本发明涉及石墨化炉输配电，特别涉及一种艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置、方法及计算机可读存储介质。
背景技术：
1、作为一种利用高温将炭素材料转变为石墨的装置，艾奇逊石墨化炉广泛用于生产锂离子电池和钠离子电池等电池的负极材料。艾奇逊石墨化炉的炉头和炉尾分别设有汇流母排和电极。电源将直流电输送至炉头的汇流母排，炉头的多个电极从炉头的汇流母排取电并输送至炉内的炭素材料用于其加热和石墨化过程，然后电流再经炉尾的多个电极汇流至炉尾的汇流母排并最终回到电源。
2、《石墨化炉底电绝缘性对石墨电极电阻率的影响》(《炭素技术》2020年第5期第39卷)一文中记载：艾奇逊石墨化炉的炉床由耐火黏土砖或耐火混凝土砌成，耐火度一般只有1300℃左右，为了保护炉底耐火砖砌筑体，需要在耐火砖砌筑体上面铺一层隔热绝缘材料，以防止炉底过热及漏电，通常选用的材料为石英砂。首先铺一定厚度的石英砂作为电绝缘层并夯实，再在其上铺一层炉底料，炉底料通常是由冶金焦粉和石英砂按照一定比例混合而成的，炉底料的配比一般是w(冶金焦粉)∶w(石英砂)=(70±5):(30±5）。在石墨化热处理过程中，炉底料在高温下发生化学反应，冶金焦粉与石英砂先生成碳化硅，在较高温度（2300℃）下碳化硅分解，硅蒸气挥发并留下类似石墨的物料，导致石墨化炉炉底料的隔热和电绝缘能力下降，如果不及时清除，会造成石墨化炉炉底局部漏电或者炉芯温度分布不均衡，影响制品的石墨化程度，造成制品石墨化电阻率偏高；或者因炉底温度过高，硅蒸气上升进入炉芯，与制品发生化学反应在制品表面形成碳化硅。因此每次装炉前应该清理炉底料，将炉底上部已经产生化学反应的物料层清理掉，再换新的炉底料。
3、总之，艾奇逊石墨化炉因高温下的化学反应，会导致全部或局部炉底料的电绝缘能力下降，进而造成炉底局部漏电或者炉芯温度分布不均衡，最终影响制品品质。艾奇逊石墨化炉为间歇性周期操作。为了解决这一问题，当前的技术手段是，当一个工作周期结束后，人工对炉底进行目测和取样测试，以判断损坏区域并加以清理和替换。毫无疑问，这是一种十分费事费力且不够客观准确的方法，且取样测试中对正常区域也存在一定的破坏。因此，亟待发展一种在线无损的艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测技术。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置、方法及计算机可读存储介质，旨在解决如何在线无损地测量艾奇逊石墨化炉炉底各处的绝缘性能，并向用户发出提醒和告警的技术问题。
2、为实现上述目的，本发明提供一种艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置，所述艾奇逊石墨化炉的炉底自上而下分别为炉底料层、隔热绝缘层和耐火层，所述炉底绝缘性能监测装置，包括：
3、水平设置于炉底料层和隔热绝缘层交界面处的多个金属片，且每一金属片设置于不同的位置；
4、主导线，所述主导线上设有开关，且具有第一末端和第二末端，其中第二末端与炉尾汇流母排电性连接；
5、与金属片数目相等且一一对应的分支导线，每一分支导线的两个末端分别和与之对应的金属片以及主导线的第一末端电性连接；
6、与分支导线相等且一一对应的电流传感器，每一分支导线上均设有一个电流传感器。
7、可选地，所述金属片的形状为矩形，且边长在10mm至100mm之间。
8、可选地，所述金属片的厚度在0.1mm至1mm之间。
9、可选地，所述主导线和电流传感器均处于炉外空间。
10、可选地，所述金属片以及分支导线位于炉内的部分，由钨制成。
11、可选地，所述主导线上设有的开关为常开式开关。
12、可选地，所述炉底绝缘性能监测装置还包括：
13、采集模块，所述采集模块与各个电流传感器均电性连接以采集电流测量数据；
14、运算模块，所述运算模块与采集模块电性连接，用于从采集模块获取电流测量数据进行运算；
15、控制模块，所述控制模块与主导线上的开关电性连接，用于控制主导线上开关的通断；
16、输出模块，所述输出模块与运算模块电性连接，用于输出运算模块的运算结果。
17、本发明还提供一种艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测方法，所述方法应用于如上任一项所述的艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置，包括：
18、在艾奇逊石墨化炉结束一个周期的工作并停止送电后的情况下，闭合主导线上的开关，控制艾奇逊石墨化炉进行一个恒压脉冲通电，记录通电期间所有电流传感器各自测得的电流值：
19、若电流值中存在大于第一电流阈值且小于或等于第二电流阈值的第一目标电流值，则发出提醒，并输出所述目标电流值对应的金属片的位置；
20、若电流值中存在大于第二电流阈值的第二目标电流值，则发出警告，并输出所述第二目标电流值所应的金属片的位置；
