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龙图腾网获悉包头天石稀土新材料有限责任公司申请的专利一种稀土金属电解炉电场分析装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121414993B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202512003643.2，技术领域涉及：G06T17/00；该发明授权一种稀土金属电解炉电场分析装置及方法是由张耀;雷忠;高斌;雷强;杨志平;童伟;赵文强;贾金辉;乔晓辉设计研发完成，并于2025-12-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种稀土金属电解炉电场分析装置及方法在说明书摘要公布了：本发明涉及冶金电化学与过程控制技术领域，具体公开了一种稀土金属电解炉电场分析装置及方法。该装置包括：电极形态实时感知模块，用于非接触式获取阴阳极三维形态数据；多源数据融合与电场重构模块，用于基于实时数据动态重构炉内三维电场分布；工艺参数动态调控模块，用于分析电场均匀性并生成调控指令。通过上述方案，本发明实现了对电解炉内电场的在线实时感知、重构与闭环主动调控，为提升工艺控制精度与生产效率提供了有效手段。

本发明授权一种稀土金属电解炉电场分析装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种稀土金属电解炉电场分析装置，其特征在于，包括： 电极形态实时感知模块，用于非接触式地实时获取电解炉内阳极与阴极的三维几何形态数据，所述电极形态实时感知模块包含至少2组高分辨率激光扫描单元与1组工业视觉成像单元；所述电极形态实时感知模块内置有边缘计算单元，用于对采集到的原始点云数据与图像数据进行预处理，所述预处理过程包括点云降噪、坐标系统一配准以及基于特征点匹配的多帧数据融合，并输出包含时间戳的、表征当前时刻阴阳极精确三维轮廓与相对空间位置关系的结构化数据包； 其中，点云降噪采用基于10个最近邻点的统计学离群点移除算法，将距离大于邻域点距离平均值3倍标准差的点判定为噪声点；坐标系统一配准通过Levenberg-Marquardt迭代算法求解非线性最小二乘优化问题，目标函数为； 为激光点云视觉图像坐标系下的特征点坐标，为世界坐标系下的基准特征点坐标，为旋转矩阵，为平移向量； 迭代终止条件为相邻两次迭代的误差变化量小于1×10-6毫米；多帧数据融合基于迭代最近点原理，结合随机采样一致性算法筛选匹配特征点对，内点阈值设为0.1毫米，最终输出点云密度≥500点平方厘米的结构化数据包； 多源数据融合与电场重构模块，用于基于所述结构化数据包，动态重构电解炉内的三维电场分布， 工艺参数动态调控模块，用于对重构出的三维电场分布进行分析，并生成工艺调控指令，所述工艺参数动态调控模块包含电场均匀性评估子模块与调控策略生成子模块； 所述多源数据融合与电场重构模块首先构建与物理电解炉几何尺寸严格对应的初始三维计算域数字孪生模型；所述数字孪生模型的网格划分采用自适应非结构化四面体网格，并在预设的阴阳极区域进行网格加密； 所述多源数据融合与电场重构模块的核心是嵌入式实时求解器； 所述嵌入式实时求解器接收来自所述电极形态实时感知模块的结构化数据包，并同步接入电解电源系统提供的实时电压与电流数据； 所述嵌入式实时求解器以所述数字孪生模型为计算框架，将实时获取的阳极表面轮廓、阴极沉积物表面轮廓以及阴阳极间距作为动态更新的边界条件，将实时电压作为激励源加载条件，并依据预设的熔盐电解质电导率参数，采用基于有限体积法的电位场控制方程进行实时数值求解； 边界条件动态更新采用径向基函数RBF插值法，将电极表面点云映射至数字孪生模型的边界网格节点，阴阳极间距通过点云最近点对距离平均值计算；所述电位场控制方程为拉普拉斯方程，采用有限体积法离散为； 为控制面面积，为相邻节点间距离，为相邻节点电位，为当前控制体中心节点电位，为控制面的熔盐电导率，求解时先以1×10-4秒时间步长的显式格式更新局部电场扰动，再通过共轭梯度法的隐式格式进行全场求解，残差收敛判定采用L范数，阈值1×10-5 所述控制方程在每一个计算时间步长内进行迭代计算，直至残差收敛至预设阈值1×10-5以下，从而输出当前工况下电解炉内部空间每一个计算网格节点上的电位值与电场强度矢量。

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