Способ контроля средней плотности тока в гальванической ванне Советский патент 1991 года по МПК C25D21/12 

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для автоматического контроля и регулирования средней плотности тока в гальванической ванне.

Цель изобретения - повышение точно-, сти контроля средней плотности тока за счет исключения влияния падения напряжения на сопротивлении между дополнительным электродом и катодом.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, осуществляющая предлагаемый способ; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит гальваническую ванну 1, обрабатываемую деталь 2. анод 3,

дополнительный электрод 4, силовой ключ 5, задающий генератор 6, время-импульсный преобразователь (ВИП) 7, формирователи коротких импульсов 8, 9, блоки 10, 11 выборки-хранения, суммирующий усилитель 12, причем вход силового ключа 5 соединен с плюсом источника напряжения, а выход - с анодом 3. Обрабатываемая деталь 2 соединена с общим проводом. Дополнительный электрод 4 объединен с входами блоков выборки-хранения 10, 11, выход блока 10 объединен с первым входом суммирующего усилителя 12, второй вход суммирующего усилителя 12 объединен с выходом блока. На третий вход суммирующего усилителя 12 подано напряжение уставС

о

00 00

го

ки Узад. Выход суммирующего усилителя соединен с управляющим входом время- импульсного преобразователя 7, стробиру- емый вход которого объединен с выходом задающего генератора бис входом формирователя 8, выход формирователя 8 объединен с управляющим входом блока 10. Выход ВИП 7 соединен с управляющим входом ключа бис входом формирователя 9, Выход формирователя 9 объединен с управляющим входом блока 11.

Известно, что при протекании тока через гальваническую ванну происходит поляризация электродов. При стационарных условиях гальванического процесса напряжение поляризации электрода выражается следующим соотношением

Un A 4-В In j

(1)

где Up - напряжение поляризации;

j - плотность тока;

А, В - константы, зависящие от типа электролита и материала электрода.

При отключении тока ванны электрохимическая реакция не прекращается сразу, а продолжается еще некоторое время от долей до десятков секунд для различных условий электролиза. При этом напряжение поляризации электродов уменьшается. При достаточно кратковременном выключении тока ванны (5-0,01 ml) закон изменения напряжения поляризации можно считать линейным, поэтому среднее значение напряжения поляризации определяется по формуле

Un Ци+и«

где Uncp среднее напряжение поляризации;

UH, UK -соответственно напряжения поляризации в начале и в конце паузы между питающими ванну импульсами напряжения.

В соответствии с формулой (1) и выражая

+ B Injcp

(2)

пряжение поляризации в начале и в конце паузы между импульсами питающего ванну напряжения при обработке деталей в соответствии с формулой (3), контролируют

среднюю плотность тока на обрабатываемые детали.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 6 вырабатывает короткие импульсы (фиг. 2а) с периодом Т от 5 до 0,01 тс, которые тактируют всю работу устройства. По переднему фронту этих импульсов ВИП 7 выключает ключ 5, а по заднему включает. Это необходимо для обеспечения гарантированного отключения тока ванны в момент измерения напряжения поляризации. По переднему фронту импульса с генератора 6 формирователь 8 формирует короткий импульс выборки (момент t2,

фиг. 2д), который поступает на блок 10, который запоминает напряжение поляризации в конце паузы тока ванны. Задний фронт импульса с ВИП 7 через формирователь 9 управляет работой (момент ti, фиг. 2г)

блока 11, который запоминает напряжение поляризации в начале паузы тока ванны. На суммирующем усилителе 12 вычисляется полусумма напряжений, поступающих с блоков 10 и 11 и сравнивается с заданным

напряжением поляризации иэад. Сигнал рассогласования с усилителя 12 управляет длительностью импульсов включения ключа 5через ВИП 7таким образом, чтобы поддержать полусумму напряжений с блоков 10 и

11 постоянной, обеспечивая тем самым постоянную среднюю плотность тока на обрабатываемые детали 2 в ванне 1.

Все электрические блоки устройства могут быть выполнены по известным схемам с использованием аналоговой и цифровой техники.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность контроля средней плотности тока на поверхности электрода за счет исключения влияния на результат измерения переменного контактного сопротивления электрода, а также изменяющегося сопротивления электролита.

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для автоматического контроля и регулирования средней плотности тока в гальванической ванне. Цель изобретения - повышение точности контроля средней плотности тока за счет исключения влияния падения напряжения на сопротивлении между дополнительными электродом и катодом путем питания ванны импульсным напряжением и измерения полусуммы напряжений между катодом и дополнительным электродом в начале и в конце паузы между импульсами питающего ванну напряжения, поддерживают эту полусумму постоянной, а среднюю плотность тока находят по формуле @ , где J_ср - средняя плотность тока на обрабатываемых деталях

U_н, U_к - напряжение между катодом и дополнительным электродом в начале и в конце паузы между питающими ванну импульсами напряжения

K₁, K₂ - коэффициенты, постоянные для данного электролита и материала катода. 2 ил.

(3)

где D; (4)

Таким образом, определяя по образцу с известной площадью коэффициенты Ki и К2 (используя формулы (2) и (4) и измеряя на50

Формула изобретения

Способ контроля средней плотности тока в гальванической ванне включающий погружение в электролит дополнительного электрода, приложение между анодом и катодом импульсного напряжения, измерение напряжения между катодом и дополнительным электродом и определение средней плотности тока по формуле, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности

контроля путем исключения влияния падения напряжения на сопротивлении между дополнительным электродом и катодом, измеряют напряжение между катодом и дополнительным электродом в начале и в конце паузы между импульсами питающего ванну напряжения, а среднюю плотность тока определяют по формуле

ин + ик

Jcp Ki e

ТкГ

где jcp - средняя плотность тока на обрабатываемые детали;

VH, VK - напряжения между катодом и дополнительным электродом соответственно в начале и в конце паузы между питающими ванну импульсами напряжения;

Ki, «2 - коэффициенты, постоянные для данного типа электролита и материала электрода.