Устройство для автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне Советский патент 1981 года по МПК C25D21/12 

(iJif) УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА ,8 ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ВАННЕ

1

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для автоматического регулирования катодной плотности тока при нaнeсении гальванопокрытий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне, содержащее ванны электрохимического обезжиривания и рабочую, соединенные последовательно, измерительный электрод, стационарно установленный в ванне электрохимического обезжиривания, блоки питания, снабженные шунтами, дополнительное сопротивление и управляющий в.ь1числительный комплекс Tl.

Однако при значительных изменениях суммарной площади деталей, загружаемых в ванну, данное устройство имеет низкую точность регулирования плотности тока из-за переоаспределения тока между измерительным электродом и подвеской с деталями в ванне электрохимического обезжиривания .

Цель изобретения - увеличение точности регулирования плотности тока.:

Указанная цель достигается тем, что в устройство для автоматического измерения и регулирования плотности

10 тока, содержащее ванны электрохимического обезжиривания и рабочую, пластину калиброванной площади, установленную в ванне электрохимического обезжиривания, регулируемые

IS блоки питания ванн, снабженные шунтами, управляющий вычислительный комплекс, первый вход которого соединен с измерительным выходом блока питания рабочей ванны, а первый вы20ход - с регулирующим входом этого блока,введены задатчик напряжения, детектор нуля, схе/-а сравнения, три ключа, триггер, датчик загрузки.гальваноавтомата, последовательно соединенные датчик загрузки ванны электрохимического обезжиривания, инвертор и схема И, второй вход которой соединен с датчиком загрузки галъваноавтомата, а выход - с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом детектора нуля а выход - с управляющими входами все ключей, измерительный выход блока питания ванны электрохимического обезжиривания соединен с входом первого ключа, первый выход которого подключен ко второму входу управляющего вычислительного комплекса, а второй выход - к первому входу схемы срав;нения, второй вход которой, соединен со вторым выходом управляющего вы. числительного комплекса, а выход с входом детектора нуля и через второй ключ - с входом задатчка напряжейия, выход которого соединен с регулирующим входом блока питания ванны электрохимического обезжиривания, минусовая шина которого подключена к входу третьего ключа, первый выход которого соединен с пластиной калиброванной площади, а второй выход - с цепью катода ванны электрохимического обезжиривания.

На чертеже приведена структЦрная схема устройств для автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне.

Устройство содержит ванны электрохимического обезжиривания 1 и рабочу 2 с-установленными в них анодами 3. подвеску Ц с деталями, пластину 5 калиброванной площади, блок 6 питания ванны электрохимического обезжиривания, блок 7 питания рабочей ванны, задатчик 8 напряжения, ключи 9, 10 и 11, детектор 12 нуля, схему 13 сравнения, триггер 14, схему 15 И, инвертор 16, датчик 17 загрузки гальваноавтомата, датчик 18 загрузки ванны электрохимического обезжиривания, преобразователи 19-22 управляющего вычислительного комплекса (УВК), усилитель 23 мощности, управляющую вычислительную машину (УВМ) 24.

Датчик 18 загрузки ванны электрохимического обезжиривания соединен через инвертор 16 с первым входом схемы 15 И, второй вход которой соединен с датчиком 17 загрузки гальваноавтомата, а выход - с первым входом триггера 14. Второй вход триггера 14 связан с выходом детектора 12

нуля, а выход - с управляющими входами ключей 9 10 и 11. Измерительный выход блока 6 питания ванны электрохимического обезжиривания соединен с входом ключа 10. Первый выход ключа 10 со.единен через преобразователь 20 УВК с первым входом УВМ 24, а второй - с входом схемы 13 сравнения, второй вход которой соединен с преобразователем 19 УВК, а выход через ключ 9 с входом задатчика 8 напряжения. Выход задатчика 8 напряжения соединен с управляющим входом блока 6 питания ванны электрохимического обезжиривания, минусовая шина которого через ключ 11 может быть соединена с калиброванной пластиной 5, либо с подвеской 4 с деталями. Измерительный выход блока 7 питания рабочей ванны через преобразователь 22 УВК соединен со вторым входом УВМ 24, первый выход которого соединен с преобразователем 19. УВК, а второй - через преобразователь 21 УВК с усилителем 23 мощности. Выход усилителя 23 мощности соединен с управляющим входом блока 7 питания рабочей ванны.

Устройство работает следующим образом.

Подвеска 4 с деталями с позиции загрузки гальваноавтомата поступает в ванну 1 электрохимического обезжиривания, где определяется суммарная покрываемая площадь деталей, и затем - в рабочую ванну 2.

Блок 6 питания ванны электрохимического обезжиривания работает в режиме стабилизации плотности тока и настроен на вольт-амперную характеристику ванны,

Устройство имеет два режима работы: Подстройка и Регулирование

Вследствие изменения технологических параметров ванны 1 электрохимического обезжиривания (температуры концентрации компонентов и т.д.) ее вольт-амперная характеристика может измениться. Блок питания ванны электрохимического обезжиривания при этом оказывается настроенным не на номинальную плотность тока, что приводит к ошибке регулирования. Для преодоления данного недостатка и введен режим Подстройка.

В этом режиме устройство функционирует непосредственно перед загрузкой ванны 1 электрохимического обезжиривания, когда подвеска 4 с деталями находится на позиции загрузки галваиоавтомата, а ванна 1 электрохимического обезжиривания не загружена. При этом датчик 1 загрузки гэльваиоавтомата срабатывает, и на его выходе появляется высокий потенциал, на выходе датчика 18 загрузки ванны электрохимического обезжиривания низкий потенциал, на выходе схемы 15 И, триггера 1 - высокий.

