Способ определения площади деталей в гальванической ванне Советский патент 1988 года по МПК C25D21/12 

г14

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть чспользовано ;Шя измерения площади деталей из электропроводных материалов в гальванической ванне.

Цель изобретения - повышение точ- Иобти определения площади деталей пу- |гем исключения влияния на результаты измерения свойств электролита и взаимного расположения электродов, ; На фиг,1 приведена блок-схема уст- фойства, реализующего предлагаемый фпособ; на фиг.2 - схема замещения 1 альванической ванны для переменного тока высокой частоты и распределение токов между электродами для случая пропускания тока между- анодом и дета- ITHMH ,

I Устройство содержит источник 1 пе- ременного тока стабильной амплитуды, Гальваническую ванну 2, анод 3, деталь (катод 4), дополнительньй элект- |род 5, переключатель 6, измерительные ;блоки 7 и 8 и вычислительный блок 9,

На фиг,2 приняты обозначения: А,Э, К - анод, дополнительный электрод, .

А

R

РЗPI сопротивление слоя электро

лита между анодом и дополнительным электродом, анодом и катодом, дополнительным электродом и катодом соот ветственно; IQ величина тока анода Ij- величина тока через дополнительный электрод.

Устройство для реализации предложенного способа работает следующим образом.

Сначала устанавливают переключа тель 6 в положение а и с помощью источника 1 переменного тока стабильной амплитуды через электролит между анодом 3 и измеряеиой деталью 4 пропускают ток IP высокой частоты. Частота тока выбирается такой, на которой прекращаются электрохимические реакции на электродах (обычно это сотни герц, единицы килогерц), Этот ток при большом входном сопротивлении измерительного блока 8 (, фиг,2), подключенного к дополнительному электроду 5, практически весь замыкается между анодом 3 и измеряемой деталью 4 и создает в электролите ванны падение напряжения, Это напряжение можно

:катод (детали) соответственно; С Cj, С - емкости двойного электрического слоя анод - электролит, дополнительный электрод - электролит и катод - электролит соответственно , R

представить в. виде трех составляющих: падение напряжения на емкости (фиг,2), падение напряжения на актив- ном сопротивлении электролита Rp и падение напряжения на емкости С

Напряжение на дополнительном электроде С относительно катода представляет собой сумму двух напряжений: напряжение на емкости С

«

вызванное

протеканием тока 1 (емкостная составляющая), и напряжение, созданное током I R,..- электролита (где .R

на активном сопротивлении

5КВ, - гл грилигс1 .1 дь; -J зкд - некоторое результирующее сопротивление , электролита в объеме между анодом, катодом и дополнительным электродом, когда потенциал снимается с дополнительного электрода относительно катода)

Us к -ID KaT- J ow cii

где

УЭКэк

Напряжение дополнительньй электрод-катодJ U) - круговая частота тока 1. Емкостная составляющая напряжения равна

i

С.,

Эта составляющая измеряется с помощью измерительного блока 8, например, фазочувствительного выпрямителя (ФЧВ) и запоминается им,

Затем переключатель 6 переводят в положение Ъ и пропускают ток прежней величиньГХр от источника 1 через электролит между анодом 3 и дополни- тельнь1м электродом 5, а измеряют напряжение и из на катоде относительно дополнительного электрода,

Это напряжение равно

икэ

1„ R

uC

где R

ЭКВ2

W результирующее сопротивление электролита в объеме между электродами, когда потенциал снимается с катода относительно дополнительного электрода,- емкость двойного электрического слоя дополнительньй электрод - электролит; круговая частота тока 1),

Емкостная составляющая напряжения

и

к«

равна

и

0 ITC,

и измеряется и запоминается измерительным блоком 7.

С помощью вычислительного блока 9 напряжение U делится на U. , результат деления пропорционален емкости С, а следовательно, и площади измряемых деталей. Площадь деталей определяют умножая результат деления на величину площади дополнительного электрода.

