Устройство для нанесения гальванических покрытий Советский патент 1987 года по МПК C25D21/12 

1

Изобретение относится к оборудованию для гальванотехники и может быть использовано для контроля и ргулирования плотности тока при нансении гальванических покрытий

Цель изобретения - увеличение дстоверности и точности контроля, рширение технологических возможност контроля плотности тока.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства для случая трех зон разбиения плоскости обрабатываемого катодаj на фиг. 2- картина полос, пробегающих через фотоприемники.

Устройство для нанесения гальваческих покрытий содержит гальваничкую ванну 1, катод 2, анод в виде изолированных одна от другой секци

3, расположенных в ячейках 4, перемещение которых осуществляется с помощью механизмов 5 перемещения, ис- то чник 6 питания, диффузно рассеивающую пластину 7, помещенную в гальваническую ванну с прозрачным окном, голограмму 8 первоначального состояния электролита в пространстве анод - катод, полученную до начала процесса электролиза и жестко закрепленную с внешней стороны прозрачного окна ванны, лазер 9 (например, ЛГ-38) и микрообъектив 10 (например, МБУ-20) служащие для получения когерентного излучения, объективы 11 (например Юпитер-3, Юпитер-9, Индустар-6), фотоприемники 12 (например, ФД-2, и усилители 13, количество которьпс определяется числом зон разбиения плоскости обрабатываемого катода (числом пар подвижных секций анода), шестигранную зеркальную вращаюшуюся призму 14 (со стороной 20-60), циф- роаналоговый преобразователь 15, бло поиска 16 оптимального распределения тока, программный коммутатор 17. Фотоприемники 12 подключены к соответствующим усилителям 13, выходы которых соединены с входами цифро- аналогового преобразователя 15, подключенного к блоку 16 поиска опти- м-ального распределения тока, последовательно соединенного с программны коммутатором 17, к выходу которого подключен каждый из механизмов перемещения 5 секций 3 анода. Ячейка 4 выполнена из диэлектрического материала, например пластмасс, не растворяющихся и не взаимодействующих

5

0

5

с электролитом. Механизмы перемещения 5 секций 3 анода представляют собой сильфоны, выполненные из аг- рессивностойкой резины или резино- подобной пластмассы. Реверсивное движение секций 3 осуществляется путем соответствующей«подачи сжатого воздуха в один из сильфонов и стравливания .его из другого.

Устройство работает следующим образом.

При освещении диффузно рассеивающей пластины 7 когерентным излучением лазера 9, прошедшим голограмму 8, прозрачное окно ванны и электролит, наблюдаются интерференционные полосы, характеризующие изменения показателя преломления электролита в процессе электролиза в любой точке пространства анод-катод по сравнению с показателем прелог-шения электролита в тех же точках пространства до начала электролиза. Так как изменение показателя преломления электролита в любой точке пространства анод-катод прямо пропорционально плотности тока, протекающего через эту точку, по интерференционным полосам оценивают плотность тока в пространстве, в том числе и в непосредственной близости к поверхности катода. С помощью оптической.системы, включающей в себя объективы 11, шестигранную зеркальную вращающуюся призму 14 и фотоприемники 12, интерференционные полосы каждой из зон разбиения плоскости обрабатываемого катода в непосредственной близости к его поверхности преобразуются сначала в картину полос, пробегающих через фотоприемники, пример которой представлен на фиг. 2, а затем в импульсные сигналы с выхода фотоприем5 НИКОВ, причем количество импульсов в каждом сигнале определяется количеством полос в интерференционной картине, пробегаюш:их через фотоприемники. По частоте полос в интерфе0 ренционной картине, пробегающих через фотоприемники, можно судить о плотности тока в каждой зоне. Полученные по каждом каналу импульсные сигналы усиливаются соответствующими

5 усилителями 13 и преобразуются в аналоговые сигналы цифроаналоговым преобразователем 15, причем величина этих сигналов зависит от количества импульсов в импульсном, сигнале. Вы0

5

0

ходные сигналы цифроаналогового преобразователя поступают на входы блока 16 оптимального распределения тока, В блоке 16 происходит определение величины показателя неравномерности распределения катодного тока, представляющего отношение разности максимального и минимального сигналов к максимальному сигналу, При поиске наименьшего значения показателя неравномерности программный коммутатор 17, работающий по алгоритму полного или дробного факторного эксперимента, последовательно во времени включает мех анизмы 5 перемещения секций 3 анода. При перемещении секции 3 анода происходит изменение величины показателя неравномерности, который измеряется и сравни- вается с экстремальным значением и в зависимости от разности этих сигналов определяется направление движения к экстремуму. При движении к экстремуму и прохождений его выдает- ся сигнал на реверс. После заданного числа.перемещений вокруг точки экстрмума поиск экстремума прекращается, программный коммутатор подключает следующий механизм перемещения и опи санный цикл повторяется.

