Устройство для контроля процесса регенерации технологических растворов и промывных вод Советский патент 1993 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к средствам управления и регулирования химическими или физико-химическими процессами и может быть применено при контроле концентрации и процесса регенерации технологических растворов и промывных вод, в частности, травильных растворов при изготовлении печатных плат.

На чертеже представлена схема устройства, которая содержит генератор импульсов 1, первый делитель частоты 2, счетчик 3, второй делитель частоты 4, триггер 5, циф- роаналоговый преобразователь (ЦАП)6, шина задания регулируемого напряжения 7, первый блок изменения полярности 8, шины задания знака потенциала 9-1; 9-2, коммутатор 10, шина задания сигнала паузы 11, преобразователь напряжения в ток 12, электрохимическая ячейка 13, компаратор 14, второй блок изменения полярности 15, шина задания уровня отсечки 16, блок сравнения 17, шины .задания минимального и максимального значений концентрации ионов в растворе 18.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с генератора 1 поступают на вход делителя 2, с первого выхода которого импульсы подаются на счетный вход счетчика 3, а со второго выхода - на вход делителя 4. Частота входных импульсов, поступающих на вход счетчика 3 и число его разрядов определяет длительность поляризующего импульса. Коэффициент деления делителя 4 определяет период следования поляризующих импульсов. Импульсы с выхода делителя 4 производят сброс счетчика 3 и установку триггера 5 в первое состояние, разрешающего работу счетчика 3, переключающее коммутатор 10 также в первое состояние и запрещающее работу блока сравнения 17. При этом на вход цифроана- логового 6 поступает нарастающий код, а на его выходе линейно нарастает напряжение. Предельное значение этого напряжения определяется величиной опорного напряжения на шине 7. Линейно нарастающее напряжение проходит через блок изменения полярности 8, управляемый по шине задания знака потенциала 9. При работе с медноаммонийным раствором используется полярность, соответствующая положительному сигналу на электрохимической ячейке 13, а при железомеднохлоридных растворах - отрицательному сигналу, Ком- мутатор 10 в режиме поляризации передает на вход управления преобразователя напряжения в ток 12 нарастающее напряжение с преобразователя 8. В соответствии с этим напряжение на электрохимической

ячейке 13 формируется токовый импульс треугольной формы. При этом форма импульса тока стабилизирована и не зависит от параметров электрохимической ячейки

при работе с различными растворами и име- ющего нелинейную вольтамперную характеристику. Сигнал с электродом сравнения электрохимической ячейки 13 поступает на вход компаратора 14. На второй его вход

0 через блок изменения полярности 15 поступает напряжение отсечки 16 соответствующей полярности. При достижении сигналом с электрохимической ячейки величины напряжения отсечки компаратор 14 переклю5 чает триггер 5 во второе состояние. В этом режиме запрещается работа счетчика 3. код на выходе которого соответствует временному значению переходного процесса в электрохимической ячейке, пропорциональ0

ному исследуемой концентрации и, соответственно, работа ЦАП 6. При этом также переключается коммутатор 10, подключая на вход преобразователя напряжения в ток 12 сигнал с шины 11, имеющий в нашем

5 случае нулевое значение. Преобразователь . 12 поддерживает нулевое значение тока через ячейку 13. В этом же режиме разрешается работа блока сравнения 17. Этот же блок производит сравнение полученной ин0 формации с пороговыми значениями минимальной или максимальной концентрации ионов в растворе. В зависимости от того, в каком виде - аналоговом или цифровом, задаются пороговые значения, для сравнения

5 используется и соответствующий вид информации.

Следующий импульс с выхода делителя 4 возвращает триггер 5 вновь в первое со0 стояние и цикл контроля и управления повторяется, Цифровые блоки 1,2.3,4,5 могут быть реализованы по стандартным схемам на микросхемах серий 561, 6564 или 155, 555, 1533, ЦАП 6 может быть выполнен на

5 широкораспространенных микросхемах типа К572 ПА1, К572 ПА2 или К1108 Па1. К1118 ПА1. Блок изменения полярности 8 и 15 выполняется по известной также схеме практически на любых типах операционных

0 усилителей. Коммутатор 10 реализуется нэ микросхемах 561КГЗ или микросхемах серии К590. Преобразователь напряжения в ток 12 может быть выполнен в зависимости от величины выходного тока на различных

5 видах операционных усилителей. В нашем случае может быть использован усилитель типа К157УД1. Компаратор 14 также выполт нен на любой из микросхем серий К521 или К597. Блок сравнения 17 при сравненииана- лотовых сигналов используются компараторы, аналогичные компаратору 14, а при цифровом виде информации - цифровые компараторы серий 561 или 155 и тому подобные.

Формула изобретения

Устройство для контроля процесса регенерации технологических растворов и промывных вод, содержащее генератор импульсов, счетчик, коммутатор, выход кото- рого через преобразователь напряжения в ток соединен со вспомогательным электродом электрохимической ячейки, компаратор, выход которого соединен с единичным входом триггера, единичный выход которо- го соединен с управляющим входом коммутатора, отличающееся тем. что. с целью повышения чувствительности и стабильности временных характеристик, в него введены два делителя частоты, блок сравнения, цифроаналоговый преобразователь и два блока изменения полярности, при этом выход генератора импульсов соединен с входом первого делителя частоты, выход которого соединен со счетным входом счет- чика и выходом второго делителя частоты, выход которого соединен с входом сброса

счетчика и нулевым входом триггера: единичный выход которого соединен с входом останова счетчика и входом стробирования блока сравнения, выход счетчика через цифроаналоговый преобразователь соединен с информационными входами блока сравнения и первого блока изменения полярности, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого соединен с шиной задания сигнала паузы, информационный вход второго блока изменения полярности соединен с шиной задания уровня отсечки, а выход - с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с электродом сравнения электрохимической ячейки, рабочий электрод которой соединен с шиной нулевого потенциала, входы пороговых значений блока сравнения соединены с шинами задания минимального и максимального значений концентрации ионов в растворе, вход опорного напряжения циф- роаналогового преобразователя соединен с шиной задания регулируемого напряжения, управляющие входы блоков изменения полярности соединены с шиной задания знака потенциала.

Сущность изобретения: устройство содержит генератор импульсов 1, делители частоты 2, 4, счетчик 3, триггер 5, ЦАП 6. шину регулируемого напряжения 7, блоки изменения полярности 8, 15, шину 9 задания знака, коммутатор 10, шину 11 задания сигнала паузы, преобразователь напряжение- ток 12, электрохимическую ячейку 13, компаратор 14, шину 16 задания уровня отсечки. 1 ил.