Устройство контроля и автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне

 

Изобретение относится к технике измерения, контроля и автоматического регулирования катодной плотности тока при электролитическом нанесении покрытий на детали в гальванических ваннах. Цель изобретения улучшение качества покрытия и повышение быстродействия работы устройства , которая достигается введением сл с to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5р 4 С 25 D 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3913327/22-02 (22) 18. 06 ° 85 (46) 23. 11. 86. Бюл. У- 43 (7 1) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (72) H Е, Лещенко, Л.И. Мишева, В.В. Фирсов и Н.В. Долженков (53) 621.357.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 505080, кл. С 25 D 2 1/ 12, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 899735, кл. С 25 D 21/12, 1980.

„„81/„„1271917 А1 (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА

В ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ВАННЕ (57) Изобретение относится к технике измерения, контроля и автоматического регулирования катодной плотности тока при электролитическом нанесении покрытий на детали в гальванических ваннах. Цель изобретения— улучшение качества покрытия и повышение быстродействия работы устройства, которая достигается введением

1271917 l9 гальванической ванны 20, перфорированный корпус 21, регулируемый источник питания 22, анод 23 гальванической ванны, блок вентилей 24, блок

25 пороговых устройств. Выход блока б вентилей 24 подсоединен к второму входу компаратора 3. Вход блока вентилей 24 подсоединен к второму входу компаратора 3. Вход блока вентилей

10 24 подсоединен к первому выходу эадатчика плотности тока 4 ° Первый вход блока 25 пороговых устройств объединен с входом компаратора 3, а второй вход подсоединен к второму выходу задатчика плотности тока 4. Улучшение качества покрытия и повышение быстродействия работы устройства достигается введением в данное устройство цепочки из последовательно со20 единенных блока пороговых устройств и блока вентилей. 1 ил.

Изобретение относится к технике измерения, контроля и автоматического регулирования катодной плотности тока при электролитическом нанесении покрытий на детали в гальванических ваннах.

Цель изобретения — улучшение качества покрытия и повышение быстродействия работы устройства.

На чертеже представлена блок-схе10 ма. устройства.

Устройство содержит бесконтактный датчик 1 плотности тока, блок 2 переработки сигнала бесконтактного датчика плотности тока, компаратор 3, задатчик 4 плотности тока, блок 5 управления, блок 6 регулирования плотности тока, ключ 7, нуль-орган 8,элемент 9 памяти,. блок 10 переключения, блок 11 памяти, блок 12 задержки,бес20 контактный датчик 13 тока, блок 14 переработки сигнала бесконтактногс датчика тока, блок 15 сравнения, блок 16 коммутации, блок 17 програм25 много управления, деталь-свидетель

18,катодную штангу 19 гальванической ванны 20, перфорированный корпус 21, в котором размещены деталь-свидетель и бесконтактный датчик плотности тока, регулируемый источник 22 питания, новых блоков и функциональных связей, позволяющих производить выбор ампли— туды. опорного напряжения из сетки фиксированных и осуществляется автома,тически по начальной плотности тока. для новой партии деталей, что повышает быстродействие процесса гальваностегии. Устройство содержит бесконтактный датчик плотности тока 1, блок 2 переработки сигнала бесконтактного датчика плотности тока, компаратор 3, задатчик 4 плотности тока, блок управления 5, блок 6 регулирования плотности тока, ключ 7„нульорган 8, элемент памяти 9, блок переключения 10, блок памяти 11, блок задержки 12, бесконтактный датчик тока 13, блок 14 перерарботки сигнаJIB. бесконтактного датчика тока, блок сравнения 15, блок коммутации 16, блок программного управления 17, деталь-свидетель 18, катодную штангу анод 23 гальванической ванны, блок

24 вентилей, блок 25 пороговых устройств.

Выход бесконтактного датчика 1 плотности тока, который представляет собой магниточувствительный преобразователь, соединен с входом блока

2 переработки сигналов, который преобразует, усиливает и детектирует сигнал датчика 1 плотности тока, выход блока 2 переработки сигнала бесконтактного датчика 1 плотности тока соединен с первым входом компаратора 3, ° а второй вход компаратора соединен с выходом блока 24 вентилей.

Блок 24 вентилей обеспечивает при наличии разрешающего сигнала с блока пороговых устройств 25 подключение к компаратору 3 одного из опорных напряжений задатчика 4 плотности тока °

Компаратор 3 служит для сравнения амплитуды напряжения сигнала, который поступает иэ блока 2 с амплитудой соответствующего опорного напряжения эадатчика 4 плотности тока.

