Система, устройство и способ мониторинга электролитных ванн, а также способ выработки высокочистой меди

(2009.01), 25 1/12 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ электронное устройство, питаемое электрическим потенциалом,приложенным к концам электролитной ванны. Для достижения этой задачи предусмотрено повышение потенциала. В случае если электрический потенциал, приложенный к концам электролитной ванны,является недостаточным, питание устройства осуществляется от аккумуляторной батареи. Указанное устройство осуществляет связь с одним или несколькими датчиками электролитной ванне, а также со вторым электронным устройством, причем первое и второе электронные устройства осуществляют между собой беспроводную связь. Более конкретно, первое электронное устройство осуществляет беспроводную передачу сигналов данных ко второму электронному устройству, принимающему их соответствующим образом. Первое и второе электронные устройства физически разнесены друг от друга, и осуществляют связь через частную или общую сети,предпочтительно используя технологию широкополосной связи. Второе электронное устройство предпочтительно передает сигналы данных в компьютер для их дальнейшей обработки. Заявленную систему можно использовать для выработки меди.(73) КЕННЕКОТТ ЮТА КОППЕР ЛЛК(74) Шабалина Галина Ивановна Шабалин Владимир Иванович(54) СИСТЕМА, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ МОНИТОРИНГА ЭЛЕКТРОЛИТНЫХ ВАНН, А ТАКЖЕ СПОСОБ ВЫРАБОТКИ ВЫСОКОЧИСТОЙ МЕДИ 20030 Данное изобретение относится к мониторингу электролитных ванн электрометаллургических систем, включая, например 1) системы электролитического рафинирования и электрохимического извлечения меди, цинка,никеля, свинца, кобальта и других подобных им металлов,2) электролитные ванны,например,хлорощелочных систем,3) системы электролиза в расплаве солей,например, электролиза алюминия и магния. Поскольку данное изобретение можно использовать, в том числе, для мониторинга электролитных ванн на этапе рафинирования меди в процессе ее выработки, то далее данное изобретение поясняется на примере производства меди, не ограничивающем объем патентных притязаний. Процесс выработки меди включает в себя последовательность хорошо известных из уровня техники этапов - добычу руды, ее дробление и измельчение, обогащение, выплавку,конвертирование и рафинирование. Эти этапы представлены на фиг.1 в виде блок-схемы и более подробно раскрыты ниже. Как следует из чертежа,на этапе добычи 10 руду отделяют и собирают. В ходе операции дробления и измельчения 12 руда переходит в раздробленное и измельченное состояние, т.е. в мелкий порошок, содержащий необходимые рудные минералы в свободном состоянии. На этапе обогащения 14 из рудных минералов создают водяную взвесь, которую затем фильтруют и подсушивают, получая пригодный для выплавки жидкий концентрат. На этапе выплавки 16 осуществляют выплавку (т.е. плавку и окисление) железа и серы, присутствующих в жидком концентрате, с получением купферштейна. На этапе конвертирования 18 купферштейн путем окисления преобразуют в черновую медь. И, наконец, на этапе рафинирования 20 черновую медь преобразуют в медь более высокой степени рафинирования. Далее показанные на фиг.1 этапы описаны более подробно. Эти этапы приведены в качестве примера и не должны рассматриваться как ограничение объема притязаний данного изобретения. Как известно, под поверхностью Земли находятся большие запасы руды, содержащие различные минералы, в число которых входят сульфиды меди или меди-железа, например,халькоцит, халькопирит и борнит. При отделении руды, для последующей ее подготовки к погрузке и транспортировке на установку по дроблению и измельчению, в руде бурят шпуры для ее подрыва взрывчатыми веществами. На установке по дроблению и измельчению руду дробят, смешивают с водой и измельчают в мелкий порошок различными устройствами дробления и измельчения, после чего смесь перекачивают на обогатительную установку. Раздробленная и измельченная руда обычно содержит менее 2 весовых процентовмеди. На обогатительной установке раздробленную и измельченную руду обогащают и преобразуют в жидкий концентрат в виде суспензии. Более 2 конкретно, раздробленную и измельченную руду смешивают с водой, химикатами и воздухом во флотационной камере, в результате чего к пузырькам воздуха, поднимающимся вверх внутри флотационной камеры,прилипает медь,присутствующая в составе раздробленной и измельченной руды. Всплывшие на поверхность флотационной камеры пузырьки воздуха собираются, образуя жидкий концентрат. Таким образом, на этапе обогащения 14 раздробленную и измельченную руду преобразуют в жидкий концентрат в виде суспензии, обычно содержащий около 25-35 меди (и 20-30 воды). После этого, посредством применения различных фильтров, концентрат обезвоживают,получая влажный медный концентрат, подлежащий транспортировке ленточными конвейерами,погрузчиками, рельсовыми тележками и др. Концентрат плавят с использованием тепла и кислорода, получая в результате шлак и сульфид меди-железа, называемый купферштейн. Более конкретно, влажный концентрат сначала подвергают сушке в большом вращающемся барабане или подобном сушильном устройстве. Потом высушенный концентрат поступает на этап выплавки, во время которого его смешивают с воздухом, обогащенным кислородом, и нагнетают в плавильную печь через камеру сгорания обогатителя. Внутри плавильной печи высушенный концентрат подвергают воздействию температуры свыше 2300 , вследствие чего он частично окисляется и плавится за счет тепла, выделяемого в процессе окисления серы и железа, присутствующих в составе расплавленного концентрата. Во время этого процесса выделяются три продукта 1) отходящие газы, 2) шлак и 3) купферштейн. Отходящие газы, содержащие диоксид серы (т.е. 2), поступают в систему обработки отработанных газов через отводную трубу плавильной печи. Шлак содержит кремнезем и железо или, более конкретно, безрудный минерал,флюс и оксиды железа. Он обладает малым удельным весом (т.е. меньшей плотностью) по сравнению с купферштейном и поэтому всплывает на поверхность купферштейна. Купферштейн,напротив, содержит сульфид меди и сульфид железа и поэтому имеет больший удельный вес (т.е. более высокую плотность) ПО сравнению со шлаком, что позволяет ему образовываться, собираться и опускаться в резервуар или отстойник,расположенный в нижней части плавильной печи. Шлак периодически отводят. Более конкретно,шлак и купферштейн обычно разделяют, удаляя шлак с купферштейна через различные отводные отверстия в боковых стенках плавильной печи. Эти отводные отверстия обычно выполнены в боковых стенках на относительно большой высоте, чтобы шлак можно было удалять из плавильной печи без удаления купферштейна. И наоборот, отводные отверстия для купферштейна выполнены в боковых стенках на относительно малой высоте, чтобы купферштейн можно было удалять из плавильной печи без удаления шлака. 20030 Таким образом, на этапе плавки 16 жидкий концентрат плавят,получая купферштейн,содержащий примерно 35-75 меди. После отделения шлака от купферштейна этот купферштейн может быть 1) направлен непосредственно в конвертерную печь, 2) направлен в копильную печь для последующей подачи в конвертерную печь или 3) преобразован в твердую форму путем сверхбыстрого охлаждения в воде с образованием гранул, складируемых в большом закрытом пространстве для последующей подачи в конвертерную печь. В конвертерной печи из купферштейна удаляют различные оставшиеся примеси, получая в результате расплав меди,называемый черновой медью. Существуют два основных типа конвертерных печей, а именно конвертерные печи для обжига во взвешенном состоянии и ванные конвертерные печи. Назначение печи каждого типа - окисление(т.е. конвертирование) сульфидов металлов с преобразованием их в оксиды металлов. Примером конвертерных печей для обжига во взвешенном состоянии, также называемых суспензионными печами, является конвертерная печь для обжига во взвешенном состоянии, применяемая компанией. на своем предприятии в городе Магна, штат Юта. Примером ванных конвертерных печей является ванная конвертерная печь, применяемая 1) компанией. на своем предприятии в Хорне, Канада, 2) компаниейна предприятии в Садбери, Канада и 3) компанией. на предприятии в Наошиме, Япония. Независимо от типа конвертерной печи купферштейн преобразуют в этой печи в черновую медь за счет его реакции с кислородом. Более конкретно, в случае ванных конвертерных печей,расплав купферштейна загружают в печь и нагнетают в него через фурмы или газовые инжекторы воздух или обогащенный кислородом воздух. Затем в ванную конвертерную печь добавляют кремнеземистый флюс, смешиваемый с окисляемым железом с образованием шлака. В другом случае, при конвертировании путем обжига во взвешенном состоянии, твердый купферштейн сначала измельчают до приемлемого размера (т.е. в порошок), а потом нагнетают его в печь для обжига во взвешенном состоянии с использованием обогащенного кислородом воздуха(с содержанием кислорода около 70 - 90). В порошкообразный купферштейн также добавляют флюс, как правило оксид кальция, но это может быть также кремнезем или смесь оксида кальция и кремнезема. Порошкообразный купферштейн сгорает в кислородной атмосфере и выделяет тепло,достаточное для плавления материалов и флюса и для образования расплава черновой меди и шлака. В результате этих процессов конвертирования получают два следующих продукта 1) шлак и 2) черновую медь. Шлак содержит безрудный минерал, металлическую медь (т.е. С 0), оксиды меди (в основном, в виде 2), флюс и оксиды железа, и имеет малый удельный вес (т.е. меньшую плотность) по сравнению с черновой медью, что позволяет ему всплывать на поверхность черновой меди. Черновая медь содержит безрудный минерал,металлическую медь (т.е. С 0), .оксиды меди (в основном, в виде С 2 О) и сульфиды меди (в основном, в виде 2), и имеет большой удельный вес (т.е. более высокую плотность) по сравнению со шлаком, что позволяет ей образовываться,собираться и опускаться в резервуар или отстойник,расположенный в нижней части конвертерной печи. В то время как толщина верхнего слоя шлака, как правило, составляет примерно 30 сантиметров,толщина нижнего слоя черновой меди составляет примерно 50 сантиметров. Если в качестве конвертерной печи используется ротационная ванная конвертерная печь, то шлак и черновую медь периодически по отдельности сливают из колошника или сливного носка. Если же конвертерная печь представляет собой стационарную ванную конвертерную печь, то для удаления шлака и черновой меди используют выполненные отводы. Эти отводы, как правило,содержат различные летки, расположенные на разной высоте на одной или нескольких боковых стенках конвертерной печи, при этом каждый из указанных продуктов удаляют из конвертерной печи независимо друг от друга способом, аналогичным способу, применяемому в плавильной печи. В конвертерных печах других типов обычно выполнено одно или несколько выпускных отверстий для непрерывного слива шлака и черновой меди с использованием, например,соответствующего затвора для удержания шлака. Разделение шлака и черновой меди является не абсолютным. То есть,шлак содержит дополнительную медь,обычно в виде металлической меди (т.е. С 0) и оксидов меди (в основном, в виде С 2 О), в то время как черновая медь содержит различные пустые породы и неизвлеченные минералы(например,серу),преимущественно в форме оксидов меди (в основном, в виде С 2 О), сульфидов меди (в основном, в виде 2), ферросиликатов и т.д. Медь,содержащаяся в шлаке, представляет собой потерю металла, который может быть извлечен путем переработки шлака в плавильной печи, при этом пустая порода и неизвлеченные минералы в черновой меди составляют примеси, которые могут быть удалены либо в анодной печи, либо электролитическим рафинированием. Таким образом, на этапе конвертирования 18 купферштейн преобразуют в черновую медь,обычно содержащую более 98 меди. Наконец,черновую медь подвергают рафинированию,обычно сначала пирсметаллургическим способом,а затем электролитическим способом. Более конкретно,черновую медь подвергают этапу дополнительной очистки для дальнейшего повышения содержания меди, например, огневому рафинированию в отражательной или ротационной анодной печи. Затем черновую медь отливают в большие толстые пластины,называемые анодами,которые 3 20030 транспортируют от анодной литейной установки на предприятие электролитического рафинирования меди, используя как правило автотранспорт,железнодорожный транспорт и т.п. На предприятии электролитического рафинирования меди аноды опускают в кислотный раствор с содержанием свободной серной кислоты примерно 120-250 г/л и растворенной меди примерно 30-50 г/л. Также,аноды соединяют с положительным полюсом источника постоянного тока посредством электрического соединения. Для обеспечения электролиза анодов в этом водном электролите их с чередованием разделяют нерастворимыми пластинами из нержавеющей стали, называемыми пусковыми листами или катодами, имеющими отрицательный заряд. После этого между анодами и катодами в течение заранее определенного периода времени пропускают электрический ток,вызывающий перемещение ионов меди от анодов к катодам с образованием на этих катодах пластин,содержащих примеси (т.е. серы и металлов,отличных от меди и без содержания кислорода) в размере менее 20 частей на миллион. Для растворения анодов и осаждения меди на катодах при соответствующей плотности тока примерно 160-380 А/м 2 обычно достаточно напряжения около 0,1 - 0,5 Вольт. С каждым анодом используют две катодные пластины, на которых осаждается рафинированная медь, после чего катодные пластины промывают и они готовы для конечного применения. На стандартном предприятии рафинирования меди с выработкой 300 000 тонн медных катодов в год, может использоваться до 1 440 электролитных ванн, каждая с 46-ю анодами и 45-ю катодными пластинами, что дает общее число 131 000 штук,подвешенных в электролитных ваннах. На таком стандартном предприятии рафинирования меди каждый катод и каждый анод имеют электрическое соединение с рафинировочной системой электропитания через по меньшей мере два контакта на опорных зажимах анодов и подвесных стержнях катодов. Это означает, что всего может существовать более 260 000 электрических соединений (т.е. два соединения на анод и два соединения на катод, умноженные на число катодов и анодов). Важным параметром, влияющим на эффективность процесса рафинирования, является отсутствие коротких замыканий между анодами и катодными пластинами. Как далее раскрыто в данной заявке, короткие замыкания возникают при смещении анодов и катодов или при неоднородном наращивании слоя осажденной меди на катоде и его соприкосновении с анодом. В случае возникновения короткого замыкания требуемый процесс покрытия медью нарушается, и эффективность использования электроэнергии снижается. Соответственно,короткое замыкание приводит к уменьшению падения напряжения между анодами и катодами. Важное влияние на эффективность рафинирования оказывает отсутствие разрывов и коротких замыканий между анодами и катодами. Как далее раскрыто в данной заявке, короткие 4 замыкания возникают при смещении анодов и катодов или при неоднородном наращивании слоя осажденной меди на катоде и его соприкосновении с анодом. В случае возникновения коротких замыканий, указанный процесс покрытия медью нарушается. С другой стороны, разорванные цепи возникают при плохом контакте между источником питания и анодами или катодами. В случае возникновения разрыва цепи эффективность использования электроэнергии снижается. Таким образом, на этапе рафинирования 20 черновую медь очищают до рафинированной меди,как правило, содержащей примерно 99,99 меди(т.е. практически чистая медь). После операции рафинирования 20 рафинированную на катоде медь можно преобразовывать в любой медный продукт,применяя традиционные способы и технологии,хорошо известные из уровня техники. Эффективность операции рафинирования 20 меди можно увеличить путем повышения эффективности мониторинга электролитных ванн. Более конкретно,необходимо выполнять тщательный мониторинг как минимум двух важных параметров электролитных ванн - напряжения электролитной ванны и ее температуры. Отсутствие надлежащего мониторинга этих двух параметров электролитной ванны, а также других параметров,может привести к ухудшению процесса извлечения металла, увеличению процента брака и к неэффективному использованию энергии. Тем не менее, большинство предприятий по извлечению и рафинированию металлов не проводят эффективный мониторинг указанных параметров электролитных ванн, как правило по причине высоких издержек,связанных с подобным мониторингом. Эти издержки особенно высоки, когда с устройством мониторинга и передачи параметров соединена каждая электролитная ванна в цехе электролиза,поскольку в этом случае необходимо использовать значительное число соединительных проводов,размещенных в агрессивной среде, для которой свойственны коррозия и наличие сильных магнитных полей. В частности, поскольку падение напряжения на каждой электролитной ванне составляет около 0,1 - 0,5 вольт, то падение напряжения во всем цеху электролиза составляет несколько сотен вольт. По сути, даже простое подсоединение проводов к отдельным электролитным ваннам и их проведение к устройству мониторинга напряжения является небезопасным, по причине того, что электрический потенциал может быть смертельным. Таким образом, существующие в настоящее время устройства и способы мониторинга электролитных ванн являются дорогостоящими и требуют длинных соединительных проводов. Оба этих недостатка оказали существенное негативное влияние на коммерческое распространение устройств эффективного мониторинга электролитных ванн. Как результат,при электролитическом рафинировании меди обычно возникают разорванные и короткозамкнутые цепи. Они 20030 обусловлены многими причинами, к числу которых относятся 1) плохие физические свойства анодов и катодов 2) плохой контакт между источником питания и анодами или катодами 3) смещение анодов и катодов и 4) локальные колебания температуры электролита, уровней добавок или химикатов. Таким образом,эффективный мониторинг электролитных ванн имеет большое значение в процессе электролитического рафинирования меди, позволяя операторам системы обнаруживать разорванные и короткозамкнутые цепи между анодами и катодами, которые, если их не устранить, снижают эффективность тока и приводят к проблемам в последующих процессах,например, к плохому образованию катода. Как известно, разорванные и короткозамкнутые цепи оказывают исключительно неблагоприятное воздействие на процент примесей е меди, на процентное содержание меди, и на внешний вид меди. Что касается методов стандартного мониторинга,то они направлены только на выявление коротких замыканий между анодами и катодами. Обычно, для выполнения этого мониторинга используют ручной флюксметр, позволяющий обнаружить нарушения магнитных полей вокруг катода. При подобной операции обычно требуется физически обходить аноды и катоды каждой электролитной ванны и отслеживать показания ручного флюксметра,фиксируя случаи значительных отклонений стрелки прибора. Часто флюксметр закрепляют на дистальном конце длинного стержня или штанги,благодаря чему появляется возможность удерживать его рядом с катодной подвесной штангой. Тем не менее, эта процедура трудна с эргономической точки зрения, а также травмоопасна. Более того,указанный обход, совершаемый по электролитным ваннам, зачастую нарушает взаимное расположение анодов и катодов, приводит к их загрязнению и часто является причиной возникновения других проблем. Поскольку технология определения разрыва и короткого замыкания цепей связана скорее с результатом их проявления, а не с вызвавшими их причинами, то ее широко применяют для улучшения качества электродов. Соответственно, после обнаружения короткого замыкания, его обычно устраняют следующим образом - прощупывают стержнем из нержавеющей стали участок между анодом и катодом, локализуя место дефекта, а затем отделяют (т.