EA008366B1 - Способ контроля качества поверхности электрода - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу контроля качества поверхности отложений, образованных на поверхности электрода при электролитическом осаждении металлов. Согласно данному изобретению катод (1) используемый в электролитическом процессе, освещают с помощью по меньшей мере одного светового источника (3), установленного под углом к плоской поверхности (12), образующей поверхность катода, и изображение освещенной поверхности (12) получают с помощью по меньшей мере одного съемочного аппарата (8); указанное изображение затем передают в устройство для обработки и анализа изображения (9), и на основе полученного изображения, определяют возможные неоднородности на контролируемой поверхности для того, чтобы классифицировать полученный на катоде осадок (11) для проведения дальнейшей стадии обработки.

Description

Настоящее изобретение относится к способу контроля качества отложений, образованных на поверхности электрода при электролитическом осаждении металлов, осуществляемого (контроля) с помощью полученного изображения поверхности электрода.

При электролитическом получении металлов необходимый металл осаждают на поверхности электрода, а именно катода, используемого для электролиза. Технологический процесс осуществляют за счет прохождения тока в емкости (ванне), предназначенной для электролитического осаждения; в указанную емкость налита жидкость, т.е. электролит, в который частично погружен ряд пластинчатых анодов и пластинчатых катодов, размещенных поочередно и выполненных из электропроводного материала. Получаемый металл осаждают на катоде в процессе электролиза, проводимом с использованием растворимого анода, выполненного из того же материала, что и осаждаемый материал, как это имеет место при осаждении меди; или же в процессе, проводимом так, как при электролитическом осаждении цинка или никеля, где используют нерастворимый анод, а получаемый металл, растворенный в электролите, используемом при электролизе, осаждают непосредственно из электролита на поверхность катода.

Касаясь указанного процесса осаждения, следует отметить, что при электролитическом получении металлов используемый электролит обычно включает небольшое количество примесей, которые содержатся или в самом электролите или же в осаждаемом металле; указанные примеси имеют тенденцию к осаждению на катоде вместе с остальными отложениями. Кроме того, электролит может содержать газовые пузыри, которые оказывают влияние на формирование слоя отложений. Помимо того, величина плотности электрического тока в процессе электролиза может изменяться, флуктуировать, и в этом случае осаждение металла на поверхность катода в различных местах его поверхности происходит неодинаково. Примеси, газовые пузырьки и флуктуации плотности тока приводят к образованию неоднородностей или неровностей, т. е. включений на поверхности катода, и указанные включения влияют на классификацию катода (осаждений на его поверхности), проводимую для дальнейшего технологического процесса. Выявление неоднородностей на поверхности катода путем визуального осмотра представляет собой трудоемкий и медленный процесс, особенно, принимая во внимание, что в используемых производственных установках современных размеров ежедневно производится обработка сотен катодов.

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы устранить недостатки известных аналогов и обеспечить способ проверки качества поверхности электрода на основе получения изображения его поверхности. Существенные признаки, характеризующие новизну данного изобретения, следуют из приведенной ниже формулы изобретения.

Согласно настоящему изобретению в емкость, предназначенную для электролиза, залита жидкость, т.е. электролит, обеспечивающий возможность прохождения электрического тока; в указанную жидкость по меньшей мере частично погружены пластинчатые аноды и катоды, выполненные из электропроводящего материала и расположенные поочередно (анод-катод), что обеспечивает осаждение получаемого металла на поверхности электрода, служащего катодом. По окончании процесса электролиза покрытый отложением катод поднимают и извлекают из емкости, после чего проводят контроль этого катода в соответствии с настоящим изобретением, чтобы классифицировать указанный катод на основе установленного качества его поверхности.

Контроль качества поверхности катода согласно данному изобретению предпочтительно выполняют до снятия отложения металла с исходной катодной пластины и проводят согласованно с транспортировкой катода от электролитической ванны к месту снятия отложений. Для проверки качества поверхности катода в непосредственной близости от направляющей конвейера для транспортирования катодов предусмотрена по меньшей мере одна точка контроля, в которой поверхность катода освещают с помощью по меньшей мере одного светового источника с направлением светового потока под углом к направляющей конвейера с катодами. В этом случае неоднородности, имеющиеся на поверхности катода, образуют на указанной поверхности затемнения (темные участки).

В точке контроля устанавливают по меньшей мере один съемочный аппарат для получения изображения освещенного катода или проводят по существу непрерывный контроль освещенной поверхности. Полученное изображение поверхности катода передают затем в устройство, обрабатывающее изображение путем определения физических параметров затемнений, которые образованы неоднородностями. На основе результатов определения физических параметров затемненных участков поверхности катодный металл классифицируют соответствующим сортом.

В предпочтительном варианте воплощения изобретения контроль качества поверхности катода проводят в процессе транспортировки катодов конвейером, функционирование которого связано с циклически работающей установкой для снятия отложений и поэтому сам конвейер также действует циклически. В циклически действующем конвейере движение катода прекращается во время снятия отложения, осуществляемого в устройстве для снятия. В связи с этим согласно данному изобретению контроль поверхности катодов преимущественно производят один раз в одной контрольной точке для одного катода. Когда необходимо, контроль можно проводить в нескольких точках.

Для контроля качества поверхности катода согласно настоящему изобретению в точке контроля устанавливают по меньшей мере один источник света, так чтобы лучи, испускаемые источником света, падали на поверхность контролируемого катода под углом, при этом величина этого угла находится в

- 1 008366 пределах от 0 до 90°, и предпочтительно составляет 30-60°. При освещении возможные неоднородности проявляются в виде затемненных участков на поверхности катода, причем длина и площадь указанных затемнений прямо пропорциональны длине и площади выявляемых неоднородностей. Для того чтобы определить качество поверхности освещенного катода, место контроля, кроме того, содержит по меньшей мере один съемочный аппарат, который преимущественно устанавливают по существу перпендикулярно к поверхности контролируемого катода; с помощью указанного аппарата получают изображение освещенного объекта, которое может включать участки затемнения, обусловленные неоднородностями. При желании съемочный аппарат может быть установлен в одной точке и направлен под некоторым углом (не перпендикулярно) к поверхности контролируемого катода, но так, чтобы затемнения, обусловленные неоднородностями на плоской поверхности катода, можно было отобразить с помощью аппарата. Полученное изображение передают от места контроля к устройству обработки этого изображения, в котором измеряют длину и площадь затемненных участков, имеющихся на изображении. Кроме того, измеряют и определяют, например, количество и местоположение затемнений. На основании полученных результатов отложения металла, которые необходимо удалить с исходной катодной пластины в установке для удаления, классифицируют по различным сортам для дальнейшей обработки.

Для контроля поверхности катодов, осуществляемого в соответствии с данным изобретением, предпочтительно используют один световой источник для каждой поверхности, которую необходимо освещать. Темные участки, обусловленные наличием возможных неоднородностей, характеризуются резкими очертаниями и, следовательно, легко идентифицируемы, так как свет, являющийся причиной появления темных участков, исходит только в одном направлении и лучи, приходящие от различных световых источников, не пересекаются. Однако при проведении контроля согласно настоящему изобретению возможно использование по меньшей мере двух источников света для каждой облучаемой поверхности, но такое расположение источников имеет преимущество в тех случаях, когда неоднородности, как таковые, являются ярко выраженными с резкими очертаниями.

