Устройство для контроля массы осажденного металла

(51) 5 ГОСУДАРСТВЕН НО ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЕНТН Е МАВ ЮЬЭ к области быть использовано Лля ля массы о втоматичежЛенного о кон роцессе наАНИЕ ИЗОБР НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Смоленский Филиал Московского энергетического института(56) Авторское свидетельство СССР М 987376, кл. С 25 0 21/12, 1982,Авторское свидетельство СССРй 1225885, кл, С 25 Б 21/12, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАССЫ ОСАЖДЕННОГО МЕТАЛЛА(57) Изобретение относится к оборуЛованию Лля гальванотехники. Устройство соЛержит Латцик 1 тока, первый переключатель 2, масштабирующий усилитель 3, заЛатчик 4 коэФФициента выхода по току, преобразователь 5 напряжение-частота, лелитель 6 частоты, ключ 7, триггер 8, блок 9 управления, выцитающий счетчик 10, регистр 11, преобразователь 12 коЛ- частота, второй переключатель 13, блок 14 инликации, счетчик 15, схему 16 сравнения коЛов, заЛатцик 17 привеса. Устройство может работать в двух режимах, В режиме контроля массы осажденного металла контакты переключателей 2 и 13 находятся в верхнем положении. При этом частота импульсов на выходе преобразователя 5 пропорциональна напряжению с латИзобретение относитгальванотехники и може чика 1 тока, КоэФФициент преобразования усилителя 3 пропорционален установленному в заЛатчике 4 коЛу Х коэФФициента выхода по току. По мере осаждения металла увеличивается кол в счетчике 15, о когда он становится равным кору, установленному в заЛатчике 17 привеса, схема 16 сравнения коров выдает сигнал на отключение тока.,ванны, При изменении условий покрытия используется режим контроля коэФФициента выхола металла по току. При этом контакты переключателей 2 и 13 перевоЛятся в нижнее положение, а в регистр 11 записы вается коЛ, соответствующий величине тРебУемого поЛвеса Хт, Установлен ный в задатцике 1/. Далее после установления оператором в задатцике 17 кора Фактического привеса И этот коЛ по сигналу с блока 9 переписывается на установочные входы счетчика 10. По окончании процесса в блоке 14 и счетчике 15 получается число, равное Фактическому коэйФициенту вы хоЛа по току Исц - Кбт - Ь 9/тЬоу Установка скорректированного кора коэФФициента выхода по току в блоке 4 позволяет учесть все Факторы влияющие на скорость осаждения металла, и обеспечить получение заранного привеса на леталях. 1 ил.1778200 БО несения гальванического покрытия металла.Известен способ и устройство контроля толщины покрытия изделий вгальванической ванне, сорержащеегальваническую ванну, катод, анод,датчик. веса анора и преобразовательвеса анода.Недостатком известного способа иустройства является невысокая точность контроля массы осажренного накатоде металла, так как со временем изменяются свойства электролита,меняется концентрация ионов основного металла и нарушается соответствие изменения массы анода и приращения массы осажденного металла.Наиболее близким к заявляемомупо технической сущности (прототипом)является устройство для автоматического контроля массы осажренного металла, содержащее датчик тока, преобразователь температуры, сумматор,управляемый преобразователь токчастота, дополнительный счетчик, преобразователь кода в напряжение, преобразвоатель величины оН электролитаи потенциометр начального уровня концентрации, ЗОНедостатком известного устройстваявляется невысокая тонность контролямассы осажденного металла. Это обьясияется тем, цто в данном устройствекоэффициент выхода осаждаемого метал- З 5ла по току рассчитывается по величинерК Электролита, его температуре иколичеству суммарного, протекшегочерез ванну электричества. Фактический коэффициент выхода по току может 4 Осущественно отличаться от рассчитанного, например из-за того, что коэфФициент выхода по току зависит и отдругих неучтенных Факторов, напримерпримесей, концентрации специальных 45добавок, чистоты и качества компонентов электролита и т,р. Все это сказывается на скорости осажрения металлаи приводит к погрешности контролямассы осажденного металла с помощью известного устройства, Кромеэтого, устройство-прототип не позволяет провести количественную оценкукоэффициента выхода по току, цто крайне важно при исследованиях и паспортизации электролитов и характеризуетих покрывающую способность,Цель изобретения - повышение точности контроля массы осажденного на катоде металла за счет учета величины Фактического коэффициента выхода по току и обеспечение количественной оценки покрывающих свойств электролита.