Устройство контроля и автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне Советский патент 1986 года по МПК C25D21/12 

новых блоков и функциональных связей позволяющих производить выбор амплитуды, опорного напряжения из сетки фиксированных и осуществляется ЯЁТОматически по начальной плотности тока для новой партии деталей, что повышает быстродействие процесса гальваностегии. Устройство содержит бесконтактный датчик плотности тока 1, блок 2 переработки сигнала бесконтактного датчика плотности тока„ компаратор 3, задатчик 4 плотности тока блок управления 5, блок 6 регулирования плотности тока, ключ 7|,нульорган 8, элемент памяти 9, блок переключения 10, блок памяти 11, блок задержки 12, бесконтактный датчик тока 13, блок 14 перерарботки сигнала бесконтактного датчика тока, блок сравнения 15, блок коммутации 16, блок программного управления 17, деталь-свидетель 18, катодную штангу

19 гальванической ванны 20, перфорированный корпус 21, регулируемый источник питания 22, анод 23 гальванической ванны, блок вентилей 24, блок

25 пороговых устройств. Выход блока вентилей 24 подсоединен к второму входу компаратора 3. Вход блока вентилей 24 подсоединен к второму входу компаратора 3. Вход блока вентилей

24 подсоединен к первому выходу задатчика плотности тока 4. Первый вход блока 25 пороговых устройств объединен с входом компаратора 3, а второй вход подсоединен к второму выходу

задатчика плотности тока 4. Улучшение качества покрытия и повышение быстродействия работы устройства достигается введением в данное устройство цепочки из последовательно соединенных блока пороговых устройств и блока вентилей, 1 ил.

Изобретение относится к технике измерения, контроля и автоматического регулирования катодной плотности тока при электролитическом нанесении покрытий на детали в гальванических ваннах. Цель изобретения улучшение качества покрытия и повышение быстродействия работы устройства, которая достигается введением сл с to

Изобретение относится к технике измерения, контроля и автоматического регулирования катодной плотности тока при электролитическом нанесении покрытий на детали в гальванических ваннах. Цель изобретения - улучшение качества покрытия и повышение быстродействия работы устройства. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит бесконтактный да,тчик 1 плотности тока, блок 2 переработки сигнала бесконтактного дат чика плотности тока, компаратор 3, задатчик 4 плотности тока, блок 5 управления, блок 6 регулирования пло ности тока, ключ 7, нуль-орган 8,эле мент 9 памяти,, блок 10 переключения, блок 11 памяти, блок 12 задержки,бес контактный датчик 13 тока, блок 14 переработки сигнала бесконтактного датчика тока, блок 15 сравнения, блок 16 коммутации, блок 17 программного управления, деталь-свидетель 18,катодную штангу 19 гальванической ванны 20,перфорированный корпус 21, в котором размещены деталь-свидетель и бесконтактный датчик плотности тока, регулируемый источник 22 питания анод 23 гальванической ванны, блок 24 вентилей, блок 25 пороговых устройств k Выход бесконтактного датчика 1 плотности тока, который представляет собой магниточувствительный преобразователь, соединен с входом блока 2 переработки сигналов, который преобразует, усиливает и детектирует сигнал датчика 1 плотности тока, выход блока 2 переработки сигнала бесконтактного датчика 1 плотности тока соединен с первым входом компаратора 3,-а второй вход компаратора соединен с выходом блока 24 вентилей. Блок 24 вентилей обеспечивает при наличии разрешающего сигнала с блока пороговых устройств 25 подключение к компаратору 3 одного из опорных напряжений задатчика 4 плотности тока. Компаратор 3 служит для сравнения амплитуды напряжения сигнала, который поступает из блока 2 с амплитудой соответствующего опорного напряжения задатчика 4 плотности тока. Последний имеет несколько фиксированных значений амплитуд опорных напряжений, которым соответствуют значения заданной плотности тока. Выход ком312

