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，密切影響陰極銅的析出質量。因此，實現銅電解液成分的在線檢測具有重要的意義。光纖傳感技術具有許多獨特的優(yōu)點，近幾年得到迅速發(fā)展，滿足了各類裝置以及系統(tǒng)對信息的獲取與傳輸提出的要求，在越來越多的領域得到應用。
　　本文通過實驗測定了硫酸銅酸性溶液中銅離子濃度與密度、電導率、pH值、折射率和運動粘度這些理化指標之間的關系，研究了這些理化指標對光纖傳感的影響；采用光纖傳感技術，研究了無涂覆層塑料導

2、光纖在硫酸銅酸性溶液中的無應力彎曲傳感特性、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傳輸系數與銅離子濃度的關系，并在此基礎上建立導光纖無應力彎曲傳感模型。實驗結果對酸性溶液中銅離子的在線測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方面的應用進行初步探究。結果表明，隨著溶液中銅離子濃度的增加，溶液的密度、電導率、折射率、運動粘度均逐漸變大，且呈現線性關系；隨著銅離子與硫酸根離子比例的增大，所構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??；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。對于導光纖無應力彎曲傳感，隨著溶液中銅離子濃度的增加，光纖相對傳輸系數逐漸減小，且呈現線性關系，表明光強損耗隨溶液濃度的增大而增大。對于導光纖透射傳感，隨著溶液中銅離子濃度的增加，光纖相對傳輸系數逐漸減小，呈現指數衰減的關系。對于透鏡傳感，隨著溶液中銅離子濃度的增加，相對傳輸系數逐漸減小，且呈現線性關系，表明

4、溶液的透光率隨溶液濃度的增大而減小。三種傳感方式的實驗結果均表明，隨著銅離子與硫酸根離子比例的增大，相對傳輸系數衰減的速率逐漸變大。建立導光纖無應力彎曲傳感的模型，得到光纖相對傳輸系數與光纖彎曲損耗系數的關系為：(此處公式省略)通過實驗測量得到光纖相對傳輸系數，然后利用所建立模型求得彎曲損耗系數，將其帶入彎曲損耗關系式計算出此溶液與光纖界面處的折射率n′2，再根據溶液折射率n′2與銅離子濃度ρ(g/L)的關系式以及與界面處折射率n′2的