Пример. В ванне электрохимического меднения деталей с общей площадью S.80 дм установили дополнительный электрод известной площади дм . .Синусоидальньм ток частотой 1 кГц и амплитудой 1 А, полученный от генератора синусоидальных колебаний с усилителем мощности на выходе, пропускали через систему анод - детали и измеряли емкостную составляющую U напряжения, снимаемого с дополнительного электрода относительно деталей. Для этой цели использованы усилитель и ФЧВ. Затем такой же ток пропускали между анодом и дополнительным электродом и измеряли емкостную составляющую напряжения катод - дополнительный электрод с помощью такого же усилителя с ФЧВ. При дм дм и коэффициенте пре образования усилителя с ФЧВ, равным 500, напряжения U и U равны U fflpO мВ; Uj«800 мВ.

Площадь деталей находили из соот- нощения

Г 0 °

Изменяли площадь деталей до 40 дм и снова измеряли U и .U ft-lOO мВ; Uj«ii4lO мВ..

Определяли площадь деталей по полученным данным предложенным способо S, 41 дм.

Изменяли положение дополнительного электрода относительно деталей (приближали к катоду, затем удаляли аноду), снова определяли площадь деталей предложенным способом. Изменение результатов, связанное с положением дополнительного электрода относительно деталей, не превысило +0,5 дм. Изменяли концентрацию CuSO на 30% путем добавки соответствующего реактива и измеряли площадь деталей предлагаемым способом. Значения и,и и составили при площади

(Деталей 40 дмД соответственно U, 90 мВ, 11 365 мВ, S 40,5 дм

Таким образом, предлагаемьй способ обеспечивает уменьшение влияния на результаты измерения концентрации электролита и взаимного расположения электродов в ванне.

Предлатаемый способ в отличие от

0 известных позволяет повысить точность измерения площади катода за счет того, что исключается погрешность, связанная с изменением электропроводности и других свойств электролита и взаим5 ным расположением электродов в ванне. Это достигается путем поочередного пропускания переменного тока стабильной амплитуды через катод и дополнительный электрод и измерением не пол0 ного падения напряжения на соответствующем участке электролита, а только емкостной составляющей этого напряжения и последующим делением резуль- .татов измерения один на другой.

5 В частности,изменение электропроводности электролита на 30% при использовании известного способа приводит к погрешности определения площади не менее 20-25%, в то же время пред0 лагаемьй способ позволяет уменьшить эту погрешность до 1-2%. Формула изобретения

Способ определения, площади дета-

5 лей в гальванической ванне, включающий установку деталей совместно с дополнительным электродом известной площади, пропускание переменного тока высокой частоты через электро0 лит; измерение электрических параметров и вычисление площади, отличающийся тем, что, с целью повьшления точности определения площади деталей, пропускают ток стабиль5 ной амплитуды через участок электролита анод - детали и измеряют емкостную составляющую напряжения, снимаемого с дополнительного электрода относительно деталей, затем пропускают

Q такой же ток через участок .электролита анод - дополнительный электрод и измеряют емкостную составляющую напряжения, снимаемого с деталей, относительно дополнительного электро5 Д вычисляют коэффициент пропорциональности путем деления величины емкостной составляющей напряжения, измеренной во втором случае, на величину емкостной составлякщей, измерен-

514U8796

ной в первом, и определяют площадьпорциональности на величину площади

деталей умножением коэффициента про- дополнительного электрода.

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть испяльзовано для измерения площади деталей из электропроводных материалов в гальванической ванне. Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения влияния на результаты измерения свойств электролита и взаимного расположения электрода. В галь- ; ваническую ванну 2 погрз ают анод 3, дополнительный электрод 5 известной площади и измеряемые детали (катод 4). С помощью источника 1 тока стабильной .амплитуды высокой частоты через участок электролита анод - измеряемые детали пропускают ток и измеряют емкостную составляющую напряжения, снимаемого с дополнительного электрода относительно деталей, полученное значение запоминают. Затем такой же по величине и форме ток пропускают через участок электролита анод - дополни- тельньй электрод, измеряют и записывают емкостную составлякяцую напряжения, снимаемого с измеряемых деталей, относительно, дополнительного электрода. Находят коэффициент пропорциональности путем деления величины емкостной составляющей напряжения, измеренной во втором случае, на величину емкостной составляющей, измеренной в первом, и определяют площадь деталей умножением коэффициента пропорциональности на величину площади Дополнительного электрода. Данный способ позволяет уменьшить погрешность измерения до 1-2%. 2 ил. W 4 00