Устройство для нанесения гальванических покрытий

Устройство для нанесения гальванических покрытий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1 ЕСПУЬЛИН

150 1 С 25 Э 21/12

ГОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

Пги ГКНТ Сои

-(21) 4316493/31-02 (22) 31.08.87 (46) 07.03.89.Бюл. 9 9 (71) Харьковский авиационный инстит тут им.Н.Е.Жуковского

{72) Н.Д.Кошевой, А.А.Капустин, Г.А.Трухляк и Л.А.Трухляк (53) 621.357.77 {088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1336626, кл. С 25 9 21/12, 1986.

Авторское свидетельство СССР

11 1344822, кл. С 25 D 21/12, 1986 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для улучшения равномерности гальванических покрытий в процессе их нанесения.-Цель изобретенияулучшение равномерности гальванических покрытий за счет локального регу» лирования толщины покрытия на отдельных участках покрываемого изде-

„„ЯО„„3463810 А1 лия. Устройство снабжено последоват тельно расположенными между лазером

1 и прозрачным входным окном 6 гальванической ванны 5 двумя полупрозрачными зеркалами 2, зеркало 3, поляризаторами 4, Устройство также снабжено последовательно расположенными с противоположной стороны ванны прозрачным выходным окном 7, компен-: саторами Сенармона 10, источниками света 11, вращающимися дисками с двумя диаметрально расположенными отверстиями и анализаторами, закрепленнь|ми в центре дисков, фотоприемниками 15 синхроимпульсов, фотоприем- никам:: 16 измеряемого излучения, осциллографами 17, блоками 18 вычисления эллнптичности, блоками 19 вы деления максимумов сигнала, блоками

20 вычисления азимута, блоками 21 вычисления толщины покрытия, блоками 22 индикации, сравнивающими устройствами 23, блоками 24 управления коммутаторами 25. 4 ил.

1463810

Изобретение относится к оборудованию для гальванотехиики H может быть использовано для улучшения равномерности гальвани =;.е"ких покры5 тий в процессе их нанесения.

Цель изобретения — улучшение равномерности гальванических покрытий путем локального регулирования толщины .покрытия на отдельных участках покрываемого изделия.

На фиг.l прецставлека функциональ1

: ная схема устройства (для случая из*мерения толщины наносимого покрытия в трех точках); на фиг.2 — конст- 15

1 рукция вращающихся дисков; на фиг.3эпюры, поясняющие работу устройства; на фиг.4 †.параметры эллиптичности.

Устройство для нанесения гальванических покрытий, содержит лазер 1 211 (например, ЛГН-215, ЛГН-503), полупрозрачные зеркала 2,, зеркалом 3, поляризаторы 4 (например„, призма Николя, призма Глапа-Томпсона, призма

Арсена и др., последовательно рас- 25 положенные по одну сторону гальвани- ческой ванны 5 с прозрачным входным окном 6 и с прозрачным выходным окном 7. В гальванической ванне имеется анод 8 в виде изолированных ЗО одна от другой секций, каждая из которых снабжена ячейкой из диэлектри-ческого материала (ячейки не показаны), и катод 9 (объект для нанесения гальванических покрытий). С противоположной стороны ванны последова- . тельно расположены компенсаторы 10 (например, компенсаторы Сенармона, компенсатор Бабине и др.), источники 11 света,(миниатюрные лампы накаливания), вращающиеся диски 12 с двумя диаметрально расположенными отверстиями 13 H c анализаторами 14 (например, призма Николя., призма Глапа-Томпсона, призма Арсена и др.), закрепленными в центре вращающихся дисков, фотоприемники 15 синхроимпульсов и фотоприемники 16 измеряемого излучения. При этом выходы фотоприемников 16 измеряемого излу= чения соединены с вторыми входными клеммами осциллографов 17 и с входами блоков 18 вычисления эллиптичнос-, ти и блоков 19 выделения максимумов сигнала, а выхоцы фотоприемников 15 синхроимпульсов подключены к входным клеммам осциллографов 17 и блоков

20 вычисления азимута. 11ыходы блоков 18 вычисления эллиптичности под:ключекы к первь1м входам блоков 21

ВЫЧИСЛЕНИЯ ТОЛЩИН61 ПОКРЫТИЯ В КОНТ ролируемых точках, а выходы блоков

19 выделения максимумов сигнала — к вторым входам блоков 20 вычисления азимута, соединенных с вторыми входами блоков вычисления толщины покрытия, которые подключены к блокам

22 индикации, последовательно соединенным сравнивающим устройствам 23 и блокам 24 управления коммутаторами 25, которые расположекы в цепях, соединяющих источник 26 питания с анодами.

Устройство работает следующим образом.

Лазер 1 дает излучение на полупрозрачные зеркала 2 и зеркало 3, которые разделяют его на три луча.

Каждый луч проходит через поляризатор 4 через прозрачное окно 6 в гальванической ванне 5 (плоскость окна должна быть перпендикулярна падающим лучам) и освещает одну из трех точек объекта (катода 9 ) для нанесения гальванических покрытий..

Отраженные лучи проходят через прозрачное окно 7, через компенсаторы

10, через вращающиеся анализаторы

1 и попадают на фотоприемники 16, Для синхронизации во вращающихся дисках 12 имеется по два диаметрально, расположенных отверстия 13 (диаметром 0,5 -2,0 мм), через которые свет от источников ll света поступает на фотоприемники 15. Поляризаторы 4 и компенсаторы 10 размещены в поворотных держателях. На этапе настройки при отключенных анодах 8 путем поворота. поляризаторов 4 и компенса торов 10 добиваются на осциллографах

17 совмещения максимумов сигналов с фотоприемников 16 измеряемого излуче" ния с синхроимпульсами с фотоприемников 15 сикхроимпульсов, при поворотах поляризаторов и компенсаторов должно быть также достигнуто нулевое значение нижней части синусоиды с фотоприемников 16 измеряемого излучения (фиг ° За). Проведенная настройка указывает, что на анализатор падает линейно поляризованный свет.

При подключении анодов 8 к источнику 26 питания начинается процесс нанесения покрытия. В зависимости от, толщикы покрытия линейно поляризованный свет, падающий на вращающиеся анализаторы,, креобразовывается в

1463810 эллиптически поляризованный, причем толщина покрытия характеризуется параметрами эллипса: эллиптичностью

+ arctg(---) и азимутом х 5 (фиг.4). Для определения параметра эллиптичности электрические сигналы поступают на блоки 18 вычисления эллиптичности. В указанных блоках эллиптичность вычисляется как

) = +arctg †-- — (фиг.Зб). Для

A макс определения азимута х сигналы с фотоприемников 16 измеряемого излучения поступают на блоки 19 выделения максимума сигнала, а с них (фиг.Зв) импульсы, характеризующие максимумы сигналов, поступают на блоки 20. На последние поступают так- 20 же синхроимпульсы с фотоприемников

15 синхроимпульсов. В блоках 20 происходит вычисление азимута эллипса поляризации согласно выражению

"х 25 х = ------ (фиг.Зг). С блоков 18 высикх р. числения эллиптичности и блоков 20 вычисления азимутов сигналы поступают на блоки 21 вычисления толщины покрытия и далее на блоки 22 индикации. Одновременно сигналы с выкодов блоков 21 вычисления толщины покрытия поступают на соответствующие сравнивающие устройства 23, в которых толщина покрытия в измеряемых точках сравнивается с требуемой толщиной гальванического покрытия.

При равенстве этих толщин на определенном участке соответствующее сравнивающее устройство выдает сигнал 40 на блок 24 управления коммутатором

25. Блок управления размыкает соответствующий коммутатор 25, тем самым отключая источник 26 питания от соответствующей секции анода 8. На этом участке процесс электролиза заканчивается.

В качестве блока 24 управления, например, можно использовать логический элемент И-НЕ, так как при наличии сигнала только на одном входе на выходе элемента будет сигнал, соответствующий логической "1". Это соответствует случаю, когда толщина нанесенного гальванического покрытия отличается от требуемой вели- чины. Поэтому сигнал с выхода сравнивающего устройства 23 не поступает на вход блока 24 управления, я с выхода блока 24 (И-HF.) поступает сигнал, соответствующий логическои "1". Этот сигнал удерживает коммутатор 25 в состояния "Включено".