Высокий потенциал на выходе триггера 1 переводит ключи 9, Ю и 11 в положение, соответствующее режиму Подстройка. В этом режиме ключ 9 замкнут, измерительный выход блока 6 питания ванны электрохимического обезжиривания подключен ключом 10 к первому входу схемы 13 сравнения, а его минусовая шина ключом 11 - к калиброванной пластине 5- На второй вход схемы 13 сравнения с УВК поступает уставка по току.

При рассогласовании вольт-амперны характеристик блока 6 питания и ванны 1, ток пластины 5 ге отличается от номинального тока Зном который должен обеспечить правильно настроенный блок 6 питания ванны электрохи1мическогр обезжиривания. Информация о токе пластины 5 калиброванной площади поступает с измерительного выхода блока 6 питания через ключ 10 на схему 13 сравнения, сигнал на выходе которой пропорционален разности й Зно текВеличина 3 цр вычисляется УВМ 2 по формуле

.9X0

ЭХО

а..Н.ОМ- к.НОМ. П

где - номинальная плотность тока в ванне 1 электрохимического обезжиривания; S - площадь пластины 5 калиброванной площади.

Сигнал разбаланса с выхода схемы 13 сравнения через замкнутый ключ 9 поступает на задатчик напряжения 8, который подключен через регулирующий вход к обмотке задания уставки напряжения магнитного усилителя блока 6 питания ванны электрохимического обезжиривания. Ток через эту обмотку меняется до тех пор, пока ток измерительной пластины 5 не станет равным номинальному. При этом сигнал на выходе схемы 13 сравнения равен нулю, а вольт-амперная характеристика блока 6 питания оказывается совмещенной с вольт-амперной характеристикой ванны 1 электрохимического обезжиривания.

Наличие нуля на выходе схемы 13 сравнения приводит к тому, что на

выходе детектора 12 нуля формируется высокий потенциал. Триггер 1 при этом переключается, на его выходе появляется низкий потенциал, и все ключи переходят в положение, соответствующее режиму Регулирование.

При этом ключ 9 разомкнут, измерительный выход блока 6 питания ванны электрохимического обезжиривания ключом 10 подключен ко второму входу

УВК, а его минусовая шина ключом 11к цепи катода ванны электрохимического обезжиривания.

В режиме Регулирование устройство работает следующим образом.

При поступлении подвески Ц с деталями с позиции загрузки гальваноавтомата в ванну электрохимического . обезжиривания ее блок 6 питания, работающий в режиме стабилизации

плотности тока, выставляет ток через Э У Л

ванну 71 , пропорциональный площади S загрузки. Информация о величине этого тока поступает с измерительного выхода блока 6 питания через ключ 10 и преобразователь 20 в УВМ 2.

УВМ 2 вычисляет суммарную подкрываемую площадь деталей по формуле

,9X0

55X0

H.HQNVгде К - коэффициент, зависящий от .

формы обрабатываемых деталей, и запоминает ее. При поступлении этой же подвески Ц в рабочую ванну 2 УВМ 2t вычисляет величину тока Зо , необходимую для получения качественного покрыт ия, по формуле

Р.В.

S-D

Jo- 5-1.н01А

где плотность катодного тока

в рабочей ванне 2. Уставка значения тока DO рабочей ванны 2 поступает с выхода УВМ 2 через преобразователь 21 на вход усилителя 23 мощности, нагрузкой которого является управляющая обмотка магнитного усилителя (на чертеже не показан) блока 7. Одновременно с измерительного выхода блока 7 питания рабочей ванны через преобразователь 22 на второй вход УВМ 2k поступает инфо{змация о фактическом значении тока рабочей ванны 2. Ток через рабочую ванну 2 корректируется УВМ 2 до

тех пор пока он не станет равным номинальному току.

Для любой подвески с деталями плотность тока в рабочей ванне 2 поддерживается постоянной и равной номинальной, что обеспечивает получение покрытия требуемого качества.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает высокую точность регулирования плотности тока при значительных изменениях суммарной площади, обрабатываемых деталей вследствие устранения перераспределения тока между измерительным электродом и подвеской с деталями путем введения подстройки вольт-амперной характеристики блока питания непосредственно перед загрузкой в ванну подвески с деталями. Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне, содержащее ванны электрохимического обезжиривания и рабочую, пластину калиброванной площади, установленную в ванне электрохимического обезжиривания, регулируемые блоки питания ванн, снабженные шунтами, управляющий вычислительный комплекс, первый вход которого соединер с измерительным выходом блока питания рабочей ванны, а первый выход - с регулирующим входом этого блока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены задатчик напряжения, детектор нуля, схема сравнения, три ключа, триггер, датчик загрузки гальваноавтомата, последо,вательно соединенные датчик загрузки ванны электрохимического обезжиривания, инвертор и схема И, второй вход которой соединен с датчиком загрузки гальваноавтомата, а выход с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом детектора нуля, а выход - с управляющими входами всех ключей, измерительный выход блока питания ванны электрохимического обезжиривания соединен с входом первого ключа, первый выход которого подключен ко второму входу управляющего вычислительного комплекса, а второй выход - к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен со вторым выходом управляющего вычислительного комплекса, а выход - с входом детектора нуля и через второй ключ - с входом задатчика напряжения, выход которого соединен с регулирующим входом блока питания ванны электрохимического обезжиривания, минусовая шина которого подключена к входу третьего ключа, первый выход которого соеДинрн с пластиной калиброванной площади , а второй выход - с цепью катода ванны электрохимического обезжиривания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР If 600217, кл. С 25 D 21/12, 1976..