Таким образом, с помощью программного коммутатора 17 происходит выбор такой комбинации положений секций 3 анода, при которой показатель неравномерности распределения тока

имеет наименьшее значение,

I .

Технико-экономический эффект применения данного устройства по срав- нению с известным заключается в уве- личении достоверности и точности контроля, расширении технологических возможностей контроля плотности токаЭто достигается за счет того, что равномерность распределения плотное- ти тока оценивается оптическим методом по - однородности картины интерференционных полос в непосредственной близости к поверхности катода, полученной методом голографической интерферометрии В известном устройстве плотность тока оценивается датчиками плотности тока, которые нарушают распределение силовых линий тока в электролите меяоду анодом и

катодом и не позволяют измерить плотность тока во всех частях плоскости нахождения покрьюаемых деталей, а также дают малую наглядность распределения силовых линий плотности тока в эл ек тр ОЛИ те,

Кроме того, в данном устройстве изменение расположения подвижных секций анодов до получения однородной картины интерференционных полос в непосредственной близости к поверхности катода позволяет добиться более равномерного распределения плотности покрьшаемых деталях, а следовательно, и более равномерного их покрытия.

Формула изобретения

Устройство для нанесения гальванических покрытий, содержащее источник питания, гальваническую ванну, катод, анод в виде изолированных между собой подвижных секций, каждая из которых снабжена ячейкой из диэлектрического материала и механизмов перемещения секций внутри ячейки в плоскости, перпендикулярной катоду, каждый из которых подключен к выходу программного коммутатора, последовательно соединенного с блоком поиска оптимального распределения тока, отличающееся тем, что, с целью увеличения достоверности и точности контроля, расширения технологических возможностей контроля плотности тока, оно снабжено диффузно рассеивающей пластиной, помещенной в гальваническую ванну с прозрачным окном, голограммой первоначального состояния электролита в пространстве анод- катод и жестко закреш1енн,ой с внешней стороны прозрачного окна ванны, лазером и микрообъективом, объективами, фотоприемниками и усилителями по количеству пар подвижных секций анода, шестигранной зеркальной вращающейся призмой и цифроаналоговым преобразователем, причем фотоприемники подключены к соответствующим усилителям, выходы которых соединены с входами цифроаналогового преобразователя, подключенного к блоку поиска оптимального распределения тока.

12

Изобретение относится к обору- :дованию для гальванотехники и может быть использовано для контроля .и регулирования плотности тока при нанесении гальванических покрытий. Цель изобретения - увеличение достоверности и точности контроля, расширение технологических возможностей контроля плотности тока. Устройство содержит гальваническую ванну 1, катод 2, анод в виде изолированных одна от другой секций 3, расположенных в ячейках 4, перемещение которых осуш;ествляется с помощью механизмов , перемещения 5, источник питания 6, диффузно рассеивающую пластину 7, голограмму.8 первоначального состояния электролита, лазер 9, микрообъектив 10, объективы 11, фотоприемники 12,усилители 13, вращающуюся призму 14. Фотоприемники 12 подключены к соответствующим усилителям 13,выходы которых соединены с входами цифроаналогового преобразователя 15, подключенного к блоку 16 поиска оптимального распределения то- ка, последовательно соединенному с программным коммутатором 17. Увеличение достоверности и точности контроля, расширение технологических возможностей контроля плотности тока достигаются введением в данное устройство диффузно рассеивающей пластины, голограммы, лазера, микрообъектива, объективов, фотоприемников, усилителей, шестигранной зеркальной призмы и цифроаналогового преобразователя. 2 ил. i (Л со 4 4; 00 ю Ьг.Г CiKamiiiu Воздух

фи$.2

Редактор Н.Швьщкая Заказ 4890/29

Составитель С.Пономарев Техред М.Дидык .

Коррект Подпис

Тираж 612 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л.Патай Подписное