Способ измерения поверхности де-ТАли Советский патент 1981 года по МПК C25D21/12 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для задания и контроля технологических параметров процесса нанесения метсшлических покрытий в гальванической ванне. Наиболее близким к предлагаемом является способ измерения площади поверхности детали, включающий погру жение детали и дополнительного электрода в гальваническую ванну и пропускание через них тока. Для уменьшения влияния места завески дополнительного электрода расстояние между ним и постоянным электродом выбирает ся таким, что d 0,1 D, где d - расстояние между дополни-. тельным электродом и постоян ным электродом; D - расстояние между постоянными рабочими электродами. Величина площади поверхности устройством определяется следующим Образом: программный блок постоянный потенциал задающий вход АСР, а на вход обратной свяэи подается потенциал дополнительного электрода УКf АСР обеспечивает VK VK. Одновременно программный блок подключает сигнал,пропорциональный току ванны к блоку преобразования и в соответствии с заложенной в блок зависимостью J F (5), при V const опреде шют поверхность fl Недостатком известного способа является то, что при определении площади поверхности и коэффициента конфигурации он не учитывает ошибки, связанные с взаимовлиянием электрических полей дополнительного электрода, деталей и постоянных электродов. Цель изобретении - повышение точности измерения путем исключения взаимовлияния электрических полей. Поставленная цель достигается тем, что электрические поля детали и дополнительного электрода изолируют друг от друга, а площад-ь детали вычисляют из соотношения К . 1-VA , где 5д К -площадь поверхности летали; -коэффициент, зависящий от размеров детали, дополнительного электрода, анодов и гальванической ванны; 5э - площадь поверхности дополнительного электрода; напряжение на детали; напряжение на дополнительном электроде. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - конструкция се.тчатой перегородки;на фиг. 3 - раз рез А-А на фиг«1; на фиг. 4 - кривая зависимости напряжения на детали от площади поверхности детали;,На фиг.5 регулировочные графики устройства для осуществления способа. Устройство состоит из ванны 1, постоянных электродов 2, дополнитель ного электрода-эталона 3, сетчатой перегородки 4, детали 5, площадь поверхности которой определяют, генера тора б тока, контактной группы 7, управляемого усилителя 8, детектора 9, контактной группы 10, усилителя 11, индикатора 12 и усилителя 13 рассогласования. Конструкция сетчатой перегородки (фиг.2) выбрана с учетом обеспечени одинаковых технологических параметр электролита во всем объеме ванны и изолировании электрических полей детали и дополнительного электрода друг от друга. Относительные размер ячеек сетчатой перегородки установл ны на экспериментальных данных, которые равны Д 2-2,5 В; S 2Д; где Д - диаметр отверстия ячейки; S - шаг между ячейками по верти кали и горизонтали сетчатой перегородки; В толщина диэлектрической пер городки. Измерение Ш1.ощади поверхности детали с использованием предлагаемого .способа осуществляется следующим образом. Способ основан на измерении площсщи в условиях отсутствия связи электрических полей детали и дополнительного электрода и на Использов нии гиперболической зависимости напряжения детали от площади ее повер ности. Деталь5 и дополнительный электрод 3 помещают в гальваническую ванну 1, снабженную анодами 2. Между деталью 5 и дополнительным электродом 3 располагают сетчатую перегородку 4. Генератор .6 тока посредством контактной группы 7 реЛ поочередно подключают к детали 5 и допол-нительному электроду 3., напр женин -с которых поступают в управляемый усилитель 8 и далее на детек тор 9, а затем на вторую контактную группу .10 того же коммутирующего р ле. Поскольку функция Уд, F (SA) е является чисто гиперболической, следствие ограниченных размеров анны и анодов, то необходимо произести ряд настроечных операций над стройством с целью введения попраочного коэффициента в указанную ункцию. Первоначально снимают зависиостьVA F (SA рЕ«льн . ) , де 5д pfAAbH. - эталонные площади. Индикатор 12 позволяет снимать показания в двух единицах измерения: мВ. Такое решение вызвано тем, что предлагаемый объект предназначен для работы в АСУ ТП гальваническими процессами. Поэтому получение зависимости Уд F {ЗдрЕллЬн.) производится только при настройке и поверке устройства. Погружая эталонную площадь в ванну, подают питание от источника б и, изменяя величины Здредльн., снимают зависимость Уд F ( ) (фиг.4). Вычисление 5д ьыч. ° - производится также при настрЬйке и поверке устройства, где S --площадь дополнительного электрода 3, которая неизменна; У - напряжение на дополнительном электроде 3, которое снимается с индикатора 12 при переключении контактной группы 7 на дополнительный электрод; Уд - напряжение на детали 5, площадь которой определяют . Для вычисления Здьыч. деталь 5 погружают в ванну 1 и подключают питание от источника б и по показаниям индикатора 12 фиксируют величину Уд. Переключив контактную группу 7 на дополнительный электрод 3, фиксируют величину УЭ, а величина 5 неизменна и заранее определена. Подставляя измеренные величины в уравнение У Здьыч. у- определяют площадь интересующей нас детали. . Кривую зависимости ЗдЬыч. Р(5дрЕЛлыч. ) получают из выражения при завеске в ванну эталонных площадей. 