Устройство контроля и автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне

(19) (11) В) 4 С 25 Р 21/ ина ави уковско ва,ССС975СР О. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(7 1) Харьковский ордена Ленационный институт им. Н.Е,Ж(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКАВ 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 введением1271917 19 гальванической ванны 20, перфорированный корпус 21, регулируемый источник питания 22, анод 23 гальванической ванны, блок вентилей 24, блок 25 пороговых устройств. Выход блокаФвентилей 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 15 задатчика плотности тока 4. Улучшение качества покрытия и повышение быстродействия работы устройства достигается введением в данное устройство цепочки из последовательно со единенных блока пороговых устройстви 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-схе 10 ма, устройства.Устройство содержит бесконтактный да,тчик 1 плотности тока, блок 2 переработки сигнала бесконтактного датчика плотности тока, компаратор 3, задатчик 4 плотности тока, блок 5 управления, блок 6 регулирования плот. ности тока, ключ 7, нуль-орган 8,элемент 9 памяти блок 10 переключения, блок 11 памяти, блок 12 задержки,бес 20 контактный датчик 13 тока, блок 14 переработки сигнала бесконтактногс датчика тока, блок 15 сравнения, блок 16 коммутации, блок 17 програм 25 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 амплитуды. опорного напряжения из сеткификсированных 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, блокзадержки 12, бесконтактный датчиктока 13, блок 14 перерарботки сигнала бесконтактного датчика тока, блоксравнения 15, блок коммутации 16,блок программного управления 17, деталь-свидетель 18, катодную штангу анод 23 гальванической ванны, блок24 вентилей, блок 25 пороговых устройств,Выход бесконтактного датчика 1плотности тока, который представляет собой магниточувствительный преобразователь, соединен с входом блока2 переработки сигналов, который преобразует, усиливает и детектируетсигнал 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 приналичии разрешающего сигнала с блока пороговых устройств 25 подключение к компаратору 3 одного из опорных напряжений задатчика 4 плотноститокаКомпаратор 3 служит для сравненияамплитуды 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 значениязаданной плотности тока, Выход ком 12719паратара 3 соединен с первым входом блока 5 управления, второй выход которого соединен с вторым входом блока 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 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 15 входом элемента 9 памяти, в качестве которого используют триггер. Триггер вырабатывает сигнал, усиленный в момент подачи на его 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 выхбдблока 1 О соединен с первым входом бла 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,30Бесконтактный датчик 13 тока представляет собой магнитачувствительный преобразователь, Блок 14 преобразует, усиливает и детектирует сигнал бесконтактного датчика 13 тока. Вы 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 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. Блок 11 памяти служит15 для запоминания амплитуды напряжения сигнала, который поступает с выхода блока 14 переработки сигнала датчика тока. Блок 15 сравнения служит для сравнения амплитуд напряжений сигна 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 4коммутации 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) нуль- органа 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 герконоваереле.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 деталь- свидетель 18, погружен в электролит- гальванической 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 соответствует 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 переработки5 0 15 20 25 30 40 50 сигналов бесконтактного датчика 1плотности тока,Устройство работает следующим образом.Корпус 21, содержащий бесконтактный датчик 1,плотности тока и детальсвидетель 18, погружен в электролитванны 20 вместе с деталями обрабатываемой партии. Деталь-свидетель подключена через ключ 7 к катоду 19.Приподключении между анодами 23 и катодной шлангой 19 напряжения в ванне 20протекает электрический ток, которыйраспределяется между покрываемыми деталями и деталью-свидетелем 18,причем ток протекающий через внутреннее окно бесконтактного датчика 1характеризует начальную среднюю плотность тока на контрольной части детали-свидетеля 18. Выходной сигналбесконтактного датчика 1 поступаетв блок 2 переработки сигналов датчика плотности тока, а усиленныи ивыпрямленный сигнал поступает с выхода блока 2 на первый вход блока 25пороговых устройств и на первый входкомпаратора 3. В блоке 25 пороговыхустройств данный сигнал поступает наобъединенный второй вход схем сравнения и сравнивается одновременно сопорными Фиксированными напряжениями, каждая из которых поступает напервый вход ей соответствующей схемысравнения. На выходе одной из схемсравнения блока 25, где будет равенство амплитуд сравниваемых напряжений, вырабатывается сигнал, которыйпоступает на соответствующий вентильблока 24 и разрешает прохождение выбранного опорного напряжения на второй вход компаратора 3. Когда амплитудное значение напряжения сигнала,который поступает на первый входкомпаратора 3, меньше амплитудногозначения опорного сигнала, на выходе компаратора 3 устанавливается отрицательный потенциал напряжения, апри поступлении на первый вход компаратора 3 сигнала, амплитудное значение напряжения которого больше амплитудного значения напряжения опорного сигнала, на выходе компаратора3 устанавливается положительный потенциал напряжения.Сигнал с выхода компаратора 3 поступает через коммутирующую цепь блока 5 управления на второй вход блока6 регулирования плотности тока и нд 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 продетектированный 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 вцепи источника 22 питания, Увеличение или уменьшение напряжения источника питания 22 в зависимости от потенциала сигнала на входе управления источника 22 питания происходит до гех пор, пока на выходе компаратора 3 не наблюдается отсутствие сигнала, что Фиксируется нуль-органом 81 В момент отсутствия сигнала на первом/ Фвходе 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 первому7 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 10 выхода блока 11 памяти. На выходе блока 15 сравнения сигнал отсутствует ввиду равенства амплитуд напряжений сигналов на первом и втором входах блока 15. Амплитуда напряже ния 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 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 второй вход блока 15 сравнения, в котором сравнивается с амплитудой на. пряжения сигнала, который поступает с выхода блока 11 памяти. С выхода блока 15 сравнения поступает сигнал35 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 увеличе 40 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 устройст - ва 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 8памяти, 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, которыйхранится в блоке 11 памяти, необходима для учета изменения площади де- .талей обрабатываемой партии, котороепроисходит 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 изобретенияУстройство 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 комму12719 Составитель С.ПономаревРедактор Н.Гунько Техред И,Попович Корректор Г. Решетник Заказ 6312/27 Тираж 615 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4 тации, последОвательно соединенныеблок управления и ключ, который включен в цепь детали-свидетеля и служитдля коммутации детали-свидетеля ккатодной штанге гальванической ванны,а также эадаиик плотности тока, блокпрограммного управления, выход которого подключен к объединенным вторымвходам нуль-органа, элемента памятии блока памяти, при этом выход компаратора подключен также к первому входу блока управления, второй выходкоторого подключен к второму входублока регулировки плотности тока,второй вход блока переключения, третий вход блока памяти и второй входблока управления объединены с вторым 17 1 Овходом блока задержки, второй выход блока переключения соединен с вторым входом блока сравнения, о т л и ч а ю. щ 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 пороговых устройств объединен. с входом компаратора; а второй вход подсоединен к второму выходу задатчика плот ности тока.