SU973675A1 - Устройство дл измерени толщины гальванических покрытий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к средствам контрол  параметров гальванических ; покрытий и может быть использовано дл  задани  и измерени  толщины покрытий и расхода драгоценных и редких металлов в процессе осаждени .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  толщины гальванических покрытий, содержащее источник питани  гальванической ванны, подключенный к нему .датчик тока .ванны и св занный с выходом последнего измеритель количества электричества с интегрирующим элементом Cl.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что используемый датчик дл  определени  выхода по току измер ет только местное значение указанной величины, устройство используетс  с электролитами, в которых значительно мен етс  выход по току, дл  определени  выхода по току введен специальный блок дл  работы с реверскым током, устройство примен етс , в основном, iCpk Контрол  расхода драгоценных металлов.

Цель изобретени ,,т расширение функциональных возможностей путем обеспечени  автоматизации изменени  тока

интегрирующего элемента и времени нанесени  покрыти .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  толщины гашьванических покрытий, содержащее источник питани  гальванической ванны , подключенный к нему датчик тока ванны и св занный с выходом последнего измеритель количества электри

10 чества с интегрирующим элементом, снабжено подключенным к выходу измерител  количества электр1иества за;датчиком толщины покрыти , выполненным в виде последовательно соединен15 ных переключател  и схемы совпадени , блоком учета изменени  выхода по току и блоком учета изменени  площади поверхности загружаемых деталей, выход задатчика толщины, второй выход

20 измерител  количества электричества, а также входы блоков учета изменени  выхода по току и площади поверхности загружаемых деталей предназначены соответственно дл  соединени 

25 с двум  входами и двум  выходами ЭВМ, а выходы двух последних блоков подсоединены к управл ющим входам измерител  количества электричества.

На чертеже представлена функци30 ональна  схема устройства.

Устройство дл  измерени  толщины гальванических покрытий содержит гальваническую ванну 1, источник 2 питани  ванны, подключенный к нему датчик 3 тока ванны, выполненный в виде шунта , и св занный с его выходом измеритель 4 кол{1чества электричества, состо щий .из последовательно соединенйых операционного усилител  5, электрохимического интегрирующего элемента б, пороговой схемы 1, формировател  8 импульсов и счетчика 9 импульсов , а также релейного переключател  10, включенного между управл ющим входом интегрирующего элемента б и выходом формировател  8 импульсов . К выходу счетчика 9 импульсов измерител  4 количества электричества подсоединен задатчик 11 толщины покрыти , выполненный в виде последовательно соединенных переключател  12и схемы 13 совпадени . Устройство включает также блок 14 учета изменени  выхода по току, блок 15 учета изменени  площади поверхности загружаемых деталей и ЭВМ 16. Выход задатчика 11 толщины, второй выход измерйтел  4 количества электричества, а также входы блока 14 ууета изйенени  выхода по току и блока 15 площади поверхности загружаемых деталей предназначены соответственно дл  соединени  с двум  входами и двум  выходами ЭВМ 15, а выходы двух последних блоков 14 и 15 подсоединены к управл юидам входам операционного усилител  5 измерител  4 количества электричества. Блоки 14 и 15 выполнены идентично и из них состоит из последовательно соединенных переключателей 17 и 18 дл  ручного задани  изменений выхода по току и площади поверхности загружаемых деталей соответственно, диодных дешифраторов 19 и 20, триггеров 21 и 22 и ключей 23 и 24.

Устройство работает следующим образом .

