Устройство для электрохимического растворения металлов Советский патент 1989 года по МПК C25D21/12 

4ъ

сл

со со

00

14

дом через транзисторный коммутатор к биполярному источнику напряжения 6 соединенному с тиристорным регулятором напряжения 4, опорный генератор 8 к которому подключены тиристорный регулятор напряжения непосредственно и через делитель частоты 9 счетными входами счетчики 10 и 11, к информационным выходам которых через кнопочные переключатели 12 и 13 подключены суемы И 14 и 15, соединенные своими выходами с входами статического триггера 16, к прямому выходу которого подключены входом установки нуля счетчик 10 и первым входом схема 2И-2ИЛИ 21, а к инверсному выходу - входом установки нуля счетчик 11, третьим входом схема 2И-2ИЛИ и счетным входом счетчик 17с подключенным к нему дешифратором-мультиплексором 18, к выходам которого

через многопозиционный переключатель 19 подключен входом установки нуля счетчик 17 и счетный триггер 20, соединенный прямым выходом с вторым, а инверсным - с третьим входом схемы 2И-2ИЛИ, к выходу которой через блок согласования 22 подключен управляющим входом транзисторный коммутатор 0 Расширение функциональных возможностей и повышение надежности достигается введением в данное устройство регулятора температуры с датчиком, биполярного источника питания, транзисторного коммутатора, блока согласования, опорного генератора, делителя частоты, трех счетчиков, двух схем И, двух кнопочных переключателей, статического триггера, дешифратора-мультиплексора, многопозиционного переключателя, счетного триггера, схемы 2И-2ИЛИ. 2 з.п.ф-лы./ 3 ил.

Устройство для электрохимического растворения металлов относится к электрохимии и предназначено преимущественно для исследования кинетики процессов растворения. Цель изобретения - повышение надежности, расширение функциональных возможностей.Устройство содержит регулятор температуры 1 с датчиком температуры 2, установленным на электролизере 3, который подключен первым входом непосредственно, а вторым входом через транзисторный коммутатор к биполярному источнику напряжения 6, соединенному с тиристорным регулятором напряжения 4, опорный генератор 8, к которому подключены тиристорный регулятор напряжения непосредственно и через делитель частоты 9 счетными входами счетчики 10 и 11, к информационным выходам которых через кнопочные переключатели 12 и 13 подключены схемы И 14 и 15, соединенные своими выходами с входами статического триггера 16, к прямому выходу которого подключены входом установки нуля счетчик 10 и первым входом схема 2И-2ИЛИ 21, а к инверсному выходу - входом установки нуля счетчик 11, третьим входом схемы 2И-2ИЛИ и счетным входом счетчик 17 с подключенным к нему дешифратором - мультиплексором 18, к выходам которого через многопозиционный переключатель 19 подключен входом установки нуля счетчик 17 и счетный триггер 20, соединенный прямым выходом с вторым, а инверсным - с третьим входом схемы 2И-2ИЛИ, к выходу которой через блок согласования 22 подключен управляющим входом транзисторный коммутатор. Расширение функциональных возможностей и повышение надежности достигается введением в данное устройство регулятора температуры с датчиком, биполярного источника питания, транзисторного коммутатора, блока согласования, опорного генератора, делителя частоты, трех счетчиков, двух схем И, двух кнопочных переключателей, статического триггера, дешифратора - мультиплексора, многопозиционного переключателя, счетного триггера, схемы 2И-2ИЛИ. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1

Изобретение относится к электрохимии и предназначено преимущественно для исследования кинетики электрохимического растворения металлов.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для электрохимического растворения металлов; на фиг.2 - блок-схема тиристорного регулятора напряжения; на фиг. 3 - диаграмма напряжений на электролизере.

Устройство для электрохимического растворения металлов содержит регуля тор 1 температуры с термопарой 2, установленной на электролизере 3, тиристорный регулятор 4 напряжения, силовой трансформатор 5, биполярный источник 6 питания, транзисторный коммутатор 7, опорный генератор 8, делитель 9 частоты, первый 10 и второй If счетчики, первый 12 и второй

13кнопочные переключатели, первую

14и вторую 15 схемы, статический триггер 16, третий счетчик 17, дешифратор-мультиплексор 18, многопозиционный переключатель 19, счетный триггер 20, схему 2И-2ИЛИ 21 и блок

