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1、10申请公布号CN104094089A43申请公布日20141008CN104094089A21申请号201280068767722申请日2012122661/600,14620120217USG01F23/26200601G05D9/0220060171申请人沙特基础创新塑料IP私人有限责任公司地址荷兰贝尔根奥普佐姆市72发明人马克埃里克纳尔逊74专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人余刚张英54发明名称用于电解池中液体水平测量的装置和方法57摘要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。
2、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。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014073186PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0716382012122687PCT国际申请的公布数据WO2013/122677EN2013082251INTCL权利要求书5页说明书12页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书5页说明书12页附图1页10申请公。
3、布号CN104094089ACN104094089A1/5页21一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13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14中任一项所述的装置，其中，所述接近传感器是电容式。
4、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18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19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110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。
5、利要求111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112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113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114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115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116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。
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118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的目权利要求书CN104094089A2/5页3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。
7、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0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。
8、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。25一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。
9、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。
10、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。权利要求书CN104094089A3/5页428根据权利要求2527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2528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2529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。
11、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2533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2534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、或工业以太网。36根据权利要求2535中任一项所述的方法，其中，当所述水平管上的所述目标水平处存在或不存在所述液体时，所述控制系统发出信号给操作者。37根据权利要求36所述的方法，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。38根据权利要求2537。
