Установка для контроля толщины гальванопокрытий в процессе осаждения

Установка для контроля толщины гальванопокрытий в процессе осаждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к нанесению покрытий на изделия вгальванотехнике. Цель изобретения - повышение точности контроля. Устройство содержит генератор 1, фазосдвигающее устройство 2, усилители сигналов 3 и 4 статорные обмотки, индуктосин 5, трансформатор 6, усилитель 7 сигнала роторной обмотки, формирователи 8 и 9 сигналов управления У 5-триггером, RS-rpiir- гер 10, микропроцессор 11, устройство памяти 12, блок сигнализации 13, дисплей 14, усилитель 15, тиристорный выпрямитель 16. Напряжение частотой кГц, вырабатываемое генератором 1, через фазосдвигающее устройство 2 и усилители 3 и 4 сигналов статорной обмотки подается со сдвигом 90° на статорные обмотки индуктосина 5, тем самым создавая вращающееся поле. При повороте ротора из начального положения происходит изменение фазы напряжения на его зажимах, которое через усилитель 7 сигнала ротора и формирователь 8 подается на / -вход / 5-триггера 10, формируя передний фронт интервала. За нулевое положение ротора принимается такое, при котором фазы напряжений генератора 1 и усилителя 7 совпадают. Напряжение от генератора 1 и усилителя 7 подается на формирователи 8 и 9, при помощи которых формируются импульсы в момент прохождения напряжений через нуль от отрицательного к положительному значению. Когда ротор индуктосина сдвинут относительно нулевого потенциала на некоторый угол, между импульсами , подаваемы.ми на R- и S-входы 5-триггера, появляется временной интервал , являющийся мерой угла поворота ротора индуктосина, в свою очередь пропорционального весу «свидетеля, находящегося в электролитической ванне и подвещенного к рычагу весов. Информация с выхода / 5-триггера поступает на входной порт микропроцессора. С клавиатуры дисплея 14 можно вводить различного рода информацию: толщину слоя покрытия, подпрограммы, изменение величины экспозиции. 5 ил. с В (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дВ4 С25D21 l2

ВСЕ(ХМ? Р %

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ЩЕЛИ(.:т1..:

Фиг!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4128208/23-02 (22) 09.07.86 (46) 23.07.88. Вюл. № 27 (75) А. П. Андрейцев и Д. П. Пономарев (53) 621.357.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . № 158465, кл. С 25 D 21/12, 1962.

Авторское свидетельство СССР № 1260419, кл. С 25 D 21/12, !985. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ГАЛЬВАНОПОКРЫТИЙ В ПРОЦЕССЕ ОСАЖДЕНИЯ (57) Изобретение относится к нанесению покрытий на изделия в гальванотехнике.

Цель изобретения — повышение точности контроля. Устройство содержит генератор 1, фазосдвигающее устройство 2, усилители сигналов 3 и 4 статорные обмотки, индуктосин 5, трансформатор 6, усилитель 7 сигнала роторной обмотки, формирователи 8 и 9 сигналов управления RS-триггером, RS-триггер 10, микропроцессор 11, устройство памяти 12, блок сигнализации 13, дисплей 14, усилитель 15, тиристорный выпрямитель 16.

Напряжение частотой F=10 кГц, вырабатываемое генератором 1, через фазосдвигающее устройство 2 и усилители 3 и 4 сигналов статорной обмотки подается со сдвигом

90 на статорные обмотки индуктосина 5, „,SU» 1411356 А 1 тем самым создавая врагцающееся поле.

При повороте ротора из начального положения происходит изменение фазы напряжения на его зажимах, которое через усилитель 7 сигнала ротора и формирователь 8 подается на R-вход RS-триггера IO, формируя передний фронт интервала. 3а нулевое положение ротора принимается такое, при котором фазы напряжений генератора 1 и усилителя 7 совпадают. Напряжение от генератора 1 и усилителя 7 подается на формирователи 8 и 9, при помощи которых формируются импульсы в момент прохождения напряжений через нуль от отрицательного к положительному значению. Когда ротор индуктосина сдвинут относительно нулевого потенциала на некоторый угол, между импульсами, подаваемыми на R- u S-входы

RS-триггера, появляется временной интервал, являющийся мерой угла поворота ротора индуктосина, в свою очередь пропорционального весу «свидетеля», находящегося в электролитической ванне и подвешенного к рычагу весов. Информация с выхода

RS-триггера поступает на входной порт микропроцессора. С клавиатуры дисплея !4 можно вводить различного рода информацию: толщину слоя покрытия, подпрограммы, изменение величины экспозиции. 5 ил.

1411356

i» 0

Изобретение относится к гальванотехнике покрытий на изделия и может быть применено для контроля толщины в процессе осаждения.

Цель изобретения — повышение точнос-! ти контроля.

На фиг. 1 представлена схема установки; на фиг. 2 — эпюры напряжений; на фиг. 3— внешний вид весового устройства; на фиг. 4 — взвешивающее устройство с ин дуктосином; на фиг. 5 — индуктосин, раз: рез.

Установка содержит генератор 1, фазо(, сдвигающее устройство 2, усилители 3 и 4 сигналов статорной обмотки индуктосина, индуктосин 5, трансформатор 6, усилитель 7 ! сигнала роторной обмотки индуктосина, формирователи 8 и 9 сигналов управления ,,триггером, триггер 10, ЭВМ, включающую микропроцессор 11 с портами ввода и выво да, устройство 12 памяти, блок 13 сигнали зации, дисплей 14, усилитель 15, тиристор, ный выпрямитель 16, причем выходы генера; тора 1 присоединены к входам фазосдвигающего устройства 2 и формирователя 9 сигнала, выходы фазосдвигающего устройства 2 присоединены через усилители 3, и 4 к статорной обмотке индуктосина 5, сигнал с выхода роторной обмотки индуктоси, на 5 через трансформатор 6 подается на вход усилителя 7, выход которого через форми-! рователь 8 присоединен к триггеру 10, пря. мой выход которого присоединен к входно му порту микропроцессора 11, к выходным шинам микропроцессора присоединены дис-! плей 14, устройство 12 памяти, блок 13 сиг. нализации, усилитель 15 и тиристорный выпрямитель 16.

Датчик толщины покрытий выполнен в виде взвешивающего устройства, содержащего спиральные пружины 17, рычаг 18 для передачи нагрузки на чувствительный элемент, магнитный успокоитель 19, стрелку 20, стрелку 21 уравновешивания, шкалу 22, опорные катки 23, ручку 24 смещения стрелки и спиральной пружины (корректор положения), контргайку 25, нагрузку 26 (взвешиваемый предмет, например «свидетель») и стальную ось 27 с коническими цапфами.

Индуктосин 5 установлен на оси 27 взвешивающего устройства. Индуктосин содержит левую и правую обмотки 28 стентора. ротор с двумя обмотками 29, кольцевые трансформаторы 30 для бесконтактного съема информации, подшипники 31, выводы

32 кольцевого трансформатора, корпус 33 и уголок 34 для крепления индуктосина.

Погрешность индуктосина порядка единицы углового перемещения. Частота питающего напряжения около 10 кГц. Обмотки индуктосина имеют сопротивление около

5 Ом при собственной индуктивности в несколько микрогенри. Поэтому при F= — 10 кГц они практически действуют как акгивные сопротивления, и выходное напряжение смещено на 90 по отношению к питающему напряжению. Воздушный зазор 0,12 мм.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение частотой F== — 10 кГц, вырабатываемое генератороМ 1 через фазосдвигающее устройство 2 и усилители 3 и 4 сигналов статора обмотки, подается со сдвигом 90 на статорные обмотки индуктосина 5, тем самым создавая вращающееся поле. При повороте ротора из начального положения происходит изменение фазы напряжения на его зажимах, которое через усилитель 7 сигнала ротора обмотки и формирователь 8 подается на вход триггера 10, формируя передний фронт интервала.

За нулевое положение ротора принимается такой, при котором фазы напряжений генератора 1 и усилителя 7 совпадают.

Напряжения от генератора 1 и усилителя 7 подаются на формирователи 8 и 9, при помощи которых формируются импульсы в момент прохождения напряжений через нуль от минусового к положительному значению.

Когда ротор индуктосина сдвинут относительно нулевого потенциала на некоторый угол, между импульсами, подаваемыми на и S-входы Ю-триггера, появляется временной интервал, являющийся мерой угла поворота ротора индуктосина, в свою очередь пропорционального весу «свидетеля». Информация с выхода триггера поступает на входной порт микропроцессора.

С клавиатуры дисплея 14 можно вводить различного рода информацию: толщину слоя покрытия, подпрограммы, изменение величиl{bI экспозиции и т. п.

Предположим, что надо покрыть изделие (вал) слоем хрома толщиной 200 мкм. Зная плотность хрома, определяем массу этого слоя на площади «свидетеля» в 1 см . Она

2 равна 1,42 г. Наибольший предел взвешивания (НПВ) весов ВТ-500 равен 500 мГ, поэтому «свидетель» надо подобрать с такой площадью, чтобы масса слоя не превышала НПВ весов, например 0,25 см . Тогда масса слоя на «свидетеле» будет равна

0,35 r, что вполне приемлемо.

Торсионные весы ВТ-500 имеют следуюцую техническую характеристику:

НПВ, м" 500

Цена одного деления, мг 0 5

Суммарная погрешность при наибольшей нагрузке, мг +-0,5

Масса весов, кг 3,8

Точное измерение слоя можно гарантировать при условии, когда отношение масс изделия и слоя покрытия близко к единице.

Поэтому к весам подвешивается не изделие, которое может иметь массу во много раз большую, чем масса слоя покрытия, а строго определенных размеров (0,25 — 5 см ) медная фольга толщиной 0„02 мм.

1411356

Формула изобретения

Нип.

//а Лите - m/7//zz.

/7///7-C

//cr 8юаг 8

ES-/770 ггга

7////лго_#_ал

/Ыг//а/7 c////"Й7яюб/ь а чаи.юр//ггпу/.7) ти.

/77о&/гра оп

Фча7ор/о //я Р СЮ77//аЮ

/7Л

Масса погруженной в раствор ванны параллельно с изделием медной фольги подложки («свидетеля») балансируется имеющимся в весах специальным приспособлением. Поэтому в процессе осаждения металла на изделие измеряется лишь масса осаждаемого слоя и по ее величине определяется толщина слоя покрытия.

Например, площадь «свидетеля» строго

1 см, масса его сбалансирована на весах. В конце процесса осаждения хрома весы показывают величину массы 4,2 мг (0,0142 г) . Зная плотность хрома (7,1 г/см ), находят толщину слоя покрытия (2 мкм).

Для получения абсолютного значения массу 14,2 мг надо помножить на коэффициент — выталкивающую силу раствора.

Алгоритм расчета заложен в качестве программы в устройство памяти микропроцессора.

Таким образом, масса «свидетеля» преобразовывается в угол закручивания вала весов, на котором насажен подвижный ротор индуктосина 5.

В предлагаемом устройстве в качестве первичного звена датчика используется латунная фольга в виде калиброванного по размерам «свидетеля», который применяется только для одного измерения, а затем заменяется. Наличие взвешивающего устройства, используемого в комплекте с индуктосином, позволяет путем установки нуля компенсировать нежелательные факторы (неоднородность раствора, изменение массы «свидетел я» и т. д. ) .

Установка для контроля толщины гальванопокрытий в процессе осаждения, содержащая рабочую ванну, тиристорный Bbfпрямитель и измерительное устройство с генератором импульсов и датчиком толщины покрытия, соединенное с входом ЭВМ, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности контроля, измерительное устройство снабжено индуктосином, трансформатором, фазосдвигающим устройством, усилите-!

5 лями сигналов статорной и роторной обмоток индуктосина, RS-триггером, формирователями сигналов управления триггера, а датчик толщины покрытий выполнен в виде взвешивающего устройства, причем выходы генератора присоединены к входам фазосдвигающего устройства и формирователя сигнала S управления триггера, выходы фазосдвигающего устройства через усилители присоединены к статорной обмотке индуктосина, выход роторной обмотки кото25 рого через трансформатор соединен с входом усилителя сигнала роторной обмотки, выход последнего через формирователь сигнала R управления подсоединен к Я-входу триггера, прямой выход которого подсоединен к входу ЭВМ, а индуктосин установ30 лен на оси взвешивающего устройства.

1411356

Фы5

УО

31

Составитель Л. Руднева

Редактор Н. Яцола Техред И. Верес Корректор М. Шароши

3а каз 3622/25 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, 7К - -35, Рву шская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4