JPH03211300A - 被処理物接液面の電流密度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、めっき等の表面処理における被処理物面の局
部電流密度を測定する被処理物接液面の電流密度測定装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、めっき等の表面処理における被処理物面の局部電
流密度を測定する技術としては、ａ）　先端に１対の導
電体を離間対向して配置されたセンサを有する電位差検
出器の上記１対の導電体の一方を被処理物面に可及的に
接近させて電位差を検出し、この検出値を増幅器によっ
て増幅して被処理物接液面の電流密度を測定する装置（
特開昭６２−２７６５５号公報参照）や、ｂ）　先端に
１対の導電体を離間対向して配置されたセンサを有する
電位差検出器の上記１対の導電体の一方を、所定の条件
のもとて被処理物に接近させて電位差を検出し、更に同
一条件下で上記被処理物に近接して設けられた標準面積
板に上記導電体の一方を接近させて電位差を検出して両
者の電位差の比を電流密度とする電流密度の測定方法（
特開昭６３−２６５６７号公報参照）が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の特開昭６２−２７６５５号公報に記載された技術
においては、被処理物面との接触角度によって最大電位
差、すなわち処理表面に作用する電流密度を検出するこ
とができない上に、電解液の液抵抗による電位差の変化
を測定していないため電流密度の変化に即応した測定が
てきないという問題がある。

又、特開昭６３−２６５６７号公報に記載された技術に
おいては、被処理物面及び標準面積板との接触角度によ
って最大電位差、すなわち処理表面に作用する電流密度
を検出することかできない上に、標準面積板は一定の表
面積を有するため被処理物と同一位置に置くことができ
ないという測定上の問題がある。更に標準面積板にはめ
っき等の表面処理がなされるため交換等の必要も生じる
。

本発明は上記事情を考慮してなされたものてあって、被
処理物面との接触角度に影響されることなく被処理物面
の局所電流密度を容易にかつ充分正確に測定することの
できる被処理物接液面の電流密度＃１１１定装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による被処理物接液面の電流密度測定装置は、電
解液中に浸漬される被処理物の処理表面に作用する電流
密度と相関関係にある被処理物接液面の最大電位差を測
定する最大電位差測定手段と、電解液の導電率を検出す
る導電率計用セルと、導電率計用セルの検出信号に基づ
いて電解液の液抵抗を演算する液抵抗演算手段と、最大
電位差測定手段及び液抵抗演算手段の出力に基づいて被
処理物接液面の電流密度を演算する電流密度演算手段と
、この演算された電流密度を表示する表示手段とを備え
たことを特徴とする。

〔作　用〕

このように構成された本発明の被処理物接液面の電流密
度測定装置によれば、被処理物面に作用する電流密度と
相関関係にある被処理物接液面の最大電位差が最大電位
差測定手段によって測定される。一方、電解液の導電率
が導電率用セルによって検出され、この検出信号に基づ
いて電解液の液抵抗が液抵抗演算手段によって演算され
る。そして最大電位差測定手段の出力及び液抵抗演算手
段の出力に基づいて被処理物接液面の電流密度が電流密
度演算手段によって演算され、演算された電流密度が表
示手段によって表示される。これにより、被処理物面と
の接触角度に影響されることなく、被処理物接液面の電
流密度を正確にかつ容易に測定することができる。

〔実施例〕

第１図に本発明による被処理物接液面の電流密度測定装
置の一実施例の構成を示す。この実施例の電流密度測定
装置は、最大電位差測定装置１と、絶縁増幅器５と、導
電率計用セルフと、液抵抗演算装置９と、電流密度演算
装置１０と、表示器１１とを備えている。

最大電位差７１＄１２装置１は、第１電極２ａび複数個
の第２電極２ｂを有している電位差検出器２と、最大電
位差選出器４．１！：を備えており、電解液中に浸漬さ
れる被処理物１００の処理表面に作用する電流密度と相
関関係にある被処理物接液面の最大電位差を測定する。

この最大電位差測定装置１の−具体例を第２図（ａ）及
び（ｂ）に示す。第２図（ａ）及び（ｂ）において、電
位差検出器２は第１電極２ａと、複数個（この実施例で
は５個）の第２電極２ｂと、絶縁物からなる保持部２ｃ
とから構成されている。そして第１電極２ａ及び複数個
の第２電極２ｂは、複数個の第２電極２ｂが各々第１電
極２ａから一定の距離に等角度又は等間隔をなすように
配置されるとともに、各電極の電極面が保持部２ｃから
露出するように保持部２ｃ内に埋め込まれている。又、
第１電極２ａ近傍の保持部２ｃの外部形状は、電位差検
出器２が被処理物１００に接触したときに接触角度によ
らず第１電極２ａと被処理物１００との距離が一定とな
るように第１電極２ａを中心とした円弧状に形成されて
いる。