12、中任一项所述的方法，其中，所述控制系统是数字控制系统。39根据权利要求2538中任一项所述的方法，其中，所述液体是电解液。40根据权利要求2539中任一项所述的方法，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的所述目标液体水平。41根据权利要求40所述的方法，其中，所述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。42根据权利要求2541中任一项所述的方法，其中，所述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。
13、水平下方的第二液体水平。43根据权利要求42所述的方法，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的所述目标液体水平，并且所述第二液体水平是0至约40的所述目标液体水平。44根据权利要求42所述的方法，其中，所述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。45根据权利要求42所述的方法，其中，所述第一。
14、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的所述目标液体水平，并且所述第二液体水平是0至约40的所述目标液体水平。46根据权利要求42所述的方法，其中，所述目标液体水平是所述电解池中的阴极顶权利要求书CN104094089A4/5页5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。47根据权利要求25所述的方法，其中，所述液体是盐水；所述电解池是氯。
15、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。48根据权利要求47所述的方法，进一步包括用所述电容式接近传感器检测所述水平管上的所述目标盐水水平处存在或不存在所述盐水；将来自所述电容式接近传感器的信号发送至所述数字控制系统，指示所述水平管上的所述目标盐水水平处存在或不存在所述盐水；以及从所述数字控制系统产生信号，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盐水；以及响应于来自所述数字控制系统的所述信号，将所述氯碱电解池中的所述盐水水平调节至所述目标盐水水。
16、平。49根据权利要求47或48所述的方法，其中，所述电容式接近传感器的位置沿所述水平管的垂直轴线可调整。50根据权利要求4749中任一项所述的方法，其中，所述电容式接近传感器包括显示器。51根据权利要求4750中任一项所述的方法，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盐水的固定电容。52根据权利要求4750中任一项所述的方法，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盐水的值的可调电容。53根据权利要求4752中任一项所述的方法，其中，所述通信系统是数字通信总线。54根据权利要求4753中任一项所述的方法，其中，当所述水平管上的所述目标盐水水平。
17、处存在或不存在所述盐水时，所述控制系统发出信号给操作者。55根据权利要求54所述的方法，其中，发送给所述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。56根据权利要求4755中任一项所述的方法，其中，所述氯碱电解池是隔膜池。57根据权利要求4756中任一项所述的方法，其中，所述电容式接近传感器检测低盐水水平，并且其中，所述低盐水水平是0至约70的所述目标盐水水平。58根据权利要求57所述的方法，其中，所述目标盐水水平是所述氯碱电解池中的阴极顶部上方约6至约8英寸；并且其中，所述低盐水水平是所述氯碱电解池中的所述阴极顶部上方0至约4英寸。59根据权利要求4758中任一项所述的方法。
18、，其中，所述装置包括第一电容式接近传权利要求书CN104094089A5/5页6感器和第二电容式接近传感器，其中，所述第一电容式接近传感器检测第一盐水水平，并且所述第二电容式接近传感器检测所述第一盐水水平下方的第二盐水水平。60根据权利要求59所述的方法，其中，所述第一盐水水平代表低盐水水平并且所述第二盐水水平代表低低盐水水平，并且其中，所述第一盐水水平是约40至约80的所述目标盐水水平，并且所述第二盐水水平是0至约40的所述目标盐水水平。61根据权利要求59所述的方法，其中，所述目标盐水水平是所述氯碱电解池中的阴极顶部上方约6至约8英寸；其中，所述第一盐水水平代表低盐水水平并且所述第二盐水水。
19、平代表低低盐水水平；并且其中，所述第一盐水水平是所述氯碱电解池中的所述阴极顶部上方约3至约5英寸，并且所述第二盐水水平是所述氯碱电解池中的所述阴极顶部上方约2至约3英寸。62根据权利要求59所述的方法，其中，所述第一盐水水平代表高盐水水平并且所述第二盐水水平代表低盐水水平，并且其中，所述第一盐水水平是约110至约130的目标盐水水平，并且所述第二盐水水平是0至约40的所述目标盐水水平。63根据权利要求59所述的方法，其中，所述目标盐水水平是所述氯碱电解池中的阴极顶部上方约6至约8英寸；其中，所述第一盐水水平代表高盐水水平并且所述第二盐水水平代表低盐水水平；并且其中，所述第一盐水水平是所述氯碱电。
20、解池中的所述阴极顶部上方约7至约10英寸，并且所述第二盐水水平是所述氯碱电解池中的所述阴极顶部上方约2至约3英寸。权利要求书CN104094089A1/12页7用于电解池中液体水平测量的装置和方法技术领域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。背景技术0002电解池中的低或高液体水平LIQUIDLEVEL，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。
21、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。0003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LIQUIDSIGHTMONITOR，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。
