锌液杂质离子浓度在线极谱分析信号处理方法及应用研究

论文摘要

锌液净化是为满足锌液电解需求,通过向硫酸锌浸出液中添加物料除去铜镉钴镍等杂质离子的过程。溶液呈现高温、高浓度比、高粘度的特点,离子的检测基本上是通过人工化验进行,这种离线分析滞后时间大,严重影响净化过程的优化运行。因此,研究杂质离子浓度在线极谱分析方法对过程优化控制和减排降耗具有十分重要的意义。本文在分析净化过程工艺流程和检测参数特点的基础上,引入极谱分析方法用于多金属组分浓度的在线检测。设计自动取样进样体系和在线分析流程,并针对检测信号的噪声干扰和重叠峰分离难题研究相应的解决方法,主要研究工作包括：1)针对管道结晶和取样困难的问题,研究一种新型自动取样进样方法,并设计出一种在线精密滴汞极谱检测平台,实现了快速极谱检测、精密滴汞控制和系统的自动清洗；2)在分析在线检测信号干扰因素的基础上,提出了一种基于加权滑动中值平均滤波的嵌入式在线软件滤波算法以及一种基于改进型小波变换的计算机数据降噪方法和极谱波求导方法,同时,提出了用于改善极谱波形滤波效果的双重小波变换降噪方法并对滤波效果进行评价；3)针对线性扫描极谱重叠峰的特点,提出一种基于小波变换的新型类Gauss拟合重叠峰分离方法,实现了钴和锌高浓度比的极谱波峰重叠分离,并对分离结果进行了实验对比和分析评价,证明了该方法的有效性。文章在分析线性扫描极谱法在线检测难题的基础上,初步解决了锌液净化过程杂质离子浓度的在线极谱检测信号处理问题,为在线分析仪器的研制奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究目的及意义
• 1.2 国内外流程工艺在线检测技术研究现状
• 1.2.1 矿浆金属组分分析
• 1.2.2 溶液金属组分分析
• 1.3 化学分析信号处理方面的研究现状
• 1.4 重叠峰分离方法的研究现状
• 1.5 论文主要研究内容及结构
• 第二章 锌液净化工艺背景与化学分析方法的选择
• 2.1 锌液净化工艺背景
• 2.2 常用金属组分化学分析方法
• 2.3 极谱检测原理分析
• 2.4 检测方法的选择
• 2.4.1 在线检测的需求分析
• 2.4.2 方法对比与选择
• 2.5 本章小结
• 第三章 在线极谱分析取样进样系统设计
• 3.1 智能温控多级分散取样进样系统设计
• 3.1.1 恒温取样器设计
• 3.1.2 智能温控多级分散稀释系统设计
• 3.1.3 顺序注射进样系统设计
• 3.1.4 取样进样过程
• 3.2 极谱在线检测系统设计
• 3.2.1 自动精密滴汞快速提升系统
• 3.2.2 自动清洗检测池
• 3.3 极谱分析方法研究与设计
• 3.3.1 检测难点分析与检测技术路线
• 3.3.2 动态检测方法与检测流程设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 检测信号分析与预处理方法
• 4.1 干扰因素分析与处理
• 4.1.1 环境影响因素分析
• 4.1.2 极谱检测方法干扰分析与处理
• 4.2 基于加权滑动中值平均滤波的嵌入式软件滤波
• 4.2.1 常用滤波算法
• 4.2.2 加权滑动中值平均滤波
• 4.3 基于改进型小波变换的极谱波降噪和求导方法
• 4.3.1 小波变换原理
• 4.3.2 阈值函数的改进
• 4.3.3 基于离散小波变换的极谱波的求导方法
• 4.3.4 双重小波变换降噪方法
• 4.4 滤波效果评价
• 4.5 本章小结
• 第五章 极谱波中重叠峰分离方法与实现
• 5.1 极谱波高的测量方法
• 5.1.1 线性扫描极谱波的特点分析
• 5.1.2 离子浓度与极谱波的关系
• 5.2 极谱波重叠峰的特点分析
• 5.3 基于小波变换的新型类Gauss拟合重叠峰分离方法
• 5.3.1 小波变换分解次数的计算
• 5.3.2 小波分解确定极谱波的位置
• 5.3.3 新型类Gauss拟合分离方法
• 5.4 拟合结果分析与评价
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要研究成果