Способ измерения величины электролита в гальванической ванне и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09 110 За 1 С 25 3 21/12 ГОСУДАРСГЮ ДЕЛ ИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТ ОР ЕННЫЙ КОМИТЕТ ССЗОБРетений и ОтнРцти(56) 1. Патент США Яф 4090925,кл, ч 01 й 27/38, 1979,2, Авторское свипетельство ЧССРФ 159495, кл,01 Й 27148, 1975.3. Биркган Л.Н. Автоматизация имеханизация гальванических процессов.М., "Машиностроение", 1965, с. 173179.(54) ЩОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ рНЭЛЕКТРОЛИТА В ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ВАННЕИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ измерения величины рНэлектролита в гальванической ванне,включающий определение ЭДС электродной системы, установленной в ванне,о т л и ч а ю щ, и й с я тем, что,с целью повышения точности измеренияпутем исключения влияния электрического поля ванны, в процессе нанесения гальванопокрытия периодически прерывают протекание технологического тока и в течение бестоковых паузизмеряют величину рН электролита,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что на время прерывания тока останавливают отсчет выдержки времени нанесения гальванопокрытия,3Устройство для измерения величины рН электролита в гальваническойванне, содержащее источник питания,блок управления, рН-метр, соединенный с установленной в электролитеэлектродной системой, о т л и ч а ю"щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно допол-нительно снабжено генератором прямоугольных сигналов и элементом НЕпричем выход генератора подключенк управляющему входу рН-метра и входу элемента НЕ, а выход элемента НЕ асоединен с управляющим входом источника питания.4, Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что второйвыход элемента НЕ соединен с входомблока управления.1125Изобретение относится к исследованию физико-химических процессов в электролитах и может использоваться в гальванотехнике для измерения концентрации водородных ионов (ве .,личины рН) непосредственно в производстве. Известен способ и устройство для измерения величины рН растворов,10 основанные на измерении ЭДС электродной системы, погружаемой в раствор Я.Однако данные способ и устройство не обеспечивают измерение рН в растворе, находящемся под напряжени15 ем, например в электролите гальванической ванны ибо электрическое поле ванны накладывается на ЭДС электродной системы и существенно искажает результат измерений, а в ряде случаев делает его практически невозможнымеИзвестны решения, позволяющие в определенной мере исключить влияние электрического поля ванны наР 5 точность измерения рН. Одно иэ направлений решений этой задачи заключается в том, что электродная система устанавливается вне гальванической ванны, а исследуемый электро- З 0 лит из ванны подается к электродной системе с помощью насоса или эрлифта 21.Известен способ измерения величины рН электролита в гальванической 35 ванне, включающий определение ЭДС электродной системы, установленной в ванне 3 .Известно также устройство для из мерення величины рН электролита в 40 гальванической ванне, содержащее источник питания, блок управления, рН-метр, соединенный с установленной в электролите электродной системой 3 .45Однако известные способ и устройства действенны лишь при наличии статических (неизменных) электрических полей и неэффективны, если в гальванической ванне имеют место мощные 50 импульсные или знакопеременные (например, в случае применения реверсивного тока) электрические поля.Цель, изобретения - повышение точности измерения путем исключения 55 влияния электрического поля ванны.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения 302 2величины рН электролита в гальванической ванне, включающего определение ЭДС электродной системы, установленной в ванне, в процессе нанесениягальванопокрытия периодически прерывают протекание технологического тока и в течение бестоковых пауз измеряют величину рН электролита.При этом .на время прерывания токаостанавливают отсчет выдержки временинанесения гальванопокрытия.Устройство для измерения величины рН электролита в гальваническойванне,. содержащее источник питания,блок управления, рН-метр, соединенный с установленной в электролитеэлектродной системой, дополнительноснабжено генератором прямоугольныхсигналов и элементом НЕ, причем выход генератора подключен к управляющему входу рН-метра и входу элементаНЕ, а выход элемента НЕ соединен суправляющим входом источника питания,Причем второй выход элемента НЕсоединен с входом блока управления,.