Световой источник, предназначенный для освещения контролируемой поверхности, располагают по отношению к освещаемой поверхности таким образом, чтобы он находился снаружи зоны, заключенной между двумя перпендикулярами (перпендикулярными плоскостями), проведенными к плоскости, образующей поверхность катода. Поэтому источник света устанавливают под некоторым углом к нормали, проведенной к плоской поверхности катода, подвергаемой облучению световым потоком, и величина этого угла находится в пределах от 0 до 90°, предпочтительно составляет 30-60°, при измерении величины этого угла в том месте, где лучи, исходящие от светового источника, пересекают линию, проходящую через центр плоской поверхности катода, выбранной для размещения в точке контроля. При нахождении в заданном местоположении указанная выбранная для контроля плоская поверхность и является той поверхностью катода, на которую необходимо направить лучи от светового источника. Регулируя угол установки источника света по отношению к перпендикуляру, проведенному к освещаемой поверхности, в направлении уменьшения величины этого угла (с получением более острого угла), можно увеличить размер участка затемнений, образуемых возможными неоднородностями, и в этом случае размеры выявленных неоднородностей могут быть определены более точно. Используемым источником света может быть, например, галогеновый прожектор, лампа дневного света или же лампа накаливания.

Если необходимо, перед источником освещения могут быть размещены оптические диафрагмы, направляющие лучи на облучаемую поверхность.

В способе согласно данному изобретению изображение освещаемой поверхности катода преимущественно фиксируют с помощью съемочного аппарата, одного на каждую освещаемую поверхность. Если необходимо, то для съемки может быть использовано два или более указанных аппарата, и в этом случае размеры затемнений, создаваемых возможными неоднородностями, могут быть определены как средние размеры для двух или более изображений. В случае применения двух или более съемочных аппаратов их установка в определенном положении может быть использована особенно для отображения характерных особых размеров затемненных участков, которые необходимо определить на основе полученного изображения при проведении контроля поверхности. При этом используемые съемочные аппараты могут быть различного типа и один из них представляет собой, например, видеокамеру, а другой - фотоаппарат. Вместе с тем угол, под которым лучи, исходящие от источников света, пересекают центральную точку плоскости, образующей поверхность катода, поддерживается таким же, как было указано выше.

Аппарат, производящий снимки освещенной поверхности катода, устанавливают по отношению к контролируемой поверхности катода так, чтобы этот аппарат был ориентирован по существу перпендикулярно плоскости, являющейся поверхностью катода, причем съемочный аппарат располагают так, чтобы полученное с его помощью изображение было резким по меньшей мере в одном участке катодной поверхности. Предпочтительно устанавливать съемочный аппарат таким образом, чтобы он находился по существу в центральном положении в том месте, где останавливают контролируемый катод при его транспортировании для осуществления операции контроля. Когда используют два или более съемочных аппарата, их предпочтительно размещают симметрично относительно контролируемой поверхности.

В способе в соответствии с настоящим изобретением изображение, полученное от поверхности катода в процессе контроля, передают далее в устройство, обрабатывающее и анализирующее полученное

- 2 008366 изображение; в указанном устройстве установлена программа вычисления, с помощью которой определяется, например, количество, размер и преимущественное положение затемненных участков и, следовательно, количество, размер и основное преимущественное положение соответствующих неоднородностей, имеющихся на поверхности катода. Полученные результаты вводятся в микропроцессор, включенный в устройство для анализа изображения, и полученные с его помощью данные используют для классификации полученного на катоде отложения.

С помощью полученных вышеуказанных параметров и зарегистрированного изменения характеристик процесса электролиза проконтролированные отложения, подлежащие удалению с катода, классифицируют для выбора дальнейших операций обработки, которые наиболее приемлемы для данного отложения. На основе анализа записанных режимных параметров процесса электролиза могут быть также определены возможные их изменения, поскольку, например, изменения положения неоднородностей обычно обусловлены изменениями условий проведения самого электролитического процесса.

Изобретение более подробно поясняется со ссылками на приложенные фигуры чертежей, где:

на фиг. 1 схематически изображен предпочтительный вариант воплощения изобретения с размещенным сзади съемочным аппаратом, используемым в данном варианте воплощения;

на фиг. 2 - предпочтительный вариант воплощения изобретения в соответствии с фиг. 1, вид А-А;

на фиг. 3 - предпочтительный вариант воплощения, показанный на фиг. 2, вид В-В.

