Устройство контроля и автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне Советский патент 1982 года по МПК C25D21/12 

руцования гальванической ванны, Выполнение условия параллельности расположения цагчика относительно петали-свиаете ля на постоянном определенном расстоянии - гарантированном зазоре является важным положением, которое обеспечивает точность измерения средней плотности тока. Увеличение зазора вызывает значительные погрешности в измерении. Также недостатком известного устройства является то, что на покрытие свицетеля расходуется электроэнергия, металл и химикаты в течение всего периоца обработки деталей. Цель изобретения - повышение технико-экономических показателей процесса гальваностегии и повышение точности из мерения плотности тока. Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля и автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне, содержащее бесконтактный датчик плотности тока, цеталь-свицетель, блок переработки сигналов цатчика, блок регулирования плотности тока, регулируемого источника питания, снабжено бесконтактным датчиком тока,, блоком переработки сигнала датчик тока, элементом памяти, нуль-органом компаратором, задатчиком плотности тока, ключом и блоками управления, переработки сигнала датчика тока, переключени памяти, сравнения, коммутации, програм много управления, причем вьосоц бесконтактного датчика тока соединен со входом блока переработки сигнала датчика тока, выход Которого соединен со входом блока переключения, первый выход которого соединен со входом блока памяти, а второй выход соединен с первым входо блока сравнения, второй вход блока сравнения соединен с выходом блока памяти, а выход блока сравнения соединен со входом блока коммутации, выход которого соединен с первым входом блока регулирования плотности тока, а вькоц блока переработки сигнала датчика плотности тока соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом задатчика плотности то ка, выход Компаратора соединен со входом блока управления и со входом нульоргана, первый выход блока управления соединен со вторым входом блока регулирования плотности тока, выхоц которого соединен со входом управления источ ника питания, а выход нуль-органа соеди нен с первым входом элемента памяти, выход которого соединен со входом блоКа задержки и со входом управления бло ков переключения, памяти, управления, выход блока задержки соединен со входом управления блока коммутации, а выход блока npoi paMMHoro управления соединен со вторым входом элемента памяти, со входом стирания блока памяти и со входом установки в исходное состояние нуль-органа, вход управления ключа, который включен в цепь детали-свидетеля, соединен со вторым входом блока управления. Дополнительно устройство может быть снабжено, смонтированным в гальванической вачне перфорированным корпусом из материала нейтрального к действию агрессивной среды, в котором установлен бесконтактный датчик плотности тока и деталь-свидетель. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Выход бесконтактного датчика 1 плотности тока, который представляет из себя магниточувствитегпзный преобразователь, соединен со входом блока 2 переработки сигнала. Блок 2 преобразует, усиливает и детектирует сигнал датчика 1 плотности тока, выход блока 2 переработки сигнала соединен с первым входом компаратора 3, второй вхоа компаратора 3 соединен с выходом задатчика 4 плотности тока. Компаратор служит для сравнения амплитуд напряжения сигнала, который поступает из блока 2 с амплитудой опорного напряжения задатчика 4 плотности тока. Задатчик 4 плотности тока имеет несколько фиксированных значений амплитуд напряжения, которым соответствуют значения заданной плотности тока. Выход компаратора 3 соединен со входом блока 5 управления, первь й выхоц которого соединен со вторым входом блока 6 регулирования плотности тока, второй выход блока 5 управления соединен со входом управления ключа 7. Блок 5 управления коммутирует сигнал, который поступает с выхода компаратора 3 на второй вход блока 6 регулирования плотности тока и вырабатьюает сигнал, который управляет ключом 7. Выход компаратора 3 подключен ко входу нуль-органа 8. Нуль-орган 8 регистрирует отсутствие сигнала на выходе компаратора 3. Выход нуль-органа 8 соединен со входом элемента памяти 9, в качестве которого используется триггер. Триггер вырабатьюает сигнал усиленный в момент подачи на его вход сигнала, который снимается с выхода нуга,-органа 8. Выход элемен та памяти 9 соединен со вхоаом упргзвления блоков 10 переключения блока 5 управления. Первый выхоц блока Ю соецинен с первым вхоаом блока 11 памяти. Выхоц элемента памяти 9 соеаинен со входом блока задержки 12. Выход бесконгактного датчика тока 13 соединен со входом блока 14 переработки сигнала датчика тока. Бесконтактный датчик тока 13 представ ляет из себя магниточувствительный преобразователь. Блок 14 преобразует, усиливает и цетектирует сигнал датчика 13 тока. Выход с блока 14 соецинен со вхо дом блока 10 переключения. Выход с бло ка 14 соединен со вхоцом блока 1О пер ключения. Второй выход блока 10 соединен с первым входом блока 15 сравнения Блок 10 служит для переключения сигнала, который поступает с выхода блока 14 на вход блока 11 памяти и на первый вход блока 15 сравнения. Выход блока 11памяти соеаинен со вхоаом вторым блока 15 сравнения. Блок 11 памяти слу жит для запоминания амплитуды напряжения сигнала, который поступает с выхода блока 14 переработки сигнала датчика то ка. Блок 15 сравнения служит для сравнения амплитуд напряжений сигнале, которые поступают на первый и второй входыблока 15, в качестве которого исполь зуется электронный усилитель, выход коiTOporo соединен со входом блока 16 коммутации. Выход бл(Жа 16 подключен к первому вхооу блока 6 регулирования плотности тока. Со входом управления бл ка 16 коммутации соединен выход блока 12задержки, который задерживает сигнал, поступающий с выхода элемента памяти 9, что исключает ложное срабатывание блока 6 регулирования плотности тока. Выход с блока 17 программного уп равления соеаинен со вторым входом элемента памяти 9, со входом стирания блока 11 памяти и со входом установки в исходное состояние нуга -органа 8, Блок программного управления служит для выра ботки сигнала, который переводит устройство в исходное состояние, что позволяет корректировать плотность тсжа в течение процесса гальванопокрытия. