СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО ИЗДЕЛИЯ Российский патент 1997 года по МПК G01B7/32 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля площади поверхности тел сложной формы при их изготовлении и обработке, а также при нанесении металлопокрытий гальваническим способом.

Известен способ измерения площади поверхности электропроводного изделия, заключающийся в том, что изделие погружают в ванну с раствором электролита, очищают его от оксидов катодной поляризацией, пропускают анодный ток и измеряют время достижения изделием пассивного состояния. Площадь поверхности вычисляют как величину, пропорциональную произведению силы тока на время [1]
Этот способ характеризуется значительной погрешностью измерения площади поверхности, причина которой заключается в том, что анодная пассивация изделия проходит не мгновенно, а по мере увеличения толщины формирующейся на поверхности изделия пленки оксидов. Поэтому электрическое сопротивление току также плавно возрастает со временем, что исключает возможность точно установить момент пассивации изделия.

Другая причина низкой точности метода состоит в том, что реальная площадь поверхности сильно зависит от характера ее обработки. Незначительные различия в степени полировки могут привести к результатам измерения площади, отличающимся на 10-30%
Задача изобретения состоит в повышении точности измерения и устранении зависимости результатов измерения площади от подготовки поверхности.

Результат изобретения достигается тем, что в электролит дополнительно вводится образец сравнения, выполненный из такого же материала, и изделие вместе с образцом подвергается анодному оксидированию; измерение анодного тока проводится отдельно для образца и изделия, причем для расчета площади изделия используют не всю кривую зависимости анодного тока от времени, а отбрасывают начальный ее участок.

Способ измерения площади поверхности электропроводного материала реализуется следующим образом. На испытуемое изделие и на образец сравнения одновременно подается одинаковый положительный потенциал. Катод, площадь которого многократно превосходит площадь изделий, располагается на небольшом расстоянии от них. Раствор электролита в процессе анодного оксидирования перемешивается. Для каждого изделия снимают зависимость силы тока от времени анодирования. Поскольку оба изделия находятся в совершенно одинаковых условиях (температура, состав раствора, напряжение, время анодного оксидирования), то плотность тока, проходящего через поверхность, есть величина в каждый момент времени постоянная для обоих изделий. Поэтому площадь поверхности определяется по формуле:

где S и S_cp площадь поверхности и образца сравнения, соответственно;
I(t) и I_cp(t) сила тока, проходящего через изделие и образец сравнения в определенный момент времени.

В процессе проведения измерения напряжение, подаваемое на изделие и образец сравнения, может быть синхронно изменено.

По мере прохождения тока толщина оксидной пленки на поверхности увеличивается. В результате первоначально микрорельефная поверхность, на которой протекает электрохимическое окисление сглаживается.

Для расчетов используют не всю кривую зависимости силы тока от времени, а отбрасывают начальный ее участок, на котором сказывается влияние микронеровностей поверхности. Площадь изделия определяют на основе статической обработки значений S или I(t), I_cp(t) (уравнение 1), полученных в течение нескольких минут анодного оксидирования после прохождения начального участка.

Изложенный способ измерения площади поверхности изделия путем анодного оксидирования его в растворе электролита позволяет:
минимизировать случайную ошибку определения за счет статической обработки набора данных, полученных на одном изделии;
устранить зависимость результатов измерения площади от степени подготовки поверхности.

Эти преимущества обуславливают высокую точность измерения. Так, при использовании серной кислоты в качестве электролита анодирования изделий сложной формы из алюминиевых сплавов достигается относительная точность измерения площади лучше 1%

Использование: контрольно-измерительная техника. Способ измерения площади поверхности электропроводного изделия предусматривает погружение его в раствор вместе с образцом сравнения известной площади, выполненным из того же материала; изделие вместе с образцом сравнения подвергают анодному оксидированию при одинаковом для обоих изделий напряжении, температуре и составе раствора, снимают зависимость анодного тока от времени анодирования. Поскольку плотность тока в этих условиях есть величина в каждый момент времени постоянная для обоих изделий, то площадь поверхности определяется по формуле: , где S и S_ср - площадь поверхности изделия и образца сравнения, соответственно I(t) и I_cp(t) сила тока, проходящего через изделие и образец сравнения в определенныймомент времени. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ измерения площади поверхности электропроводного изделия, заключающийся в измерении анодного тока погруженного в электролит изделия, отличающийся тем, что в электролит дополнительно вводят образец сравнения, выполненный из того же материала, и изделие вместе с образцом подвергают анодному оксидированию. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что площадь изделия находят на основе статистической обработки кривых зависимости силы тока от времени анодного оксидирования изделия и образца.