22 согласования, представляющий собо

0

5

0

0

5

усилитель напряжения, работающий в ключевом режиме. При этом тиристорный регулятор напряжения (фиг. 2) содержит блок 23 сетевой синхронизации, состоящий из диодного моста 24, к которому последовательно подключены балластный резистор 25, тиристор 26, между анодом и управляющим электродом включен опорный диод 27, и первичная обмотка импульсного трансформатора 28, к вторичной обмотке которого через диод 29 подключен блок 30 формирования логических уровней, „ представляющий собой усилитель-ограничитель, выход которого является выходом блока сетевой синхронизации, к которому входом установки нуля подключен четвертый счетчик 31, соединенный счетным входом с выходом опорного генератора 8„ К информационным выходам четвертого счетчика и аналого-цифрового преобразователя 32 (АЦП), соединенного аналоговым входом с выходом регулятора 1 температуры, подключен блок 33 сравнения кодов, выход которого через одновиб- ратор 34 соединен с входом блока 35 оптронных тиристоров, состоящего из двух пар встречно параллельно включенных оптронных тиристоров, с помощью которых биполярный источник 6 питания, состоящий из двух диодных мостов с конденсаторными фильтрами, соединен с вторичными обмотками силового трансформатора 5. При этом к выходу опорного генератора 8 через делитель 9 частоты счетным входом подключены первый 10 и второй 11 счетчики, к информационным выходам которых через кнопочные переключатели 12 и 13 подключены соответственно первая 14 и вторая 15 схемы И, к выходам которых первым и вторым входами подключен статический триггер 16, к прямому выходу которого подключен входом установки нуля первый счетчик 10 и первым входом схема 2И-2ИЛИ 21, а к инверсному выходу подключены входом установки нуля второй счет- чик 11, третьим входом схема 2И-2ИЛИ 21 и счетным входом третий счетчик 17 с дешифратором-мультиплексором 18, Соединенным через многопозиционный Переключатель 19 с входом счетного триггера 20, к прямому и инверсному выходам которого соответственно вторым и четвертым входами подключена схема 2И-2ИЛИ 21, к выходу которой через блок 22 согласования, который представляет собой биполярный усилитель постоянного тока, работающий в ключевом режиме, подключен транзисторный коммутатор 7, соединенный коллекторами транзисторов п-р-п-типа и р-п-р-типа соответственно с положительным и отрицательным полюсом - биполярного источника 6 питания, а эмиттерами - с первым входом электролизера 3, второй вход которого соединен с общей шиной биполярного источника 6 питания.

Устройство для электрохимического растворения металлов работает следующим образом.

С выхода биполярного источника 6 питания через открытый транзистор коммутатора 7 ток поступает на электролизер 3, температура в котором контролируется с помощью установлен ной на нем термопары 2 (датчик температуры) регулятора 1 температуры, с выхода которого сигнал управления поступает на аналоговый вход АЦП 32, цифровой вход которого сравнивается с цифровым кодом на информационном выходе четвертого счетчика 31 с помощью блока 33 сравнения кодов

JQ 20 25 о .Q

35

45

50

55

На счетный вход четвертого счетчика 31 импульсы поступают непосредственно с выхода опорного генератора 8, При этом с помощью блока 23 сетевой синхронизации, вырабатывающего короткий импульс в начале каждого полупе- риода сетевого напряжения, осуществляется обнуление четвертого счетчика 31 .

Блок сетевой синхронизации работает следующим образом.

С диодного моста 24, подключенного к силовой сети, спрямленное напряжение поступает на запертый тиристор 26 о Как только напряжение на аноде тиристора превысит напряжение зеноровского пробоя опорного диода-27, ток, протекающий через управляющий электрод, возрастает и тиристор 26 открывается. При этом на выходе импульсного трансформатора 28 формируется короткий импульс, который через диод 29 и блок 30 формирования логического уровня поступит на вход установки нуля четвертого счетчика 31, осуществляющего счет импульсов в течение каждого полупериода сетевого напряжения, поступающих непосредственно с выхода опорного генератора 8 о

Как только цифровой код на выходе четвертого счетчика 31 становится равным цифровому коду на выходе АЦП 32, на выходе блока 33 сравнения кодов формируется уровень 1, запускающий одновибратор 34, с выхода которого импульс поступает на управляющий вход блока 35 оптронных тиристоров о

При этом открываются соответствующие тиристоры и подключают источник 6 биполярного питания, состоящий из двух выпрямителей с конденсаторны- ми фильтрами, к вторичным обмоткам силового трансформатора на время, задаваемое углом отпирания оптронных тиристоров 35 о

С повышением температуры в элекТ ролизере 3 повышается потенциал на выходе регулятора 1 температуры, а соответственно возрастает и код на выходе АЦП 32.

