Способ определения площади поверхности электропроводного объекта Советский патент 1984 года по МПК G01B7/32 

2. Способ по п.1,отлича ющ и и с я тем, что заданный интервал времени выбирают в зависимости

от свойств используемого э51ектролита в диапазоне 0,1-10 с до начала влияния процесса конвекции.

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОГДАДИ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО ОБЪЕКТА, заключающийся в том, что объект погружают в электролитическую ванну вместе с электродом сравнения, подключают анод ванны, объект и электрод сравнения к источнику питания и измеряют ток ванны, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерения объектов сложной конфигурации, пбддерживают в течение заданного времени постоянную разность потенциалов между объектом и электродом сравнения, обеспечивающую протекание через объект предельного тока диффузий, и по величине этого тока в конце заданного интервала времени или по количеству электричества, прошедшего через ванну за этот же интервал времени, определяют площадь объекта с учетом коэффициента пропорциональности, полученного на электроде сравненияч 44

.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бьггь использовано для определения площади поверхности электропроводных рбъектов в процессе нанесения на них электролитических покрытий.

Известей способ измерения площади поверхности электропроводного объек , та, включающий погружение объекта в раствор электролита и двухразовое пропускание через него стабилизированного тока, npeBbmiaiMnero предельное значение, в процессе которого измеряют изменение потенциала като- да, в качестве которого используют контролируемьй объект. По скачку потенциала на катоде,, характеризующему момент начала электролиза, определяют переходное время, по которому вьиисляют площадь объекта 1.

Од11ако при измерении площади объектов сложной конфигурации по решность измерения этим способом возрастает до 20-25% из-за невозможности обеспечить одинаковую плотность тока на различных участках поверхности таких объектов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения площади поверхности элект ропроводного объекта, заключающийся в том, что объект погружают в электролитическую ванну совместно с электродом сравнения, подключают анод ванны, объект и электрод сравнения к источнику питания и измеряют ток ванны и плотность тока у поверхности электрода сравнения 2.

Площадь объекта определяют через отношение тока ванны к плотности тока на поверхности электрода сравнения, умноженное на. коэффициент конфигурации, определяемый эскпериментально и учитывакяций раэницу в плотностях тока на поверхности объекта сложной конфигурации и поверкности электрода сравнения.

Недостатком способа является его сложность, обусловленная необходи.мостью определ1ения коэффициента конфи(Гурахщи для каждого вновь измеряемого типа объекта контроля и учета изменения этого коэффициента в управляю, щем вычислительном комплексе.

Цель изобретения - упрощение измерения объектов сложной конфигурации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения площади поверхности электропроводного объекта, заключа1ощемуся в том, что объект погружают в электролитическую

:ванну вместе с электродом сравнения, подключают анод ванны, объект и электрод сравнения к источнику питания и

измеряют ток ванны, поддерживают в течеьше заданного времени постоянную разнСсть потенциалов между объектом и электродом сравнения,обеспечивающую протекание через обьект предельного тока диффузии, и по величине этого тока в конце заданного интервала времени или по количеству электричества, прошедшего через ванну за этот же интервал времени, определяют площадь объекта с учетом коэффициента пропорциональности, полученного на электроде сравнения.

Кроме того, заданный интервал времени выбирают в зависимости от свойст используемого электролита в диапазоне 0,1-10 с до начала влияния процесса конвекции.

На фиг, 1 изображена блок-схема установки для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - зависимость тока ванны от приложенной разности потенциалов для фиксированного момент-а времени; на фиг. 3 теоретическая (а) и реальная Хб) зависимости

предельного тока от времени.

Установка для реализации способа содержит ванну 1 с электролитом и размещенными в ней анодом 2, электродом 3 сравнения и измеряемым объектом 4, которые подключены к источнику питания - потенциостату 5. В цепь анода 2 включены цифровой амперметр 6 и/ил электронньй (электрохимический) интегратор тока - кулонометр 7, К вх ду амперметра 6 подключено реле 8 времени с нормально замкнутым контак том в цепи анода 2 ванны 1. Сущность способа определяется двумя основными свойствами предельно го тока диффузии, одно из к.оторых заключается в том, что предельньш ток Inp диффузии в любой момент времени не зависит от приложенной разно ти потенциалов (диапазон потенциалов Хз 12 l фиг, 2), а второе в том что 1|,р уменьшается по времени при не изменной приложенной разности потенциалов в неперемешиваемом растворе, теоретически, до нуля (кривая а фиг. 3), а практически - до некоторого установившегося значения (кри-. вая S фиг. 3) за счет усиления конвективных потоков, перемеимвающих . электролит. Поскольку характер конвекции, а следовательно, и установив шееся значение предельного тока неопределенным образом зависит от конфигурации объекта, то значения тока в этой области не могут быть использованы для измерения площади объектов сложной конфигурации. В течение ограниченного интервала времени, когда конвективные потоки развиться еще не успевают, кривые а и 5 сливаются (фиг. 3), Этот интервал времени не превышает 10 с для электролитов, в которых предельньы ток обеспечивается разрядом ионов водоро да, и определяется свойствами исполь зуемого электролита: его вязкостью, коэффициентом диффузии и током обмена разряжающегося иона. Нижняя граница 0,1 с вьшеуказанного интервала времени определяется требованием соблюдения законов диффузионной кинетики и зависит от величины тока обмена разряжающегося иона. Способ осуществляют следующим образом. Объект 4 погружают вместе с элект родом 3 сравнения в ванну 1 с электролитом и подключают их: к потенциостату 5. Устанавливают с его помощью между объектом 4 и электродом 3 срав нения разность потенциалов в интервале 1 12 ПР которой обеспечивается протекание через ванну 1 предельного тока диффузии, и поддерживают эту разность потенциалов в течение наперед заданного промежутка времени t. с помощью реле 8 времени. По истечении этого времени реле 8 времени срабатывает, разрывая цепь анода 2 а следовательно, отключая потенциостат 5 и запуская ц 1фровой амперметр 6, работающий в режиме однократного запуска.Амперметр 6- обес печивает измерение мгновенного значения предельного тока в конце заданного промежутка времени LJ.J, лежащего в пределах вышеуказанного интервала. Площадь S поверхности объекта 4 определяют по формуле S .Iti-Ki (1) где К- - коэффициент пропорциональности по току, экспериментально определенный с помощью электрода 3 сравнения . В случае использования в качестве информативного параметра количества Q электричества, площадь S объекта определяют по аналогичной формуле путем измерения количества Qii электричества, прошедшего через ванну за заданный промежуток tj; времени, по показаниям кулонометра 7 с использованием экспериментально определенного для электрода с известной ппощадью коэффициента пропорциональности по коотичеству электричества KQC S Qti Kui (2-} Хотя измерение мгновенного значения тока 1|. аппаратур но проще благодаря существованию большого количества цифровых амперметров большой точности, при измерении количества элект ричества по данному способу обеспечивается более высокая надежность и ДОСтоверность результатов измерения, так как обеспечивается не мгновенное (однократное), а непрерывное измерение тока в течение заданного промежутка времени. Благодаря тому, что при реализации данного способа объекту сложной конфигурации задается потенциал из области предельного тока диффузии, . то несмотря на то, что потенциалы различных участков его поверхности и отличаются один от другого (фиг.2), находясьпри этом в той же области (ij Ij через все участку поверхности объекта протекает предельный ток,плотность которого неизменна на всей его поверхности. За счёт