Устройство для автоматического контроля толщины и скорости осаждения покрытия на деталях в гальванической ванне Советский патент 1991 года по МПК C25D21/12 

Ц;1оГ)рр7-о11И1 от мосится К обс)рудп- в.чиню аптомлтического контроля

1; ЛГ11П.| rnjUiUfTIUfiU CKdrO ПОКрЫТНЯ в

irpcint f -6 oCcTiK/tfiHun и может быть ис- польтоплно в авгомятичиронанных сист упряплоиня T :xнoлoгнчecки п про- цпсслми г апьванического проиэволстп

(ЛСУТПГ П) .

Цель изобретеммя - обеспечение антомс т1зации контроля, порьпление точности измерения и безопасности эксппуатацни устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - датчик разгерметизации.

Устройство для автоматического контроля толщины и скорости осаждения покрытия на деталях в гальванической нанне содержит блок растворе ния 1, блок аварийной сигнализации коммутатор 3, блок питания ванны А, бл обработки сигнала 5, гальваническую панну 6, измерительный зоил 7 и бло обработки информации 8.

Гальваническая ванна 6 содержит анод 9, катод - подвеску 10, блок управления подвеской 11.

Измерительный зонд 7 содержит детектор 12, источник ионизирующего излучения 13, изготовленный из мета л iчecкoй фольги, например из платиновой, электрод-свидетель 1А с осажденным на него покрытием 15, датчик разгерметизации 16,

Блок обработки информации 8 може например, содержать управляющую вычислительную ма1Ш1ну 17 (УВМ) , логический элемент И 18, блок счетчиков

19, блок индикации 20, преобразовате- 40 В результате УВМ выдает команду о ли 21 и 22. Датчик разгерметизации 16

подключении к злектроду-свидетелю через первый вход коммутатора 3 от рицательного полюса блока питания ванны 4. Время подачи потенциала t на злектрод-свидетель 14 вводится память УВМ и в дальнейшем относите но него определяются моменты време проведения последуюи;их измерений и скорость нанесения толщины покрыти

содержит сигнальные электроды 23 и 24 и гибкую дизлектрическую основу 25.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии катод-подвеска 10 находится вне гальванической ванны 6. Блок питания ванны 4 включен, но электрическая цепь питания ванны разомкнута. Ток через нее не протекает. Коммутатор 3 отключен. Электрод-свидетель 14 находится под нулевым потенциалом. Покрытие 15 на нем отсутствует. Поток ионизиру дще1 о излучения, испускаемый источником 13, Попадает на электрод-свидетель 14, Часть потока отражается от него и преобразуется детектором 12 в злект- ричсские импульсы.

Статистически р.нтпчедепо.нмые импульсы с пыходп детектор, .12 поступают на вход блока (обработки сигналов 5, в котором производится их усиление, амплитудны1{ отбор и формирование

5

0

0 5

5

по амплитуде и длите.пьности. С выхода блока обработки сигналов 5 импульсы через информационный вход блока обработки информации 8 поступают на вход логического злемента И 18, на другой вход которого с управлякщей вычислительной машины 17 (УВМ) поступает стробирующий иьтульс, длитeльнoctь которого равна заданному времени измерения. Количество импульсов NO , прошедших через логический злемент И 18 в течение времени измерения и соответствующее потоку излучения рассеянного элекгродогч-свидетелем 1 без покрытия 15, регистрируется блоком счетчиков 19, а по окончании времени измерения записывается в памяти УВМ, По сигналу, поступающему с УВМ на вход блока управления подвес кой 11, через преобразователь 22 и второй выход блока обработки информации 8 катод-подвеска с покрываемыми деталями, устанавливается в гальванической ванне 6. При наличии контакта между подвеской и злектродами, подключенными к отрицательному полюсу блока питания ванны , в электрической цепи ванны возникает ток. Сигнал о наличии электрического тока в гальваническо 1 ванне 6 поступает с шунта блока питания ванны 4 через второй вход блока обработки информации 8 и преобразователя 21 на УВМ.

