Устройство для контроля толщины осажденного металла

 

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано при ьамесении покрытий драгоценными металлами. Цель изобретения - повышение точности получения покрытия заданной толщины за счет автоматической коррекции состава электролита.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН (1)S С 25 Р 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

@чая роюуюю ия лют оозаоюру

„коррекция ус)проистда "

ГООУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4700323/02 (22) 05.06.89 (46) 07.06.91. 1>юл. К 21 (72) А.Г.Ревин и И.А.Никифоров (53) 621.357.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 863245, кл. С 25 D 21/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 1225885, кл . С 25 D 21/12, 1984 °

„„Я0„„1654384 R i (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЦИПI

ОСАЖДЕННОГО МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к гальва— нотехнике и может быть использовано при i анесении покрытий лрагоценнлпж. металлами. Цель изобретения — повышение точности получения покрытия за— данной толщины за счет автоматической коррекции состава электролита.

1654384

15

55

Устройс-.âî содержит датчик 1 тока, преобразователь 2 напряжение-частота, счетчик 3, преобразователь 4 коднапряжение, счетчик 5 с автономным питанием, преобразователь 6 код-напряжение, первую схему 7 сравнения, сумматор 8, задатчик 9 площади > верхности, задатчик 10 уставки толщины, задатчик 11 фактической толщины, генератор 12 импульсов, блок 13 индикации, триггер 14 и вторую схему

15 сравнения. Первыи вход первой схемы 7 сравнения соединен с выходом преобразователя 4, второй вход схемы

7 связан с выходоll сумматора 8. Первый вход второй схемы 15 сравнения соединен с выходом прс-образователя 6, выход схемы 15 связ:»н с блоком 13 индикации. Первый вьгход триггера 14 соединен с задатчиком 11 фактической толщины покрытия, выход которого свяИзобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано при нанесении покрытий драгоценными металлами.

Цель изооретения — повышение точчости получения покрытий заданной толщины пугем автоматической коррекции состава электролита.

На чертеже приведена функггиональная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 тока, преобразователь 2 напряжение-частота, счетчик 3, преобразователь 4 код-напряжение, счетчик 5 с автономным питанием, преобразователь 6 код †напряжение, схему 7 сравнения, сумматор 8, блок 9 ввода плошади поверхности, блок 10 ввода уставки толщины, блок

11 ввода фактической толщины, генератор 12 импу льсов, блок 13 индикации, триггер 14 и схему 15 сравнения.

Выход датчика 1 тока через преобразователь " напряжение-частота соединен с входом с.четчика 3 и с первым входом счетчика 5 с автономным питанием. Выход счегчика 3 через второй преобразователь 4 связан с входом схемы 7 сравнения и с одним из входов блока 13 индикации. Выход счетчика 5 через первый преобразователь

6 соединен со схемой 15 сравнения, 30

50 ав с одним из входов сумматора 8 и с генератором 12 импульсов. Выход последн< го соединен с вторым входом счетчика 5 с автономным питанием.

Второй выход триггера 14 связан с задатчиком 10 уставки толщины, а первый вход триггера соединен с выходом первой схемы 7 сравнения. 11овышение точности нанесения покрытия заданной толщины достигается введением в данное устройство второго преобразователя код-напряжение, блока индикации, генератора импуг ьсов, ВТо рой схемы сравнения, задатчиков площади поверхности, фактической толщины, уставки толщины и триггера, что позволяет контролировать истощение электролита, автоматически его корректировать и снизить величину ошибки в определении массы осаждаемого металла. 1 ил. с сумматором 8 и с блоком 13 индикации, Выход сумматора 8 связан с вторым входом схемы 7 сравнения и с блоком 13 индикации. Выход схемы 15 сравнения соединен с одним из входов блока 13 индикации. Выходы блоков 91! соединены с соответствующими входами сумматора 8. Первый выход триггера 14 связан с блоком 11 фактической толщины и с генератором 12 импульсов, выход которого соединен с вторым входом счетчика 5 с автономным питанием. Второй выход триггера

14 связан с задатчиком 10 уставки толщины. Выход схемы 7 сравнения соединен с одним из входов триггера 14.

Датчик тока представляет собой шунт. Преобразователь 2 напряя:ениечастота, счетчики 3 и 5 и преобразователи 4 и 6 код-.напряжение выполнены на базе интегральных микросхем.

На входе счетчика 5 с автономным питанием установлена двухвхоповая схема И%1. Схемы 7 и 15 сравнения выполнены на базе интегральных компараторов. Сумматор 8 выполнен на базе интегрального операционного усилителя. Блоки 9-11 соответственно площади поверхности, уставки толщинь| и фактической толщины на выходах

4384

1< Б + К Е + К Ц

3 где Q

55

165 имеют сигналы в виде напряжения постоянного тока. Генератор 12 импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы частотой, например, порядка

1 кГц. Блок 13 индикации содержит измерительные приборы для визуального контроля выходных параметров.

Триггер 14 представляет собой RSтриггер в интегральном исполнении.