そして電位差検出器２は支持部３によって支持されると
ともに、第１電極２ａと、第２電極２ｂの各々との間で
検出された電位差信号を支持部３を介して最大電位差選
出器４に送る。

最大電位差選出器４は、複数個の差動増幅器４ａと、複
数個のダイオード４ｂと、抵抗４ｃ。

４ｄと、差動増幅器４ｅからなっており、電位差検出器
２によって検出される複数の電位差信号の中から最大電
位差のものを選出する。なお、差動増幅器４ａ及びダイ
オード４ｂの個数は第２電極２ｂの個数に応じて設けら
れる（すなわち、第２図においては差動増幅器とダイオ
ードの個数は各々５個となる）。

このようにして測定された最大電位差は絶縁増幅器５を
介して電流密度演算装置１０に送られる（第１図参照）
。

導電率計用セルフは被処理物１００が浸漬される電解液
の導電率を検出する。この導電率計用セルフの一具体例
を第３図に示す。第３図において、導電率用セルは電極
対７４を有しており、この電極対７４は、第１電極７１
を挾むように絶縁物からなる２個の筒状の第１絶縁筒７
２ａ、７２ｂの各々の一端を第１電極７１に接合し、導
電性部材からなるリード線８０で接続される２個の第２
電極７３ａ、７３ｂを第１絶縁筒７２ａ、７２ｂの各々
の他端に接合し、更に第２電極７３ａ。

７３ｂの各々の両側に絶縁物からなる筒状の第２絶縁筒
７７ａ、７７ｂを介してバイポーラ電極７８ａ、７８ｂ
を各々接合したものである。なお、バイポーラ電極７８
ａ、７８ｂは導電性部材からなるリード線８４によって
接続されている。さらに、このバイポーラ電極７８ａの
他端にはスペーサ８７が接合されており、これらを覆う
ように絶縁物からなる筒状の第３絶縁筒８５が設けられ
ている。そして、この電極対７４は、第３絶縁筒８５を
介して保持部８６に接合されているとともに、軸方向に
沿って中心に穴７４ａが設けられている。又、第３絶縁
筒８５及びスペーサ８７には電極対７４に設けられた穴
７４ａと通しるように貫通孔８２が設けられており、電
極対７４、スペーサ８７には第１電極７１に接続される
リード線７９、及び２個の第２電極７３ａ、７３ｂを接
続するリード線８０．並びに２個のバイポーラ電極７８
ａ、７８ｂを接続するリード線８４を通すための孔か各
々設けられている。

これらのリード線７つ及び８０は保持部８６に設けられ
た中空の孔８６ａを通って外部に引出され、液体抵抗演
算装置９に接続される。

なお、電極の材料としては、例えば５ＵＳ３１６か、又
は耐食性を考慮して白金、又は表面に白金めっき処理を
行った５ＵＳ３１６が使用され、絶縁筒の材料としては
、例えば塩化ビニール等の樹脂が使用される。このよう
に構成された導電率計用セルフをめっき等の表面処理槽
内の溶液に浸漬すると、溶液が電極対７４に設けられた
穴７４ａに充満し、溶液の導電率の測定が可能となる。

なお、この具体例の導電率計用セルはセルコンスタント
か５〜１０程度の場合に適する。

再び第１図において液抵抗演算装置９は導電率計用セル
フの検出値に基づいて被処理物１００が浸漬される電解
液の液抵抗を演算する。この液抵抗演算装置９の一具体
例を第４図に示す。第４図において、液抵抗演算装置９
は電圧発生器９Ａ。

増幅器９Ｂ、及び抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４から構成されて
いる。導電率計用セルフの電極間の液抵抗をＲ１とし、
電圧発生器９Ａの発生電圧をＥｉ□とすると、導電率計
用セルフの電極間の電位Ｅ。ｕｔは と表わされる。

ここでＲ２をＲ１に対して充分大きく取ると、（１）式
は次の（２）式となる。

又、 液抵抗演算装置９の出力Ｅ。

は と表わされる。

（２） （３） 式より となり、液抵抗演算装置９の出力Ｅ。は液抵抗Ｒ１に比
例したものとなる。すなわち、Ｅｏ−に−Ｒ１＝−・・
・・・・（５）となり、Ｋは定数で Ｒ４°Ｅｉ。

Ｋ−・・・・・・・・・　（６） Ｒ２・Ｒ３ と表わされる。

再び第１図において、電流密度演算装置１０は、絶縁増
幅器５を介して最大電位差測定装置により測定された最
大電位差を、液抵抗演算装置９によって演算された液抵
抗で割算し、電流密度を求める。この求められた電流密
度は表示器１１に送られ表示される。なお、電位差検出
器２と導電率計用セルフとの間には電解液中の電解電流
によって電位差を生するが、絶縁増幅器５を設けること
により、これによる回り込み電流を防ぎ、電流密度演算
時の誤差の発生を防ぐようにしている。