Последний имеет несколько фиксированных значений амплитуд опорных напряжений, которым соответствуют значения заданной плотности тока. Выход ком12719 паратара 3 соединен с первым входом блока 5 управления, второй выход которого соединен с вторым входом бло— ка 6 регулирования плотности така,а первый выход — с входом управления ключа 7, Блок 5 управления коммути< рует сигнал, который поступает с выхода компаратора 3 на второй вход блока 6 регулирования плотности тока и вырабатывает сигнал, который управ- lp ляет ключом 7. Выход компаратора 3 подключен также к входу нуль-органа

8, который регистрирует отсутствие сигнала на выходе компаратора 3. Выход нуль-органа 8 соединен с первым входом элемента 9 памяти, в качестве которого используют триггер.

Триггер вырабатывает сигнал, усиленный в момент подачи на erо вход сигнала, который снимается с выхода 20 нуль-органа 8. Выход элемента 9 памяти соединен с вторым входом блока

10 переключения и с вторым входом блока 5 управления. Первый выхбд блока 10 соединен с первым входом бла- 25 ка 11 памяти. Выход элемента 9 памяти соединен с входом блока 12 задержки. Выход бесконтактного датчика 13 тока соединен с входом блока 14 переработки сигнала датчика тока.

Бесконтактный датчик 13 тока представляет собой магнитачувствительный преобразователь. Блок 14 преобразует, усиливает и детектирует сигнал бесконтактного датчика 13 тока. Вы- 35 ход блока 14 соединен с входом блока

10 переключения, второй выход последнего соединен с вторым входом блока

15 сравнения. Блок 10 служит для переключения сигнала, который паступа- 40 ет с выхода блока 14 на первый вход блока 11 памяти и на второй вход блока 15 сравнения. Выход блока 11 памяти соединен с первым входом блока

15 сравнения. Блох 11 памяти служит 45 для запоминания амплитуды напряжения сигнала, который поступает с выхода блока 14 переработки сигнала датчика тока. Блок 15 сравнения служит для

I сравнения амплитуд напряжений сигна- 56 лов, которые поступают на первый и второй входы блока 15, в качестве каторога используется электронный усилитель, выход которого соединен с вторым входом блока 16 коммутации. 55

Выход последнего подключен к первому входу блока 6 регулирования плотности тока. С первым входом блока 16

17 4 коммутации соединен выход блока 12 задержки, который задерживает сигнал, поступающий с выхода элемента 9 памяти, чта исключает ложное срабатывание блока 6 регулирования плотности тока. Выход блока 17 грограммного управления соединен с вторым входом элемента 9 памяти, с вторым входом блока 11 памяти и с вторым входам (установки в исходное состояние) нульоргана 8.

Блок 17 программного управления служит для выработки сигнала, который переводит устройство в исходное состояние, что позволяет корректировать плотность тока в течение процесса гальванопокрытия. Первый выход блока 5 управления соединен с управляющим входом ключа 7, который включен в цепь детали-свидетеля 18 и служит для коммутации детали-свидетеля 18 к катоду 19 гальванической ванны 20 в момент выбора заданной плотности тока. В качестве ключа 7 может использоваться герконовае реле.

Деталь-свидетель 18 и бесконтактный датчик 1 плотности тока помещены в корпус 21, который обеспечивает доступ электролита через окно бесконтактного датчика к контрольной части детали-свидетеля 18. Корпус 21, который содержит бесконтактный датчик 1 плотности тока и детальсвидетель 18, погружен в электролитгальванической ванны 20 вместе с деталями обрабатываемой партии. Применение корпуса 21 позволяет повысить точность измерения средней плотности тока.

Выход блока 6 регулирования плотности тока соединен с входом источника 22 питания; выход которого подключен к анодам 23 и катоду 19.Блок

25 пороговых устройств схематически может быть реализован набором схем сравнения, числа которых соответст— вует числу фиксированных напряжений задатчика 4 плотности тока. На пер- вом входе каждой из схем сравнения, входящих в блок 25 пороговых устройств, присутствует одно фиксированное напряжение эадатчика 4 плотности тока.