22、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。0004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。
23、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。0005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。发明内容0006一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。
24、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；以及响说明书CN104094089A2/12页8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。0007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。0008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。
25、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。0009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。
26、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。0010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0011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0012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0013本文的发明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。
27、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。0014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。
28、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，将电解池中的液体说明书CN104094089A3/12页9水平调整至目标水平。0015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。0016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，。
29、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。0017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1。
30、1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。液体12可以是电解池中的任何液体。在一种实施方式中，它是电解液，例如其中溶解离子的水溶液。在一种实施方式中，液体是处于水中的氯化钠溶液盐水。电池中的液体水平8可以根据工艺条件变化。例如，可以通过增加或减少流入或流出电解池的液体来调整液体水平。水平管2也称为直读液体水平计，或视镜与电解池中的液体12流体接触使得水平管2中的液体水平8代表电解池中的液体水平8。接近传感器3邻近水平管2定位以检测水平管中的液体水平8。测量区5代表其中接近传感器检测存在或不存在液体的区域。许多。
31、方法可以用于定位接近传感器3。例如，接近传感器可以嵌入或附着至如在图中示出的通过夹具保持在位置中的支架7，或如在图中示出的弹性体O环6。在一种实施方式中，例如通过粘合剂固定接近传感器的位置。在其他实施方式中，接近传感器的位置沿水平管的垂直轴线可调整。液体水平9代表低液体水平，并且液体水平10代表例如关键液体水平，在该液体水平处存在增加的危险状况风险。接近传感器可以包括指示在接近传感器的位置处存在或不存在液体的至少一个显示灯。接近传感器3通过例如电连接4与通信总线通信。0018电解池可以是使用直流电以诱导同时氧化和还原电解液离子或包含离子的溶液的带电化学组分以在称为电解的过程中产生氧化和还原产物。
32、的任何化学反应器。电解液可以是处于溶剂例如水中的无机盐的溶液。电解液还可以是熔融无机盐或氧化物。电解液的实例是用于生产相应的高纯度金属的铝、锂、钠、钾、镁、钙、铜、锌和铅的盐和/或氧化物。电解液的具体实例是用于生产铝的铝土矿，以及用于同时生产氯气和氢氧化钠的氯化钠。在电解中，通过阳极和阴极将电压施加至电解液。氧化发生在包括阳极的半电池中并且还原发生在包括阴极的半电池中。例如，在氯碱工艺中，电解液是处于水中的氯化钠溶液盐水。在包括阳极的半电池中氯离子被氧化成氯气，并且在包括阴极的半电池中水被还原为氢气和氢氧根离子。浸泡阳极并且其中发生氧化的盐水称为阳极电解液，而浸泡阴极并且其中发生还原的苛性溶液。
33、称为阴极电解液。在隔膜池过程中，两个半电池通过可渗透说明书CN104094089A4/12页10的隔膜分开，该隔膜可以由石棉或陶瓷材料制成并且允许钠离子从阳极半电池迁移至阴极半电池，而不允许氢氧根离子的反向迁移。因此，在一些实施方式中，电解池是氯碱电解隔膜池，并且液体是盐水。氯碱电解隔膜池的实例的示意图提供在图中。0019水平管包括可以是不透明、半透明、或透明并且通常由玻璃或塑料制成的设置在电解池外部的垂直管。水平管与电解池流体连通使得水平管中的液体水平与电解池中的液体水平相同。参照附图，水平管2在电解池的侧面与液体12流体接触。水平管在靠近阴极和阳极的顶部的点处连接电解池。水平管的尺寸可以根。
