Устройство для автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне

ОП ИСАКИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоцналнстнческнкРеспублик и 889754во делан иаабретеннй и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА,В ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ВАННЕИзобретение относится к гальваиотехнике и может быть использованодля автоматического регулированиякатодной плотности тока при нанесении гальванопокрытий.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля автоматического регулированияплотности тока в гальванической ванне, содержащее ванны электрохими 1 Оческого обезжиривания и рабочую,соединенные последовательно, измерительный электрод, стационарно установленный в ванне электрохимичес 1кого обезжиривания, блоки питания,снабженные шунтами, дополнительноесопротивление и управляющий вычислительный комплекс 11,Однако при значительных изме 20нениях суммарной площади деталей,загружаемых в ванну, данное устройство имеет низкую точность регулирования плотности тока из-за переоаспределения тока между измерительнымэлектродом и подвеской с деталямив ванне электрохимического обезжиривания,Цель изобретения - увеличениеточности регулирования плотноститока.Указанная цель достигается тем,что в устройство для автоматическогоизмерения и регулирования плотноститока, содержащее ванны электрохимического обезжиривания и рабочую,пластину калиброванной площади, установленную в ванне электрохимического обезжиривания, регулируемыеблоки питания ванн, снабженные шунтами, управляющий вычислительныйкомплекс, первый вход которого соединен с измерительным выходом блокапитания рабочей ванны, а первый выход - с регулирующим входом этогоблока, введены задатцик напряжения,детектор нуля, схе а сравнения триключа, триггер, датчик загрузки, галь 88975ваноавтомата, последовательно соединенные датчик загрузки ванны электрохимического обезжиривания, инвертор и схема И, второй вход которойсоединен с датчиком загрузки гальваноавтомата, а выход - с первымвходом триггера, второй вход которого соединен с выходом детектора нуля,а выход - с управляющими входами всехключей, измерительный выход блока питания ванны электрохимического обезжиривания соединен с входом первогоключа, первый выход которого подключен ко второму входу управляющего вычислительного комплекса, а второй13выход - к первому входу схемы срав;нения, второй вход которой соединенсо вторым выходом управляющего вычислительного комплекса, а выходс входом детектора нуля и через второй ключ - с входом задатцка напряжейия, выход которого соединен с регулирующим входом блока питанияванны электрохимического обезжиривания, минусовая шина которого подключена к входу третьего ключа, первый выход которого соединен с пластиной калиброванной площади, а второйвыход - с цепью катода ванны электрохимического обезжиривания.30На чертеже приведена структурнаясхема устройства для автоматического регулирования плотности тока вгальванической ванне.Устройство содержит ванны электро 33 химического обезжиривания 1 и рабочую 2 с установленными в них анодами 3, подвеску 4 с деталями, пластину 5 калиброванной площади, блок 6 питания ванны электрохимицеского обезжиривания, блок 7 питания рабочей ванны, задатчик 8 напряжения, ключи 910 и 11, детектор 12 нуля, схему 13 сравнения, триггер 14, схему 15 И, инвертор 16, датчик 17 загрузки галь 43 ваноавтомата, датчик 18 загрузки ванны электрохимического обезжиривания, преобразователи 19-22 управляющего вычислительного комплекса (УВК), усилитель 23 мощности управляющую выФ56 числительную машину (УВМ) 24.