 电解池操作过程中存在的高电压引发的强磁场可以干扰这些液体水平传感器的操作。这些 苛刻条件可以导致传感器故障，并且甚至致使传感器不能工作，这使得难以得知由传感器 产生的信号是否代表电解池中的真实液体水平。此外，这些传感器的安装需要改动电解池 以及做出这些改动所必须的停机时间和资金投入。 出于至少这些原因，在电解池的操作条件下，目前正在使用的液体水平传感器可 能是不可靠的或缺少成本效益。因此，期望具有用于检测尤其是在严峻的操作条件如高磁 场和腐蚀性环境下具有改善的可靠性的电解池中的液体水平的装置和方法。如果安装不需 要改动现有电解池，这将是进一步的优势。如果装置和方法具有成本效益，这将是更进一步 的优势。
技术实现思路
一个实施方式是用于检测电解池中液体水平的装置，所述装置包括与电解池流体 接触的水平管；定位以检测水平管中预定水平处存在或不存在液体的接近传感器；以及响 应于接近传感器的控制系统，其中，控制系统通过通信系统与液体水平传感器通信。 另一个实施方式是用于检测氯碱电解池中的盐水水平的装置，所述装置包括与氯 碱电解池流体接触的水平管；可调整地安装在水平管上以检测水平管上预定位置处存在或 不存在盐水的电容式接近传感器；用于定位且将电容式接近传感器安装在水平管上的支 架；以及响应于电容式接近传感器的数字控制系统，其中，数字控制系统与电容式接近传感 器通信。 另一个实施方式是用于维持电解池中的目标液体水平的方法，所述方法包括提供 包括以下的装置：与电解池流体接触的水平管；定位在目标液体水平处的水平管上以检测 存在或不存在液体的接近传感器；以及响应于接近传感器的控制系统，其中，控制系统通 过通信系统与接近传感器通信并且响应于来自接近传感器的信号指示水平管上的目标液 体水平处存在或不存在液体；以及响应于该信号将电解池中的液体水平调整至目标液体水 平。 另一个实施方式是用于维持氯碱电解池中的目标盐水水平的方法，所述方法包括 提供包括以下的装置：与氯碱电解池流体接触的水平管；可调整地安装在水平管上以检测 水平管上的目标盐水水平处存在或不存在盐水的电容式接近传感器；用于定位并将电容式 接近传感器安装在水平管上的支架；以及响应于电容式接近传感器的数字控制系统，其中， 数字控制系统与电容式接近传感器通信并且响应于来自电容式接近传感器的信号指示水 平管上的目标盐水水平处存在或不存在盐水；以及响应于该信号将氯碱电解池中的盐水水 平调整至目标盐水水平。 从以下描述连同附图，这些和其他优势和特征将变得更加明显。 【附图说明】 由以下【具体实施方式】、权利要求、以及实施例连同非限制性附图，前述和其他特征 和优势将显而易见，并且其中： 图是用于检测包括与电解池流体接触的水平管和接近传感器的电解池中的液体 水平的装置的示意图。 【具体实施方式】 本文的【专利技术者】已经研发了用于检测电解池中的液体水平的装置和方法。因此，放 置水平管与电解池流体接触以检测电池中液体水平。水平管配备有定位以检测水平管中预 定水平处存在或不存在液体的接近传感器。通信系统将接近传感器连接至响应于接近传感 器的控制系统。当电化学电池的流体水平不在期望范围内时，控制系统可以用于警报操作 者，或用于进行其他操作。 因此，用于检测电解池中的高或低液体水平的方法包括使用包括以下的装置：与 电解池流体接触的水平管；定位在水平管上以检测存在或不存在液体的接近传感器；以及 响应于接近传感器的控制系统，其中，控制系统通过通信系统与接近传感器通信；并且其 中，接近传感器检测水平管中存在或不存在流体并且通过通信系统发出信号给控制系统。 然后，控制系统可以响应于来自接近传感器的信号提供液体水平指示。在用于维持电解池 中的目标液体水平的方法中，响应于从接近传感器至控制系统的信号，将电解池中的液体 水平调整至目标水平。 有利地，在严峻操作条件如高磁场和腐蚀性环境下，装置和方法是可靠的。此外， 装置和方法不需要改动现有电解池，具有成本效益，并且不需要过程停机时间或较大的资 本投入来实现。 术语一个和一种不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所指项。术语 或意指和/或。开放式的过渡短语包含包括中间过渡短语基本由...组成和封 闭式短语由...组成。引用这三个过渡短语之一或使用可替换过渡短语如包含或包 括的权利要求可以用任何其他过渡短语书写，除非上下文或本领域清楚地排除。值的范围 的列举仅旨在用作个别地提及落在该范围内的每个单独值的速记方法，除非在本文中另外 指出，并且如同其在本文中个别列举的，每个单独的值结合在说明书中。所有范围端点都包 括在该范围内并且可独立地组合。贯穿整个说明书提及另一个实施方式、一种实施方 式、一些实施方式等是指与实施方式结合描述的特定元素（例如，特征、结构、性质、和/ 或特性）包括在本文中描述的至少一个实施方式中，并且可以或不可以存在于其他实施方 式中。此外，应当理解所描述的元素能够以任何合适的方式结合到各种实施方式中。 图是用于检测包括与包含在电解池11中的液体流体接触的水平管和接近传感器 3的电解池11中的液体水平（液-气界面的位置）的装置1的示意图。特别地，在图中，电 解池11包括显示电解池11中的液体水平8的液体12的电解池11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测电解池中液体水平的装置，所述装置包括：水平管，与所述电解池流体接触；接近传感器，定位以检测所述水平管中预定水平处存在或不存在液体；以及控制系统，响应于所述接近传感器，其中，所述控制系统通过通信系统与所述接近传感器通信。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.17 US 61/600,1461. 一种用于检测电解池中液体水平的装置，所述装置包括： 水平管，与所述电解池流体接触； 接近传感器，定位以检测所述水平管中预定水平处存在或不存在液体；以及 控制系统，响应于所述接近传感器，其中，所述控制系统通过通信系统与所述接近传感 器通信。2. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述接近传感器的位置沿所述水平管的垂直轴 线可调整。3. 根据权利要求1或2所述的装置，进一步包括用于相对于所述水平管定位所述接近 传感器的支架。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述接近传感器包括显示器。5. 根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述接近传感器是电容式接近传感 器。6. 根据权利要求5所述的装置，其中，所述电容式接近传感器具有用于检测所述水平 管中存在或不存在液体的固定电容。7. 根据权利要求5所述的装置，其中，所述电容式接近传感器具有可调至有效检测所 述水平管中存在或不存在液体的值的可调电容。8. 根据权利要求5所述的装置，其中，所述电容式接近传感器具有扁平构型和可调电 容。9. 根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其中，所述通信系统是数字通信总线。10. 根据权利要求1-9中任一项所述的装置，其中，所述通信系统是过程现场总线、现 场总线、或工业以太网。11. 根据权利要求1-10中任一项所述的装置，其中，所述控制系统响应于来自所述接 近传感器的信号发出信号给操作者。12. 根据权利要求1-11中任一项所述的装置，其中，发送给操作者的所述信号是光报 警、声音报警、呼叫器报警、或它们的组合。13. 根据权利要求1-12中任一项所述的装置，其中，所述控制系统是数字控制系统。14. 根据权利要求1-13中任一项所述的装置，其中，所述液体是电解液。15. 根据权利要求1-14中任一项所述的装置，其中，所述电解池是氯碱电解隔膜池。16. 根据权利要求1-15中任一项所述的装置，其中，所述液体是盐水。17. 根据权利要求1-16中任一项所述的装置，其中，所述接近传感器检测低液体水平， 并且其中，所述低液体水平是0至约70 %的目标液体水平。18. 根据权利要求17所述的装置，其中，目标液体水平是所述电解池中的阴极顶部上 方约6至约8英寸；并且其中，所述低液体水平是所述电解池中的所述阴极顶部上方0至约 4英寸。19. 