34、据应用需求、制造考虑、管中液体的期望可见性、以及类似的考虑而广泛变化。例如，水平管可以具有约02至约2英寸，具体地，约025至约1英寸的内径。水平管可以在垂直方向上延伸至阴极和阳极顶部上方约6至约30英寸，具体地，约10至约20英寸。0020当水平管是如以上描述的透明的时，尽管操作者可以通过观察不同时间间隔下水平管中的液体水平来简单地确定槽中的液体水平，然而这种监测易于出错，并且如果情况发生在观察之间仍然不可以提供低或高水平情况的足够的警告。因此，可选地在远程位置处提供了液体水平的连续自动监测。液体水平的连续自动监测还允许自动过程控制以便在紧急情况下关闭电解池或调节电解池中的液体水平。0021。
35、本文的发明者已经发现在用定位在水平管附近的接近传感器检测液体水平时，可以提供连续监测。在一种实施方式中，接近传感器位于水平管的外表面上并且与其接触。接近传感器检测附近物体的存在而不与物体有任何物理接触。在用于检测电解池的液体水平的装置和方法中，接近传感器检测水平管上其位置处存在或不存在液体，而不与液体进行物理接触。接近传感器通过通信系统发出指示水平管上其位置处存在或不存在液体的信号给控制系统。0022存在许多类型的接近传感器，它们使用各种类型的电磁辐射或声波来操作以检测目标物体。接近传感器的类型包括但不限于，电容传感器、涡流传感器、感应传感器、磁性传感器、光学传感器、红外传感器、以及超声波传感。
36、器。可以使用任何前述传感器。接近传感器可以是“筒”圆柱体形状或“扁平”平面形状。扁平接近传感器可以具有比筒形接近传感器更低重量的优点，从而在其被安装的水平管上施加更小的应力。接近传感器可以具有局部显示器。局部显示器可以是LED或LCD。局部显示器有利地允许操作者容易地确定传感器的运行状态同时可视地确认液体水平。0023在一些实施方式中，接近传感器是电容传感器。电容传感器可以具有固定或可调电容。在一些实施方式中，电容传感器具有可调电容。当电容可调时，针对快速检测水平管上的电容传感器的位置处存在或不存在液体可以优化电容。当电容固定时，电容应当使得其适合检测存在或不存在液体。电容传感器应当不受测量位。
37、置处的水平管内部上的任何积聚固体残余物的影响。可以使用的示例性电容传感器可获得自LIONPRECISIONOFSTPAUL,MINNESOTA,DWYERINSTRUMENTS,INCOFMICHIGANCITY,INDIANA以及其他。0024如以上所述的，接近传感器可以通过提供期望程度的可调节性或固定性的各种方法与水平管关联。例如，如在图中示出的，接近传感器靠在围绕水平管的弹性体O环图中的6上并且通过支架图中的7可逆地附着至水平管。接近传感器容易与支架分离并且从水平管移开。通过沿水平管的垂直轴线滑动容易调节O环位置。因此，可以容易地调节接近传感器沿水平管的垂直轴线的位置。电连接至接近传感器。
38、可以是固定的或是可调节说明书CN104094089A105/12页11的和/或可拆卸的。在一种实施方式中，电连接是柔性的从而可以从水平管移开接近传感器用于检查和修理而不断开电连接。因此，可以调节水平管上的接近传感器的位置并且维持接近传感器而不中断电解池的正常运行。0025在检测电解池的液体水平的方法中，测定目标液体水平，例如，提供生产率、效率和安全性的良好平衡的液体水平。目标液体水平取决于电解过程的类型和使用的电解池的类型。可以参照电解池中的任何点来确定目标液体水平，例如，电池的顶部，或从阴极和阳极顶部测定的垂直距离。当电解过程是氯碱过程并且使用隔膜池如图中示意性地描绘的膈膜电池时，检测的液体。
39、水平是阳极电解液即浸泡阳极的盐水的液体水平。目标液体水平可以是阴极顶部上方约4至约12英寸，具体地，约5至约10英寸，并且更具体地，约6至约8英寸。0026在一些实施方式中，单个接近传感器用于提供相对于目标液体水平的低液体水平的指示。当液体水平代表低液体水平时，液体水平可以是0至约70，具体地，0至约60，更具体地，0至约50的目标液体水平。液体水平可以是电解池中阴极顶部上方0至约6英寸，具体地，0至约5英寸，并且更具体地，0至约4英寸。在一些实施方式中，单个接近传感器用于提供相对于目标液体水平例如电池顶部的高液体水平的指示。当液体水平代表高液体水平时，液体水平可以是约70至约95，具体地，约。
40、70至约90，更具体地，约80至约90的目标液体水平。高液体水平可以是电解池顶部下方约6至约3英寸，具体地，约6至约4英寸，并且更具体地，6至约5英寸。0027水平管上的不同位置处可以定位多个接近传感器。在一些实施方式中，两个接近传感器定位在水平管上。在该构造中，第一接近传感器可以检测第一液体水平，并且第二接近传感器可以检测第一液体水平下方的第二液体水平。两个接近传感器可以用于提供两个液体水平的指示，例如，第一接近传感器可以用于提供低液体水平指示，并且第二接近传感器可以用于提供低低液体水平指示。低液体水平指示和低低液体水平指示是操作者应当采取行动以将液体水平增加至目标液体水平的指示，例如通过增。
41、加液体进入电解池的流速。提供低低液体水平指示的第二接近传感器可以用作提供低液体水平指示的第一接近传感器的备用设备。0028当第一液体水平代表低液体水平时，第一液体水平可以是约40至约80，具体地，约50至约70的目标液体水平。当第二液体水平代表低低液体水平时，第二液体水平可以是0至约40，具体地，约20至约40，并且更具体地，约30至约40的目标液体水平。第一液体水平可以是电解池中阴极顶部上方约2至约6英寸，具体地，约3至约5英寸，并且更具体地，约35至约45英寸。第二液体水平可以是电解池中阴极顶部上方0至约4英寸，具体地，约1至约3英寸，并且更具体地，约2至约3英寸。0029以上描述的电解池。