После включени  источника 2 питани  ванны напр жение, пропорциональное изменению тока ванны 1,.снимаетс  с датчика 3 тока ванны и поступает на вход операционного усилител  5 Ток интегрирующего элемента 6 можно мен ть в широком диапазоне с помощью операционного усилител  5, управл емого сигналами, поступающими с блоЛ ов 14 и 15. В устройстве могут быть использованы трех- или двухэлектродные интегрирующие элементы б, в которых два электрода рабочие, третий склад , в двухэлектродных склады объединены . При работе интегрирующего элемента б..11о«,ом .определенной величины металл или соль металла переноситс  на один из рабочих электродов со склада. Количество металла при этом эквивалентно 1 мкм толщины конт

ролируемого покрыти . Например, дл  процесса кислого цинковани  перенос металла в интегрирующем элементе б осуществл етс  током 1 мЛ в течение 222. с. Эта операци  осуществл етс  один ,раз перед пуском устройства в работу. Затем металл в интегрирующем элементе б переноситс  .с первого рабочего электрода на второй тском , пропорциональным току ванны, В момент окончани  процесса интегрировани  резко возрастает внутреннее сопротивление интегрирующего элемента б и возникающий скачок напр жени  используетс  дл  изменени  направлени  тока через интегрирующи элемент, одновременно поступа  на .счетчик 9 импульсов и на ЭВМ 16. Затем перенос металла в интегрирующем элементе б происходит со второго рабочего электрода на первый. Оп ть в конце интегрировани  - скачок напр жени  и процесс возобновл етс . По кочеству электричества, прошедшего через интегрирующий элемент, суд т о толщине покрыти . Ток в гальванической ванне в процессе нанесени  покрыти  может измен тьс . Любое изменение тока ванны приводит к обратно пропорциональному изменению времени нанесени  покрыти , при уменьшении тока интегрирующий эле- мент автоматически увеличивает врем  нанесени  покрыти  и наоборот, т.е. заданна  задатчиком 11 тодицина покрыти  автоматически отслеживаетс . От интегрирующего элемента б скачок напр жени  поступает на пороговую схему 7 и далее на формироватегль 8 импульсов, выполненный в виде триггера Шмидта. Сформированный по крутизне , амплитуде и длительности импульс поступает на счетчик 9 импульсов , на входЭВМ 16 и на релейный переключатель 10, который мен ет направление -тока, протекающего через интегрирующий элемент 6. При совпадении задани , установленногона переключателе 12 с текущим значением напр жени , на выходе схемы 13 совпадени  вырабатываетс  посто нной напр жение, сигнализирующее об окончании процесса нанесени  покрыти . предназначен дл  изменени  .тока интегрирующего элемента 6в завис .мости от изменени  со временем выход по току гальванической ванны 1. Блок 15 измен ет ток интегрирующего элемента 6 в зависимости от изменени  площади поверхности загружаемых в ванну деталей, В режиме Ручное управление переключатели 17 и 18 устанавливают на нужный процент изменение тока интегрирующего элемента 6. Сигналы от переключателей 17 и 18, прошедшие через де1Ш1фраторы 19 и 20, запоминаютс  триггерами 21 и 22. Ключи 23 и 24 измен ют величину сопротивлени  операционного усилител  5 и соответственно ток интегрирующего элемента 6. В режиме Автоматическое управление управл ющие сигналы от ЭВМ 16 поступают непосредственно на триггеры 21 и 22, запоминаютс  ими, а ключи 23 и 24 измен ют величину сопротивлени  операционного усилител  5 и, соответственно, ток интегрирующего элемента 6. Эти управл ющие воздействи  дают возможность измен ть врем  нанесени  1 мкм покрыти  и прддерживать заданную толщину автоматически.

Информаци  об изменени х выхода по току и поверхности загружаемых деталей может поступать на ЭВМ с пульта управлени  или от срответст- вующих измерительных приборов по самосто тельным каналам.

Использование устройства позвол ет Эсщавать и контролироватьтолщину любых гальванических покрытий и работать в широком диапазоне плотностей токов ванны, автоматизировать процесс нанесени  покрыти  и получить партии деталей, не отличающихс  по толщине покрыти , а также работать с источниками питани  не оснащенными схемой автоматического регулировани  плотности тока, т.е. более дешевыми. Устройство позвол ет более экономично расходовать редкие и драгоценные металлы, используемые дл  покрыти . Применение электрохимического интегрирующего элемента дает возможность работать с реверсным током гальванической ванны без дополнительных блоков. Устройство позвол ет контролировать расход металла и

количество потребл емого электричества .

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 598971, кл. С 25 D 21/12, 1975 (прототип).