Таким образом, с ростом температуры равенство кодов на выходе АЦП 32 и четвертого счетчика 31 наступает при большем количестве импульсов, поступающих на его счетный вход с выхода опорного генератора 8,

благодаря чеку увеличивается угол отпирания оптронных тиристоров 35, что приводит к снижению напряжения на биполярном источнике 6 питания, благодаря чему снижается рассеиваемая на электролизере мощность,,

Одновременно с выхода опорного генератора 8 через делитель 9 часто15

уровень При этом транзистор п-р-п-гипа коммутатора 7 открывается до насыщения и подключает электролизер 3 к положительному полюсу биполярного источника 6 питания.

С приходом О на первый вход схемы 2И-2И11И, на ее выходе сформируется уровень О.

При этом открывается до насыщения транзистор p-n-p-типа коммутатора 7 и подключает электролизер к отрицательному полюсу биполярного источника напряжения.

После того, как на инверсном вы- 25 ходе счетного триггера 20 сформирует

20

ты импульсы поступают на счетные вхо- 10 ня 1, на выходе также формируется ды первого 10 и второго 11 счетчиков Допустим, что на прямом выходе статического триггера 16 имеет место уровень 1 и соответственно уровень О на инверсном выходе

При этом первьй счетчик 10 обнулен и заблокирован, а второй счетчик 11 осуществляет подсчет импульсов, поступающих на его счетный вход, нарастающим итогомо

Как только на второй счетчик 11 поступит заданное с помощью второго кнопочного переключателя 13 заданное число импульсов, на выходе второй схемы И 15 формируется уровень 1 При этом статический триггер 16 изменяет свое состояние и на его прямом выходе формируется уровень О, а на инверсном - уровень 1, благодаря чему второй счетчик 11 будет обну- зо лен и заблокирован, а первый счетчик 10 начнет счет импульсов.

После набора первым счетчиком 10 заданного с помощью первого кнопочного переключателя 12 заданного числа импульсов, на выходе первой схемы И 14 формируется уровень 1, который переводит статический триггер 16 в исходное состояние и весь описанный цикл работы повторяется.

С помощью первого 12 и второго 13 кнопочных переключателей задаются независимо длительности импульсов

35

40

Т+ и Т в цикле Т ц (см.диаграмму на фиг„ 3).

Число импульсов в цикле задается с помощью многопозиционного переключателя 19. При этом третий счетчик 17 осуществляет подсчет импульсов, поступающих на его счетный вход с инверсного выхода статического триггера 16о

После набора многопозиционным переключателем 19 заданного числа импульсов на соответствующем выходе дешифратора-мультиплексора 18 формируется уровень 1, обнуляющий третий счетчик 17, а счетный триггер 20 переходит в новое состояние.

45

50

55

ся уровень 1, управление схемой 2И-2ИЛИ 21 осуществляется с помощью статического триггера 16 уже по ее третьему входу.

При этом с поступлением с инверсного выхода статического триггера 16 уровня 1, электролизер подключается с помощью транзистора п-р-птипа коммутатора 7 к положительному полюс биполярного источника 6 питания, а уровня О - к отрицательному полюсу

Таким образом, с помощью данного устройства можно задавать независимо длительность импульсов и их число в цикле, а также осуществлять инверсию длительности импульсов положитель ной и отрицательной полярности.

В изготовленном макете данного ° устройства длительность импульсов можно изменять от 0,4 с а число импульсов в цикле от 1 до 15.

Благодаря применению в коммутаторе транзисторов большой мощности ток в электролизере может достигать 20 А

При замене контактных переключателей на цифровые коммутаторы устройство может управляться, например, с помощью микроконтроллера по заданной программе.

Формула изобретения

При этом управление схемой 2И-2ИЛИ 21 осуществляется по ее первому вхо- ДУо

С приходом на ее первый вход уров

уровень При этом транзистор п-р-п-гипа коммутатора 7 открывается до насыщения и подключает электролизер 3 к положительному полюсу биполярного источника 6 питания.

С приходом О на первый вход схемы 2И-2И11И, на ее выходе сформируется уровень О.

При этом открывается до насыщения транзистор p-n-p-типа коммутатора 7 и подключает электролизер к отрицательному полюсу биполярного источника напряжения.

После того, как на инверсном вы- ходе счетного триггера 20 сформирует

ня 1, на выходе также формируется

о

5

0

5

0

5

ся уровень 1, управление схемой 2И-2ИЛИ 21 осуществляется с помощью статического триггера 16 уже по ее третьему входу.

