SU1763880A1 - Device for checking anode area of galvanic pair - Google Patents
Device for checking anode area of galvanic pair Download PDFInfo
- Publication number
- SU1763880A1 SU1763880A1 SU904829832A SU4829832A SU1763880A1 SU 1763880 A1 SU1763880 A1 SU 1763880A1 SU 904829832 A SU904829832 A SU 904829832A SU 4829832 A SU4829832 A SU 4829832A SU 1763880 A1 SU1763880 A1 SU 1763880A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- unit
- output
- anode
- integrator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
1one
(21)4829832/24(21) 4829832/24
(22) 09.04.90(22) 04/09/90
(46) 23.09.92. Бюл. № 35(46) 09/23/92. Bul No. 35
(75) Ю.Г.Подкин и Ю.В.Данилов(75) Yu.G.Podkin and Yu.V. Danilov
(56)Авторское свидетельство цРБ № 29380, кл. G 01 В 7/32, 1977.(56) Copyright Certificate of TsRB № 29380, cl. G 01 B 7/32, 1977.
Авторское свидетельство ЧССР № 203578, кл. G 01 R 13/02, 1980.Copyright Certificate Czechoslovakia № 203578, cl. G 01 R 13/02, 1980.
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЛОЩАДИ АНОДА ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ПАРЫ(54) DEVICE FOR CONTROL OF ANODE GALVANIC PAIR AREA
(57)Изобретение относитс к измерительной технике и автоматике. Его использование дл контрол площади в гальванической ванне позвол ет повысить точность измерений . Устройство содержит преобразователь 1 входного сигнала в последовательность импульсов, блок 8 индикации и счетчик 10 импульсов. Благодар введению в устройство делител 7 частоты с посто нным коэффициентом , делител 9 частоты с переменным коэффициентом и блока 11 ввода данных организуетс цепь цифровой обратной св зи, обеспечивающа учет изменени тока анода в процессе гальванического растворени 1 з.п.ф-лы. 1 ил.(57) The invention relates to measurement technology and automation. Its use to control the area in an electroplating bath improves the accuracy of measurements. The device contains a converter of 1 input signal into a sequence of pulses, a display unit 8 and a pulse counter 10. Due to the introduction of a frequency with a constant factor into the divider 7, the variable factor divider 9 and the data input unit 11, a digital feedback circuit is organized to take into account the change in the anode current during the galvanic dissolution of 1 Cp. 1 il.
ЁYo
VJ OsVj os
соwith
00 С О00 С О
Изобретение относитс к измерительной технике и автоматике и может быть ис- пользовано дл текущего контрол площадей анодов, погружаемых в гальваническую ванну и раствор ющихс при элект- ролитическом осаждении покрытий.The invention relates to measurement technology and automation and can be used for monitoring the areas of anodes immersed in a galvanic bath and dissolved during electrolytic deposition of coatings.
Известен прибор дл измерени площади поверхности металлических изделий, со- держащий ванну с электролитом, положительный электрод-анод в виде обли- цовки ванны, штангу, соединенную с отрицательным полюсом источника тока, на которую подвешиваетс металлическое изделие , предназначенное дл измерени . Измерение площади проводитс путем сравнени величин токов, протекающих через измер емый образец и эталон.A known device for measuring the surface area of metal products, containing a bath with electrolyte, a positive electrode-anode in the form of a bath lining, a rod connected to the negative pole of the current source, on which the metal product to be measured is suspended. The area measurement is carried out by comparing the values of the currents flowing through the measured sample and the standard.
Недостаток этого устройства состоит в том, что алгоритм измерени включает поочередное погружение в ванну образца и эта- лона и сравнение абсолютных величин токов, протекающих в ванне Однако при периодическом извлечении образцов из ванны искажаютс электрохимические процессы в поверхностных сло х электродов, а используема в устройстве аналогова обработка сигналов в производственных услови х снижает воспроизводимость и точность измерений.The disadvantage of this device is that the measurement algorithm includes alternating immersion of the sample and standard into the bath and comparison of the absolute values of the currents flowing in the bath. However, when periodically removing samples from the bath, the electrochemical processes in the surface layers of the electrodes are distorted, and signal processing under production conditions reduces reproducibility and measurement accuracy.