根据权利要求1-18中任一项所述的装置，包括第一接近传感器和第二接近传感 器，其中，所述第一接近传感器检测第一液体水平，并且所述第二接近传感器检测所述第一 液体水平下方的第二液体水平。20. 根据权利要求19所述的装置，其中，所述第一液体水平代表低液体水平并且所述 第二液体水平代表低-低液体水平，并且其中，所述第一液体水平是约40%至约80%的目 标液体水平，并且所述第二液体水平是0至约40 %的所述目标液体水平。21. 根据权利要求19所述的装置，其中，目标液体水平是所述电解池中阴极顶部上 方约6至约8英寸；其中，所述第一液体水平代表低液体水平并且所述第二液体水平代表 低-低液体水平；并且其中，所述第一液体水平是所述电解池中的所述阴极顶部上方约3至 约5英寸，并且所述第二液体水平是所述电解池中所述阴极顶部上方约2至约3英寸。22. 根据权利要求19所述的装置，其中，所述第一液体水平代表高液体水平并且所述 第二液体水平代表低液体水平，并且其中，所述第一液体水平是约110%至约130%的目标 液体水平，并且所述第二液体水平是〇至约40%的所述目标液体水平。23. 根据权利要求19所述的装置，其中，目标液体水平是所述电解池中阴极顶部上方 约6至约8英寸；其中，所述第一液体水平代表高液体水平并且所述第二液体水平代表低液 体水平；并且其中，所述第一液体水平是所述电解池中的所述阴极顶部上方约7至约10英 寸，并且所述第二液体水平是所述电解池中所述阴极顶部上方约2至约3英寸。24. 根据权利要求1所述的装置，其中， 所述液体是盐水； 所述电解池是氯碱电解池； 所述接近传感器是可调整地安装在所述水平管上的电容式接近传感器； 所述控制系统是数字控制系统；并且 所述装置进一步包括用于将所述电容式接近传感器定位并安装在所述水平管上的支 架。25. -种用于维持电解池中的目标液体水平的方法，所述方法包括： 提供一种装置，包括： 水平管，与电解池流体接触， 接近传感器，定位在所述目标液体水平处的所述水平管上以检测存在或不存在液体， 以及 控制系统，响应于所述接近传感器，其中，所述控制系统通过通信系统与所述接近传感 器通信，并且响应来自所述接近传感器的信号指示所述水平管上的所述目标液体水平处存 在或不存在所述液体；以及 响应所述信号，将所述电解池中的所述液体水平调节至所述目标液体水平。26. 根据权利要求25所述的方法，所述方法进一步包括： 用所述接近传感器检测所述水平管上的所述目标液体水平处存在或不存在所述液 体； 将来自所述接近传感器的信号发送至所述控制系统，指示所述水平管上的所述目标液 体水平处存在或不存在所述液体；以及 从所述控制系统产生信号，指示所述水平管上的所述目标液体水平处存在或不存在所 述液体；以及 响应于来自所述控制系统的所述信号，将所述电解池中的所述液体水平调节至所述目 标液体水平。27. 根据权利要求25或26所述的方法，其中，所述接近传感器的所述位置沿所述水平 管的垂直轴线可调整。28. 根据权利要求25-27中任一项所述的方法，其中，所述装置进一步包括用于相对于 所述水平管定位所述接近传感器的支架。29. 根据权利要求25-28中任一项所述的方法，其中，所述接近传感器包括显示器。30. 根据权利要求25-29中任一项所述的方法，其中，所述接近传感器是电容式接近传 感器。31. 根据权利要求30所述的方法，其中，所述电容式接近传感器具有用于检测所述水 平管中存在或不存在液体的固定电容。32. 根据权利要求30所述的方法，其中，所述电容式接近传感器具有可调至有效检测 所述水平管中存在或不存在液体的值的可调电容。33. 根据权利要求30所述的方法，其中，所述电容式接近传感器具有扁平构型和可调 电容。34. 根据权利要求25-33中任一项所述的方法，其中，所述通信系统是数字通信总线。35. 根据权利要求25-34中任一项所述的方法，其中，所述通信系统是过程现场总线、 现场总线、或...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·埃里克·纳尔逊，
申请(专利权)人：沙特基础创新塑料IP私人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL