硫酸铜酸性溶液光纤传感的研究

发布时间：2020-06-02 11:53

【摘要】：铜电解液的成分是铜电解精炼的重要工艺参数,密切影响阴极铜的析出质量。因此,实现铜电解液成分的在线检测具有重要的意义。光纤传感技术具有许多独特的优点,近几年得到迅速发展,满足了各类装置以及系统对信息的获取与传输提出的要求,在越来越多的领域得到应用。本文通过实验测定了硫酸铜酸性溶液中铜离子浓度与密度、电导率、p H值、折射率和运动粘度这些理化指标之间的关系,研究了这些理化指标对光纤传感的影响;采用光纤传感技术,研究了无涂覆层塑料导光纤在硫酸铜酸性溶液中的无应力弯曲传感特性、透射传感特性和透镜传感特性,获得硫酸铜酸性溶液中光纤相对传输系数与铜离子浓度的关系,并在此基础上建立导光纤无应力弯曲传感模型。实验结果对酸性溶液中铜离子的在线测试具有一定的积极作用,为光纤传感在铜电解液成分在线检测方面的应用进行初步探究。实验结果表明,随着溶液中铜离子浓度的增加,溶液的密度、电导率、折射率、运动粘度均逐渐变大,且呈现线性关系;随着铜离子与硫酸根离子比例的增大,所构成直线的斜率逐渐变小。随着溶液中铜离子浓度的增加,溶液的p H值逐渐减小;同一铜离子浓度附近,随着铜离子与硫酸根离子比例的增大,溶液的p H值逐渐增大。对于导光纤无应力弯曲传感,随着溶液中铜离子浓度的增加,光纤相对传输系数逐渐减小,且呈现线性关系,表明光强损耗随溶液浓度的增大而增大。对于导光纤透射传感,随着溶液中铜离子浓度的增加,光纤相对传输系数逐渐减小,呈现指数衰减的关系。对于透镜传感,随着溶液中铜离子浓度的增加,相对传输系数逐渐减小,且呈现线性关系,表明溶液的透光率随溶液浓度的增大而减小。三种传感方式的实验结果均表明,随着铜离子与硫酸根离子比例的增大,相对传输系数衰减的速率逐渐变大。建立导光纤无应力弯曲传感的模型,得到光纤相对传输系数与光纤弯曲损耗系数的关系为:通过实验测量得到光纤相对传输系数,然后利用所建立模型求得弯曲损耗系数,将其带入弯曲损耗关系式计算出此溶液与光纤界面处的折射率2n￠,再根据溶液折射率2n与铜离子浓度r(g/L)的关系式以及与界面处折射率2n￠的关系式,可计算出此溶液中铜离子的浓度。将所建立的模型应用于不同组成的硫酸铜酸性溶液中铜离子浓度的分析计算,拟合值与实验值吻合。
【图文】：

1.1.2 铜电解精炼的工艺流程下图 1-1 为铜电解精炼的工艺流程图。图1-1 铜电解精炼工艺流程图[64]Fig.1-1 Copper electrolytic refining process flow diagram1

他微技术(微流态学、微机械、喷感领域人力、物力的投入，才能进的领域得到广泛应用，，发挥更大的 影响，从根本上来说是溶液微观结响了光纤传感的效率，因此对溶液缔合而成的网络结构，一个水分子分子很容易通过四个氢键与其他
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF811

【参考文献】

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本文编号：2693112