Устройство работает следуюшим образом.

Для вычисления количества электричества, необходимого для нанесения заданной толщины покрытия, используется модель вида: ко.личество электричества, необходимое для достижения усг;новленной толщины покрытия;

S — площадь поверхности загруженных деталей;

Z — устанка толщины;

Ц вЂ” суммарное количество электричества, прошедшее через электролит после очередной коррекции его состава;

К,, К, К вЂ” оценки коэффициентов регрессионной модели, рассчктанные на основании обработки экспериментальных данных.

Фактор 11 отражает истощение электролита в гальванической ванне. .Ус1ройство работает следующим образом.

Перед загрузкой деталей в ванну оператор при помощи блоков 9 и 10 вводит в устройство значение площади поверхности загружаемых деталей и уставку необходимой толщины покрытия.

В счетчике 5 с автономным питанием содержится код, пропорциональный количеству электричества, прОшедшему через гальваническую ванну после очередной коррекции ее состава, Таким образом, на выходе сумматора 8 до начала процесса формируется напряжение, пропорциональное количеству электричества, которое должно пройти через электролит. Количество электричества в процессе гальванопокрытия измеряется при помощи датчика 1 тока, преобразователя 2 напряжение-частота, счетчика 3 и второго преобразователя 4. При равенстве рассчитанного и

45 текуще1о значений на выходе сх-"мы 7 сравнения формируется соответствуниций сигнал окончания процесса, которым отключается источник тока гальванической ванны.

Коррекция устройства по фактической толщине покрытия осуществт яется следующим образом. Учитывая, что перекрытие по толщине крайне нежелательно, так как приводит к бесполезной потере металла, коррекцию электролита следует производить так, чтобы даже в первой после коррекции электролита загрузке толщина покрытия не превышала своего максимального значения. Предположим, необходимо на нести гальванопокрытие золотом толщиной 3 мкм. Производят первое отключение гальванической ванны. Измерение показывает, что толщина покрытия.составляет 2,6 мкм. Это значение вводится в устройство при помощи блока 11. После подачи сигнала

"Коррек1р я устройства" триггер 14 переводится в единичное состояние, При этом сигналом с второго выхода триггера 14 блок 1О отключается от сумматора 8, а сигналом с первого выхода триггера 14 к входу сумматора

8 подключается блок 1 1 фактической толщины. Этим же сигналом запускается генератор 12, импульсы с выхода которого поступают на второй вход счетчика 5 с автономным питанием.

Напряжение на выходе сумматора 8 увеличивается до тех пор, пока сигналом с выхода схемы 7 сравнения триггер 14 не будет возвращен в исходное состояние. Коррекция устройства закончена, и оно автоматически возвращается в исходным режим.

Подача сигнала "Коррекция электролита" осуществляется следующим образом. О степени истощения электролита судят по величине напряжения на выходе первого преобразователя 6.

Как только это напряжение достигает некоторого критического значения, схема 15 сравнения срабатывает и выдает сигнал "Коррекция электролита", который поступает на автоматический дозатор и на блок индикации.

Измерение фактической толщины покрытия и коррекция характеристики устройства с учетом фактической толщины позволяет обнаружить недопустие мое истощение электролита, своевременно провести коррекцию его состава

8 ! 654384 и повысить точность нанесенчя покрытия заданной толщины. Экономия ескии эффект зависит от объема загрузки и интенсивности эксплуатации гальванической ванны.

Составитель С.Пономарев

Редактор Н . Я цола Т ехр ед Л. 0лийн ык . Корректор Н.Ренская

Заказ 1933 Тираж 404 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101

Ф о р м у л а и э о б р е т е и и я

Устройство для контроля толщины осажденного металла, содержащее датчик тока, преобразователь ток-частота, два счетчика, схему сравнения, преобразователь код-напряжение, сумматор,прп этом выход датчика тока соединен с входом преобразователя ток-частота, выход которого соединен с входами первого и второго счетчиков, выход второго счетчика соединен с входом преобразователя код-напряжение, выход которого соединен с входом сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности получения покрытия заданной толщины за счет автоматической коррекции состава электролита, оно снабжено вторым преобразователем код-напряжение, блоком индикации, генератором импульсов, второй схемой сравнения, эадатчиком площади поверхности, эадат .иком фактической толщины, задатчпком уставки

5 толщины триггером причем выход сум1 3 матора соединен с вторым входом vepвой схемы сравнения, а входы его с задатчиком площади поверхности, задатчиком уставки толщины и задатчиком фактической толщины, первый выход триггера соединен с задатчиком фактической толщины покрытия и с генератором импульсов, второй выход триггера связан с задаз чиком уставки толщины, выход первой схемы сравнения соединен с первым входом триггера, выход генератора импульсов соединен с вторым входом второго счетчика, а входы блока индикации соединены с выходом первого преобразователя коднапряжение, выходом второго преобразователя код-напряжение, выходом сумматора и выходом второй схемы сравнения, а выход первого счетчика соединен с входом второго преобразователя код-напряжение, выход которого соединен с первой схемой сравнения.