Датчик 18 загрузки ванны электрохимицеского обезжиривания соединен через инвертор 16 с первым входом схемы 15 И, второй вход которой соединен с датчиком 17 загрузки гальва 33 ноавтомата, а выход - с первым входом триггера 14. Второй вход триггера 14 связан с выходом детектора 12 44нуля, а выход - с управляющими входами ключей 9, 10 и 11. Измерительный выход блока 6 питания ванны электрохимического обезжиривания соединен с входом ключа 10. Первый выходключа 10 соединен через преобразователь 20 УВК с первым входом УОМ 24,а второй - с входом схемы 13 сравнения, второй вход которой соединенс преобразователем 19 УВК, а выходчерез ключ 9 - с входом задатчика8 напряжения. Выход задатчика 8 напряжения соединен с управляющим входом блока 6 питания ванны электрохимического обезжиривания, минусоваяшина которого через ключ 11 можетбыть соединена с калиброванной пластиной 5, либо с подвеской 4 с деталями. Измерительный выход блока 7питания рабочей ванны через преобразователь 22 УВК соединен со вторымвходом УВМ 24, первый выход которогосоединен с преобразователем 19 УВК,а второй - через преобразователь 21УВК с усилителем 23 мощности. Выходусилителя 23 мощности соединен суправляющим вхоДом блока 7 питаниярабочей ванны.Устройство работает следующим образом,Подвеска 4 с деталями с позициизагрузки гальваноавтомата поступаетв ванну 1 электрохимического обезжиривания, где определяется суммарная покрываемая площадь деталей, изатеи - в рабочую ванну 2.Блок 6 питания ванны электрохимического обезжиривания работает врежиме стабилизации плотности токаи настроен на вольт-амперную характеристику ванны.Устройство имеет два режима работы: "Подстройка" и "Регулирование".Вследствие изменения технологических параметров ванны 1 электрохимического обезжиривания (температуры,концентрации компонентов и т.д,) еевольт-амперная характеристика можетизмениться. Блок питания ванны электрохимического обезжиривания при этомоказывается настроенным не на номинальную плотность тока, что приводитк ошибке регулирования, Для преодоления данного недостатка и введен режим "Подстройка",В этом режиме устройство функционирует непосредственно перед загрузкой ванны 1 электрохимического обезжиривания, когда подвеска 4 с деталя"5 88975ми находится на позиции загрузки гальваноавтомата, а ванна 1 электрохимического обезжиривания не загружена.При этом датчик 17 загрузки гальваноавтомата срабатывает, и на его вы- рходе появляется высокий потенциал,на выходе датчика 18 загрузки ванныэлектрохимического обезжириванияниэкий потенниал, на выходе схемы15 И, триггера 14 - высокий, 0Высокий потенциал на выходе триггера 14 переводит ключи 9, 10 и11 в положение, соответствующее режиму "Подстройка". В этом режиме ключ9 замкнут, измерительный выход блока6 питания ванны электрохимицескогообезжиривания подключен ключом 10 кпервому входу схемы 13 сравнения, аего минусовая шина ключом 11 - к калиброванной пластине 5, На второй щвход схемы 13 сравнения с УВК поступает уставка по току,)ри рассогласовании вольт-амперныххарактеристик блока 6 пиания и ванны 1, ток пластины 5 Зт к отличаетсяЭХот номинального тока Зф,ом, которыйдолжен обеспечить правильно настроенный блок 6 питания ванны электрохи 1 мического обезжиривания. Информацияо токе пластины 5 калиброванной площади поступает с измерительного выхода блока 6 питания через ключ 10на схему 13 сравнения, сигнал на выходе которой пропорционален разэхо эхоности д= Зное-текВеличина 3 ЭХо, вычисляется УВМ 24по формулеэхо эхоэ 1 йом= Ок,номЬп 1где Ок- номинальная плотность тока в ванне 1 электрохимического обезжиривания;5- площадь пластины 5 калиброванной площади,Сигнал разбаланса с выхода схемы 13 сравнения через замкнутый ключ 9 поступает на задатчик напряжения 8, который подключен через регулирующий вход к обмотке задания уставки напряжения магнитного усилителя блока 6питания ванны электрохимическогообезжиривания, Ток через эту обмотку меняется до тех пор, пока ток измерительной пластины 5 не станет равным номинальному. При этом сигнална выходе схемы 13 сравнения равеннулю, а вольт-амперная характеристика блока 6 питания оказывается совмещенной с вольт-амперной характеристикой ванны 1 электрохимическогообезжиривания.Наличие нуля на выходе схемы 13сравнения приводит к тому, что навыходе детектора 1 нуля формируетсявысокий потенциал. Триггер 14 приэтом переключается, на его выходе появляется низкий потенциал, и всеключи переходят в положание, соответствующее режиму "Регулирование".