Способ определения площади деталей при гальваническом процессе и устройство для его осуществления

Способ определения площади деталей при гальваническом процессе и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оборудованию для нанесения гальванопокрытий . Цель изобретения - повышение точности и упрощение обработки результатов измерений. Устройство содержит гальваническую ванну с размещенными в ней калибровочным электродом 2 и подвеской- 3 с деталями, источник 4 питания с устройством 5 регулирования выходного тока, датчик 6 тока и датчик 7 напряжения ванны, блок 8 элементов временной задержки, командоаппарат 9, выполненный в виде регистра сдвига, задатчик 10 начального и. задатчик 11 калибровочного токов, устройства 12 и 13 установки в О сигналов датчиков 6 и 7, генератор 18 пилообразного сигнала, блок 19 памяти с аналого-цифровым преобразователем 20 и цифроаналоговым преобразователем 21, коммутирующее устройство 22 с коммутатором 23 и ключом 24. Повышение точности и упрощение обработки результатов достигается введением в данное устройство, реализующее предложенный способ, задатчика начального и калибровочного токов, генератора пилообразного сигнала , устройства установки в О сигналов датчиков тока и напряжения ванны, блока элементов временной задержки и командоаппарата. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. в (Л со ел СП со

CQIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 25 D 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4007611/22-02 (22) 03.01.86 (46) 07.06.87. Бюл. № 21 (72) И.А.Гудков, М.В.Данилин, В.П.Кулаков и Н.Н.Куровцев (53) 621.357.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 569669, кл. С 25 D 21/12, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 808564, кл. С 25 D 21/12, 1979. .(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ ДЕ—

ТАЛЕЙ ПРИ ГАЛЬВАНИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к оборудованию для нанесения гальванопокрытий. Цель изобретения — повышение точности и упрощение обработки результатов измерений. Устройство содержит гальваническую ванну с размещенными в ней калибровочным электродом 2 и подвеской 3 с деталями, источник 4 питания с устройством 5 регулирования выходного тока, датчик

6 тока и датчик 7 напряжения ванны, блок 8 элементов временной задержки, командоаппарат 9, выполненный в виде регистра сдвига, задатчик 10 начального и. зацатчик 11 калибровочного токов, устройства 12 и 13 установки в "0" сигналов датчиков 6 и 7, генератор 18 пилообразного сигнала, блок

19 памяти с аналого-цифровым преобразователем 20 и цифроаналоговым преобразователем 21, коммутирующее устройство 22 с коммутатором 23 и ключом 24. Повышение точности и упрощение обработки результатов достигается введением в данное устройство, реализующее предложенный способ, задатчика начального и калибровочного токов, генератора пилообразного сигнала, устройства установки в "0 сигналов датчиков тока и напряжения ванны, блока элементов временной задержки и командоаппарата. 2 с.п. ф — лы, 1

1315531 Изобретение относится к оборудованию для нанесения гальванопокрытий и предназначено для использования преимущественно в гибких производственных системах, создающихся на ба- 5 зе автоматизированных гальванических линий с управлением от ЭВМ.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение обработки результатов измерений. 10

На чертеже изображена схема усТройства для осуществления предлагаемого способа определения площади деталей на гальванопроцессе.

Устройство для определения площади 15 деталей при гальванопроцессе содержит гальваническую ванну 1 с размещенным в ней калибровочным электродом 2 и подвеской 3 с деталями, источник 4 питания с устройством 5 регулирования выходного тока, датчики тока 6 и напряжения 7 ванны, блок 8 элементов временной задержки, командоаппарат 9 с входами 9.1-9.,5, а также с

25 выходами 9.1-9.6, выполненный в виде регистра сдвига, задатчики начального 10 и калибровочного 11 токов, устройства 12 и 13 установки в "0" сигналов датчиков 6 и 7 тока и напряжения ванны, каждое из которых содержит одновибратор 14, интегрирующее звено

15, суммирующий усилитель 16 и нульорган 17, генератор 18.пилообразного сигнала, выполненный в виде одновибратора 14 и интегрирующего звена 15, 35 блок 19 памяти с аналого-цифровым 20 и цифроаналоговым 21 преобразователями, коммутирующее устройство 22 с коммутатором 23 и ключом 24, при этом управляющий вход коммутирующего 40 устройства 22 соединен с выходами

9.1-9 ° 5 командоаппарата 9, которые связаны с одновибратором 14 и через элементы блока 8 временных задержек соединены с устройствами 1? и 13 установки в "0" сигналов датчиков

6 и 7 тока и напряжения ванны.