е. отламывают) чрезмерный нарост меди в месте короткого замыкания. Эта операция зачастую требует подъема катода из электролитной ванны. Однако, к сожалению, многие случаи разрыва и короткого замыкания цепей нельзя обнаружить, до тех пор, пока они не приведут к значительным повреждениям. Патент Великобритании 2254416 раскрывает систему мониторинга электролитических ванн,содержащую инфракрасное сканирующее устройство, перемещающееся поверх группы электролитических ванн по специально предусмотренному для этого рельсу. Таким образом, существует необходимость в системах и способах мониторинга электролитных ванн, которые были бы менее дорогостоящими,оказывали меньшее влияние на работу электролитных ванн,требовали меньшего технического обслуживания и имели более высокую производительность. Подобные системы и способы могут повысить эффективность использования энергии и производительность на этапе рафинирования 20 во время выработки меди. Другими словами, существует необходимость в экономичных, оказывающих минимальное влияние на работу, требующих минимального технического обслуживания и более эффективных системах и способах мониторинга электролитных ванн,предназначенных для измерения параметров электролитных ванн, таких как анодное и катодное напряжение и температура анодов и катодов, на стадии рафинирования 20 меди во время выработки меди. Согласно первому аспекту изобретения предложена система,содержащая первое электронное устройство, питаемое от электролитной ванны, причем питание обеспечено за счет электрического потенциала, приложенного к концам электролитной ванны. В этом устройстве для выполнения задачи питания предусмотрено повышение напряжения. Если электрический потенциал, приложенный к концам электролитной ванны, недостаточен для питания указанного устройства, то его питание может быть осуществлено также от аккумулятора. В любом случае, это устройство связано с одним или несколькими датчиками для электролитной ванны, а также со вторым электронным устройством, причем первое и второе электронные устройства соединены посредством беспроводной связи. Более конкретно,второе электронное устройство принимает сигналы данных от первого электронного устройства, а первое электронное устройство передает ему сигналы данных, причем первое и второе электронные устройства предпочтительно физически разнесены и осуществляют связь между собой по частной или общей сети, предпочтительно используя технологию широкополосной связи. Кроме того, второе электронное устройство также предпочтительно передает сигналы данных в компьютер для последующей обработки этих сигналов данных. Согласно другому аспекту изобретения предложено устройство мониторинга электролитных ванн, содержащее электронный компонент, находящийся в связи с датчиками для электролитной ванны, причем питание этого компонента обеспечено за счет электрического потенциала, приложенного к концам электролитной ванны, при этом зачастую для выполнения указанной задачи обеспечения питания предусмотрено повышение напряжения. Если электрический потенциал, приложенный к концам электролитной ванны, недостаточен для питания этого устройства, то его питание может быть осуществлено также от аккумуляторной батареи. 5 20030 Согласно другому аспекту изобретения предложен способ мониторинга электролитных ванн,предусматривающий использование электронного устройства,питаемого от электролитной ванны, причем питание обеспечено за счет электрического потенциала, приложенного к концам электролитной ванны, при этом для выполнения задачи обеспечения питания предусматривают повышение напряжения. Если электрический потенциал, приложенный к концам электролитной ванны, недостаточен для питания указанного устройства, то его питание может быть осуществлено также от аккумуляторной батареи. В любом случае, это устройство связано с одним или несколькими датчиками для электролитной ванны, а также со вторым электронным устройством, причем первое и второе электронные устройства соединены посредством беспроводной связи. Более конкретно,согласно этому способу сигналы данных передают по беспроводной связи от первого электронного устройства ко второму электронному устройству,причем первое и второе электронные устройства предпочтительно физически разнесены и осуществляют связь между собой по частной или общей сети, предпочтительно используя технологию широкополосной связи. Согласно другому аспекту изобретения предложен способ выработки высокочистой меди,включающий в себя опрос датчиков,контролирующих параметры электролитных ванн,соответствующие физическим свойствам ванны,причем опрос сопровождается генерированием сигналов данных с последующей беспроводной передачей их к удаленному электронному устройству. Далее изобретение описано более подробно на примере иллюстративных вариантов его выполнения, которые являются неотъемлемой частью данной заявки, не ограничивают объем патентных притязаний и изложены со ссылкой на сопутствующие чертежи,на которых соответствующие элементы обозначены одинаковыми номерами позиций, при этом Фиг.1 изображает блок-схему электрометаллургического способа выработки меди,соответствующего известному уровню техники Фиг.2 в аксонометрии изображает ведомое устройство, соединенное с типовой электролитной ванной Фиг.3 изображает функциональную схему предложенной системы мониторинга, содержащей ведомое устройство, которое осуществляет связь с ведущим устройством, осуществляющим связь с компьютером Фиг.4 изображает структурную схему сети беспроводной связи, соответствующей предпочтительному варианту данного изобретения Фиг.5 изображает функциональную блок-схему ведомого устройства Фиг.6 иллюстрирует визуальное представление предпочтительного напряжения частотой мигания светодиода. 6 Фиг.7 изображает предпочтительную цепь повышения напряжения Фиг.8 изображает функциональную блок-схему ведущего устройства Фиг.9 иллюстрирует блок-схему предпочтительного алгоритма функционирования ведомого устройства Фиг.10 иллюстрирует, блок-схему предпочтительного алгоритма функционирования ведущего устройства Фиг.11 иллюстрирует блок-схему предпочтительного алгоритма функционирования ретранслятора данных Фиг. 12 иллюстрирует блок-схему предпочтительного алгоритма функционирования центрального ведущего устройства. На фиг.2 показана электролитная ванна 22, в которой анодные пластины (т.е. аноды) А и катодные листы (т.е. катоды) С скомпонованы попеременно рядом друг с другом и погружены в водный электролит 24, заполняющий пространство между внутренними стенками 25 а электролитной ванны 22. При выработке меди водный электролит 24 обычно заливают до уровня, по существу соответствующего верхней поверхности 26 электролитной ванны 22, хотя для большей наглядности на рисунке показано его меньшее количество. Внутри электролитной ванны 22 аноды А и катоды С соединены скобами с токовыми шинами 28, проложенными по верхней поверхности 26 по всей длине электролитной ванны 22. По токовым шинам 28 к электролитной ванне 22 проходит электрический ток,обеспечивая перемещения ионов меди от анодов А к катодам С. Хотя электролитная ванна 22 обычно находится под сверхнизким напряжением (т.е. 0,1 - 0,8 В), для электролитной ванны 22 ординарным является ток в 25000 ампер. Это напряжение электролитной ванны,как правило, обеспечено питанием от напряжения на шине,представляющим собой напряжение,приложенное к концам анодов А и катодов С для обеспечения перемещения ионов. Стандартный цех электролиза по выработке меди имеет до сорока (40) секций, каждая из которых содержит тридцать шесть (36) электролитных ванн 22. Кроме того, типичная электролитная ванна 22 содержит сорок шесть (46) анод-катодных пар А-С типичный цех электролиза зачастую содержит 1 440 электролитных ванн или свыше 66 240 анодкатодных пар А-С. Так как между любыми анодкатодными парами А-С в любой момент времени могут возникать короткие замыкания, то для увеличения объема выработки меди чрезвычайно полезен постоянный мониторинг электролитных ванн. Однако в связи с этим возникает необходимость подачи электрического питания на устройство мониторинга электролитных ванн 22,что представляет собой довольно тяжелую задачу. Таким образом, операции внедрения и технического поддержания системы мониторинга, оснащенной жестко смонтированными соединительными проводами, являются сложными и дорогостоящими,в связи с чем в настоящее время менее 60 20030 рафинировочных предприятий в мире используют мониторинг работы электролитных ванн, несмотря на все ранее описанные преимущества, которые могут быть достигнуты за счет такого мониторинга. Питаемое от электролитной ванны ведомое устройство 30 на базе микропроцессора имеет электрическое соединение с электролитной ванной 22 и при этом оно связано с токовыми шинами 28 электролитной ванны 22 электрическими соединениями 31. Ведомое устройство 30 также имеет механическое соединение с электролитной ванной 22. Например, согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления,ведомое устройство 30 подвешено на проволочном каркасе (не показан),закрепленным на верхней поверхности 26 вдоль соответствующей внешней стенки 25 Ъ электролитной ванны 22. Согласно другому варианту изобретения электролитная ванна 22 имеет выемку, предназначенную для размещения в ней ведомого устройства 30. Согласно еще одному варианту одно или несколько ведомых устройств 30 охватывают соседние электролитные ванны 22,расположенные в непосредственной близости друг от друга. Кроме того, если ведомое устройство имеет физический контакт с электролитной ванной 22, то согласно еще одному варианту изобретения,его заключают в подходящий корпус,обеспечивающий защиту от воздействующей на него неблагоприятной среды. В любом случае, из уровня техники известны технологии осуществления электромеханических соединений,которые позволяют не использовать в заявленной системе интегрированные компоненты. Напротив,согласно изобретению, подходящие места и способы соединений выбраны таким образом, чтобы довести до максимума величины сигнала линии беспроводной связи (например, радиосвязи) и свести к минимуму вмешательство в другие этапы выработки меди, например устранить короткое замыкание при передвижении операторов по верхней поверхности 26 электролитной ванны 22. Кроме того, ведомое устройство 30 соединено и имеет электрическое соединение с различными датчиками (не показаны), контролирующими параметры электролитных ванн, соответствующие физическим свойствам электролитной ванны 22, с которой соединены эти датчики. Например,типичными параметрами электролитной ванны являются ее напряжение, температура и мутность. Соответственно, подходящие датчики напряжения контролируют напряжение электролитной ванны,подходящие датчики температуры (например,термометры, термисторы и т.п.) контролируют температуру электролитной ванны, а подходящие датчики мутности контролируют мутность электролитной ванны, зачастую с использованием лазерной технологии. Также, подходящие датчики обеспечивают мониторинг реактивов, характерный ионный мониторинг электродов и мониторинг состава водного электролита 24. Все эти датчики находятся в контакте с ведомым устройством 30 и имеют с ним соединение. Согласно одному из предпочтительных вариантов изобретения, мониторинг температуры электролитных ванн осуществляют, например, при размещении датчиков внутри электролитной ванны 22, например, путем размещения одного из них рядом со сливом 29 электролитной ванны 22, а другого вдоль одной или нескольких внутренних стенок 25 а этой электролитной ванны. Таким образом, осуществлен мониторинг точной величины потери или баланса тепла в электролитной ванне 22. В качестве датчика температуры предпочтительно использовать цифровой термометр высокой точности 1820 1-, производства компании, ., Саннивейл,Калифорния. Этот датчик температуры имеет точность 0,5 С в диапазоне от -10 до 85 С. Его показания снимают по последовательной шине 1 в формате двоичных дополнительных кодов с разрешением 12 битов (т.е. 0,0625 С), он не требует поверки в условиях эксплуатации, имеет пассивное питание по сигнальной линии, имеет уникальный постоянный 64-разрядный полупроводниковый серийный номер, являющийся адресом шины для датчика и позволяющий одновременно работать на одной и той же шине 1- нескольким датчикам 1820. Также могут быть использованы и другие подходящие датчики температуры. Один или несколько параметров электролитной ванны соответствуют одному или нескольким физическим свойствам электролитной ванны 22, с которой соединены датчики. Указанные датчики могут представлять собой внутренние элементы ведомого устройства 30 или, как вариант, их можно присоединять к нему позднее в качестве дополнительных элементов. Таким образом,ведомое устройство 30 обладает универсальностью по отношению к датчикам, с которыми используется. На фиг.3 представлено ведомое устройство 30,предпочтительно находящееся в электронной связи с одним или несколькими ведущими устройствами 32 через сеть 34 беспроводной связи в режиме реального времени. Связь между ведомыми устройствами 30 и ведущими устройствами 32 предпочтительно является двухсторонней, причем каждое устройство обладает возможностями передачи и приема. Может быть использована любая сеть 34 беспроводной связи, включая общие и частные сети 34 беспроводной связи. Например, в качестве стандартных низкоскоростных персональных сетей беспроводной связи обычно используют сети стандарта 802.15.4. В предпочтительном случае ведущие устройства 32 физически разнесены и отделены от ведомых устройств 30. Например, ведущие устройства 32 могут быть подвешены или установлены на стойке,потолке или стене в цехе электролиза. Другими словами, ведущие устройства 32 расположены за пределами рабочей зоны электролитных ванн 22 и соответствующих ведомых устройств 30. Таким образом, в то время как ведомые устройства 30 имеют электрические и механические соединения с 7 20030 электролитными ваннами 22, ведущие устройства 32 физически отделены от них. Компьютер 36 имеет электронное соединение с ведущими устройствами 32 посредством проводного стандартного сетевого интерфейса 37, например,соединяющего ведущие устройства 32 с компьютером 36 через порт -232, один из портов следующего поколения -422/-485, -порт или -порт. Все эти способы подключения последовательных устройств хорошо известны из уровня техники. Компьютер 36 функционирует как обычный компьютер или машиночитаемый носитель, и реализован в виде настольного ПК,портативного ПК, карманного ПК или другого подходящего компьютерного устройства. Как правило, он содержит процессорную систему, при этом его компоненты не являются внутренними компонентами заявленной системы. Как показано на рисунке, ведомые устройства 30 обычно выполняют три основные функции 1) измеряют один или несколько параметров электролитных ванн 22 2) преобразуют параметры электролитных ванн в один или несколько сигналов данных (т.е. в цифровые данные или цифровые сигналы), используя традиционные аналогоцифровые(/) преобразователи и 3) осуществляют беспроводную передачу этих сигналов данных одному или нескольким ведущим устройствам 32 через сеть 34 беспроводной связи в режиме реального времени. Также, они реализуют обработку цифровых сигналов и используют внутреннюю информацию самодиагностики. Ведущие устройства 32 обычно выполняют две основные функции 1) принимают сигналы данных от одного или нескольких ведомых устройств 32 через сеть 34 беспроводной связи в режиме реального времени и 2) передают эти сигналы данных в компьютер 36. И, наконец, компьютер 36 обычно выполняет две основные функции 1) принимает сигналы данных от ведущих устройств 32 и передает данные в базу данных или в архив данных, хранящиеся на компьютере 36 или на другом компьютере (не показан) в компьютерной сети предприятия (не показана на фиг.3) и 2) обрабатывает и анализирует данные и выдает диагностическую информацию о состоянии связи ведомых устройств 30 и ведущих устройств 32. Эти каналы беспроводной связи в системе мониторинга электролитных ванн по существу не являются односторонними,а осуществляют также двухстороннюю связь, при которой функции передатчика и приемника объединены в одном устройстве. В крупном цехе электролиза ведущие устройства 32 осуществляют связь через один или несколько ретрансляторов 40 данных и центральное ведущее устройство 42. Вследствие большого размера цеха электролиза или из-за других причин, также можно использовать несколько центральных ведущих устройств 42. Согласно предпочтительному варианту изобретения ведомые устройства 30 осуществляют беспроводную передачу на ведущие устройства 32,8 выполняющие функции связующих звеньев между ведомыми устройствами 30 и компьютером 36. Это происходит, главным образом, для того, чтобы компьютер 36 находился вне цеха электролиза и его агрессивной среды. Однако согласно другому предпочтительному варианту изобретения ведомые устройства 30 осуществляют беспроводную передачу напрямую в компьютер -36, не передавая данные в ведущие устройства 32, как в связующие звенья. На фиг.4 показан предпочтительный вариант сети 34 беспроводной связи в режиме реального времени, в соответствии с которым, первое ведущее устройство 32 а обслуживает порядка нескольких сотен первых ведомых устройств 30 а, в качестве части первой подсистемы 38 а. Аналогичным образом,второе ведущее устройство 32 обслуживает порядка нескольких сотен вторых ведомых устройств 30, в качестве части второй подсистемы 38, и подобным образом это относится к -му ведущему устройству 32 и к -ой подсистеме 38. Как следует из рисунка, каждое ведущее устройство 32 физически отделено от соответствующего комплекта ведомых устройств 30 и находится с ним в беспроводной связи. В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения принято, что от четырех (4) до восьми(8) ведущих устройств обслуживают 1440 электролитных ванн 22, рассредоточенных по площади в несколько гектаров, занимаемой типовым цехом электролиза по производству меди. Однако, при необходимости, размер заявленной системы можно варьировать,и можно предусмотреть большее или меньшее число ведущих устройств 32. Кроме того, как раскрыто далее, каждое ведущее устройство 32 в предпочтительном случае осуществляет скачкообразную перестройку частоты, т.