При этом ключ 9 разомкнут, измерительный выход блока 6 питания ванны электрохимического обезжириванияключом 10 подключен ко второму входуУВК, а его минусовая шина ключом 11 к цепи катода ванны электрохимического обезжиривания.В режиме "Регулирование" устройство работает следующим образом,При поступлении подвески 4 с деталями с позиции загрузки гальваноавтомата в ванну электрохимическогообезжиривания ее блок 6 питания,работающий в режиме стабилизацииплотности тока, выставляет ток черезванну 3 , пропорциональный площади5 загрузки. Информация о величинеэтого тока поступает с измерительного выхода блока 6 йитания через ключ10 и преобразователь 20 в УВМ 24.УВМ 24 вычисляет суммарную подкрываемую площадь деталей по формулеэхо5 = К ,к.намгде К - коэффициент, зависящий отформы обрабатываемых деталей,и запоминает ее.При поступлении этой же подвески 4 в рабочую ванну 2 УВМ 24 вычисляет величину тока 3 о, необходимую для получения качественного покрытияя, по формулеР.З.О к,мом фгде О,ом- плотность катодного токав рабочей ванне 2.Уставка значения тока Зо рабочей ванны 2 поступает с выхода УВМ 24 через преобразователь 21 на вход усилителя 23 мощности, нагрузкой которого является управляющая обмотка магнитного усилителя (на цертеже не показан) блока .7, Одновременно с измерительного выхода блока 7 питания рабочей ванны через преобразователь 22 на второй вход УВМ 24 поступает информация о фактическом значении тока рабочей ванны 2. Ток через рабочую ванну 2 корректируется УВИ 24 дотех пор, пока он не станет равным номинальному току.Для любой подвески 4 с деталями плотность тока в рабочей ванне 2 поддерживается постоянной и равной номинальной, что обеспечивает получение покрытия требуемого качества.Таким образом, предложенное устройство обеспечивает высокую точность регулирования плотности тока при зна чительных изменениях суммарной площади, обрабатываемых деталей вследствие устранения перераспределения тока между измерительным электродом и подвеской с деталями путем введения 13 подстройки вольт-амперной характеристики блока питания непосредственно перед загрузкой в ванну подвески с деталями.формула изобретенияУстройство для автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне, содержащее ванны электрохимического обезжиривания и рабочую, пластину калиброванной площади, установленную в ванне электро- химического обезжиривания, регулируемые блоки питания ванн, снабженные 30 шунтами, управляющий вычислиМЬльный комплекс, первый вход которого соеди. нер с измерительным выходом блока питания рабочей ванны, а первый выход - с регулирующим входом этого З блока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены задатчик напряжения, детектор нуля, схема сравнения, три ключа, триггер, датчик загрузки гальваноавтомата, последо,вательно соединенные датчик загрузки ванны электрохимического обезжиривания, инвертор и схема И, второй вход которой соединен с датчиком загрузки гальваноавтомата, а выходс первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом детектора нуля, а выход - с управляющими входами всех ключей, измерительный выход блока питания ванны электрохимического обезжиривания соединен с входом первого ключа, первый выход которого подключен ко второму входу управляющего вычислительного комплекса, а второй выход - к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен со вторым выходом управляющего вычислительного комплекса, а выход - с входом детектора нуля и через второй ключ - с входом задатчика напряжения, выход которого соединен с регулирующим входом блока питания ванны электрохимического обезжиривания, минусовая шина которого подключена к входу третьего ключа, первый выход которого соединен с пластиной калиброванной площади", а второй выход - с цепью катода ванны электрохимического обезжиривания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Иф 600217, кл. С 25 О 21/12, 197 б889754 Составитель Л.ГрудневаРедактор И,Митровка Техред Е. Харитончик . коррек9 кмар ака филиал ППП "Патент", гУжгород, ул.Проектная,0905/47 Тираж 707 8 НИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушск