一种检测电极板生长状态的装置及方法与流程

1.本发明涉及电解技术领域，具体涉及一种检测电极板生长状态的装置及方法。


背景技术：

2.目前电解生产实践现有技术条件下，阴极电极板作为沉积金属的承载板，沉积金属的生长状态获知时，需要将阴极板拿出电解槽进行查看，当电极板面积较小，采用人工即可将阴极电极板提出进行观察，一旦使用较大面积电极板后，采用人工将阴极电极板挨个提出观察已不现实，采用天车等设备将电极板提出电解槽的方式，首先对岗位操作人员需要持天车操作证，而且天车操作运行速度慢，不利于快速获知整个电解槽内阴极电极板的生长情况；将电极板频繁从电解槽中取出查看也不利于电极板表面金属连续沉积；空气中杂质与氧气将迅速与电极板上的沉积金属反应形成杂质。不利于金属阳离子后续继续在阴极版上沉积。而且为了操作安全，电解槽在提板查看时还需要进行断电，降低了生产效率，对大规模生产形成了很不利的影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决现有技术获取电极板沉积金属的的生长状态中存在的技术问题，提供了一种检测电极板生长状态的装置及方法。
4.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种检测电极板生长状态的装置，包括电解槽，电解槽内设有阴极电极板、阳极电极板，还包括设置在电解槽上方的负压氢气收集罩，负压氢气收集罩连接有用于将氢气含量转化为电信号的氢气浓度检测装置，氢气浓度检测装置连接有第一积分电路，第一积分电路连接有控制系统，控制系统连接有第二积分电路，第二积分电路与阴极电极板连接。
5.进一步地，负压氢气收集罩内设有抽气泵，抽气泵连接有氢气管路，氢气管路连接有氢气浓度检测装置。
6.进一步地，氢气浓度检测装置为氢气浓度检测传感器。
7.一种检测电极板生长状态的方法，包括以下步骤：步骤1、氢气浓度检测装置将从负压氢气收集罩收集到的氢气含量转化为电信号，且该电信号的值与氢离子生成氢气所需的电量相等；步骤2、控制系统实时读取第一积分电路中的电流积分值q2、第二积分电路阴极通路中通过的电流积分值q；步骤3、控制系统实时计算出电流积分值q与q2的差值q1，即阴极实际电沉积的物质所消耗的电量q1；步骤4、根据阴极实际电沉积的物质所消耗的电量q1计算出电沉积金属的质量m值。
8.本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：本发明在生产时，可以避免将电极板拿出电解槽观察，使电极板在整个生长周期
中始终浸泡在电解液中，避免拿出造成的污染问题，同时减轻了查看电极板生长状态的劳动量。
9.本发明减少了起重设备使用，降低生产危险性，检测结果比通过从电解槽拿出电极板观察准确可靠。
附图说明
10.图1为本发明的结构示意图。
11.附图标记含义如下：1.电解槽；2.阴极电极板；3.阳极电极板；4.负压氢气收集罩；5.氢气浓度检测装置；6.第一积分电路；7. 控制系统；8.第二积分电路；9.抽气泵；10.氢气管路。
具体实施方式
12.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
13.如图1所示，一种检测电极板生长状态的装置，包括电解槽1，电解槽1内设有阴极电极板2、阳极电极板3，还包括设置在电解槽1上方的负压氢气收集罩4，负压氢气收集罩4固定在机架或侧墙壁上，负压氢气收集罩4内装有抽气泵9，抽气泵9连接有氢气管路10，氢气管路10连接有氢气浓度检测装置5，氢气浓度检测装置5连接有第一积分电路6，第一积分电路6连接有控制系统7，控制系统7连接有第二积分电路8，第二积分电路8与阴极电极板2连接。
14.氢气浓度检测装置5为氢气浓度检测传感器。
15.第一积分电路6、第二积分电路8的实现可以采用电流积分器，但不局限于该方式。
16.控制系统7为计算机，将读取积分电路中电流积分值，并依据法拉第定律转化为沉积的金属量。
17.一种检测电极板生长状态的方法，包括以下步骤：步骤1、氢气浓度检测装置5将从负压氢气收集罩4收集到的氢气含量转化为电信号，且该电信号的值与氢离子生成氢气所需的电量相等。
18.步骤2、控制系统7实时读取第一积分电路6中的电流积分值q2、第二积分电路8阴极通路中通过的电流积分值q。
19.步骤3、控制系统7实时计算出电流积分值q与q2的差值q1，即阴极实际电沉积的物质所消耗的电量q1。
20.步骤4、根据阴极实际电沉积的物质所消耗的电量q1计算出电沉积金属的质量m值。
21.控制系统7根据法拉第电解定律，q=nzf 通过电极的电量q与电极上析出的物质的量n存在严格数学关系，对于电解生产过程，阴极的电子会被溶液中金属阳离子与氢离子获得，金属阳离子得到电子在阴极沉积，氢离子得到电子生成氢气从阴极上逸出，总电量q为金属阳离子获得的电量（阴极实际电沉积的物质所消耗的电量）q1与氢离子获得的电量q2之和。生成氢气的物质的量与氢离子获得的电量q2可以持续的由第一积分电路6对电流的积分通过控制系统7计算获知，控制系统7同时接受连接阴极电路的积分电路的电流积分值，该积分值为q，则q与q2的差值即可计算出阴极电极板上沉积金属的物质的量m。