Вторые входы схем сравнения блока 25 пороговых устройств объединены и этот объединенный вход, являющийся первым входом данного блока, подключен к выходу блока 2 переработки

1271917

40

50 сигналов бесконтактного датчика 1 плотности тока.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 21, содержащий бесконтактный датчик 1,плотности тока и детальсвидетель 18, погружен в электролит ванны 20 вместе с деталями обрабатываемой партии. Деталь-свидетель подключена через ключ 7 к катоду 19..При подключении между анодами 23 и катодной шлангой 19 напряжения в ванне 20 протекает электрический ток, который распределяется между покрываемыми деталями и: деталью-свидетелем 18,причем ток, протекающий через внутреннее окно бесконтактного датчика 1 характеризует начальную среднюю плотность тока на контрольной части детали-свидетеля 18. Выходной сигнал бесконтактного датчика 1 поступает в блок 2 переработки сигналов датчика плотности тока, а усиленныи и выпрямленный сигнал поступает с выхода блока 2 на первый вход блока 25 пороговых устройств и на первый вход компаратора 3. В блоке 25 пороговых устройств данный сигнал поступает на объединенный второй вход схем ср .внения и сравнивается одновременно с опорными фиксированными напряжениями, каждая из которых поступает на первый вход ей соответствующей схемы сравнения. На выходе одной из схем сравнения блока 25, где будет равенство амплитуд сравниваемых напряже— ний, вырабатывается сигнал, который поступает на соответствующий вентиль .блока 24 и разрешает прохождение выбранного опорного напряжения на второй вход компаратора 3. Когда амплитудное значение напряжения сигнала, который поступает на первый вход компаратора 3, меньше амплитудного значения опорного сигнала, на выходе компаратора 3 устанавливается отрицательный потенциал напряжения, а при поступлении на первый вход компаратора 3 сигнала, амплитудное значение напряжения которого больше амплитудного значения напряжения опорного сигнала, на выходе компаратора

3 устанавливается положительный потенциал напряжения.

Сигнал с выхода компаратора 3 поступает через коммутирующую цепь блока 5 управления на второй вход блока

6 регулирования плотности тока и н первый вход нуль-органа 8.С приходом на второй вхоц блока 6 регулирования плотности тока отрицательного или положительного сигнала с выхода блока 6 поступает сигнал на вход управления регулируемого источника 22 питания, который вызывает увеличение или уменьшение напряжения питания, которое подключено между анодами 23 и катодной штангой 19, что приводит к увеличению или уменьшению средней плотности тока. Одновременно с выхода бесконтактного датчика 13 тока поступает сигнал на вход блока 14 переработки сигнала датчика тока. С выхода блока 14 переработки усиленный и продетектированньгй сигнал поступает на первый вход блока 10 переключения, с первого выхода которого указанный сигнал поступает на первый вход блока 11 памяти. Бесконтактный датчик

13 тока фиксирует изменение тока в цепи источника 22 питания. Увеличе— ние или уменьшение напряжения источника питания 22 в зависимости от потенциала сигнала на входе управления источника 22 питания происходит до

rex пор, пока на выходе компаратора

3 не наблюдается отсутствие сигнала, что фиксируется нуль-органом Bi В момент отсутствия сигнала на первом

/ Ф входе и на выходе нуль-органа 8 вырабатывается сигнал, который подается на первый вход элемента 9 памяти и вызывает появление на выходе элемента 9 памяти усиленного сигнала, который поступает на вход блока 12 задержки„ на второй вход блока 10 переключения, на третий вход блока 11 памяти и на второй вход блока 5 уп». равления. Появление на третьем входе блока 11 памяти сигнала вызывает запоминание блоком 11 памяти амплитуды напряжения, которое подают на первый вход блока 11 памяти.

Появление на втором входе блока 5 управления сигнала вызывает отключение блоком управления сигнала, который поступает на второй вход блока 6 регулирования, а с первого выхода блока 5 управления сигнал поступает на вход управления ключа 7 и вызыва— ет отключение детали-свидетеля 18 от катода 19. Задержанный на линии 12 задержки сигнал поступает с выхода линии 12 задержки на первый вход коммутатора 16 и вызывает подключение выхода блока 15 сравнения к первому

7 1271 входу блока 6 регулирования плотности тока.

С поступлением указанного сигнала на второй вход блока 10 переключения сигнал, который поступает на первый. вход блока 10, переключается блоком

10 с первого на второй выход блока . 10 и далее поступает на второй вход блока 15 сравнения. На первый вход блока 15 сравнения поступает сигнал с >р выхода блока 11 памяти. На выходе блока 15 сравнения сигнал отсутствует ввиду равенства амплитуд напряжений сигналов на первом и втором входах блока l5. Амплитуда напряжения сигнала, которая фиксируется блоком 11 памяти, соответствует выбранной средней плотности тока. Средняя выбранная плотность тока после отключения детали-свидетеля от като- щ да 19 регулируется по току в цепи питания ванны 20.