На фиг. 1 приведена, структурнаясхема устройства, реализующего предлагаемый способ на фиг. 2 - диаграмма изменения выходного сигнала генератора прямоугольных сигналов.Устройство содержит гальваническуюванну 1 с рабочим электролитом,подключенную к источнику 2 питания,н блок 3 управления. В рабочем электролите установлена электродная систе-.ма 4, соединенная с рН-метром 5.Устройство снабжено генератором 6 прямоугольных сигналов, выход второгосоединен с входом элемента НЕ и свходом запрета работы рН-метра 5.Выход элемента НЕ соединен с входомзапрета работы источника питания 2и с входом запрета отсчета выдержкивремени блока 3. Способ осуществляют следующим образомЭДС электродной системы, установленной в рабочем электролите гальванической ванны, измеряют не непрерывно, а периодически в течение фик- сированных промежутков времени. Периодичность измерений задается в зависимости от конкретных требований к точности соблюдения технологических. режимов гальванопокрытия. На время измерения рН снимают напряжение с электродов гальванической ванны и прекращают протекание технологи3 1125 ческого тока, исключая тем самым вли яние электрического поля ванны на точность измерения рБ электролита. Гальванический процесс при этом так- же периодически прерывается, поэтому на Йремя измерения рН отсчет выдержки времени нанесения гальванопокрытия запрещают.Устройство работает следующим образом. 10Загрузка обрабатываемых изделий в гальваническую ванну 1 и перемещение их с позиции на позицию осущест-, вляется с помощью шагового транспортера, совершающего рабочие пере у мещения через фиксированные промежутки времени, Отсчет выдержки времени и формирование команд на перемещения осуществляются блоком 3, который управляет и режимом работы источника 2 питания в процессе нанесения гальванопокрытця. Источник питания в таких установках работает в продолжительном режиме, т.е., например, в крупносерийных и массовых 25 производствах источник питания включен в течение всей рабочей смены, И, в течение всего промежутка времени пока включен источник пита. ния и на электродах ванны имеется напряжение невозможно измерение рН электролита с помощью погруженных в электролит измерительных, электродов ввиду наводок от. электрического поля ванны (в особенности при пита 35. нии ее от реверсивного выпрямитель- ного агрегата) на электродную систему рН-метра. В устройстве генератор 6 пооче 40редно накладывает запрет на работурН-метра 5 или источника 2 питания.Если на выходе генератора 6 естьсигнал, работа рН-метра 5 запрещена,а работа источника 2 питания разреше 45на и наоборот,Поскольку на время работы рН-метра (на время бестоковой паузы) галь 1ванический процесс прерывается, генератор 6 через элемент НЕ запрещает 302 4отсчет блоком 3 выдержки временинанесения гальванопокрытия.П р и м е рПроцесс цинкованияосуществляется на 30-ти позиционномгальваноавтомате шагового действия,получающем питание от реверсивноговыпрямительного . агрегата типаВАКР-12 (ток 6300 А, напряжение 12 В). Технологическое времяцинкования составляет 30 мин. Времяперемещения деталей с позиции напозицию составляет 10 с. В этих условиях блок управления времятоковымрежимом должен отсчитывать выдержкивремени 50 с и по истечении их подавать команды на перемещение деталей (таким образом, общее время цинкования составляет 30 мин).Поскольку величина рН раствораявляется относительно медленно изменяющимся параметром, технологическийрегламент на процесс допускает измерение рН с периодичностью 2 замерав 1 ч. Время измерения в зависимостиот типа применяемых датчиков и рНметров составляет 5-15 с.В указанных условиях рН электролита измеряют следующим образом.Генератор прямоугольных сигналовнастраивают так, что длительностьсигнала составляет 30 мин, длительность паузы - 15 с. Соответственно,в течение 30 мин идет процесс нанесения покрытия, при этом рН-метр неработает. Затем на 15 с гальванический процесс прекращают путем запирания выпрямителя и в течение этоговремени измеряют рН. Далее процессповторяется. При этом на время бестоковой паузы запрещают отсчет выдержки времени нанесения гальванопокрытия, следовательно заданное тЕхнологическое время нанесения гальвано.покрытия сохранено.Применение предлагаемого способаи устройства позволяет повысить до1,5-2,57 точность измерения одногоиз основных параметров процесс гальванопокрытий и автоматизировать сампроцесс измерения,1125302 Составитель А,ПятибратовТехред О.Ващишина Корректор С.Иекмар Редактор Н.Бобкова Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 8441/21 Тираж 632 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5