Наиболее близким к изобретению вл - етс цифровой планиметр, содержащий преобразователь напр жени в частоту, реле , через которое поступают импульсы на счетчик, и дисплей, с которого считываетс значение измер емой величины. Однако ре- ализуемое планиметром линейное преобра- зование контролируемых величин в выходные сигналы при контроле площади анода не обеспечивает необходимой точности измерений.Closest to the invention is a digital planimeter containing a voltage-to-frequency converter, a relay through which pulses arrive at the counter, and a display from which the value of the measured value is read. However, the linear transformation of monitored values into output signals implemented by the planimeter does not ensure the required accuracy of measurements when monitoring the anode area.
Целью изобретени вл етс повышение точности измеренийThe aim of the invention is to improve the measurement accuracy
На чертеже приведена функциональна схема устройства дл контрол площади анода гальванической пары.The drawing shows a functional diagram of the device for controlling the area of the anode of the galvanic pair.
Устройство содержит преобразователь 1 входного сигнала в последовательность импульсов, состо щий из блока 2 преобразовани тока в напр жение, блока 3 обнулени , интегратора 4, блока 5 уставки и компаратора 6.The device comprises an input signal to a pulse sequence converter 1 consisting of a current-voltage conversion unit 2, a zero-reset unit 3, an integrator 4, a setting unit 5, and a comparator 6.
Кроме того, устройство содержит делитель 7 частоты с посто нным коэффициентом , блок 8 индикации, делитель 9 частоты с переменным коэффициентом, счетчик 10 импульсов и блок 11 ввода данных.In addition, the device contains a frequency divider 7 with a constant coefficient, an indication unit 8, a variable factor frequency divider 9, a pulse counter 10, and a data input unit 11.
Работа устройства основана на зависимости площади поверхности анода, раствор емого в процессе нанесени гальванопокрытий, от расхода металла.The operation of the device is based on the dependence of the surface area of the anode, which is dissolved during the electroplating process, on the metal consumption.
В процессе гальванической металлизации приращение массы осажденного металла Дгпк на катоде при токе I за врем At равноIn the process of galvanic metallization, the mass increment of the deposited metal Dgpc on the cathode at current I during time At is equal to
I Дгог,(1) I Dogog, (1)
где К - электрохимический эквивалент; а- выход по току,where K is the electrochemical equivalent; a- current output
Масса вещества ДгПа, перенесен на с анода на катодпри равномерном растворении анода равнаThe mass of the substance DgPa, transferred to from the anode to the cathode when the anode is evenly dissolved is equal to
S-Ah,S-Ah,
(2)(2)
где р - плотность металла покрыти ; S - площадь анода; Ah-толщина сло металла, удал емого с поверхности анода в процессе металлизации.where p is the density of the coating metal; S is the anode area; Ah is the thickness of the metal layer removed from the anode surface during the metallization process.
Из формул (1) и (2) следует, чтоFrom formulas (1) and (2) it follows that
ДИ К-|-- (3)DI K- | - (3)
Дл нестационарных процессов мгновенна скорость изменени толщины анодаFor non-stationary processes, the instantaneous rate of change of the anode thickness
jlH-A-Ll{лjlH-A-Ll {l
dt-S-yO (4)dt-S-yO (4)
откуда толщина сло металла, удал емого с поверхности анода за врем t, равнаwhence the thickness of the metal layer removed from the anode surface during time t is equal to
h К / Ih K / I
dtdt
(5)(five)
о - -Рabout -
Начальна площадь анода в виде параллелепипеда со сторонами а, Ь, с равнаThe initial area of the parallelepiped anode with sides a, b, c is equal to
50 2(ab + ас + be).(6) За интервал времени 0 - tj в процессе50 2 (ab + ac + be). (6) During the time interval 0 - tj in the process
гальаноосаждени металла поверхность анода уменьшитс до величиныmetal halodeposition of the anode surface is reduced to
51 2(а - 2hi)(b - 2hi) + (a - 2hi)(c - 2hi) + (b - 2hi)(c - 2hi) + ac + be - 4hi(a + b + c)+12hi2,(7) где hi - толщина сло металла, удал емого с анода за этот интервал времени.51 2 (a - 2hi) (b - 2hi) + (a - 2hi) (c - 2hi) + (b - 2hi) (c - 2hi) + ac + be - 4hi (a + b + c) + 12hi2, (7) where hi is the thickness of the metal layer removed from the anode during this time interval.
Если интервал времени мал, то hi а, Ь, с. Тогда пренебрега последним слагаемым в выражении (7) ввиду его малости, с учетом формулы (6) имеютIf the time interval is small, then hi a, b, c. Then, neglecting the last term in expression (7) due to its smallness, taking into account formula (6), have
51 S0-8hi(a-t b + c).(8) В следующий интервал времени ti - t2 с поверхности анода удал етс слой металла толщиной ha- площадь анода при этом51 S0-8hi (a-t b + c). (8) In the next time interval ti - t2, a layer of metal with thickness ha is removed from the anode surface;
52 So - 8(hi - h2)(a + Ь + с) Si - 8гф + +b + с).(9)52 So - 8 (hi - h2) (a + b + c) Si - 8gf + + b + c). (9)
Обобща выражени (8) и (9), наход т, что по завершении 1-го цикла гальваноосаждени дл плоского анодаSummarizing expressions (8) and (9), upon the completion of the 1st electroplating cycle for a flat anode,
S, Si-1 - 8hi(a н b + c).(10)S, Si-1 - 8hi (a n b + c). (10)
Из формулы (5) ввиду малости изменени площади в цикле имеютFrom formula (5), due to the smallness of the area change in the cycle, they have
tt
efteft
учетом формулы (10) получаютgiven the formula (10) receive
Si Si-1 - 8K(a + b + c) / i i .Si Si-1 - 8K (a + b + c) / i i.
о P °i (12)o P ° i (12)
Дл преобразовани тока гальванопары в последовательность импульсов вначале блоком 2 ток гальванической ванны I преобразуетс в напр жениеTo convert the galvanic coupler current into a sequence of pulses, first, unit 2 converts the current of the electroplating bath I into a voltage
UI-A.I,(13)UI-A.I, (13)
где А - коэффициент преобразовани .where A is the conversion factor.
Напр жение Ui поступает на вход интегратора 4, на выходе которого формируетс напр жениеThe voltage Ui is fed to the input of the integrator 4, the output of which is the voltage
иинт | Uldt (14iint | Uldt (14
где т - посто нна времени интегратора. Выражение (14) может быть представлено в виде суммы интеграторов, дл которых за врем интегрировани Ui| constwhere m is the integrator time constant. Expression (14) can be represented as a sum of integrators, for which during the integration time Ui | const
j }u, i / u.,dtT .j} u, i / u., dtT.
4 2 Uii-T,,4 2 Uii-T ,,
гдеТ| 1,-1и. ПустьwhereT | 1, -1i. Let be
ui, .ui
С учетом формулы (17) выражение (15) принижает видTaking into account formula (17), expression (15) degrades
i и,, -T,i иоп i and ,, -T, i iop
T 1T 1
оabout
N-Uon.(18) N-Uon. (18)
Дл осуществлени преобразовани (18) нужно сравнивать текущее напр жение на выходе интегратора 4 с опорным Don и периодически при UHHT Uon производить сброс интегратора 4 в нулевое состо ние. С этой целью напр жение с выхода интегратора 4 вводитс на первый вход компаратора б, на втором входе которого установлено блоком уставки 5 напр жение Uon. При достижении напр жением UHHT опорного значени Uon, с выхода компаратора 6 на вход блока обнулени 3 поступает уровень логической единицы. Сформированный в блоке обнулени 3 импульс сброса поступает на управл ющий вход интегратора 4, и в течение времени п т интегратор 4 устанавливаетс в нулевое состо ние; далее процесс повтор етс In order to implement the conversion (18), it is necessary to compare the current voltage at the output of integrator 4 with the reference Don and periodically, with UHHT Uon, reset the integrator 4 to the zero state. For this purpose, the voltage from the output of the integrator 4 is inputted to the first input of the comparator b, at the second input of which the setting unit 5 is set, the voltage Uon. When the voltage UHHT reaches the reference value Uon, from the output of the comparator 6 to the input of the zeroing unit 3, the level of the logical unit arrives. The reset pulse generated in the nulling unit 3 arrives at the control input of the integrator 4, and during the time time n, the integrator 4 is set to the zero state; then the process is repeated
На выходе компаратора 6 формируетс за врем t последовательность N коротких импульсов, число которых с учетом выражений (13), (14) и (18)At the output of the comparator 6, during a time t, a sequence of N short pulses is formed, the number of which taking into account expressions (13), (14) and (18)
/ I / I
пропорционально расходу материала анода при гальваническом осаждении. Таким образом , блок 1 преобразует ток анода в последовательность импульсов на выходе компаратора 6. Нормиру на масштабный коэффициент SH, преобразуют текущее значение площади анода в цифровой код:proportional to the consumption of the anode material during galvanic deposition. Thus, block 1 converts the current of the anode into a sequence of pulses at the output of the comparator 6. The normalization of the scale factor SH, convert the current value of the area of the anode into a digital code:
S1 J-(20)S1 J- (20)
ЬнBh
0 Тогда значение кода площади из формулы (12) с учетом выражений (19) и (20) равно0 Then the value of the area code from formula (12), taking into account expressions (19) and (20), is equal to
S,S,
1-е I 8 К (а + b + с) т Un 1st I 8 K (a + b + s) t Un
СЗИ - г.2 . 1SZI - v.2. one
NN
/oSS -A -Sl-i/ oSS -A -Sl-i
(21)(21)
1515
Полага Polaga
2020
(22)(22)
8K(a+b+c)r.(22) окончательно имеют из выражений (2) и8K (a + b + c) r. (22) finally have from expressions (2) and
Si -Sn1NSi-Sn1N
,),)
Таким образом, дл определени текущего кода площади нужно разделить число им25 пульсов N преобразовател 1 входного сигнала в последовательноть импульсов на величинуThus, to determine the current area code, it is necessary to divide the number of 25 pulses N of the converter 1 of the input signal into a series of pulses by
п По.Зн1(24)п По.Зн1 (24)
и вычесть полученное значение из пре3Q дыдущего кода площади. С этой целью выход компаратора 6 через делитель 7 частоты с посто нным коэффициентом, коэффициент делени которого По, и делитель 9 частоты с переменным коэффициентом,and subtract the value obtained from the previous area code. To this end, the output of the comparator 6 through a frequency divider 7 with a constant coefficient, the division ratio of which is Po, and a divider 9 frequency with a variable coefficient,
ос имеющим коэффициент делени 5м1. соединен с вычитающим входом счетчика 10 импульсов . Выходы счетчика 10 соединены с управл ющими входами делител 9 частоты с переменным коэффициентом (при том, чтоOC having a division factor of 5m1. connected to the subtracting input of the counter 10 pulses. The outputs of the counter 10 are connected to the control inputs of the frequency divider 9 with a variable coefficient (despite the fact that
4Q задают его коэффициент делени ) и с входами блока индикации 8, отображающего текущую площадь S; .4Q sets its division factor) and with the inputs of the display unit 8, which displays the current area S; .
Устройство дл контрол площади анода гальванической пары работает следую45 щим образом. Блоком 11 ввода данных формируетс и подаетс на установочные входы счетчика 10 импульсов код начальной площади анода. С выходов счетчика 10 этот код ввод т на управл ющие входы делител The device for controlling the area of the anode of the galvanic pair works as follows. Data input unit 11 generates and feeds the initial anode area code to the installation inputs of the pulse counter 10. From the outputs of counter 10, this code is entered into the control inputs of the divider.
CQ 9 частоты с переменным коэффициентом, задава его коэффициент делени , и на блок индикации 8, где он отображаетс как начальна площадь. Ток гальванической ванны блоком 2 преобразуетс в напр жение иCQ 9 frequencies with a variable factor, given its division factor, and to display unit 8, where it is displayed as the initial area. The current of the plating bath by the unit 2 is converted into a voltage and
сп поступает на интегратор 4, выходное напр жение которого компаратором 6 сравниваетс с напр жением блока 5 уставки Uon. При UHHT Don с выхода компаратора 6 на вход блока 3 обнулени поступает уровень логической единицы. Сформированный вcc is supplied to the integrator 4, the output voltage of which by the comparator 6 is compared with the voltage of the block 5 of the setpoint Uon. With UHHT Don, from the output of the comparator 6 to the input of the zeroing unit 3, the level of the logical unit arrives. Formed in
блоке 3 обнулени импульс сброса поступает на управл ющий вход интегратора 4 и устанавливает его в нулевое состо ние. Таким образом блок 1 осуществл ет преобра- зование тока в последовательность импульсов. Эти импульсы с выхода компаратора 6 поступают через делитель 7 частоты с посто нным коэффициентом (коэффициент делени - п0) на вход делител 9 частоты с переменным коэффициентом. На управл ющие входы делител 9 частоты с переменным коэффициентом с выходов счетчмка 10 подаетс код площади 5м, который определ ет коэффициент делени де- лител 9 частоты с переменным коэффициентом в i-м цикле. В результате на выходе делител 9 частоты с переменным коэффициентом число импульсов равноin the resetting unit 3, a reset pulse is supplied to the control input of the integrator 4 and sets it to the zero state. Thus, block 1 converts the current into a sequence of pulses. These pulses from the output of the comparator 6 are fed through a frequency divider 7 with a constant coefficient (division factor - n0) to the input of the frequency divider 9 with a variable factor. The control inputs of the frequency divider 9 with a variable coefficient from the outputs of the counter 10 are fed with an area code of 5 m, which determines the division factor of the frequency divider 9 with a variable coefficient in the i-th cycle. As a result, at the output of the divider 9 frequency with a variable coefficient, the number of pulses is equal to