Поставленная цель достигается тем, цто в известном устройстве, содержащем источник опорного напряжения, схему сравнения кодов, задачтик привеса металла, датчик тока, преобразователь напряжение-частота, счетчик, выходы которого подключены к первым входам схемы сравнения, вторые вхоры которой соединены с выхорами задатчика привеса металла, согласно изобретению, дополнительно введены масштабирующий усилитель, делитель частоты, блок индикации, регистр, преобразователь кора в частоту, выцитающий счетчик, ключ с двумя сигнальными контактами и одним управляющим входом, первый и второй переключатели с двумя неподвижными и одним подвижным контактом, триггер, блок управления, задатчик коэффициента выхода по току, причем вход масштабирующего усилителя подключен к подвижному контакту первого переключателя, один неподвижный контакт первого переключателя соединен с выходом датчика тока, а второй контакт - с истоцником опорного напряжения, управляющий вход масштабируюшего усилителя соединен с выходом задат" цика коэффициента выхода по току, а выход масштабирующего усилителя соединен с входом преобразователя напряжение-цастота, выход последнего соединен со входом делителя частоты и одним сигнальным электродом ключа, второй сигнальный электрод которого сое" динен с неподвижным контактом второго переключателя, второй неподвижный контакт второго переключателя соединен с выходом преобразователя напряжение-частота, подвижный контакт второго переключателя соеринен со входом счетчика, к выходу которого подключен блок индикации и первые входы схемы сравнения кодов, вторые входы которой соединены с выходом задатчика. привеса, управляющий вход клюна соединен с выходом триггера, первый установочный вход которого подключен к одному из выхоров блока управления, а второй установочный вход - к выходу вычитающего счетцика, счетный вмод которого соединен с выхором преобразователя код-частота, кодовый вхор5 17преобразователя кор-цастота соединенс выходом регистра, а аналоговый ехорпорклюцен к источнику опорного напряжения, выход заратцика привеса соединен со вхором регистра и устано-.вочным входом выцитающего счетчика,управляющие входы регистра и вычитающего счетчика соединены с соответствующими выходами блока управления,Такое построение устройства позволяет используя данные о Фактическойвеличине массы осажденного металла,установить коэффициент пересчета количества электричества, протекшегочерез ванну, в массу осажденного металла, равным реальному коэффициентувыхода по току осажраемого металла сучетом всех рействущих ц ранных условиях Факторов, Кроме того, в устройстве осуществляется инрикация велицины Фактицеского коэффициента выхора металла по току, цто позволяетоценивать состояние гальванической.ванны и принимать соответствующие меры, Например, уменьшение коэффициентавыхода по току ниже определенной границы является сигналом о неропустимом снижении покрывающей способностиэлектролита и о необходимости коррек-ции состава электролита, Так как сво"ства электролита изменяются медленно,достатоцно лишь периорицески корректировать коэффициент пересцета данного устройства, обеспечивая при этомвысокую точность получения -заданныхпривесов осаждаемого металла.На чертеже приведена Функциональная схема устройства,Устройство содержит датчик 1 тока(шунт), первый переключатель 2, масштабирующий усилитель 3., заратчик 4коэффициента выхода по току, преобразователь 5 напряжение-частота, делитель 6 частоты, ключ 7, триггер 8,блок 9 управления, выцитающий счетцик 10, регистр 11, преобразователь12 кор-частота, второй переключатель13, блок 14 индикации, сцетчик 15,схема 16 сравнения кодов и задатцик17 привеса,Датцик тока 1 подключен к неподвижному контакту первого переключателя 2, второй неподвижный контактпервого переключателя 2 соединен систочником опорного сигнала 1 . Подвижный контакт первого переключателя2 соединен со входом масштабирующегоусилителя 8, выход которого порклю 78200 б цен ко входу преобразователя напряжение-частота 5, управляющие вхорымасштабирующего усилителя