Изменение тока в цепи питания ванны вызывает изменение амплитуды напряжения сигнала на выходе бесконта- д ктного датчика 13 тока, с выхода которого сигнал подается на вход блока 14 переработки сигнала датчика тока. С выхода блока 14 усиленный и выпрямленный сигнал поступает на ЗО второй вход блока 15 сравнения, в котором сравнивается с амплитудой напряжения сигнала, который поступает с выхода блока 11 памяти. С выхода блока 15 сравнения поступает сигнал

35 рассогласования, который через блок

16 коммутации подается на первый вход блока 6 регулирования, с выхода которого поступает сигнал на вход блока 22 питания и вызывает увеличе40 ние или уменьшение напряжения ванны

20, пока на выходе блока 15 сравнения напряжение рассогласования станет равным нулю.

Через определенный промежуток вре- мени с выхода блока 17 программного управления поступает сигнал на второй вход элемента 9 памяти, на второй вход (стирания) блока 11 памяти и на второй вход (установки в исхоцное состояние) нуль-органа 8, что вызывает установку блоков устройства в исходное состояние, при котором деталь-свидетель 18 подключается к .катоду 19. С выхода бесконтактного датчика 13 тока сигнал через блок 14 переработки и блок 10 переключения поступает на вход блока 11

917 8 памяти, а сигнал с выхода бесконтакт. ного датчика 1 плотности тока через цепь блока 2 переработки поступает на первый вход компаратора 3 и на первый вход блока 25 пороговых устройств. Далее процесс обработки сигнала, который поступает с выхода компаратора 3, аналогичен процессу установки выбранной плотности тока в начале работы устройства.

В результате управления работой блоков устройства блоком 17 программного управления происходит корректировка амплитуды напряжения сигнала, который хранится в блоке 11 памяти и соответствует автоматически выбранной плотности тока. Корректировка амплитуды напряжения сигнала, который хранится в блоке 11 памяти, необходима для учета изменения площади де- . талей обрабатываемой партии, которое происходит за счет увеличения толщины слоя покрытия.—

Поскольку выбор амплитуды опорного напряжения иэ сетки фиксированных, имеющихся в задатчике 4 плотности тока, осуществляется автоматически по начальной плотности тока для новой партии деталей, то это приводит к существенному улучшению качества покрытия на деталях при электролитическом нанесении ее в гальванических ваннах. Кроме того, повышается быстродействие процесса гальваностегии, что приводит к повышению технико-экономических показателей.

Формула изобретения

Устройство контроля и автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне, содержащее последовательно соединенные бесконтактный датчик плотности тока, блок переработки сигнала бесконтактлого датчика плотности тока, компаратор, нуль-орган, элемент памяти, блок задержки, блок коммутации, блок регулирования плотности тока, регулируемый источник питания, выход которого подключен между анодами и катодной штангой гальванической ванны, последовательно соединенные бесконтактный датчик тока, блок переработки сигнала бесконтактного датчика тока, блок переключения, блок памяти, блок сравнения, выход которого подключен к второму входу блока комму—

12719

Составитель С.Пономарев

Редактор Н.Гунько Техред H.Ïîïîâè÷ Корректор Г. Решетник

Заказ 6312/27 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîpoä, ул.Проектная,4 тации, последовательно соединенные блок управления и ключ, который включен. в цепь детали-свидетеля и служит для коммутации детали-свидетеля к катодной штанге гальванической ванны, а также эадаиик плотности тока, блок программного управления, выход которого подключен к объединенным вторым входам нуль-органа, элемента памяти и блока памяти, при этом выход компа- 1р ратора подключен также к первому входу блока управления, второй выход которого подключен к второму входу блока регулировки плотности тока, второй вход блока переключения, третий вход блока памяти и второй вход блока управления объединены с вторым

17 10 входом блока задержки, второй выход блока переключения соединен с вторым входом блока сравнения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что., с целью улуч-! шения качества покрытия и повышения быстродействия работы устройства, оно снабжено цепочкой из последовательно соединенных блока пороговых устройств и блока вентилей, выход которого подсоединен к второму входу компаратора, а второй вход подсоединен к первому выходу задатчика плотности тока, первый вход блока порого— вых устройств объединен. с входом компаратора; а второй вход подсоединен к второму выходу задатчика плот ности тока.