Устройство для автоматического определения выхода по току

сО АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ П ИС Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл,з С 25 0 21/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 151080(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯВЫХОДА ПО ТОКУ Изобретение относится к устройствам контроля и регулирования процессов электролитического нанесения покрытий: цинковых, медных и других, 5 в основном легко стравливаемых в основной ванне электрохимическим путем.Известно устройство для автоматического определения выхода по току, в гальванической ванне, содержащее 10 измерительный электрод, датчик толщины осажденного металла на измерительном электроде, источник питания, шунт для измерения тока через ванну, управляющую вычислительную маши иу 11.Недостатками известного устройства являются относительно низкие точность и достоверность определения выхода по току. Это обуслонлено отно-. 20 сительно низкой точностью (свыше 5) измерения веса, основанного на измерении величины тока, индуктнруемого генератором звуковой частоты на измерительном электроде с изменением тол 25 щины слоя покрытия на нем. Кроме того, средняя плотность тока ванны определяется по предварительно снятой и введенной в память управляющей вычислительной машиной (УВМ) харак теристике связи тока через измери-. тельный электрод датчика веса с током . ванны для соответствующей группы деталей (погрешность 15 вследствие "дрейфа" характеристики прн изменении температуры, концентрации и т.д.). Устройство работает эпозодкчески (5-10 мин) в течение 1-2 ч вниду необходимости частой замены измерительного электрода датчика и т.д.Целью изобретения является повышение точности и достоверности измерения.Цель достигается тем, что в устрой- стве установлены дополнительный источник питания,шунт н цепи измерительного электрода,релейный усилитель, блок сравнения,задатчик исходной толщины покрытия измерительного электрода, причем измерительный электрод датчика толщины расположен на экнидистантном расстоянии от анода ванны, что и покрываемые детали, выход шунта для измерения тока ванны подключен к одному из входов УВМ и к входу релей" ного усилителя, выход шунта н цепи измерительного электрода подключен к второму входу УВМ, выход датчика подключен к третьему входу УВМ и кпервому входу блока сравнения, к второму входу которого подключен задатчик исходной толщины покрытия, а измерительный электрод датчика в режиме "Нанесение" подключен одной группой контактов релейного усилителячерез шунт измерительного электро 5да к отрицательному полюсу источника питания, в режиме "Стравливание"измерительный электрод датчика под-,ключен через последовательно соединенные контакты релейного усилителя Ои блока сравнения к положительномуполюсу дополнительного источника питания,Точность измерения выхода по току ) в предлагаемом устройстве увеличивается за счет более точного определения средней плотности тока Дванны, которая определяется как продизведение коэффициента конфигурацииК, определяемого заранее для определенных групп деталей и заложенногов память УВМ, на плотность тока датчика 3 р, равное отношению тока датчика д д к его площади 5Эд 25д,)д 5,Погрешность измерения при этомсредней плотности тока с( 5. Ввиду1 того, что процесс определения выхода по току идет непрерывно в течениевсего времени нанесения покрытия,точность и достоверность измеренияувеличиваются за счет осреднения вовремени измеряемых величинМногократное стравливание с измерительного электрода датчика нанесенного покрытия до исходной величины за времяотсутствия новой подвески с деталями позволяет вести процесс измеренияавтоматически, повысить точность и 40достоверность измерения за счет устранения толщины предыдущих слоев покрытий на измеряемую толщину и длительное время использовать измерительный электрод.На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 - внутренняя структураУВМ.Устройство для определения выходапо току состоит из гальваническойванны 1 с электролитом, в которойстационарно установлены аноды 2, радиоизотопный датчик 3 для измерениятолщины покрытия в процессе, нанесения на электроде 4 с известной пло 55щадью поверхности 5 выполненнойв виде металлической фольги (Ао) илидругого материала, покрытого труднорастворимым материалом (напримерАц); катода 5 (подвеска с наносимыми 60деталями); источника питания б; дополнительного источника питания 7для стравливания нанесенного покрытия на измерительный электрод 4 датчика 3; .шунта 8, напряжение на кото- б 5;ром пропорционально току ванны ЭВ;шунта 9, сигнал с которого пропорционален току Д , через измерительныйэлектрод 4; управляющей вычислительной машины 10 с устройствами ввода 11, вывода 12 информации и процессором 13; табло индикации 14 выходапо току ванны 1; усилителя 15 с выходом в виде контактов 1 б, с помощьюкоторых осуществляется подключениеизмерительного электрода 4 датчика 3к отрицательной шине источника питания б; задатчика толщины 17 покрытияТ (толщина измерительного электрода-фольги перед нанесением покрытия);схемы сравнения 18 с релейным выходом в виде контактов 19, обеспечивающих в режиме стравливания подключение через нормально замкнутые контакты 16 измерительного электрода 4датчика 3 к дополнительному источнику питания 7. УВМ содержит блок 20сравнения, ключевой элемент 21, таймер (генератор импульсов) 22, сумматор 23, блоки 24 деления и 25 умножения,Устройство работает следующим образом.