В результате УВМ выдает команду о

подключении к злектроду-свидетелю 14 через первый вход коммутатора 3 отрицательного полюса блока питания ванны 4. Время подачи потенциала t на злектрод-свидетель 14 вводится в память УВМ и в дальнейшем относительно него определяются моменты времени проведения последуюи;их измерений и скорость нанесения толщины покрытия.

Таким образом начинается процесс одновременного осаждения покрытия на детали и электрод-свидетель 14, на всем протяжении которого выход блока обработки сигнала 5 периодически подключается к входу блока счетчиков 19, в котором подсчитывается количество импульсов N,, сооТР1етствующее потоку излучения обратно рассеянного злект- родом-свидетелем 4 и покрытием 15.

, Г

Суммарным поток обраттю pacceHiifio- го излучения от электрода-свидетеля и покрытия возрастает с увеличением толщины покрытия. Полученная информа- ция вводится в УВМ и вычисляется значение AN N - Ng, где i 1,2, 3, ..., n - порядковый Номер измерения, которое произведено в момент времени,

Периодичность измерений и массив значений 4 N определяются программой работы УВМ в соответствии с шифром и коэффициентом конфигурации покрываемых деталей, а также кодом матери- ала покрытия, предварительно введенных в память маишмы.

По найденному интервалу, содержащему А N« , определяется значение толщины покрытия dj и интервалы времени 4t ti - to , за которые достигнута данная толщина покрытия.

Если технические параметры ванны не имеют отклонений от заданных, то процесс нанесения покрытия в каждом конкретном интервале значений толщины d происходит в интервал времени t; .

Таким образом, скорость нанесения Покрытия позволяет косвенно следить за такими параметрами гальванических ванн, как, например, плотностг тока, концентрация электролита и т.д.

Когда толщина покрытия 15 на электроде-свидетеле 14 и на деталях дос- тигнет заданного значения, с УВМ через преобразователь 22 и второй выход блока обработки информации 8 поступает сигнал на вход блока управления подвеской 11, по которому катод-под- веска 10 с покрытыми деталями достаются из гальванических ванн 6, а к электроду-свидетелю 1А через коммутатор 3 по сигналу с УВК, поступающему на его управляющий вход через первый выход блока обработки информации, подключается на определенное время (время растворения) положительный полюс блока растворения 1, отрицательный полюс которого подключен к аноду 9 гальванической ванны 6. Покрытие 15 на электроде-свидетеле 14 растворяется. Полное снятие покрыти с электрода-ч:видетеля происходит при достижении равенства N, NO где Ntf - интенсивность счета от электрода-свидетеля без покрытий, а N. - текущая интенсивность счета. При N; « N, с УВМ через первьй выход бло иЯ

ка odpafJoTKH unibiipuniitMi М ил упрапля их од коммутпторл i(ic: команда, ПГ1 KOTOPPI гниючи геш.ньгй полюс, блока рлс rnopi имя 1 г тключ.1етс от з.пектродл-сви.чет :;и Д.

Процесс раств ipcirnjT покрь тия с электрода-свидет М1я 14 на чтем зякач чивается, и устройство no7iroTOB. ieiio для пронедения нового цикла покрмтий

Безопасность :5КГГ1.:1 атаци:1 Измерительного зонда 7 R гт1Льваиической ванне 6 при стлционарно установленно электроде-свидетел 1Д обеспечиваете датчиком разгерметизации 16. представляющим собой дна сигпяльных электрода 23 и 24, 1ит мещрнных на гибкой диэлектричрскг1Й основе 21. и блоком аварийной сигнализации 2. Датчик разгерметизации 1h разме цен по всему ннутрен} ему периметру измерительного зонда 7, т.е. п местах наиболее вероятного проникновения электролита. Сигнальные электроды датчика разг ерметизации Hi наход.ятся под

разностью потсициачоп, поступающей с блока аварийной сигнализации 2, но так как в отсутствие электролита электрическая цепь между электродами разомкнута, то олок япарийной сигнализации 2 отключен.