еп. Импульсы с выхода делител 9bp Impulses from the output of divider 9
По 0| - 1By 0 | - one
частота с переменным коэффициентом поступают на вычитающий вход счетчика 10 импульсов, при этом каждый импульс уменьшает записанный в счетчике 10 код площади Si-i1 на единицу. В результате в счетчике 10 формируетс код Si . Этот код вводитс на управл ющие входы делител 9 частоты с переменным коэффициентом, поступает на блок 8 индикации и отображаетс как мера площади анода в (1+1)-м цикле. Таким образом, в отличие от известного предложенное техническое решение содержит ветвь цифровой обратной св зи, обеспечивающей более точное измерение площади анода, что позвол ет снизить погрешность установки плотности тока в гальванических ваннах и тем самым на 10- 15% повысить эффективность использовани металла при электроосаждении,a frequency with a variable coefficient is fed to the subtracting input of the counter 10 pulses, with each pulse decreasing the area code Si-i1 recorded in the counter 10 by one. As a result, a code Si is generated in the counter 10. This code is inputted to the control inputs of the frequency divider 9 with a variable coefficient, fed to the display unit 8 and displayed as a measure of the anode area in the (1 + 1) -th cycle. Thus, in contrast to the known, the proposed technical solution contains a digital feedback branch that provides a more accurate measurement of the anode area, which makes it possible to reduce the error in setting the current density in the electroplating baths and thereby increasing the metal utilization efficiency by 10-15%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904829832A SU1763880A1 (en) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Device for checking anode area of galvanic pair |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904829832A SU1763880A1 (en) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Device for checking anode area of galvanic pair |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1763880A1 true SU1763880A1 (en) | 1992-09-23 |
Family
ID=21516745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904829832A SU1763880A1 (en) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Device for checking anode area of galvanic pair |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1763880A1 (en) |
-
1990
- 1990-04-09 SU SU904829832A patent/SU1763880A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101688824B1 (en) | Ac impedance measuring device | |
US4814692A (en) | Circuit and method for measuring and digitizing the value of a resistance | |
US4136563A (en) | Digital volumetric flow rate measurement of a flowing fluid | |
US4558303A (en) | Methods of and apparatus for converting an analogue voltage to a digital representation | |
CN1043817C (en) | Method and apparatus for measuring voltage | |
SU1763880A1 (en) | Device for checking anode area of galvanic pair | |
US4250552A (en) | AC Electric energy meter utilizing a counter as an integrator | |
US4287043A (en) | Apparatus for electrodepositing a metallic layer of predetermined thickness | |
Germer | High-precision ac measurements using the Monte Carlo method | |
CN112444671A (en) | Electric energy metering method and device of electric energy meter based on instantaneous power and storage medium | |
Stephens et al. | Real-time computer prediction of end points in controlled-potential coulometry | |
US3719565A (en) | Method and means for measuring the deposition rate in metallic plating baths | |
RU2057823C1 (en) | Aluminum electrolyzers processing parameters control method | |
CN114137470A (en) | Bandwidth testing device and measuring method thereof | |
SU775197A1 (en) | Method of mean-thickness control of part galvanic plating | |
SU775196A1 (en) | System for mean-thickness control of parts galvanic plating | |
SU771198A1 (en) | Device for automatic measuring of output by current | |
SU1548275A1 (en) | Electroplating apparatus | |
SU836245A1 (en) | Device for automatic control of thickness of galvanic plating | |
Zhou et al. | Investigation on the Direct Current Coefficient of I/V Transducer | |
SU953443A2 (en) | Device for measuring coating thickness | |
Ramesh et al. | DIGITAL METER | |
SU918865A1 (en) | Method of measuring large currents | |
JPH06281678A (en) | Sampling type measuring device | |
CN116467547A (en) | Quick response calculation method for alternating current digital instrument |