паратора 3 соединен с первым входом блока 5 управления, второй выход которого соединен с вторым входом блока 6 регулирования плотности тока,а первый выход - с входом управления ключа 7. Блок 5 управления коммутирует сигнал,который поступает с выхода компаратора 3 на второй вход блока 6 регулирования плотности тока и вырабатьшает сигнал, который управ ляет ключом 7. Вьпсод компаратора 3 подключен также к входу нуль-органа 8, который регистрирует отсутствие сигнала на выходе компаратора 3. Выход нуль-органа 8 соединен с первым входом элемента 9 памяти, в качестве которого используют триггер. Триггер вьфабатывает сигнал, усиленный в момент подачи на его вход сигнала, которьй снимается с выхода нуль-органа 8. Вькод элемента 9 памяти соединен с вторым входом блока 10 переключения и с вторым входом блока 5 управления. Первый выхбд блока 10 соединен с первым входом блока 11 памяти. Выход элемента 9 памяти соединен с входом блока 12 задержки. Выход бесконтактного датчика 13 тока соединен с входом блока 1А переработки сигнала датчика тока.

Бесконтактный датчик 13 тока представляет собой магниточувствительньй преобразователь. Блок 14 преобразует, усиливает и детектирует сигнал бесконтактного датчика 13 тока. Выход блока 14 соединен с входом блока 10 переключения, второй выход последнего соединен с вторым входом блока 15 сравнения. Блок 10 служит для переключения сигнала, который поступает с выхода блока 14 на первый вход блока 11 памяти и на второй вход блока 15 сравнения. Вькод блока 11 памяти соединен с первым входом блока 15 сравнения. Бло 11 памяти служит для запоминания, амплитуды напряжения сигнала, который поступает с выхода блока 14 переработки сигнала датчика тока. Блок 15 сравнения служит для сравнения амплитуд напряжений сигналов, которые поступают на первый и второй входы блока 15, в качестве которого используется электронный усилитель, выход которого соединен с вторым входом блока 16 коммутации. Выход последнего подключен к первому входу блока 6 регулирования плотности тока..С первым входом блока 16

174

коммутации соединен выход блока 12 задержки, который задерживает сигна поступающий с выхода элемента 9 памяти, что исключает ложное срабатывние блока 6 регулирования плотности тока. Выход блока 17 программного управления соединен с вторым входом элемента 9 памяти, с вторым входом блока 11 памяти и с вторым входом (установки в исходное состояние) нулоргана 8.

Блок 17 программного управления служит для вьфаботки сигнала, который переводит устройство в исходное состояние, что позволяет корректировать плотность тока в течение процесса гальванопокрытия. Первый выход блока 5 управления соединен с управляющим входом ключа 7, который включен в цепь детали-свидетеля 18 и служит для коммутации детали-свидетеля 18 к катоду 19 гальванической ванны 20 в момент выбора заданной плотности тока. В качес ве ключа 7 может использоваться герконовое реле.

Деталь-свидетель 18 и бесконтактный датчик 1 плотности тока помещены в корпус 21, который обеспечив ет доступ электролита через окно бесконтактного датчика к контрольной части детали-свидетеля 18. Корпус 21, который содержит бесконтактный датчик 1 плотности тока и детальсвидетель 18, погружен в электролитгальванической ванны 20 вместе с деталями обрабатываемой партии. Применение корпуса 21 позволяет повысить точность измерения средней плотности тока.