技术特征：
1.一种检测电极板生长状态的装置，包括电解槽（1），电解槽（1）内设有阴极电极板（2）、阳极电极板（3），其特征是：还包括设置在电解槽（1）上方的负压氢气收集罩（4），负压氢气收集罩（4）连接有用于将氢气含量转化为电信号的氢气浓度检测装置（5），氢气浓度检测装置（5）连接有第一积分电路（6），第一积分电路（6）连接有控制系统（7），控制系统（7）连接有第二积分电路（8），第二积分电路（8）与阴极电极板（2）连接。2.根据权利要求1所述的一种检测电极板生长状态的装置，其特征是：所述负压氢气收集罩（4）内设有抽气泵（9），抽气泵（9）连接有氢气管路（10），氢气管路（10）连接有氢气浓度检测装置（5）。3.根据权利要求2所述的一种检测电极板生长状态的装置，其特征是：所述氢气浓度检测装置（5）为氢气浓度检测传感器。4.一种检测电极板生长状态的方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1、氢气浓度检测装置（5）将从负压氢气收集罩（4）收集到的氢气含量转化为电信号，且该电信号的值与氢离子生成氢气所需的电量相等；步骤2、控制系统（7）实时读取第一积分电路（6）中的电流积分值q2、第二积分电路（8）阴极通路中通过的电流积分值q；步骤3、控制系统（7）实时计算出电流积分值q与q2的差值q1，即阴极实际电沉积的物质所消耗的电量q1；步骤4、根据阴极实际电沉积的物质所消耗的电量q1计算出电沉积金属的质量m值。

技术总结
本发明属于电解技术领域，公开了一种检测电极板生长状态的装置，以解决现有技术获取电极板沉积金属的生长状态中存在的技术问题，该检测电极板生长状态的装置包括电解槽，电解槽内设有阴极电极板、阳极电极板，还包括设置在电解槽上方的负压氢气收集罩，负压氢气收集罩连接有用于将氢气含量转化为电信号的氢气浓度检测装置，氢气浓度检测装置连接有第一积分电路，第一积分电路连接有控制系统，控制系统连接有第二积分电路，第二积分电路与阴极电极板连接。本发明可避免将电极板拿出电解槽观察，使电极板在整个生长周期中始终浸泡在电解液中，避免拿出造成的污染问题，减轻了查看电极板生长状态的劳动量。减少了起重设备使用，降低生产危险性。降低生产危险性。降低生产危险性。


技术研发人员：钱昱翰 白延利 马骞 杨晓艳 颉颐 艾琳 卢俊臣 景献德 程思远 林宗惠 何艳 蔡蕾
受保护的技术使用者：兰州金川科技园有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/31