本実施例の電流密度測定装置を用いて、次の２種類の電
解液、すなわち ａ）　硫酸銅５水和物（Ｃｕ　Ｓ　０　　・５　Ｈ２０
）を１２５ｇ／Ω、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を３０ｇ／ｇ溶
かしためっき液（液温３０℃、液抵抗８，４Ω／印）と
、 ｂ）　硫酸銅５水和物（Ｃｕ　Ｓ　Ｏ・５　Ｈ２０）を
２！５０ｇ／Ｉ）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を１００ｇ／ｐ
溶かしためっき液（液温２９℃、液抵抗３．５Ω／　ｃ
ｍ　） に各々被処理物を浸漬して電流密度を測定した測定結果
を第５図に示す。第５図のグラフの横軸は通電した陰極
電流密度（Ａ／ｄｒ＆）を示し、縦軸は測定値すなわち
陰極電流密度表示値（Ａ／ｄｒｒｌ”）を示している。

この第５図に示すグラフから被処理物面の局所電流密度
が被処理物面との接触角度に影響されないばかりでなく
、めっき液の濃度や温度の変化にも左右されることなく
被処理物面の局部電流密度が充分正確に測定されている
ことがわかる。

以上説明したように、本実施例によれば、被処理物面と
の接触角度に影響されないばかりでなく、めっき液の濃
度や温度の変化にも左右されることなしに被処理物面の
局部電流密度を充分正確にかつ容易に測定することがで
きる。

なお、上記実施例では電位差検出器２と導電率計用セル
フが別々に設けられていたが、第６図に示すように電位
差検出器２を支持する支持部３の一端６１に導電率計用
セルフを接合するか、又は０リングを介して螺着させて
も良い。第６図に示す電位差検出器２は、第１電極２ａ
と、複数個の第２電極２ｂと、絶縁物からなる保持部２
Ｃとから構成されている。そして第１電極２ａ及び複数
個の第２電極２ｂは、複数個の第２電極２ｂが第１電極
２ａから一定の距離に等角度又は等間隔をなすように配
置されるとともに、各電極の電極面が保持部２Ｃから露
出するように保持部２Ｃの軸方向に沿って保持部２Ｃ内
に埋め込まれている。

又、第１電極２ａ近傍の保持部２Ｃの外部形状は電位差
検出器２が被処理物１００に接触したときに接触角度に
依らず第１電極２ａと被処理物１００との距離が一定と
なるように第１電極２ａを中心とした円弧状に形成され
ている（第６図（ｂ）参照）とともに電極面２ｄが保持
部２Ｃの軸方向に対しである角度θをなしている（第６
図（ａ）参照）。そして、電位差検出器２は支持部３に
よって支持されるとともに、第１電極２ａと、第２電極
２ｂとの間で検出される複数の電位差信号を支持部３を
介して最大電位差選出器４に送る。

又、導電率計用セルフによって検出された導電率信号は
支持部３を介して液抵抗演算装置９に送られる。

このように構成された電流密度測定装置も第１の実施例
のものと同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば被処理物との接触角度に影響されないば
かりでなく、電解液の濃度や温度の変化にも左右される
ことなしに被処理物面の局部電流密度を充分正確にかつ
容易に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電流密度測定装置の−実絶倒の構
成を示すブロック図、第２図は本発明にかかる最大電位
差測定装置の一具体例の構成を示す図、第３図は本発明
にかかる導電率計用セルの−具体例を示す断面図、第４
図は本発明にかかる液抵抗演算装置の一具体例の構成を
示す回路図、第５図は本発明の詳細な説明するグラフ、
第６図は本発明の他の実施例を示す図である。 １・・・最大電位差測定装置、２・・・電位差検出器、
２Ａ・・・第１電極、２Ｂ・・・第２電極、５・・・絶
縁増幅器、７・・・導電率計用セル、９・・液抵抗演算
装置、１０・・・電流密度演算装置、１１・・・表示器
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　電解液中に浸漬される被処理物の処理表面に作用する
   電流密度と相関関係にある被処理物接液面の最大電位差
   を測定する最大電位差測定手段と、前記電解液の導電率
   を検出する導電率計用セルと、 前記導電率計用セルの検出信号に基づいて前記電解液の
   液抵抗を演算する液抵抗演算手段と、前記最大電位差測
   定手段及び液抵抗演算手段の出力に基づいて被処理物接
   液面の電流密度を演算する電流密度演算手段と、 この演算された電流密度を表示する表示手段とを備えた
   ことを特徴とする被処理物接液面の電流密度測定装置。