Подвеска с деталями автооператором(не показано) подается в гальваническую ванну 1. Подвеска с деталямиконтактирует с контакторами, подключенными к отрицательной шине источника питания б.Сигнал, пропорциональный току ванны Эз с мунта 8 подается на вход уси.лителя 15, и его контакты 1 б подключают измерительный электрод 4 датчика 3 к отрицательной шине источникапитания б, начинается процесс электроосаждения покрытия на деталях и измерительном электроде.Сигналы, пропорциональные токам через ванну )в .и измерительный электродс шунтов 8 и 9, текущему значению толщины покрытия Т, с датчика 3подаются на устройство ввода 11 УВМ1 О . По сигналу с шунта 8 ( э) УВМ 10сравнивает текущее значение 3 э свведенным заранее в УВМ минимально допустимым значением Э 5 . При Д3выдается сигнал разрешания на ключевойэлемент 21 и. импульсы с определенной длительностью следования с таймера (генератора) 22 поступают на входсумматора 23 в течение всего времени1 измерения толщины покрытия. ПриЭэ0 (процесс нанесения окончен)импульсы с таймера 22 на вход суммато",ра 23 не поступают. Сигнал на выходесумматора 23 дропорционален времениизмерения.Одновременно вычисляется средняяплотность тока ср по формуле ар =.Д з=К ярд, где Зрд" . Ток Зд чеЭзрезизмерительный электрод 4 датчика.:измеряется с помощью шунта 9 и вводится в УВМ, Коэффициент конфигурации К и площадь 5 д измерительногоэлектрода вводятся в УВМ заранее. Выход по токувычисляется согласно формуле а - -"-где С - предварительно введенная в УВМ электрохимическая постоянная.Через определенное время автооператор (не показан) поднимает подвеску с деталями и подает ее согласно заданной технологической последовательности в другие ванны гальванической линии (не показано). При подъеме подвески цепь питания разрывается и ток ванны 3 В падает до нуля, Время нанесения покрытия определяется длительностью сигнала 3 э на шунте 8. Вычисленное УВМ значение выхода по току конкретной гальванической ванны 15 выводится на соответствующее информационное табло и на распечатку.При подъеме подвески с деталями сигнал Зэ на входе усилителя 15 исчезает и его контакты 16 подключают 2 О через замкнутые контакты 19 схемы сравнения 18 измерительный электрод, 4 датчика 3 к положительному зажиму дополнительного источника питания 7, начинается электрохимический процесс стравливания нанесенного покрытия с измерительного электрода 4 датчика 3. При достижении исходной толщины Т покрытия (толщина измерительного электрода перед нанесенйем покрытия) контакты 19 схемы сравнения размыкаются и измерительный электрод отключается от дополнительного источника питания 7.Время электрохимического Стравливания покрытия, нанесенного на изме- З 5 рительном электроде 4 датчика 3, зависит от толщины нанесенного покрытия и плотности тока стравливания, величину которой устанавливают так, чтобы время снятия покрытия не влия О ло на производительность автоматической линии гальванопокрытия.Проведенные эксперименты по автоматическому определению выходапо току с использованием радиоизотопного датчика измерения толщины нанесенного покрытия показали, что погрешность измерения меньше 7%, что является приемлемым значением для большинства процессов нанесения покрытия и примерно в 2 раза точнее известного. Формула изобретенияУстройство для автоматического определения выхода по току в гальванической ванне, содержащее измерительный электрод, датчик толщины осажденного металла на измерительном электроде, источник питания, шунт для измерения тока через ванну, управляющую вычислительную машину, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности измерения, в нем установлены дополнительный источник питания, шунт в цепи измерительного электрода, релейный усилитель, блок сравнения, задатчик исходной толщины покрытия измерительного электрода, причем измерительный электрод датчика толщины расположен на эквидистантном расстоянии от анода ванны, что и покрываемые детали, выход шунта для измерения тока ванны подключен к одному из входов управляющей вычислительной машины и к входу релейного усилителя, выход шунта в цепи измерительного электрода подключен к второму входу управляющей вычислительной машины, выход датчика подключен к третьему входу управляющей вычислительной машины и к первому входу блока сравнения, к второму входу которого подключен задатчик исходной толщины, а измерительный электрод датчика в режиме "Нанесение" подключен одной группой контактов релейного усилителя через шунт измерительного электрода к отрицательному полюсу источника питания, в режиме мСтравливанием измерительный электрод датчика подключен через последовательно соединенные контакты релейного усилителя и блока сравнения к положительному полюсу дополнительного источника питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Згурский В.А и Каданер Л.М.Определение выхода по току в систе-.ме автоматического управления гальваническим процессом при помощи УВМ. Киев, "Днепр", ИТИ, 1965.-Закаэ 6628/38 ВНИИПИ Гос по дел 113035, МТир рственн изобрет ва, Ж698 о ко ий и Рауш тета СССРткрытийкая наб., д