Электрическая цель молду сш няль- ными электродами зам1:1кг отся при попадании на них -злектропит; , ирогожшс го в измерительный зонд 7, блок аварийной сигнализации включается, выдавая сигнал о разгерм .- гизадии на УВМ через псряый вход блока обработки ин(1)Ормации 8, а также (в случае необходимости) на внешние устройства световой и звукорой cMj-нализации. Блок аварийной сигнализации обеспечен автономным источником питания (на фиг. 1 не показгн) ,

Таким образом, вве гг-кие л ус.трой- ство блока растворения 1, KoMrrvraTo- pa 3, шунта в блок питания ванны 4 и стационарно установки л измерительном зонде 7 11лпктрода-свилетеля 14 позволяет полностью автоматизировать контроль татпшпы покрытия на деталях в гальванической влине и создать на основе данного устр йствп подсистему контроля тол;ди1-ы покрытия в АСУТП ГП. Кроме того, ис1ччюче1тие onepaiyiH элеп родл-спилнтеля перед началом каждого пиклл покрытий повышает точность .чонтроля за счет

соблюдения илентнчных условий измерения.

Введение в устройство блока аварийной сигнализации 2 и в измеритель- ный зоид 7 датчика разгерметизации 16 повышает безопасность эксплуатации измерительного зонда 7.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического контроля толщины и скорости осаждения покрытия на деталях в гальванической

ванне, содержащее гальваническую ван- 15 положительный полюс - к аноду ванны

ну с катодом-подвеской и анодом, блок питания ванны, блок обработки сигнала, блок обработки информации, блок управления подвеской, герметичный измерительный зонд, установленный 20 Роду-свидетелю, а управляющий вход в гальванической ванне, источник ио-i низирунщего излучения, детектор, электрод-свидетель, расположенные в измерительном зонде, причем вькод детектора подключен к входу блЬка обработки сигнала, выход которого подключен к информационному входу блока обработки информации, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматизации контроля, повышения точности измерения и безопасности эксплуаташ и устройства, оно снабжено блоком растворения, коммутатором, блоком аварийной сигнализации, измерительный понд снабжен датчиком разгерметизации, а блок питания ванны - шунтом, причем первый и второй входы блока аварийной сигнализации соответственно подключены к первому и второму выходам датчика разгерметизации, а выход - к первому входу блока обработки информации, второй вход которого подключен к шунту блока питания ванны, отрицательный полюс которого подключен к катоду-подвеске ваины и первому входу коммутатора, а

и отрицательному полюсу блока растворения, положительный полюс которого подключен к второму входу коммутатора, выход Которого подключен к электк первому выхо1ог блока обработки информации, второй выход которого подключен к блоку управления подвеской гальванической ванны.

2, Устройство по п. -1, отличающееся тем, что датчик разгерметизации снабжен первьм и вторым сигнальными электродами, которые соответственио являются первшч и

вторым выходами датчика разгерметизации, размещенными на гибкой дизлект1 ической основе установленной в измерительном зонде.

Редактор Т. Иванова

Заказ 3130

Составитель В. Сазонов

Техред А.Кравчук Корректор И. Муска

Тираж А04Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. -i/S

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,

т

4n

iгчФи.г

25

Изобретение относится к оборудованию для автоматического контроля толщины гальванического покрытия в процессе осаждения. Цель изобретем ния - обеспечение автоматического контроля, повьппение точности измерения и производительности гальваноавтомата, безопасности эксплуатации устройства. Первый и второй входы блока аварийной сигнализации 2 под ключены к выходам датчика разгерметизации 16, а выход - к первому входу блока обработки информ ации 8, второй вход которого подключен к мунту блока питания 4, отрицательный полюс которого подключен к катоду - под- песке 10 ванны и первому входу коммутатора 3, а положительный полюс - к аноду 9 ванны и отрицательному полюсу блока растворения 1, положительный полюс которого подключен к второму входу коммутатора 3, выход которого подключен к электроду - свидетелю 14, а управляющий вход - к первому выходу блока обработки информации 8, Обеспечение автоматизации контроля, повьпиение точности измерения и безопасности эксплуатации устройства достигается введением в данное устройство блока растворения, коммутатора, блока аварийной сйграли- зации, датчика разгерметизации, 1 з.п. ф-лы. 2 ил. S (Л с