42、中液体水平降低低于低低液体水平是潜在的危险状况。例如，当电解过程是氯碱过程并且电解池是隔膜池如图中示意性描述的隔膜池时，液体水平进一步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。当阴极表面暴露于顶部空间气氛时，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反应以形成氯化氢的危险，即，由氢气被氯气氧化燃烧的氢火焰。如果氢气的浓度足够高，还可能发生爆炸。因此，在一些实施方式中，接近传感器可以说明书CN104094089A116/12页12在电解池中阴极顶部上方0至约2英。
43、寸，具体地，0至约1英寸，并且更具体地，0至约05英寸的液体水平处定位在水平管上。当从这样定位在指示不存在液体的水平管上的接近电池接收到信号时，可以采取立即步骤以降低危险如氢气火焰或爆炸的风险。这些步骤包括切断隔膜池的电源并且用氮气、另外的惰性气体、或蒸汽吹扫隔膜池的顶部空间。可以设计控制系统使得当接收来自这样定位的接近传感器的信号时，可以关闭隔膜池的电源以及可以用惰性气体或蒸汽吹扫隔膜池的顶部空间的控制会自动启动。这种控制系统的设计在本领域技术人员的能力范围之内。0030第一和第二接近传感器还可以用于提供高和低液体水平指示。例如，通过第一接近传感器检测的第一液体水平可以是高液体水平，并且通过。
44、第二接近传感器检测的第二液体水平可以是低液体水平，各自相对于通过电解池中的阴极顶部测定的目标液体水平。当第一液体水平代表高液体水平时，第一液体水平可以是110至约150，具体地，约110至约140，并且更具体地，约110至约130的目标液体水平。第一液体水平可以是电解池中阴极顶部上方约7至约12英寸，具体地，约7至约11英寸，并且更具体地，约7至约10英寸。当第二液体水平代表低液体水平时，第二液体水平可以是0至约40，具体地，约20至约40，并且更具体地，约30至约40的目标液体水平。第二液体水平可以是电解池中阴极顶部上方0至约4英寸，具体地，约1至约3英寸，并且更具体地，约2至约3英寸。00。
45、31具有两个或多个接近传感器的配置还允许冗余。例如，如果第一接近开关失效，第二接近开关可以提供针对低液体水平的备用信号。用于提供液体水平检测中的冗余的各种方法，如提供用于每个电解池的多个接近传感器和/或用于每个接近传感器的多个通信通路，对本领域技术人员将容易显而易见。0032接近传感器通过通信系统与控制系统通信。通信系统可以是直接电线连接或无线的，包括红外线。通信系统可以基于工业计算机网络协议，例如工业以太网或现场总线。现场总线是国际电工委员会IEC标准61158下标准化的工业计算机网络协议家族的名称。现场总线计算机网络协议包括基本现场总线H1、控制网、过程现场总线PROBUSPROCESSE。
46、LDBUS、P网、基本现场总线HSE高速以太网、WORLDFIP、以及INTERBUS。涉及现场总线的计算机网络协议包括AS接口执行器传感器接口，或ASI、CAN总线控制器区域网络、INTERBUS、LONWORKS、MODBUS、位总线、COMPONET、SAFETYBUSP、SERCOS接口、以及RAPIE网。工业以太网网络协议包括ETHERCAT、ETHERNET/IP、以太网POWERLINK、BACNET、PRONETIO、PRONETIRT、SAFETYNETP、SERCOSIII、TTETHERNET、VARAN、以及RAPIENET。0033在一些实施方式中，通信系统可以是现场。
47、总线、过程现场总线、工业以太网、或AS接口执行器传感器接口，或ASI，更具体地是AS接口。AS接口针对简单现场输入/输出设备联网而设计，包括使用单个2导体电缆的不连续制造和处理应用中的二进制开/关设备。可以与AS接口联网的二进制开/关设备包括执行器、传感器、旋转编码器、模拟输入和输出、按钮和阀门位置传感器。AS接口中的通信过程是主从方式，通过该方法主动装置启动与从动装置的数据交换，并且需要从动装置在其限定的最大时间内做出回应。因此，AS接口包括网络主动装置、多个网络从动装置，其为信号输入和输出模块、电源，其为网络从动装置提供电力并且能够与网络主动装置通信、以及包括2导体电缆的电线基础设施。AS。
48、接口非常适合用作接近传感器的通信系统。说明书CN104094089A127/12页130034控制系统可以是数字控制系统DCS。数字控制系统的实例是微控制器、专用集成电路、可编程逻辑控制器PLC，可编程控制器、微型计算机和大型计算机。微型计算机包括，例如，工作站、个人计算机PC、便携式计算机、膝上型计算机和平板计算机。0035控制系统与接近传感器通信并且响应于接近传感器。特别地，接近传感器产生指示水平管上其位置处存在或不存在液体的信号例如电信号。该信号通过通信系统传送至控制系统。控制系统可以通过通信系统与定位以检测多个电解池中的液体水平的多个接近传感器通信。基于通过通信系统从多个接近传感器接收。
49、的信号，控制系统可以指示存在或不存在液体以及针对每个接近传感器的电解池的身份和位置。以这种方式，多个电解池中的液体水平可以从远程位置监测。当液体水平下降超出接近传感器的范围时，可以编程控制系统以发出作为电解池位置函数的警报。警报可以是光警报、听觉警报、或它们的组合。警报还可以是发送给接收器如呼叫器的电子信号的形式。0036可以编程控制系统以将来自接近传感器的信号转化成监测的每个电解池的液体水平的数字或图形显示。还可以编程控制系统以储存并且以时间函数形式显示液体水平。可以使用可商购的软件例如从美国德克萨斯州奥斯汀的美国国家仪器公司NATIONALINSTRUMENTSCORPORATIONOFAUSTIN,TEXAS获得的LABVIEW进行编程。LABVIEW是使用包括图形线的图形图标以生成类似流程图的形式的程序的图形化编程环境。0037从之前的描述，用于检测电解池中的液体水平并用于维持电解池中的目标液体水平的方法将容易地显而易见。因此，用于检测电解池中的液体水平的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下方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；其中，接近传感器。