Датчик плотности тока в гальванической ванне Советский патент 1983 года по МПК C25D21/12 

Изобретение относится к гапьнано пластике и может быть использовано для контроля плотности тока в электролите. Известен датчик плотности тока, выполненный в виде тороидального фе ромагнитного сердечника с обмотками имекщий определенную площадь внутре него окна ГП , Поперечное сечение датчиков препятствует прохождению ионного тока электролита и искажает электрическо поле в гальванической ванне. При практической реализации таки датчиков приходится сводить к минимуму поперечную площадь сердечников с намотанной на них обмоткой и с защитным покрытием от агрессивной среды электролита ванны. Идеальным датчиком такого типа . являлся бы датчик, сердечник которо го с намотанными обмотками- можно .было быПредставить линией. Поэтому в реальных конструкциях для уменьшения ra6apHtoB датчика используются ферромагнитные сердечники с мало площадью поперечного сечения без обоймы. Но такие сердечники имеют повьшшнное магнитное сопротивление. . Поэтому недостатком такого датчика является повышенная чувствительность его к внешним магнитным полям. Кроме того, по условиям работы датчик может располагаться на участ ках, имеющих сильную неоднородность электрического поля по внешнелгу его контуру. Например, если датчик расположен около стенки ванны, то с этой стороны ток существенно меньше и равнодействующая магнитного поля сердечнике от внешних токов, окружа щих датчик, не равна нулю. Это приводит к погрешности измерения плотности тока в электролите. Наиболее близким к.предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является датчик пло ности тока, содержащий тороидальный магнитопровод с обмотками и защитным покрытием, именщий постоянную известную площадь внутреннего окна Однако за счет шунтирования элек троприводным экраном электролита гальванической ванны еще больше искажается картина электрического поля ванны, что приводит к дополнительной погрешности измерения и не8равномерному осаждению металлов или сплавов на покрня.чеиых деталях. Данный датчик предназначен для уменьшения погреганости измерения плотности тока электролита при гальванических покрытиях от воздействия на датчик искаженных магнитных силовых линий в объеме ванны. Степень искажения электрических силовых линий в ванне зависит от вносимой в электролит конструкции датчика и от места расположения его в ванне. Цель изобретения - уменьшение искажений электрического поля в измеряемой среде и повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в датчике плотности тока в гальванической ванне, содержащем тороидальньш магнитопровод с обмотками и защитным покрытием, с обеих торцовых сторон датчика установлены с зазором кольцевые экраны, концентрически расположенные, причем экраны одинаковых геометрических размеров соединены между собой через резисторы. На чертеже представлена конструкция датчика плотности тока. Датчик состоит из ферромагнитного тороидального магнитопровода 1 с обмотками 2, защищенного покрытием 3, кольцевых экранов 4 и резисторов ( 5. Введение концентрически расположенных кольцевых экранов 4 с гаран-. тированными зазорами позволяет через них замыкать магнитные потоки от тока электролита. Учитывая, что условия распределения потенциала по поверхности датчика неоднородны, так как конструкция датчика имеет участки, препятствующие свободному перемещению электролита и соответственно ионного тока, экран выполнен не сплошным, а из отдельных концентрических колец. Гарантированные зазоры ме.жду кольцами способствуют свободному перемещению электролита через общую конструкцию датчика. Зазор должен исключить электропроводность между экранами.через материал экрана. Значения резисторов подбираются так, чтобы объем, заключенный МРЖду экранами одинаковых размеров два условных цилиндра, ограничивающих объем, соприкасаются - один с внутренними отверстия1чи, другой - с

наружными поверхностями экранов) имел сопротивление, равное сопротивлению .такого же объема электролита, имеющего ту же геометрическую форму. Выбрать сопротивления резисторов можно с помощью как экспериментальных исследований, так и с помощью расчетов. Причем в последнем случае приходится учитьгоать все геометрические параметры датчика и экранов, а также электрические параметры электролита и экранов. Так как совокупность экранов с резисторами в месте расположения неэлектропроводной части датчика создают область, в которой электрическое сопротивленце в наиболее важном для измерения и техпроцесса направлении близко к сопротивлению такого же ббъема электролита, искажения электрического поля резко уменьшаются.

Технико-экономические преимущества заключаются в степени поэьппения точности измерения. Такое вьтолнение датчика позволяет практически устранить искажеиие картины рас54А584

пределения электрического поля в ванне, полностью устранить влияние на датчик токов, протекающ1тх в объеме ванны, устрйтотв неравном р 5 ность покрытий на покрываемых деталях. Испытания показывают преимущества данного датчика перед датчиками, вьтолненньтми без экранных концентрических колец, соединенных 10 резисторами. На результаты практически не влияют внешние магнитные поля, неоднородности электрического поля и экранирование от вносимого в электролит измерительного приts бора.

Опытные испытания известных и предлагаемого датчика плотности тока проводились в рабочей ванне путем контрольных размеров тол1дины пок20 рытия серебрения одинаковых деталей при задании плотности тока в ванне с помощью проверяемых датчиков. Правильность показания плотности тока в электролите оценивалась по соот25 ветствию толщины покрытия расчетному значению по известным Зависимое; тям.

Данные сведены в таблицу.

ДАТЧИК ПЛОТНОСТИ ТОКА В ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ВАННЕ, содержащий тороидальный магнитопровод с обмотками и защитным покрытием, о т л ичатощийся тем, что, с целью уменьшения искажений электрического поля в измеряемой среде и повышения точности измерений, с обеих торцовых- сторон датчика установлены с зазором кольцевые экраны, концентрически расположенные причем экраны одинаковых геометрических размеров соединены между собой через резисторы.(Л с о сд .U 4 СЛ 100

+4,0

1,9 +5,2 6,0 +9,5 21,0 +7,2 39,9

+5,1 +3,4 +9,3

21,5

40,7 +8,7 +4,4 +6,1 +7,3

20,5 +9,2

39,3 Испытания, проводимые в рабочих ваннах с малым объемом, показали, что предлагаемое устройство для замера

Продолжение таблицы плотности тока позволяет получать покрытие деталии более,чем в 2 раза с меньшими допуска1чи от расчетных значений.