Согласно фиг. 1, 2 или 3 катод 1 транспортируют к месту контроля и поддерживают с помощью опоры 2 при проведении контроля поверхности отложений 11, полученного на этом катоде. С целью осуществления контроля на поверхность катода 1 от светового источника 3 направляют лучи света 4. Световой источник 3 установлен снаружи области, находящейся между перпендикулярными плоскостями 5, проведенными к плоской поверхности 12, образующей поверхность катода таким образом, чтобы угол между лучами света 4, падающими на поверхность катода 1, и центральной линией (линией, проходящей через центр пластины) 6 плоской поверхности, являющейся поверхностью катода, составлял 45°. Затемнения 7, которые создаются с помощью лучей 4 и образованы неоднородностями, имеющимися на поверхности катода 1, контролируются с помощью съемочного аппарата 8, подсоединенного к устройству 9 для обработки изображения и подключенного к этому устройству микропроцессора 10 для того, чтобы соответствующим образом классифицировать сформированный на поверхности катода 1 осадок 11 для осуществления над ним операций дальнейшего технологического процесса.

Кроме того, фиг. 3 иллюстрирует, каким образом поверхности отложений 11, сформированных на обеих сторонах исходной пластины катода 1, могут контролироваться в одной контрольной точке за счет размещения источника света 3 и съемочного аппарата 8 с каждой из сторон катода.

Claims (13)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ контроля качества отложений, образованных на поверхности одного из электродов при электролитическом осаждении металлов, в котором, по существу, всю поверхность катода (1), используемого в электролитическом процессе, освещают с одной стороны по меньшей мере одним источником света (3), а изображение освещенной поверхности (12) получают с помощью по меньшей мере одного съемочного аппарата (8), полученное изображение передают в устройство для обработки полученного изображения (9), где на основе указанного изображения по присутствию затемненных участков, определяют возможные неоднородности отложений на поверхности катода, для классификации отложений (11), полученных на катоде, для следующей ступени технологического процесса, при этом источник света (3), освещающий поверхность катода (1), устанавливают по отношению к плоскости (12), образующей поверхность катода так, чтобы источник света (3) размещался снаружи области, образованной перпендикулярами (5) к плоскости, образующей поверхность катода (1).
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что источник света (3), освещающий поверхность катода, устанавливают к ней под углом от 0 до 90°, предпочтительно 30-60°, если величину этого угла измерять в том месте, где лучи (4), падающие от источника освещения (3), пересекаются с центральной линией (6) плоскости, которая является поверхностью катода.
3. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для получения изображения освещаемой поверхности (12) съемочный аппарат (8) устанавливают, по существу, перпендикулярно к плоскости (12), образующей контролируемую поверхность катода.
4. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для получения изображения освещенной плоскости (12), съемочный аппарат (8) устанавливают, по существу, в центральном положении относительно плоскости (12), образующей контролируемую поверхность катода.
5. 5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для получения различных изображений освещенной поверхности съемочные аппараты (8) устанавливают, по существу, по центральной линии (6) плоской поверхности (12), которая является контролируемой поверхностью катода.
6. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что полученные изображения поверхности отдельных катодов (1) вводятся в микропроцессор (10), подключенный к устройству (9), для обработки полученного изображения.

   - 3 008366
7. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что для регулирования электролитического процесса используют информацию о параметрах режима процесса электролиза, введенную в микропроцессор (10).
8. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что в качестве источника света (3) используют галогеновый прожектор.
9. 9. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что в качестве светового источника освещения света (3) используют лампу дневного света.
10. 10. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что в качестве светового источника (3) используют лампу накаливания.
11. 11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что в качестве съемочного аппарата используют (8) фотоаппарат.
12. 12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что в качестве съемочного аппарата используют видеокамеру.
13. 13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что используют по меньшей мере два источника света.