При этом с поступлением с инверсного выхода статического триггера 16 уровня 1, электролизер подключается с помощью транзистора п-р-птипа коммутатора 7 к положительному полюсу биполярного источника 6 питания, а уровня О - к отрицательному полюсу.

Таким образом, с помощью данного устройства можно задавать независимо длительность импульсов и их число в цикле, а также осуществлять инверсию длительности импульсов положитель ной и отрицательной полярности.

В изготовленном макете данного ° устройства длительность импульсов можно изменять от 0,4 с а число импульсов в цикле от 1 до 15.

Благодаря применению в коммутаторе транзисторов большой мощности ток в электролизере может достигать 20 А.

При замене контактных переключателей на цифровые коммутаторы устройство может управляться, например, с помощью микроконтроллера по заданной программе.

Формула изобретения

жащее электролизер, силовой трансформатор и тиристорный регулятор напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено регулятором температуры с датчиком температуры, биполярным источником питания, транзисторным коммутатором, блоком согласования, опорным генератором, делителем частоты, первым, вторым и третьим счетчиками, первой и второй схемой И, первым и вторым

2 о Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тиристорный регулятор напряжения выполнен в виде блока сетевой синхронизации, четвертого счетчика, блока сравнекнопочными переключателями, статичес- 15 ния КОДОВ) аналого-цифрового преобразователя (А1Щ), одновибратора и блока оптронных тиристоров, причем четвертый счетчик входом установки нуля подключен к выходу блока сетеким триггером, дешифратором, многопозиционным переключателем, счетным триггером и схемой 2И-2ИЛИ, причем к выходу опорного генератора подключены тиристорный регулятор напряжения непосредственно и через делитель частоты счетным входом первый и второй счетчики, к информационным выходам которых соответственно через первый и второй кнопочные переключате- 25 ли подключены первая и вторая схемы И, к выходам которых соответственно первым и вторым входами подключен статический триггер, к прямому выходу которого подключен вход установки нуля первого счетчика и первый вход схемы 2И-2ШШ, а к инверсному выходу подключен вход установки нуля второго счетчика, третий вход схемы

20 вой синхронизации, а счетным входом - к опорному генератору, при этом к информационному выходу четвертого счетчика и аналого-цифрового преобра зователя подключен блок сравнения кодов, к выходу которого через од- новибратор управляющим входом подключен блок оптронных тиристоров, выход которого является выходом ти- ристорного регулятора напряжения.

2И-2ИЛИ и счетный вход третьего счет- пульсного трансформатора, диода,

чика с подключенным к его информационным выходам дешифратором, к информационным выходам которого через многопозиционный переключатель подключен счетный триггер, к прямому и инверсным выходам которого соответственно вторым и четвертым входами подключена схема 2И-2ИЛИ, соединенная своим выходом через блок согласоЈлок формирования логических уров причем к диодному мосту подключен последовательно балластный резист тиристор, между анодом и управляю 40 электродом которого включен опорн диод, и первичная обмотка импульс го трансформатора, к вторичной об ке которого через диод подключен блок формирования логических уров

вания с транзисторным переключателем,45 выход которого является выходом блосоединенным с биполярным источником

ка сетевой синхронизации.

В

напряжения и электролизером, на котором установлен датчик температуры, соединенный с регулятором температуры, к выходу которого управляющим входом подключен тиристорный регулятор напряжения, соединенный с биполяр-. ным источником напряжения и силовым трансформатором.

2 о Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тиристорный регулятор напряжения выполнен в виде блока сетевой синхронизации, четвертого счетчика, блока сравнения КОДОВ) аналого-цифрового преобразователя (А1Щ), одновибратора и блока оптронных тиристоров, причем четвертый счетчик входом установки нуля подключен к выходу блока сете

вой синхронизации, а счетным входом - к опорному генератору, при этом к информационному выходу четвертого счетчика и аналого-цифрового преобразователя подключен блок сравнения кодов, к выходу которого через од- новибратор управляющим входом подключен блок оптронных тиристоров, выход которого является выходом ти- ристорного регулятора напряжения.

пульсного трансформатора, диода,

Јлок формирования логических уровней, причем к диодному мосту подключены последовательно балластный резистор, тиристор, между анодом и управляющим электродом которого включен опорный диод, и первичная обмотка импульсного трансформатора, к вторичной обмотке которого через диод подключен блок формирования логических уровней,

ка сетевой синхронизации.

Гц

т