初晶温度是电解质重要的物理和化学性质之一,同时也是熔盐电解工艺重要的参考数据,掌握初晶温度信息对提高电流效率、降低能耗、电解槽控制有积极意义。因此初晶温度的研究是展开低温电解工艺、新型电解装备开发等节能降耗,绿色环保生产研究的重要前提之一。本课题的主要目的是设计一套测量铝电解质初晶温度的设备,为电解铝的生产过程提供依据。初晶温度的测量方法有目测法、热分析法和差热分析法等,其中热分析法中的步冷曲线法适用于实时检测并作为本次课题的理论基础。针对铝电解车间有强磁场干扰,铝电解槽数量大等特点,设计一套便携式可移动测量装置。前端只负责温度采集,并通过ZigBee无线传输的方式将数据传至数据处理单元,数据处理单元负责实时接收温度数据,显示温度曲线,计算初晶温度等,这样技术人员只需要移动前端温度采集单元就可以完成初晶温度的测量。本文阐述了初晶温度检测装置的功能需求,包括采集到精确地温度数据,实时显示温度和曲线等,针对这些功能需求提出多种技术方案并对比其优缺点,选择最合适的方案。设计了前端温度采集单元的硬件电路,搭建测试平台并对硬件系统进行调试和改进。在学习嵌入式系统,Qt应用开发的基础上,编写了数据处理单元的软件代码。另外对初晶温度算法进行了研究,根据步冷曲线的特征提出差分法和密度法计算初晶温度,利用现场采集的实验数据进行分析最终采用温度密度法。对装置进行标定,并根据测试结果对装置改进。最后用信号发生器模拟热电偶信号进行演示和测试,并在信号中增加噪声,对实验结果进行分析。系统测试结果表明,用户可以通过该装置准确的完成对铝电解质初晶温度的测量。