соединеныс выходом задатчика 4 коэффициентавыхора по току. Выход преобразователя 5 напряжение-частота соединен совходом усилителя частоты 6 и сигнальным контактом клюца 7, второй сигнальный контакт которого соединен снеподвижным контактом второго переключателя 13, выход делителя частоты 6 соединен со вторым неподвижнымконтактом второго переключателя 13,аподвижный контакт второго переключателя 13 соединен со входом счетчика15, выходы которого соединены с блоком. индикации 14 и одним из входовсхемы, сравнения коров 16, вторые вхо 30 ды схемы сравнения 16 соеринены с выходами задатцика привеса 17, еыхорызадатцика привеса 17 порключены к установочным ехорам вычитающего сцетцика 10 и входам регистра 11, Выходы25 регистра 11 соединены с коровыми входами преобразователя кол-цастота 12,счетный вход выцитающего сцетцика 10соединен с выходом преобразователякор-частота 12, выход вычитающегоЗо счетчика 10 соединен с одним из входов триггера 8, второй вход триггера8 соединен с одним из выходов блокауправления 9, выход триггера 8 подключен к управляющему входу ключа 7.Второй выход блока управления 9 соединен со входом записи регистра 11,а третий выход блока управления 9соединен со входом записи вычитающего счетчика 10,Устройство может работать в 2-хрежимах - контроля массы осажденного металла и режиме контроля коэффициента выхода металла по току.В режиме контроля массы осажден, ного металла подвижные контакты переключателей 2 и 13 находятся в верхнем (по Фиг,1) положении, Операторперед включением тока ванны устанавливает с помощьй задатцика привеса 9 17 требуемую массу металла, которуюнеобходимо осадить на катсуе, а спомощью задатцика 4 коэффициента выхода по току - величину выхода по току покрывающего металла, ориенти- % руясь на технологические инструкциидля данного процесса. Коэффициентпреобразования масштабирующего усилителя 3 пропорционален установленномув блоке 4 коду коэффициента выхода10 по току Мр .Напряжение, снимаемое с датчика тока 1,пройдя масштабирующий усилитель 3,преобразуется с помощью преобразователя 5 напряжение-частота.5 в последовательность импульсов, которые через делитель частоты 6 и второй переключатель 13 поступают на счетчик 15. По мере осажре-ния металла увеличивается кор в счетчике 15, растут показания блока индикации 14, и когда код в счетчике 15 становится равным коду, установленному в задатчике привеса 17, срабатывает схема сравнения коров 15 16, вырабатывая сигнал "конец процесса" отключения тока ванны Если установленный в блоке 1 коэффициент выхода по току покрывающего металла в точности соответствует реальному 20 коэффициенту выхода по току в данных условиях, масса фактически осажденного металла в точности совпадает с величиной, установленной на задатчике привеса 17, Однако, практически такое совпадение встречается редко, т.к. величина требуемого привеса щ, не равна Фактически осажденной массе л, .устройство йереводится в режим З 0 контроля Фактического коэффициента выхода по току, для чего оператор переводит подвижные контакты переключателей 2 и 13 в нижнее положение. При этом на вход масштабирующего уси лителя 3 поступает стабильное напряжение Б , а вход счетчика 15 соединяется с вторым сигнальным контактом ключа 7. Затем по сигналу "пуск" оператора блок управления 9 выдает 40 сигнал, по которому в регистр 11. записывается код, соответствующий ве, личине требуемого привеса, установленный в заратчике привеса 17. После этого оператор устанавливает в задат чике привеса 17 величину Фактически осажренной массы металла и . По сигналу блока управления 9 в вычитающий счетчик 10 с выхода заратчика привеса 17 переписывается кор, соответ ствующий величине Фактического привеса ш, и перебрасывается триггер 8, замыкая ключ 7, При этом выход преобразователя 5 напряжение-частота соединяется со входом счетчика 15. С 55 этого момента в счетчик 15 начинают поступать импульсы, частота слерова. ния которых пропорциональна величине Б, коду Ио в заратчике ч коэффици 1Ит 1 тт 11 Вц где М - код, соответствующий требуемой величине привеса,уайет кор соответствующий фактической массе привеса,К- коэффициент преобразования преобразователякодчастота,Уо - опорное напряжение.За время и в счетчике 15 запишется число, равное апнц Ккч Иаа ктМ =Г=Мсч и о Итр Выбрав К= Кц и заравая Ио = 100,получаем в счетчике и в блоке инрикации число, равное значению коэффициента выхода по току в процентах.Оператор устанавливает это число взаратчике ч коэффициента выхода потоку и переводит переключатели 2 и13 в верхнее положение. В ральнейшемпокрытие будет осуществляться с новым Фактическим коэффициентом выходапо току, исключающим несоответствиеФактической и заданной величины привеса. Время от времени, в зависимости от стабильности условий покрытия,оператор контролирует Фактическийкоэффициент выхора по току и корректирует число в задатчике коэффициентавыхода по току устройства, В резульента выхода по току и коэффициенту Кп преобразования преобразователя напряжение-частота 5.Ключ 7 пропускает импульсы на счетчик 15 в течение времени т пока триггер 8 находится в единичном положении, В это время на счетный вход вычитающего счетчика 10, в котором уже записан код Ипропорциональный Фактической величине привеса, поступают импульсы с преобразователя 12 код-частота. Кор в вычитающем счетчике 10 уменьшается и через времясчетчик 10 обнуляется, перебрасывая триггер 8 в нулевое положение, чем размыкает ключ 7 и в счетчике 15 Фиксируется Число, равное фактической величине коэффициента выхора по току покрывающего металла при данном состоянии ванны, электролита и реальных условиях осаждения.Время си за которое вычитающий счетчик обнуляется, равнотате обеспечивается повышение точности получения заранного привеса на ,деталях,Например, на процессе серебрения при коррекции коэффициента выхора по току орин раз за смену разброс привеса уменьшается с 10-151 ро 5-8 Ф по сра внению со случаем использования из 1 еестных устройств. 10Формула изобретенияУстройство для контроля массы осажденного металла, содержащее ис точник опорного напряжения, схему сравнения коров, заратчик привеса металла, датчик тока, преобразователь напряжение-частота, счетчик, выходы которого порключены к первым дходам схемы сравнения, вторые вхорц которой соединены с выходами заратцика привеса металла, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля массы осаж денного металла путем учета величины Фактического коэфФициента выхода по току и обеспечения количественной оценки покрцвающих свойств электролита, оно снабжено масштабирую щим усилителем, релителем частоты, блоком индикации, регистром, преобразователем кода в частоту, вычитающим счетчиком, ключом с двумя сигнальными контактами и орним управляю- З 5 щим входом, первым и вторым переключателями с двумя непорвижными и. орним подвижным контактами, триггером, блоком управления, задатчиком коэФициента выхода по току, причем вход масштабирующего усилителя подключен к порвижному контакту первого переключателя, орин непорвижный контактпервого переключателя соединен с Выхором датчика тока, а второй контакт - с источником опорного напряжения, управляющие входы масштабирующего усилителя соеринены с дыхорамизадатчика коэф)ициента выхода по току, а Выход масштабируюшего усилителя - со входом преобразователя напряжение - частота, выход которогосоединен с входом релителя частотыи одним сигнальным контактом ключа,второй сигнальный контакт которогосоединен с первым неподвижным контактом второго переключателя, второйнеподвижный контакт второго переключателя соединен с выходом релителячастоты подвижный контакт ВторОгопереключателя - со входом счетчика,к выходам которого порключен блок индикации, управляющий вход ключа соединен с выходом триггера, первый установочный Вход которого подключен кодному из выходов блока управления,а второй установочный вход - к Выходу вычитающего счетчика, счетнцйвхор, которого соединен с выхором преобразователя код в . частота, коровыевхоры которого соеринены с выхорами регистра, а аналоговый Вхор подключен к источнику опорног,э напряжения, выходы задатчика привеса соеринены с входом регистра и установочными вхорами вычитающего) счетчика, управляющие вхоры регистра и вычитающего счетчика соеринены с соответствующими выходами блока управления.1778200 Юй 7 Составитель Н,Полякова Техрел М.Иоргентал Корректор В.Петра едактор Ю Е И ра г оиэводствеяно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 Заказ 1166ВВИПИ Госу арственного комитет 113035, Москва изо5, Р Порписноетенлям и открытинм при ГКНТ СССР ская наб , д. 4/5