е. каждое ведущее устройство 32 использует систему скачкообразной перестройки частоты. Другими словами, эти ведущие устройства 32 используют различные последовательности скачкообразной перестройки частоты,в результате чего обеспечивается возможность одновременной работы нескольких ведущих устройств 32. Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, электронное соединение между ведущими устройствами 32 и компьютером 36 включает в себя электронные соединения от ведущих устройств 32 к ретрансляторам 40 данных,от ретрансляторов 40 данных к центральному ведущему устройству 42 и от центрального ведущего устройства 42 к компьютеру 36, как показано на фиг.4. Более конкретно, первое ведущее устройство 32 а осуществляет электронную связь с первым ретранслятором 40 а данных, второе ведущее устройство 32 Ь осуществляет электронную связь со вторым 40 Ь ретранслятором данных и аналогично- ведущее устройство 32 п осуществляет электронную связь с -ым ретранслятором 40 п данных. В предпочтительном случае каждый из ретрансляторов 40 данных представляет собой другое ведомое устройство 30 и осуществляет связь 20030 между соответствующим ведущим устройством 32 и центральным ведущим устройством 42. В предпочтительном случае центральное ведущее устройство 42 представляет собой другое ведущее устройство 32 и осуществляет связь между соответствующими ретрансляторами 40 данных и компьютером 36. Таким образом, имеется система двухсторонней связи ведомое устройств о - ведущее устройство - ведомое устройство - ведущее устройство для передачи данных от датчиков электролитной ванны 22 в компьютер 36 через сеть 34 беспроводной связи в режиме реального времени. Согласно предпочтительному варианту изобретения,каждое из ведомых устройств 30, ведущих устройств 32, ретрансляторов 40 данных, а также центральное ведущее устройство 42 выполнены на базе одних и тех же аппаратных средств, что упрощает построение этой системы. Для достижения этой цели каждое устройство снабжено соответствующим программным обеспечением. Тогда как электронная связь между 1) ведомыми устройствами 30 и ведущими устройствами 32, 2) ведущими устройствами 32 и ретрансляторами 40 данных и 3) ретрансляторами 40 данных и центральным ведущим устройством 42 является беспроводной, связь между центральным ведущим устройством 42 и компьютером 36 предпочтительно является проводной с использованием традиционного сетевого интерфейса 37, например,соединяющего центральное ведущее устройство 42 с компьютером 36 через порт -232, один из портов следующего поколения -422/-485, порт или -порт, причем все эти способы подключения последовательных устройств хорошо известны из уровня техники. В любом случае,компьютер 36 обрабатывает сигналы данных,принятые от соответствующих ведомых устройств 30. Согласно предпочтительному варианту изобретения, компьютер 36 обычно выполняет функцию моста или интерфейса данных между системой мониторинга электролитных ванн (т.е. ведомыми устройствами 30,ведущими устройствами 32, ретранслятором 40 данных и центральным ведущим устройством 42) и существующей компьютерной сетью 39 предприятия. Он передает данные в базу данных или в архив данных, хранящиеся на компьютере 36 или на другом компьютере (не показан) в компьютерной сети 39 предприятия, обычно представляющей собой сеть , или в другой информационной системе предприятия. Данные мониторинга электролитных ванн должны быть доступными в компьютерной сети 39 предприятия, с этой целью можно использовать один или несколько компьютерных терминалов 41 с соответствующим программным обеспечением мониторинга электролитных ванн (например,разработки, Эспоо, Финляндия). С компьютерного терминала 41 может быть осуществлен доступ к данным мониторинга электролитных ванн на сервере данных и расчет характеристик электролитных ванн в цехе электролиза, например, производительности цеха электролиза. Результаты могут быть выведены оператору любым приемлемым способом на любой компьютер (т.е. на настольный ПК, портативный ПК, карманный ПК или другое подходящее компьютерное устройство) в компьютерной сети 39 предприятия. В связи с этим используемые компьютерные терминалы 41 содержат клавиатуру 44, монитор 46 и мышь 48 для управления терминалом 41 и взаимодействия с ним, а также принтер 50 для печати на бумаге информации или данных из компьютера 36 или компьютерной сети 39 предприятия. Специалистам данной области техники понятно,что предложенная система может быть реализована аппаратными,программными,программноаппаратными средствами или различными комбинациями этих средств. Типичное средство визуализации может быть реализовано централизованным образом на одном компьютере 36 или, как вариант, распределенным образом, в соответствии с которым множество элементов и компонентов рассредоточено среди множества взаимосвязанных компьютеров 36. Кроме того, для реализации заявленных систем подходит любой тип компьютера 36. Типичная комбинация аппаратного обеспечения и программного обеспечения может,например, представлять собой компьютер 36 общего назначения с установленной компьютерной программой, которая при загрузке и выполнении осуществляет управление компьютером 36 для реализации заявленных систем. Таким образом, согласно предпочтительному варианту изобретения компьютер 36 представляет собой интерфейс для компьютера существующей информационной системы предприятия,функционирующего как архив данных для цеха электролиза и для его операторов. На фиг.5 показана функциональная блок-схема ведомого устройства 30. Более конкретно, между электролитной ванной 22 и ведомым устройством 30 существует как минимум два электрических соединения 31. Для питания ведомого устройства 30 от напряжения на шине, действующего между анодами А и катодами С, используется первое соединение 52. Через это соединение также измеряют напряжение электролитной ванны. Второе соединение 54 осуществляет связь с различными датчиками, контролирующими параметры электролитных ванн,соответствующие физическим свойствам электролитной ванны 22, с которой эти датчики соединены. Типовые значения напряжения электролитных ванн лежат в диапазоне от 0,1 до 0,8 вольт, причем часто они составляют от 0,2 до 0,3 вольта, например,примерно 0,25 вольт. Обычно этого недостаточно для питания ведомого устройства 30 на базе микропроцессора. По этой причине предусмотрено вольтодобавочное устройство 54, раскрытое далее. Вольтодобавочное устройство 54 повышает сверхнизкие напряжения электролитных ванн (т.е. напряжения ниже 0,1 вольт) до напряжения примерно 5,0 вольт. Если электролитная ванна 22 9 20030 обеспечивает недостаточное напряжение для питания вольтодобавочного устройства 54(напряжение выше 0,15 вольт от электролитной ванны 22 может быть получено не всегда), то в качестве источника энергии также предпочтительно использовать аккумуляторную батарею 56 напряжения порядка 3,6 вольт. Типичные виды аккумуляторных батарей 56 включают в себя никель-кадмиевую батарею,никельметаллогидридную батарею,ионно-литиевую батарею и т.п. Аккумуляторная батарея 56 пригодна для использования со слаботочным зарядом и при высокой рабочей температуре окружающей среды. С другой стороны, если электролитная ванна 22 обеспечивает напряжение, достаточное для питания ведомого устройства 30 на базе микропроцессора, то это ведомое устройство 30 используют без вольтодобавочного устройства 54 или аккумуляторной батареи 56. Другими словами, если электролитная ванна 22 обеспечивает напряжение,достаточное для питания вольтодобавочного устройства 54 (т.е. выше 0,15 вольт), то ведомое устройство 30 питается от вольтодобавочного устройства 54, получая энергию только от него. В случае, когда напряжение электролитной ванны достаточно высокое (т.