Выход блока 6 регулирования плотности тока соединен с входом источника 22 питания, выход которого подключен к анодам 23 и катоду 19.Блок 25 пороговых устройств схематически может быть реализован набором схем сравнения, число которых соответствует числу фиксированных напряжений задатчика 4 плотности тока. На первом входе каждой из схем сравнения, входящих в блок 25 пороговых устройств, присутствует одно фиксированное напряжение задатчика 4 плотности тока. Вторые входы схем сравнения блока 25 пороговых устройств объединены и этот объединенный вход, являющийся первым входом данного блока, подключен к выходу блока 2 переработки $12 сигналов бесконтактного датчика 1 плотности тока. Устройство работает следующим образом. Корпус 21, содержащий бесконтактньй датчик 1.плотности тока и деталь свидетель 18, погружен в электро;шт ванны 20 вместе с деталями обрабатываемой партии. Деталь-свидетель подключена через ключ 7 к катоду 19.При подключении между анодами 23 и катод ной шлангой 19 напряжения в ванне 20 протекает электрический ток, который распределяется между покрываемыми де талями н деталью-свидетелем 18,причем ток, протекающий через внутреннее окно бесконтактного датчика 1 характеризует начальную среднюю плот ность тока на контрольной части детали-свидетеля 18. Выходной сигнал бесконтактного датчика 1 поступает в блок 2 переработки сигналов датчика плотности тока, а усиленньй и выпрямленный сигнал поступает с выхода блока 2 на первый вход блока 25 пороговых устройств и на первый вход компаратора 3. В блоке 25 пороговых устройств данный сигнал поступает на объединенньй второй вход схем сравнения и сравнивается одновременно с опорными фиксированными напряжениями, каждая из которых поступает на первый вход ей соответствующей схемы сравнения. На выходе одной из схем сравнения блока 25, где будет равенство амплитуд сравниваемых напря :ений, вырабатывается сигнал, который поступает на соответствующий вентиль .блока 24 и разрешает прохождение выбранного опорного напряжения на второй вход компаратора 3. Когда амплитудное значение напряжения сигнала, который поступает на первый вход компаратора 3, меньше амплитудного значения опорного сигнала, на выходе компаратора 3 устанавливается отрицательный потенциал напряжения, а при поступлении на первый вход компаратора 3 сигнала, амплитудное значение напряжения которого больше амплитудного значения напряжения опорного сигнала, на выходе компаратора 3 устанавливается положительный потенциал напряжения. Сигнал с выхода компаратора 3 поступает через коммутирующую цепь бло ка 5 управления на второй вход блока 6 регулирования плотности тока и н . 6 первый вход нуль-органа 8.С приходом на второй вход блока 6 регулирования плотности тока отрицательного или положительного сигнала с выхода блока 6 поступает сигнал на вход управления регулируемого источника 22 питания, который вызывает увеличение или уменьшение напряжения питания, которое подключено между анодами,23 и катодной штангой 19, что приводит к увеличению или уменьшению средней плотности тока. Одновременно с выхода бесконтактного датчика 13 тока поступает сигнал на вход блока 14 переработки сигнала датчика тока. С выхода блока 14 переработки усиленный и продетектированный сигнал поступает на первый вход блока 10 переключения, с первого выхода которого указанньм сигнал поступает на первый вход блока 11 памяти. Бесконтактный датчик 13 тока фиксирует изменение тока в цепи источника 22 питания. Увеличение или уменьшение напряжения источника питания 22 в зависимости от потенциала сигнала на пходе управления источника 22 питания происходит до гех пор, дока на выходе компаратора 3 не наблюдается отсутствие сигнала, что фиксируется нуль-органом 8i В момент отсутствия сигнала на первом входе и на выходе нуль-органа 8 вырабатывается сигнал, которьм подается на первьй вход элемента 9 памяти и вызывает появление на выходе элемента 9 памяти усиленного сигнала, который поступает на вход блока 12 задержки, на второй вход блока 10 переключения, на третий вход блока 11 памяти и на второй вход блока 5 уп-. равления. Появление на третьем входе блока 11 памяти сигнала вызывает запоминание блоком 11 памяти амплитуды напряжения, которое подают на первый вход блока 11 памяти. Появление на втором входе блока 5 управления сигнала вызывает отключение блоком управления сигнала, который поступает на второй вход блока 6 регулирования, а с первого выхода блока 5 управления сигнал поступает на вход управления ключа 7 и вызывает отключение детали-свидетеля 18 от катода 19. Задержанный на линии 12 задержки сигнал поступает с выхода линии 12 задержки на первый вход коммутатора 16 и вьгзыва€.