铝电解质的初晶点是铝电解过程中的重要参数，但目前尚无能在工业现场对其直接测量的成熟方法。一种基于瞬态热分析原理的球形探头是目前最有前景的测量方法，该方法根据球形探头插入电解质熔体后的热电偶热电势信号的变化曲线来判断初晶点。但原有装置(球形探头)存在低分子比段测量精度不够、装置自动化程度不高等缺点。本文在对原有的装置进行改进的基础上构建了一个铝电解质初晶点测量系统，此系统硬件由探头、下位机和上位机构成，软件则包括通信部分和数据处理部分。本文以此系统为研究对象，对它进行各方面的改进，获得的主要结果如下： (1) 球形探头尺寸和结构的优化设计。首先利用ANSYS仿真对探头的尺寸进行了优化设计。在对各种材质的探头进行初晶点测量试验时发现：各种材质的热性能不一样，那么对各种材质来说最合适的探头尺寸也不一样。采用ANSYS根据材料的热性能进行测温过程的动态仿真，然后根据仿真结果获得各种材质的最佳尺寸。利用此种方法对不锈钢探头进行仿真，发现直径15mm是不锈钢探头的最佳尺寸。这与文献中的报道是一致的。因此，此方法可作为该类设计的一个通用方法来使用。此外，利用热学的理论分析对探头的结构进行了优化设计，得出能对初晶点测量构成影响的几个因素，并就这几个因素如何影响初晶点测量做一定性的分析。在上述工作的基础上对探头的结构作出了一系列的改进。 (2) 计算机数据采集与处理系统的研究。其中重点研究开发了通信程序和初晶点自动搜索程序。为了利用原有的一套具有RS232通信接口的测量装置，本文首先开发了基于RS232协议的通信程序。但是考虑到基于RS232协议的串口通信存在着通信距离短、速度慢等缺点且考虑到目前我国的电解铝厂的先进控制系统较普遍地应用了CAN总线，本文开发了一套基于CAN协议的通信程序。由于对球形探头输出的信号进行处理的好坏对初晶点的测量结果有着很大的影响，甚至决定着初晶点能不能测出，本文对检测信号求差分、滤波、确定与初晶点相对应的局部极大值点等算法进行了研究，在此基础上开发了初晶点自动搜索程序。实际测量证明该程序能准确地分析出初晶点。 (3) 测量装置的实验室校验与最佳操作参数的确定。实验发现，操作参数对初晶点测量的重现性有很大的影响。因此对下列影响初晶点测量的参数进行了优化试验，它们分别为:插入深度、插入速度、探头的振动频率、探头的振幅，井得出如下最佳操作参数:热电偶插入后，固定不动，插入深度大一于SOmm，插入速度大于1秒/次。利用此测量系统对分子比为2.4一2.8的「的军质初晶点进行实验室测量取得满意的结果。同时发现此探头在分子比低于2.4时，不能准确测量I一「}初晶点。经推测是探头材质的原因，改进探头的材质是未来工作的币点。