е. выше 0,15 вольт) вольтодобавочное устройство 54 также заряжает аккумуляторную батарею 56. Аккумуляторная батарея 56 может быть подзаряжена различными способами, включая,например 1) подзарядку аккумуляторной батареи 56 каждый раз при наличии достаточного напряжения от электролитной ванны 22 или 2) подзарядку аккумуляторной батареи 56 только в том случае,когда напряжение аккумулятора падает ниже определенного порогового значения. Для снижения помех, при измерении параметров электролитной ванны и при передаче и приеме данных через механизмы беспроводной передачи,предпочтительно выключать вольтодобавочное устройство 54 и осуществлять питание ведомого устройства 30 от аккумуляторной батареи 56. В любом случае, как при использовании питания от вольтодобавочного устройства 54, так и от аккумуляторной батареи 56, постоянное напряжение питания,равное примерно 3,3 вольта,обеспечивается для приемопередатчика 60 и микропроцессора 62 ведомого устройства 30 посредством регулятора 58 напряжения. Приемопередатчик 60 осуществляет связь с ведущими устройствами 32 предпочтительно посредством антенны 64, используя технологию расширения спектра скачкообразной сменой частотыили технологию расширения спектра с применением кода прямой последовательностив промышленном,научном и медицинском диапазоне частот . Изза присутствия опасной рабочей среды,воздействию которой подвергается ведомое устройство 30, в качестве антенны 64 этого устройства 30 предпочтительно использовать внутреннюю антенну, но при необходимости или 10 при желании также можно использовать и внешнюю антенну 64. Напряжение питания от регулятора 58 напряжения также обеспечивает питанием и микропроцессор 62, содержащий аналого-цифровой преобразователь 68,предназначенный для преобразования аналоговых сигналов от электролитной ванны 22, с которой соединены датчики. Микропроцессор 62 также содержит протокольное программное обеспечение 70 для управления ведомым устройством 30 и пропорционально-интегрально-дифференциальный контроллер 72 или контроллер другого алгоритма,предназначенный для вольтодобавочного устройства 54. В общем случае, ведомое устройство 30 выполняет по меньшей мере одну из следующих функций, собирает параметры электролитных ванн и преобразует их в цифровые данные обрабатывает цифровые данные,используя определенные алгоритмы обработки цифровых сигналов,например, цифровую фильтрацию передает цифровые сигналы данных в ведущие устройства 32 по сети беспроводной связи 34, например, по радиоканалу обеспечивает собственное питание,повышая сверхнизкое напряжение электролитной ванны и используя аккумуляторную батарею 56 в качестве резервного источника питания. Согласно предпочтительному варианту изобретения оно имеет следующие характеристики использует технологииилив радиочастотном диапазонеимеет скорость передачи данных,составляющую 76,8 кбит/с или выше расстояние передачи и приема составляет 60 м и более имеет три или более 10-разрядных аналого-цифровых каналов рабочая температура окружающей среды составляет примерно от -10 до 85 С или выше разрешение цифрового датчика температуры составляет 0,0615 С или выше использует выход 66 светодиодадля передачи данных электролитной ванны, например, данных о ее напряжении. Так как ведомое устройство 30 создано на базе микропроцессора, оно может быть запрограммировано для следующих действий сжатия и фильтрации сигналов данных до их передачи в ведущие устройства 32 встроенной обработки данных и распознавания отклонений от заранее определенных установленных пороговых величин анализа качества электрического соединения между ним и электролитной ванной 22 и для реализации протокола беспроводной связи,согласно которому оно осуществляет связь с ведущими устройствами 32. На фиг.6 проиллюстрирован предпочтительный вариант осуществления способа передачи данных электролитной ванны 22 со светодиодного выхода 66 ведомого устройства 30. В соответствии с этим вариантом, напряжение электролитной ванны,являющееся ее важным параметром, визуально представляется операторам,осматривающим ведомое устройство 30. Например, напряжение электролитной ванны может быть линейно преобразовано в частоту мигания светодиода, таким 20030 образом, что оператор цеха электролиза может легко идентифицировать короткое замыкание в электролитной ванне 22, визуально сравнивая частоту мигания различных светодиодных выходов 66. Согласно другому предпочтительному варианту изобретения используются несколько (четыре) светодиодных выходов 66, при этом различные состояния ведомых устройств отображаются разными цветами. Эти светодиодные выходы 66 используются для диагностики, например, для контроля передачи и для идентификации коротких замыканий. Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, для передачи данных электролитной ванны также используют выходы звуковых сигналов. Упомянутые типы индикаторов позволяют операторам сосредотачивать свое внимание не на всех электролитных ваннах 22, а только на тех,которые нуждаются в незамедлительном внимании. Фиг.7 изображает показанное на фиг.5 вольтодобавочное устройство 54, предназначенное для преобразования сверхнизких напряжений электролитных ванн от напряжения менее 0,1 вольта до напряжения, достаточного для питания ведомого устройства 30 и подзарядки аккумуляторной батареи 56. Более конкретно,когда коммутационный элемент 76,имеющий минимальное сопротивление и низкую емкость затвора, а в предпочтительном случае и по меньшей мере одно подходящее устройство на канальных полевых униполярных МОП-транзисторах, замкнут, то первая индукционная катушка 74 преобразует электрическую энергию в энергию магнитного поля. При разомкнутом коммутационном элементе 76 энергия магнитного поля, накопленная в первой индукционной катушке 74, создает высокое напряжение в точке А, для поддержания токапостоянным. Это высокое напряжение заряжает конденсатор 78 через диод 80,Величина заряда, получаемого конденсатором 78,зависит частично от рабочего цикла переключения контроллером 72 микропроцессора 62 или контроллером другого алгоритма. Выходное напряжение вольтодобавочного устройства регулируют посредством широтноимпульсной модуляциирабочего цикла 82,управляемого контроллером 72 или контроллером другого алгоритма микропроцессора 62, функционирующего через драйвер 84 с малым энергопотреблением,известный специалистам данной области техники. Частота широтноимпульсной модуляции предпочтительно выше 50 кГц. Аккумуляторную батарею 56 используют в качестве начального источника энергии для ведомого устройства 30 и в качестве емкости через регулятор 58 напряжения на 3,3 вольта. Таким образом, аккумуляторная батарея 56 обеспечивает питание ведомого устройства 30 при первом включении ведомого устройства 30, а также при отсутствии сверхнизкого напряжения электролитной ванны или при его недостаточности для питания ведомого устройства 30. Однако, в случаях,когда сверхнизкое напряжение электролитной ванны доступно и достаточно для питания вольтодобавочного устройства 54, это устройство 54 включают и оно обеспечивает питание ведомого устройства 30 и подзарядку аккумуляторной батареи 56. Согласно предпочтительному варианту изобретения,напряжение аккумулятора периодически измеряют,и соответствующие данные передают в качестве диагностической информации, для отображения эксплуатационного срока аккумуляторной батареи 56. Для получения достаточной мощности от этого сверхнизкого напряжения электролитной ванны, токдолжен быть большим. В связи с этим,вольтодобавочное устройство 54 предпочтительно имеет минимальное сопротивление, а первая индукционная катушка 74 и коммутационный элемент 76 также выбраны с подходящими низкими сопротивлениями. Например, полное сопротивление первой индукционной катушки 74 и коммутационного элемента 76 составляет менее 20 мОм. Как раскрыто ранее,цифровое пропорционально-интегрально-дифференциальное устройство 72 , встроенное в микропроцессор 62, регулирует выход вольтодобавочного устройства 54. Поскольку вторая индукционная катушка 88 имеет сопротивление при постоянном токе, равное примерно 2,3 Ом, микропроцессор 62 управляет током заряда, регулируя падение напряжения на индукционной катушке 88. Напряжение на индукционной катушке 88 представляет собой разность между выходным напряжением вольтодобавочного устройства 54 и напряжением аккумуляторной батареи 56. Оба этих напряжения измеряют по аналого-цифровому каналу микропроцессора 72 через делитель 86 напряжения. Измеряемое напряжение является выходным напряжением вольтодобавочного устройства 54, в случае,когда вольтодобавочное устройство включено, или напряжением аккумуляторной батареи 56, в случае, когда вольтодобавочное устройство 54 отключено. Выходное напряжение вольтодобавочного устройства может быть изменено, посредством изменения заданных параметров -контролера 72 или контролера другого алгоритма. Согласно альтернативным вариантам изобретения, для аккумуляторных батарей 56 могут использоваться другие принципы подзарядки. Вторая индукционная катушка 88 предпочтительно является катушкой фильтра нижних частот и выполнена с возможностью подавления высокочастотных помех в вольтодобавочном устройстве 54. На фиг.8 показана функциональная блок-схема ведущего устройства 32. Как упомянуто ранее,ведомые устройства 30 и ведущие устройства 32 предпочтительно выполнены с использованием 11 20030 одинаковых аппаратных средств, но реализуют различные функции в зависимости от варианта применения. В любом случае, ведущее устройство 32 получает регулируемое/нерегулируемое постоянное напряжение 5-9 вольт от стандартного адаптера 90, подключенного к переменному напряжению ПО вольт, и подает это напряжение на регулятор 92 напряжения,обеспечивая приемопередатчик 94 и микропроцессор 96 ведущего устройства 32 постоянным напряжением питания, равным 3,3 вольта. Как раскрыто далее,приемопередатчик 94 осуществляет связь с ведомыми устройствами 32 через антенну 98,используя технологииилив частотном диапазоне . Антенна 98 предпочтительно является внешней по отношению к ведущему устройству 32 для увеличения чувствительности передачи и приема, но при необходимости или при желании можно использовать и внутреннюю антенну 98. Микропроцессор 96 содержит универсальный асинхронный приемопередатчик 100, имеющий встроенный стандартный последовательный порт связи. Микропроцессор 96 также снабжен протокольным программным обеспечением 102 для управления ведущим устройством 32 и при этом имеет входной/выходной порт 104 для связи с компьютером 36. Ведущее устройство 32 выполняет по меньшей мере одну из следующих функций принимает цифровые сигналы данных от ведомых устройств 30 посредством сети беспроводной связи 34 и передает сигналы данных в компьютер 36 либо напрямую,либо через ретранслятор 40 данных и центральное ведущее устройство 42, в зависимости от конфигурации. В предпочтительном случае ведущее устройство имеет следующие характеристики использует технологииилив радиочастотном диапазоне расстояние передачи и приема составляет 60 м и более рабочая температура окружающей среды составляет примерно от -10 до 85 С или выше питание осуществляется от сети переменного тока 110 вольт,и его максимальная потребляемая мощность составляет менее 250 мВт. На фиг.9 - 12 проиллюстрирован протокол связи с использованием технологии . Например,согласно предпочтительному алгоритму функционирования ведомого устройства 30, проиллюстрированному на фиг.9, управление начинается на этапе 100, после чего управление переходит на этап 102. На этапе 102 ведомое устройство 30 ожидает сигнал запуска передачи данных, который может быть подан вследствие 1) отклонения параметра электролитной ванны,измеренного после последнего отчета и превышающего заранее определенное пороговое значение или зону нечувствительности, или 2) истечения времени после последнего отчета, превышающего заранее определенный пороговый период передачи отчетов. Если ведомое устройство 30 принимает сигнал запуска передачи данных на этапе 102, то управление переходит от этапа 102 к этапу 104 в 12 противном случае управление остается на этапе 102 в ожидании сигнала запуска передачи данных. На этапе 104 ведомое устройство 30 ожидает запрос от ведущего устройства 32. Если ведомое устройство 30 принимает запрос от ведущего устройства 32 на этапе 104, то управление переходит с этапа 104 на этап 106 в противном случае управление остается на этапе 104 в ожидании запроса от ведущего устройства 32. На этапе 106 ведомое устройство 30 посылает запрос на передачу в ведущее устройство 32, после чего управление переходит на этап 108. На этапе 108 ведомое устройство 30 ожидает,пока ведущее устройство 32 назначит ведомому устройству 30 передачу данных в ведущее устройство 32. Если ведущее устройство 32 разрешает ведомому устройству 30 передачу данных на этапе 108, то управление переходит с этапа 108 на этап 110 в противном случае управление переходит с этапа 108 на этап 106. На этапе 110 ведомое, устройство 30 передает данные в ведущее устройство 32, после чего управление переходит к этапу 112. На этапе 112 ведомое устройство 30 ожидает подтверждение от ведущего устройства 32, что ведущее устройство 32 получило данные от ведомого устройства 30. Если ведомое устройство 30 получает на этапе 112 подтверждение от ведущего устройства 32, что ведущее устройство получило данные от ведомого устройства 30, то управление переходит с этапа 112 на этап 114,которым данная операция завершается в противном случае управление переходит с этапа 112 на этап 110. Согласно варианту функционирования ведущего устройства 32, проиллюстрированному на фиг. 10,управление начинается с этапа 120, после чего управление переходит на этап 122. На этапе 122 ведущее устройство 32 ожидает заполнения своего буфера данных. Если буфер данных ведущего устройства 32 заполнен на этапе 122, то управление переходит с этапа 122 на этап 124 в противном случае управление переходит с этапа 122 на этап 126. На этапе 124 ведущее устройство 32 передает данные в ретранслятор 40 данных, после чего управление переходит с этапа 124 обратно на этап 122 для ожидания следующего заполнения буфер данных. На этапе 126 ведущее устройство 32 ожидает истечение периода тайм-аута. Если на этапе 126 период тайм-аута истек, то управление переходит с этапа 126 на этап 124 в противном случае управление переходит с этапа 126 на этап 128. На этапе 128 ведущее устройство 32 передает сигналы запросов в ведомые устройства 30, после чего управление переходит с этапа 128 на этап 130. На этапе 130 ведущее устройство 32 ожидает запрос на передачу от ведомого устройства 30. Если ведущее устройство 32 не получит на этапе 130 запрос на передачу от ведомого устройства 30, то управление переходит с этапа 130 на этап 132 в 20030 противном случае управление переходит с этапа 130 на этап 134. На этапе 132 ведущее устройство 32 ожидает истечение периода тайм-аута. Если на этапе 132 период тайм-аута истек, то управление переходит с этапа 132 на этап 134 в противном случае управление переходит с этапа 132 на этап 322,На этапе 134 ведущее устройство 32 назначает ведомое устройство 30 для передачи данных, после чего управление переходит на этап 136. На этапе 136 ведущее устройство 32 ожидает данные от ведомого устройства 30. Если на этапе 136 ведущее устройство 32 получает данные от ведомого устройства 30, то управление переходит с этапа 136 на этап 138 в противном случае управление переходите этапа 136 на этап 134. На этапе 138 ведущее устройство 32 посылает сигнал подтверждения обратно к ведомому устройству 30, после чего управление переходит с этапа 138 на этап 140, которым данная операция завершается. Согласно варианту функционирования ретранслятора 40 данных, проиллюстрированному на фиг. 11, управление начинается с этапа 150, после чего управление переходит на этап 152. На этапе 152 ретранслятор 40 данных ожидает пакет данных от ведущего устройства 32, после чего управление переходит с этапа 152 на этап 154. На этапе 154 ретранслятор 40 данных ожидает готовность данных. Если на этапе 154 данные готовы, то управление переходит с этапа 154 на этап 156 в противном случае управление переходит с этапа 154 на этап 152. На этапе 156 ретранслятор 40 данных получает данные от ведущего устройства 32, после чего управление переходит с этапа 156 на этап 158. На этапе 158 ретранслятор 40 данных ожидает дополнительные данные от ведущего устройства 32. Если на этапе 158 ретранслятор данных получает дополнительные данные от ведущего устройства 32,то управление переходит с этапа 158 на этап 156 в противном случае управление переходит с этапа 158 на этап 160. На этапе 160 ретранслятор 40 данных передает запрос на передачу в центральное ведущее устройство 42, после чего управление переходит с этапа 160 на этап 162. На этапе 162 ретранслятор 40 данных ожидает,пока центральное ведущее устройство 42 назначит передачу. Если на этапе 162 центральное ведущее устройство 42 назначает передачу для ретранслятора 40 данных, то управление переходит с этапа 162 на этап 164 в противном случае управление переходит с этапа 162 на этап 160. На этапе 164 ретранслятор 40 данных передает данные в центральное ведущее устройство 42, после чего управление переходит на этап 166. На этапе 166 ретранслятор 40 данных ожидает подтверждение от центрального ведущего устройства 42, что центральное ведущее устройство 42 получило данные от ретранслятора 40 данных. Если ретранслятор 40 данных получает подтверждение от центрального ведущего устройства 42, что центральное ведущее устройство 42 на этапе 166 получило данные от ретранслятора 40 данных, то управление переходит с этапа 166 на этап 168, которым данная операция завершается в противном случае управление переходит с этапа 166 на этап 164. Наконец, согласно варианту функционирования центрального ведущего устройства 42,проиллюстрированному на фиг. 12, управление начинается с этапа 3 80, после чего управление переходит на этап 182. На этапе 182 центральное ведущее устройство 42 ожидает запроса на передачу от ретранслятора 40 данных. Если на этапе 182 центральное ведущее устройство 42 получает запрос на передачу от ретранслятора 40 данных, то управление переходит с этапа 182 на этап 184 в противном случае управление остается на этапе 182, ожидая запрос на передачу от ретранслятора 40 данных. На этапе 184 центральное ведущее устройство 42 назначает ретранслятор 40 данных для передачи данных, после чего управление переходит с этапа 184 на этап 186. На этапе 186 центральное ведущее устройство 42 ожидает данные от ретранслятора 40 данных. Если на этапе 186 центральное ведущее устройство 42 получает данные от ретранслятора 40 данных, то управление переходит с этапа 186 на этап 188 в противном случае, управление переходит с этапа 186 на этап 184. На этапе 188 центральное ведущее устройство 42 посылает подтверждение ретранслятору 40 данных,после чего управление переходит с этапа 188 на этап 190, которым заканчивается данная операция. Известно, что технологии широкополосной связи,напримериспользуют широкополосные шумоподобные сигналы,затрудняющие их обнаружение,перехват,демодуляцию, блокировку или иное воздействие на них, особенно по сравнению с узкополосными сигналами. Существует несколько различных способов передачи широкополосных сигналов, включая технологию расширения спектра с применением кода прямой последовательности,технологию расширения спектра скачкообразной сменой частоты(раскрытую в данной заявке в качестве примера, не ограничивающего объем настоящего изобретения),технологию широкополосного переключения временных интервалови технологию множественного доступа с кодовым разделением каналов . При использовании технологии , сигнал данных в пункте отправки объединяют с битовой последовательностью более высокой скорости передачи, или кодом разделения, разделяющей пользовательские данные согласно коэффициенту разделения спектра. Код разделения является последовательностью избыточной битовой комбинации для каждого передаваемого бита. Он повышает помехозащищенность сигнала. Если в процессе передачи в комбинации поврежден один или несколько битов, то исходные данные могут 13 20030 быть восстановлены за счет избыточности передачи. Такие битовые последовательности обладают свойствами спектральной неравномерности и низкими значениями взаимной автокорреляции (т.е. в этом отношении они аналогичны реальному шуму) и поэтому затрудняют блокировку или обнаружение посредством нецелевых приемников. При использовании технологии , несущая частота смещается или скачкообразно изменяется согласно уникальной произвольной последовательности. При использовании подобной технологии полоса пропускания системы определена числом дискретных частот. Типичным устройством на базе технологииявляется синтезатор частот с управлением псевдослучайным кодом. Скачкообразный переход мгновенной выходной частоты устройства с одного значения к другому основан на псевдослучайной последовательности. Изменение мгновенной частоты приводит к созданию выходного спектра,эффективно распределенного по диапазону генерируемых частот. Синхронизированный генератор псевдослучайного кода, управляющий синтезатором частоты местного гетеродина приемника, выполняет свертку сигнала в приемнике с псевдослучайной перестройкой частоты. Соответственно, технологияиспользует синтезатор частот, выполненный с возможностью быстрого скачкообразного изменения ряда несущих частот. Как раскрыто выше, эти технологии могут быть легко реализованы в заявленной системе способами,известными из уровня техники. Это обстоятельство не ограничивает объем правовой охраны изобретения. Например,хотя более предпочтительными являются технологии широкополосной связи, включаяи ,узкополосная связь также может быть использована. Подобным образом, также могут быть использованы другие части частотного спектра, отличающиеся от диапазона . Должно быть очевидным, что примеры и варианты заявленной системы, раскрытые в данном описании, не ограничивают объем правовой охраны изобретения. Это значит, что объем правовой охраны не ограничен каким-либо конкретным вариантом. Напротив, детали и признаки вариантов осуществления изобретения раскрыты в описании по мере необходимости. Таким образом, возможные изменения и модификации,очевидные специалистам данной области техники, также подпадают под объем притязаний, а заявленная система обязательно предусматривает включение этих изменений. Объем притязаний данного изобретения определяется его формулой. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система мониторинга электролитных ванн,отличающаяся тем, что она содержит первое электронное устройство, которое имеет электрическое соединение с токовыми шинами электролитной ванны и питается от электрического 14 потенциала, приложенного к этим токовым шинам,причем данное первое электронное устройство находится в связи с одним или несколькими датчиками, контролирующими по меньшей мере одно соответственное свойство указанной электролитной ванны,и второе электронное устройство, находящееся в беспроводной связи с первым электронным устройством для получения сигналов данных от этого первого электронного устройства, причем указанные первое электронное устройство и второе электронное устройство физически разнесены друг от друга. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что первое электронное устройство выполнено с возможностью передачи сигналов данных во второе электронное устройство. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что первое электронное устройство и второе электронное устройство выполнены с возможностью связи через частную сеть. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что первое электронное устройство и второе электронное устройство выполнены с возможностью связи через общую сеть. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что в первом электронном устройстве и втором электронном устройстве использована технология широкополосной связи. 6. Система по п.1, отличающаяся тем, что она также содержит компьютер, находящийся в связи с указанным вторым электронным устройством,выполненным с возможностью передачи в этот компьютер указанных сигналов данных для их последующей обработки. 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что первое электронное устройство содержит аккумуляторную батарею, предназначенную для его питания в случае, когда указанный электрический потенциал, приложенный к токовым шинам электролитной ванны,недостаточен для обеспечения питания этого первого электронного устройства. 8. Система по п.1, отличающаяся тем, что первое электронное устройство содержит вольтодобавочное устройство, выполненное с возможностью повышения указанного электрического потенциала, приложенного к токовым шинам электролитной ванны, для обеспечения надлежащего напряжения питания этого первого электронного устройства. 9. Устройство мониторинга электролитных ванн, отличающееся тем, что оно содержит электронный компонент,который имеет электрическое соединение с токовыми шинами электролитной ванны и находится в связи с одним или несколькими датчиками, контролирующими по меньшей мере одно соответственное свойство этой электролитной ванны, причем питание данного электронного компонента обеспечено за счет электрического потенциала, приложенного к указанным токовым шинам электролитной ванны. 20030 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что оно содержит аккумуляторную батарею,обеспечивающую его питание в случае, когда указанный электрический потенциал, приложенный к токовым шинам электролитной ванны,недостаточен для обеспечения питания этого устройства. 11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что оно содержит вольтодобавочное устройство,выполненное с возможностью повышения указанного электрического потенциала,приложенного к токовым шинам электролитной ванны, для обеспечения надлежащего напряжения питания этого устройства. 12. Способ мониторинга электролитных ванн,отличающийся тем, что он включает следующие этапы установку первого электронного устройства,имеющего электрическое соединение с токовыми шинами электролитной ванны и находящегося в связи с одним или с несколькими датчиками для электролитной ванны,питание этого первого электронного устройства от электрического потенциала, приложенного к указанным токовым шинам,контролирование посредством указанных одного или нескольких датчиков по меньшей мере одного соответственного свойства электролитной ванны,и беспроводную передачу сигналов данных от этого первого электронного устройства на второе электронное устройство, причем указанные первое электронное устройство и второе электронное устройство физически разнесены друг от друга. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в нем используют первое электронное устройство и второе электронное устройство, осуществляющие связь через частную сеть. 14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в нем используют первое электронное устройство и второе электронное устройство, осуществляющие связь через общую сеть. 15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в нем используют первое электронное устройство и второе электронное устройство,взаимодействующие посредством технологии широкополосной связи. 16. Способ по п. 12, отличающийся тем, что он также включает этап обеспечения питания первого электронного устройства с использованием аккумуляторной батареи, осуществляемый в том случае, когда указанный электрический потенциал,приложенный к токовым шинам электролитной ванны, недостаточен для обеспечения питания этого первого электронного устройства. 17. Способ по п. 12, отличающийся тем, что он также включает этап повышения указанного электрического потенциала, приложенного к токовым шинам электролитной ванны,осуществляемый для обеспечения надлежащего напряжения питания этого первого электронного устройства. 18. Способ выработки высокочистой меди,отличающийся тем, что он включает следующие этапы обработку подаваемого материала с получением из него одного или нескольких анодов, содержащих медь с по меньшей мере одной немедной примесью электролитическое рафинирование указанных анодов в одной или нескольких электролитных ваннах, содержащих водный электролит серной кислоты, в который погружены указанные аноды и также катоды, причем указанное рафинирование предусматривает приложение напряжения между указанными анодами и катодами с электрическим потенциалом, достаточным для растворения содержащейся в анодах меди и для осаждения высокочистой меди на указанных катодах установку электронного устройства, имеющего электрическое соединение с указанными анодами и катодами и находящегося в связи с одним или несколькими датчиками, причем это электронное устройство выполнено с возможностью опроса указанных датчиков опрос указанных одного или нескольких датчиков,контролирующих параметры электролитных ванн, соответствующие физическим свойствам этих электролитных ванн, с которыми соединены указанные датчики, с последующим генерированием одного или нескольких сигналов данных, соответствующих указанным параметрам питание электронного устройства от электрического потенциала, приложенного между указанными анодами и катодами и беспроводную передачу указанных сигналов данных к удаленному электронному устройству.