21、其中，所述第一电流阈值小于第二电流阈值。
22、可选地，所述炉底绝缘性能监测方法还包括：
23、对测得的电流值进行可视化显示，包括步骤：
24、将所有金属片的几何中心点正投影至二维直角坐标系上；
25、分别以每个投影点为圆心以预设计算半径为半径画圆并着色：
26、其中，所述预设计算半径，包括：
27、将金属片所对应的电流值对于总电流值的占比与参考半径之积；
28、总电流值为所有电流传感器测得的电流值的总和；
29、其中，着色规则包括：
30、着色与金属片所对应的电流值大小关联；
31、若电流值小于或等于第一电流阈值则着绿色；
32、若电流值大于第一电流阈值且小于或等于第二电流阈值则着黄色；
33、若电流值大于第二电流阈值则着红色。
34、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中存储有炉底绝缘性能监测程序，所述炉底绝缘性能监测程序由处理器加载并运行以执行如上任一项所述的炉底绝缘性能监测方法。
35、下面结合本发明技术方案的原理介绍其有益效果：
36、艾奇逊石墨化炉结束一个周期的工作并停止送电后，闭合主导线上的开关，再令艾奇逊石墨化炉进行一个恒压脉冲通电，此时艾奇逊石墨化炉中会形成两方面的电流通路：第一个方面的通路是，电流自炉头的汇流母排经炉头电极进入炉内制品材料，然后经炉尾电极回到炉尾的汇流母排；第二个方面的通路是，电流自自炉头的汇流母排经炉头电极进入炉内制品材料，然后电流进入炉底料层绝缘性能不佳的区域，再经各金属片及与之连接的分支导线汇集至主导线，最后再回到炉尾的汇流母排。若炉底料层整体绝缘性很好，则第二个方面通路的电流也非常小，乃至小到可忽略不计；若部分区域炉底料层绝缘性下降，则这些区域内的金属片会获得更大的电流通过，并经与之串联的电流传感器测得。因此，只要事先对正常完好的艾奇逊石墨化炉进行恒压脉冲通电试验并标定好第一电流阈值和第二电流阈值，就可以在各批次生产结束后的恒压脉冲通电中，将各电流传感器测得的电流值分别和第一电流阈值和第二电流阈值比较，进而判定各处炉底的绝缘性能。
37、进一步地，为了用户观察方便，对监测结果进行可视化显示。可视化绘图中，每个圆对应一个金属片，通过观察各圆的位置可以方便地知悉其对应的金属片的位置，进而快速、准确定位故障区域。圆的颜色与绝缘性能下降严重程度有关：绿色代表正常，黄色代表提醒，红色代表警告；圆的大小与对应的金属片所对应的电流传感器测得的电流值的占比有关，圆的半径越大，则代表其所处位置漏电越显著。
38、用户根据监测结果，可以针对性地对相关区域炉底料进行检修和替换，从而保证下一生产周期内艾奇逊石墨化炉的高效、稳定运行。
39、此外，本发明技术方案的装置和方法，只需要对现有的艾奇逊石墨化炉进行简单的低成本改造即可实现，也不影响现有的正常生产工艺，故成本低、适用性广。
1.一种艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置，其特征在于，所述艾奇逊石墨化炉的炉底自上而下分别为炉底料层、隔热绝缘层和耐火层，所述炉底绝缘性能监测装置，包括：
2.如权利要求1所述的艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置，其特征在于，所述金属片的形状为矩形，且边长在10mm至100mm之间。
3.如权利要求1所述的艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置，其特征在于，所述金属片的厚度在0.1mm至1mm之间。
4.如权利要求1所述的艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置，其特征在于，所述主导线和电流传感器均处于炉外空间。
5.如权利要求1所述的艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置，其特征在于，所述金属片以及分支导线位于炉内的部分，由钨制成。
6.如权利要求1所述的艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置，其特征在于，所述主导线上设有的开关为常开式开关。
7.如权利要求1所述的艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置，其特征在于，所述炉底绝缘性能监测装置还包括：
8.一种艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-7任一项所述的艾奇逊石墨化炉炉底绝缘性能监测装置，包括：
9.如权利要求8所述的炉底绝缘性能监测方法，其特征在于，所述炉底绝缘性能监测方法还包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其中存储有炉底绝缘性能监测程序，所述炉底绝缘性能监测程序由处理器加载并运行以执行权利要求8至9任一项所述的炉底绝缘性能监测方法。
