硫酸銅酸性溶液光纖傳感的研究.pdf

1、銅電解液的成分是銅電解精煉的重要工藝參數(shù)，密切影響陰極銅的析出質(zhì)量。因此，實(shí)現(xiàn)銅電解液成分的在線檢測(cè)具有重要的意義。光纖傳感技術(shù)具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，近幾年得到迅速發(fā)展，滿足了各類裝置以及系統(tǒng)對(duì)信息的獲取與傳輸提出的要求，在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。
　　本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了硫酸銅酸性溶液中銅離子濃度與密度、電導(dǎo)率、pH值、折射率和運(yùn)動(dòng)粘度這些理化指標(biāo)之間的關(guān)系，研究了這些理化指標(biāo)對(duì)光纖傳感的影響；采用光纖傳感技術(shù)，研究了無(wú)涂覆層塑料導(dǎo)

2、光纖在硫酸銅酸性溶液中的無(wú)應(yīng)力彎曲傳感特性、透射傳感特性和透鏡傳感特性，獲得硫酸銅酸性溶液中光纖相對(duì)傳輸系數(shù)與銅離子濃度的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上建立導(dǎo)光纖無(wú)應(yīng)力彎曲傳感模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)酸性溶液中銅離子的在線測(cè)試具有一定的積極作用，為光纖傳感在銅電解液成分在線檢測(cè)方面的應(yīng)用進(jìn)行初步探究。結(jié)果表明，隨著溶液中銅離子濃度的增加，溶液的密度、電導(dǎo)率、折射率、運(yùn)動(dòng)粘度均逐漸變大，且呈現(xiàn)線性關(guān)系；隨著銅離子與硫酸根離子比例的增大，所構(gòu)成直線的斜率逐漸變

3、小。隨著溶液中銅離子濃度的增加，溶液的pH值逐漸減小；同一銅離子濃度附近，隨著銅離子與硫酸根離子比例的增大，溶液的pH值逐漸增大。對(duì)于導(dǎo)光纖無(wú)應(yīng)力彎曲傳感，隨著溶液中銅離子濃度的增加，光纖相對(duì)傳輸系數(shù)逐漸減小，且呈現(xiàn)線性關(guān)系，表明光強(qiáng)損耗隨溶液濃度的增大而增大。對(duì)于導(dǎo)光纖透射傳感，隨著溶液中銅離子濃度的增加，光纖相對(duì)傳輸系數(shù)逐漸減小，呈現(xiàn)指數(shù)衰減的關(guān)系。對(duì)于透鏡傳感，隨著溶液中銅離子濃度的增加，相對(duì)傳輸系數(shù)逐漸減小，且呈現(xiàn)線性關(guān)系，表明

4、溶液的透光率隨溶液濃度的增大而減小。三種傳感方式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，隨著銅離子與硫酸根離子比例的增大，相對(duì)傳輸系數(shù)衰減的速率逐漸變大。建立導(dǎo)光纖無(wú)應(yīng)力彎曲傳感的模型，得到光纖相對(duì)傳輸系數(shù)與光纖彎曲損耗系數(shù)的關(guān)系為：(此處公式省略)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到光纖相對(duì)傳輸系數(shù)，然后利用所建立模型求得彎曲損耗系數(shù)，將其帶入彎曲損耗關(guān)系式計(jì)算出此溶液與光纖界面處的折射率n′2，再根據(jù)溶液折射率n′2與銅離子濃度ρ(g/L)的關(guān)系式以及與界面處折射率n′2的