т подключение выхода блока 15 сравнения к первому входу блока 6 регулирования плотности тока. С поступлением указанного сигнал на второй вход блока 10 переключени сигнал, который поступает на первый вход блока 10 переключается блоком 10 с первого на второй выход блока .10 и далее поступает на второй вход блока 15 сравнения. На первый вход блока 15 сравнения поступает сигнал вькода блока 11 памяти. На выходе блока 15 сравнения сигнал отсутству ет ввиду равенства амплитуд напряжений сигналов на первом и втором входах блока 15. Амплитуда напряжения сигнала, которая фиксируется блоком 11 памяти, соответствует выб ранной средней плотности тока. Сред няя выбранная плотность тока после отключения детали-свидетеля от като да 19 регулируется по току в цепи п тания ванны 20. Изменение тока в цепи питания ва ны вызывает изменение амплитуды напряжения сигнала йа выходе бесконта ктного датчика 13 тока, с вьпхода ко торого сигнал подается на вход блока 14 переработки сигнала датчика тока. С выхода блока 14 усиленный и выпрямленный сигнал поступает на второй вход блока 15 сравнения, в котором сравнивается с амплитудой н пряжения сигнала, который поступает с выхода блока 11 памяти. С выхода блока 15 сравнения поступает сигнал рассоглас-ования, который через блок 16 коммутации подается на первый вход блока 6 регулирования, с выхода которого поступает сигнал на вход блока 22 питания и вызьшает увеличение или уменьшение напряжения ванны 20, пока на В1))ходе блока 15 сравнения напряжение рассогласования станет равным нулю. Через определен-ный промежуток вре мени с выхода блока 17 программного управления поступает сигнал на второй вход элемента 9 памяти, на второй вход (стирания) блока 11 памяти и на второй вход (установки в исходное состояние) нуль-органа 8, что вызьшает установку блоков устройства в исходное состояние, при котором деталь-свидетель 18 подключается к -катоду 19. С выхода бесконтактного датчика 13 тока сигнал через блок 14 переработки и блок 10 переключения поступает на вход блока 11 памяти, а сигнал с выхода бесконтактного датчика 1 плотности тока через цепь блока 2 переработки поступает на первый вход компаратора 3 и на первый вход блока 25 пороговых устройств . Далее процесс обработки сигнала, который поступает с выхода компаратора 3, аналогичен процессу установки выбранной плотности тока в начале работы устройства. В результате управления работой блоков устройства блоком 17 программного управления происходит корректировка амплитуды напряжения сигнала, которЪй хранится в блоке 11 памяти и соответствует автоматически выбранной плотности тока. Корректировка амплитуды напряжения сигнала, который хранится в блоке 11 памяти, необходима для учета изменения площади де- . талей обрабатываемой партии, которое происходит за счет увеличения толщины слоя покрытия. Поскольку выбор амплитуды опорного напряжения из сетки фиксированньпс, имеющихся в задатчике 4 плотности тока, осуществляется автоматически по начальной плотности тока для новой партии деталей, то это приводит к существенному улучшению качества покрытия на деталях при электролитическом нанесении ее в гальванических ваннах. Кроме того, повьпяается быстродействие процесса гальваностегии, что приводит к повышению технико-экономических показателей. Формула изобретения Устройство контроля и автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне, содержаее последовательно соединенные бесконтактньм датчик плотности тока. лок переработки сигнала бесконтактого датчика плотности тока, компаатор, нуль-орган, элемент памяти, лок задержки, блок коммутации,блок егулирования плотности тока, регуируемый источник питания, выход коорого подключен между анодами и каодной штангой гальванической ванны, оследовательно соединенные бесконактный датчик тока, блок переработи сигнала бесконтактного датчика тоа, блок переключения, блок памяти, лок сравнения, выход которого подлючен к второму входу блока коммутации, последовательно соединенные блок управления и ключ, который включен- в цепь детали-свидетеля и служит для коммутации детали-свидетеля к катодной штанге гальванической ванны, а также заданик плотности тока, блок программного управления, выход которого подключен к объединенным вторым входам нуль-органа, элемента памяти и блока памяти, при этом выход компаратора подкгаочен также к первому входу блока управления, второй выход которого подключен к второму входу блока регулировки плотности тока, второй вход блока переключения, третий вход блока памяти и второй вход блока управления объединены с вторым

входом блока задержки, второй выход блока переключения соединен с вторым входом блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества покрытия и повьшения быстродействия работы устройства, оно снабжено цепочкой из последовательно соединенных блока пороговых устройств и блока вентилей, выход которого подсоединен к второму входу компаратора, а второй вход подсоединен к первому выходу задатчика плотности тока, первый вход блока пороговых устройств объединен с входом компаратора-, а второй вход подсоединен к второму выходу задатчика плот кости тока.