К выходу суммирующего усилителя

16 устройства 12 установки в "0" сигнала датчика 6 тока ванны подсоеди- 5О нен показывающий прибор 25.

Между цифроаналоговым преобразователем 20 и входом 9.2 командоаппарата 9 включен переключатель 26 рода работ. Входы обратной связи командо- 55 аппарата 9 соединены с выходными сигналами нуль-органов 17 устройств 12 и 13 установки в "О" сигналов датчиков 6 и 7 тока и напряжения ванны и с выходом "Конец преобразования" аналого-цифрового преобразователя 20, а первый и третий сигнальные входы коммутирующего устройства 22 соединены с задатчиком 10 начального тока, второй вход соединен с эадатчиком 11 калибрующего тока, четвертый вход— с выходом генератора 18 пилообразного сигнала, а ключ 24 — с выходом аналого-цифрового преобразователя 20„ соединенным с управляющим входом блока 19 памяти. Информационные входы блока 19 памяти подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя 20, а информационные выходы — к входу цифроаналогового преобразователя 21, аналоговый сигнал которого через ключ

24 коммутирующего устройства 22 подключен к входу суммирующего усилителя 16 датчика 7 напряжения ванны.

Устройство, осуществляющее предлагаемый способ определения площади деталей при гальванопроцессе, работает следующим образом.

Переключатель 26 рода работ устанавливают в положение "Калибровка".

Затем в гальваническую ванну 1 опускают калибровочный электрод 2 известной площади и с выхода 9.1 командоаппарата 9 управляющий сигнал включает первую секцию коммутатора 23, подсоединяя задатчик 10 начального тока к устройству 5 регулирования выходного тока I источника 4 питания: ниц маркс

Начальный ток устанавливается через некоторое время „, меньшее времени задержки первой ячейки блока 8 элементов временных задержек. По истечении этого времени включается устройство 13 установки в "0" сигнала датчика 7 напряжения ванны, и одновибратор 14 подает сигнал на интег— рирующее звено 15 через устройство хранения проинтегрированной величины.

Выходной сигнал интегрирующего звена 15 поступает на вход суммирующего усилителя 16 вместе с сигналом датчика 7 напряжения ванны, при этом коэффициент передачи усилителя К = 1.

При равенстве сигналов датчика 6 тока и текущей величины интегрирующего звена 15 выходной сигнал усилителя равен нулю, при этом срабатывает нуль-орган 17, сигнал с которого

3 13155 устанавливает интегрирующее звено 15 в режим хранения и поступает на вход

9.1 командоаппарата, переключая его в положение, при котором выходной сигнал командоаппарата формируется на 5 выходе 9.2. Этот сигнал переключает коммутатор, подсоединяя к источнику

4 питания задатчик 11 калибровочного тока, при этом приращение выходного тока I ö„ источника 4 питания числен-10 но равйо площади S н калибровочного электрода 2:

I кс л—

f5 где с = 1 — — — нормирующий коэффидм

A циент;

1 „ — величина калибровочного тока.

По истечении времени Г которое 20

2 больше времени „, сигнал командоаппарата 9 с выхода 9.2 поступает на управляющий вход цифроаналогового преобразователя 21, сигнал "Конец преобразования" которого поступает

I на вход блока 19 памяти, и осуществляется запись цифрового кода величины прироста напряжения DU источника 4 питания. Этот же сигнал поступает на переключатель 26 рода работ, при этом 30 появляется на табло сигнал "Калибровка . После этого в гальваническую ванну 1 опускается подвеска 3 с детелями, а переключатель 26 рода работ переводится в положение Работа". 35

С появлением сигнала на выходе

9.3 командоаппарата 9 на управляющий вход источника 4 литания оказывается поключенным задатчик 10 начального тока. Аналогично калибровке через 40 время включается устройство 13 установки в "0" сигнала датчика 7 напряжения. При этом сигнал нуль-органа 17 устройства 13 переключает командоаппарат 9 в следующее положе- 45 ние. Выходной сигнал с выхода 9.4 командоаппарата 9 включает устройство 12 установки в "0" датчика 6 тока, сигнал нуль-органа которого переключает командоаппарат. Выход 9.5 ко- 50 мандоаппарата подключает к управляющему входу источника 4 питания генератор 18 пилообразного сигнала, при этом через ключ 24 аналоговый сигнал цифроаналогового преобразователя 21 55 подается на суммирующий усилитель 16 устройства 13 установки в "0" датчика 7 напряжения. с DI, S

13 дм где Ы = 1 — — — нормирующий коэффициент..

Пример. Поскольку, как показал анализ экспериментов, основные погрешности измерения связаны с температурными изменениями проводимости раствора внутри гальванической ванны, предварительно производится калибровка измерительной схемы.

На калибровочном электроде, размещенном в гальванической ванне, устанавливают начальный ток

Тн„ц 0 1 1млкс °

В экспериментах используют источник BAKP 1600M, таким образом, начальный ток устанавливают равным

U zÄ = 200 А. Калибровочный электрод н ц имеет площадь S д„ = 100 дм, приращение тока

DI an = Ixan Ipa„=

При этом величина тока и ? связана с площадью Б „,„калибровочного электрода соотношением дм где Ы= 1 — — °

А

Напряжение на ванне U при этом изВ меняется на величину DU

DU< = U = 1,12 В, где U — напряжение ванны при каВК либровке;

U — начальное напряжение на ванне.

31 4

Рост выходного тока источника 4 продолжается до тех пор, пока прирост напряжения dU в ванне не станет равным дП, записанному в блоке 19 памяти. Сигнал устройства 13 (нульоргана) поступает на вход 9.5 командоаппарата 9, переключая его в следующее положение, при этом фиксируется выходной сигнал генератора 18 пилообразного сигнала, вследствие этого фиксируется и выходной ток источника

4 питания, зажигается табло "Отсчет", так как при этом прирост величины тока д 1 численно равен неизвестной площади деталей S, т.е. I315531

Сопротивление R участка цепи внутU ри гальванической ванны R = — посТ кольку работу проводят в приращениях тока и напряжения, то

R = — — — 0,0120м

dU кал

DI кап

Сопротивление того же участка цепи можно определить иэ формулы

R

i5 где р — удельное сопротивление цепи внутри гальванической ванны, 2 — длина межэлектродного участка. 13кс л P

DI кал 8 ка откуда площадь калибровочного элекг-.

pt рода равна S „= — --- Li I ка, . П ка.л

В нашем случае прирост тока

ЛТ а,, равный 100 А, численно равен площади калибровочного электрода

S кад — 1 00 ди > пОэ тому из coo THoIIIeâ ния видно, чтΠ— 1 — — =Ы о дм

ЬБ А

Затем на место калибровочного элект-рода в гальваническую ванну устанавливают подвеску с деталями неизвестной площади, подают к ней начальный ток IH ö = 200 А и известным об-разом поднимают его до тех пор, пока приращение напряжения dU„> не станет равным OUI,, полученному на каггибровочном электроде.

aU, = Ш =112.В.

Прирост тока для первой подвески

DI = 178 А, для второй r5Ig = 92 А„

Поскольку подвески с деталями ус-танавливают на то же место, что и калибровочный электрод, с.редняя длина межэлектродного участка не изме-няется, как и удельное сопротивление то дм2

1 — — = о

А дм 2

А значит неизвестная площадь SD деталей, находящихся в обработке, равна

S =: d .dI откуда для 1-й подвески

S g = 1 — -- = 178 дм; для 2-й поддм

1 А дм вески S = 1 — — = 92 дм . 2

По результатам прямых измерений фактическая площадь этих деталей на

820 = 175 дм2, 820,= 90 дм2 Таким образом, предлагаемый способ и устройство обеспечивают следующую точность произ:веденных измерений:

С вЂ” " „ 100% = 2 2% (SD ) а о

С = (в) ") 100% =18% (8 ) о о

Dz

В состав из:вестных гальванических выпрямителей ТЕ, ТЕР, ТВ, TBP и т.д. входит устройство стабилизации плотности тока, выполняющее аналогичные функции. Точность работы этих устройств + 7%. Зксперименты показывают, что средняя точность измерения площади деталей при реализации данного изобретения + 2% и никак не ниже + 3%, что на 3-4% точнее серийно выпускаемых устройств.

Зкономическая эффективность от использования данного изобретения связана с повышением на 3-4% точности измерения площади деталей, обрабатываемых в гальванических ваннах. При этом отпадает необходимость искусственно завышать толщину покрытия деталей, обеспечивающую служебные свойства покрытий при в=ех ожидаемых неточностях установления параметров технологического процесса. Указанное повышение точности измерения по сраввению с известным позволяет на 3-5% снизить толщину покрытия деталей с экономией соответствующего количества реактивов и электроэнергии. Кроме того, на 3-5% повышается производительность оборудования.

Формула из обретения

1. Способ Определения площади деталей при гальваническом процессе, включающий погружение иэмерительного электрода в ванну, пропускание электрического тока и калибровку измерительной схемы,, о т л и ч а юшийся тем„ что,, с целью повышения точности и упрощения обработки

13155

S = о где с — нормирующий коэффициент, дм о — 1

Составитель С. Пономарев

Техред М.Ходанич Корректор Л Пилипенко

Редактор Н. Гунько

Заказ 2321/29

Подписное

Тираж 612

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 результатов, измерения ведут на линейном участке вольтамперной характеристики системы выпрямитель-гальваническая ванна в приращениях тока и напряжения, при этом на измерительный электрод подают начальный ток, равный минимальному стабильному току выпрямителя, замеряют падение напряжения на нагрузке, подают нормирующее приращение тока, числен- 10 но равное известной площади измерительного электрода, запоминают полученное приращение напряжения dU, затем включают начальный ток на детали, замеряют падение напряжения на детали, увели- f5 чивают начальный ток до тех пор, пока приращение напряжения не станет равным 8U замеряют полученное при этом приращение тока Л I и определяют площадь Б детали,из соотношения 20

2. Устройство для определения площади детали при гальваническом процессе, содержащее ванну, источник 30 питания с устройством регулирования выходного тока, калибровочный электрод известной площади, подвеску с детелями, датчики тока и напряжения ванны, блок памяти с аналого-цифровым35 и цифроаналоговым преобразователями и коммутирующее устройство, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено задатчиками начального и калибровочного токов, генератором пилооб- 40 разного сигнала, выполненным в виде одновибратора и интегрирующего звена, устройствами установки в 0 сигналов датчиков тока и напряжения ванны, 3l 8 содержащими одновибраторы, интегрирующие звенья, суммирующие усилители и нуль-органы, блоком элементов временной задержки и командоаппаратом, выполненным в виде регистра сдвига, при этом интегрирующие звенья устройств установки в "0" сигналов датчиков тока и напряжения ванны и интегрирующее звено генератора пилообразного сигнала выполнены с возможностью фиксации выходного сигнала, первый, второй, третий и пятый выходы командоаппарата соединены с управляющим входом коммутирующего устройства и через блок временных задержек соединены с устройствами установки в "0" сигналов датчиков тока и напряжения ванны и одновибратором генератора пилообразного сигнала, а входы обратной связи соединены с выходными сигналами нуль-органов устройств установки в "0" сигналов датчиков тока и напряжения ванны и с выходом "Конец преобразования." аналого-цифрового преобразователя, первый и третий сигнальные входы коммутирующего устройства соединены с задатчиком начального тока, второй вход соединен с задатчиком калибровочного тока, четвертый вход соединен с выходом генератора пилообраз ного сигнала, а ключ — с выходом аналого-цифрового преобразователя, при этом аналого-цифровой преобразователь соединен с управляющим входом блока памяти, подключенного информационными входами к выходу аналогоцифрового преобразователя, а информационными выходами — к входу цифроаналогового преобразователя, аналоговый сигнал которого через ключ коммутирующего устройства подключен к входу суммирующего усилителя датчика напряжения ванны.