5А1 еААьн. пост-роена в координатах ЗдЬыч. и БД ЕАЛЬН. (фиг.5), Начальный нелинейный участок О + кривой 5дЬыч. Р(.) исключшот из рабочей характеристики. С этой целью деталь 5 площад-ью S. помещают в ванну 1 и путем регулирования напряжения смещения У смет, усилителя 11 постоянного тока устанавливают стрелку индикатора 12 в нулевое положение, соответствуквдее начальной площади 5до по шкале индикатора 12. Далее увеличивают площадь детали 5 до максимальной и, рёгулируя коэффициент усиления усилителя 11, стрелку индикатора 12 устанавли вают на соответствующем целении шка лы.Эта операция обеспечивает поворо линейной части характеристики да мо мента, при котором она займет положение, параллельное относительно прямой пропорциональности между ЗАРЕАЛЬН.. и ЗДИЗМЕР. и будет являть ся рабочей характеристикой устройст ва. В процессе настройки устройства подбором напряжения Vonop. усилителя 13 рассогласования между напряжениями VA и Vj устанавливают глубокую линейную отрицательную обратную связь в управляемом усилителе 8 с целью осуществления операции делеVaВычисление вышеизложенных уравнений производите;: при настройке и поверке устройства, реализующего предлагаемый способ, а при промышле ной эксплуатации эти вычисления реа лизует схемное решение устройства. Габаритные размеры диэлектрическ перегородки равны площади сечения рабочего пространства гальваническо ванны, в котором ее устанавливают. Толщина диэлектрической перегородки выбирается из конструктивных нормативов, зависящих от площади диэлектрической перегородки. Размеры диаметра (0) отверстия толщины (В) диэлектрической перегородки и шага (S) мезкду ячейками, образованными отверстиями, выбраны экспериментальным путем, которые позволяют сохранять одинаковый температурный режим и химический состав раствора во все объеме ванны при установке диэлектрической перегородки в ванне. Коэффициент К определяют из прои - ведения где К - коэффициент электролизёра; Ki - коэффициент формы детали. Коэффициент электролизера опреде ляется экспериментальным путем, на этот коэффициент накладываются ограничения - размеры ванны и анодов. Поскольку дополнительный электрод имеет форму плоской пластины, то и коэффициент электролизера оцределяется по плоским деталям. Для этой цели вычисляют площадь поверхности (5) детали по геометрическим размерам, а затем измеряют площадь поверхности () детали предлагаемым способом. Из отношения определяют К. Коэффициент Kj определяют из отношения площадей, определенных предлагаемым способом, плоских деталей и имеющих формы классической геометрии (шар, цилиндр, конус, куб) при их равенстве площадей, вычисленных по геометрическим размерам. Предлагаемый способ обеспечивает высокую точность при определении площади поверхности деталей, что достигается электрическим разделением ванны на две емкости диэлектрической сетчатой перегородкой, исключающей взаимовлияние электрических полей дополнительного электрода, детали и постоянных электродов и, обеспечивающей сохранение одинаковых свойств электролита во всем объеме ванны и повышает точность измерения площади поверхности, вследствие чего повышается качество гальванических покрытий. Формула изобретения Способ измерения поверхности деТсши, включающий погружение детали и дополнительного электрода в гальваническую ванну и пропускание через них тока, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения взаимовлияния электрических полей, электрические поля детали и дополнительного электрода изолируют друг от руга, а площадь детали вычисляют из соотношения где S - площадь поверхности детали;К - коэффициент, зависящий от размеров детали, дополнительного электрода, анодов и гальванической ванны; $3 - площадь поверхности дополнительного электрода; Уд - напряжение на детали; Vj - напряжение на дополнительном электроде. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 569669, кл. С 25 О 21/12, 1974.

Фмг.1

Л

о о о о о о о о о о о о о о о

00000

7

Фиг. г

т во so

tfO 20

01 ч 8 -fg -Гб 20 2 S.penMH., «« «f.H

А-К

.З

.uiH 29

25

17

1Ъ

9

S

О tSf-gS iZ IS 20 Sy.pfajibH.,ffH Фиг.$

Прян ал /yv.юрциональHocatu нпкду