[发明专利]基于电压监测的箱体式石墨化炉均质性隐患监测方法和系统

说明书

本发明提供一种基于电压监测的箱体式石墨化炉均质性隐患监测方法和系统，涉及石墨化炉工况监测技术领域。本发明将每个装填好碳素材料的石墨化炉内长方体空间，视为一个由若干标准体积的石墨块串并联组成的电阻阵列，通过在炉体内长方体空间表面均匀设置若干电压采样点，及时发现该电阻阵列中存在的电压不均匀问题；显然，这种电压不均匀代表的是上述虚拟的标准体积石墨块电阻不均匀，所发现的电阻异常区域也就是该箱体式石墨化炉生产中均质性隐患的位置。因此，通过电压监测发现和定位箱体式石墨化炉工作过程中的均质性隐患，进而可以指导一线操作人员采取合适方法进行干预，避免相应隐患影响产品质量或发展为严重的生产安全事故。

技术领域

本发明涉及石墨化炉工况监测技术领域，具体涉及一种基于电压监测的箱体式石墨化炉均质性隐患监测方法和系统。

背景技术

车用动力电池负极碳素材料生产过程中，石墨化环节多采用箱体式石墨化炉，单炉生产碳素材料量达到100吨左右，炉温超过3000摄氏度。

该生产环节的工况监测及控制，目前有如下技术方案：公开号为CN115355727A的发明申请，以及公开号为CN202305665U的实用新型申请。前者以石墨化炉加热模块的电流为关键参数，对加热工况进行判定和控制；后者综合监测石墨化炉前端的电力输送参数，对石墨化炉进行工况判定和分析。此外，现阶段实际生产一线通常还会从炉体外侧预留的测量点手动测量炉体若干位置的温度等参数，作为工况监测的辅助判断依据。

然而，在石墨化炉前端或其加热模块进行电流等参数监测，本质上只间接监测了石墨化炉的总体功率变化情况，对炉体内正在被加热的碳素材料所处的实际状态没有直接的监测，必然存在监测结果代表性差、准确率低，以及无法发现均质性隐患问题；而人工对炉体内碳素材料进行温度等参数的监测则存在监测采样周期长、准确率低、也难以发现轻微的均质性隐患的缺点。所述均质性隐患指因为加热模块原因或者碳素材料装填时存在的表面平整度缺陷和内部疏松、空泡问题，导致石墨化炉在生产过程中出现温度不均匀，一旦发生，轻则影响产品质量，重则发生喷炉等严重生产安全事故。

由于箱体式石墨化炉生产过程中炉体大、温度高，传统方法无法发现的轻微均质性隐患会被放大，严重时甚至会导致喷炉等严重的生产安全事故发生，造成较大经济损失。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于电压监测的箱体式石墨化炉均质性隐患监测方法和系统，解决了无法及时发现均质性隐患的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于电压监测的箱体式石墨化炉均质性隐患监测方法，包括：

S1、在内部充满碳素材料的箱体式石墨化炉内，设置若干电压采样点；按照监测策略，实时获取不同电压采样点之间的电压数据；

S2、若各组电压数据在时间或者空间上保持一致性，则判定无均质性隐患；否则，判定存在均质性隐患。

优选的，所述S1具体包括：

S11、假设将所述箱体式石墨化炉沿纵向均匀分为M段，获取M-1个虚拟分割面并作为监测面；

S12、在每个监测面上均匀布置N个电压采样点，且满足N*(M-1)＝2n；

S13、以每2个位于不同监测面上的电压采样点为1组，获取n(2n-1)个电压采样组；

S14、在所述n(2n-1)个电压采样组中，选取若干数量的电压采样组构建1个所述监测策略；

S15、根据多个监测策略，实时获取不同电压采样点之间的电压数据。

优选的，所述S15具体包括：