В качестве коммутатора 25, например, можно использовать электронный ключ или реле.

При подаче положительных сигналов (соответствующих сигналу логической

"1") на оба входа на выходе элемента И-НЕ будет сигнал, соответствующий логическому "0". Это соответствует случаю, когда толщина нанесенного гальванического покрытия равняется требуемой толщине. При этом сигнал с выхода сравнивающего устройства 23 поступает на вход блока

24 управления, а с выхода блока 24 (И-НЕ) поступает сигнал, соответствующий логическому "0". Этот сигнал приводит коммутатор 25 в состояние "Выключено". Аналогично при достижении равенства толщины наносимого покрытия и требуемой толщины на всех участках отключается источник питания от секций анода 8, и процесс электролиза заканчивается.

Технико-экономический эффект применения устройства заключается в улучшении равномерности гальванический покрытий. В предлагаемом устройстве осуществляется управление процессом нанесения гальванических покрытий не косвенным методом, основанным на оценке катодной плотности тока на участках, а путем локального регулирования толщины покрытия на трех участках покрываемого изделия с помощью трех идентичных регуляторов.

Кроме того, сокращается время обработки партии. деталей в гальванической ванне, так как в предлагаемом устройстве нет необходимости получать и химически обрабатывать голограмму первоначального электролита в пространстве анод-катод и отсутствует длительный процесс поиска оптимума критерия равномерности распределения катодного тока путем настройки секций анода. Также повышается надежность устройства из — за отсутсвия механизма перемещений секций анода и его экономичность из-за отсутствия необходимости подачи сжатого воздуха.

Р м У л а и з о б р е т е н и я

Устройство для нанесения гальваннческих покрытий, содержащее источ1463810

30 ник питания, гальваническую ванну с прозрачным входным окном, катод, анод в виде изолированных между собой секций с ячейками из диэлектри5 ческого материала, коммутатор, лазер, поляризаторы и фотоприемники измеряемого излучения, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью улучшения равномерности гальванических )0 покрытий путем локального регулирования толщины покрытия на отдельных участках покрываемого изделия, оно снабжено двумя полупрозрачными зеркалами, зеркалом, тремя компенсато- 15 рами, источниками света, дисками с двумя отверстиями и анализатором, установленными с возможностью вращения фотоприемниками синхроимпульсов, осциллографами, блоками вычисления 20 азимута, блоками вычисления эллиптичности, блоками выделения максимумов сигнала, блоками вычисления толщины покрытия, блоками индикации, сравнивающими устройствами и блоками управ- 25 ления коммутаторами, ванна выполнена с прозрачным выходным окном, смонтированным симметрично входному, при этом между лазером и прозрачным входным окном ванны последовательно расположены два полупрозрачных зеркала, зеркало и поляризаторы, напротив прозрачного выходного окна ванны последовательно расположены компенсаторы, источники света, диски с двумя диаметрально расположенными отверстиями и анализаторами, закрепленными в центре дисков, фотоприемники синхроимпульсов, выходы которых соединены с входными клеммами соответствующих осциллографов и блоков вычисления азимута, а выходы фотоприемников измеряемого излучения соединены с вторыми входными клеммами соответствующих осциллографов и с входами соответствующих блоков вычисления эллиптичности и выделения максимумов сигнала, при этом выходы блоков вычисления эллиптичнос-. ти соединены с первыми входами соответствующих блоков вычисления тол- щины покрытия, а выходы блоков выделения максимумов сигнала — с вторыми входами соответствующих блоков вычисления азимута, соединенных с ° вторыми входами соответствующих блоков вычисления толщины покрытия, которые подсоединены к соответствующим блокам индикации и соответствующим последовательно соединенным сравнивающим устройствам, и блокам управле-. .ния коммутаторами.

14638)0

Корректор М.Васильева

Заказ 795/34 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Составитель С.Пойомарев

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич агмХи угод 16 аи райирюнаAwuc/P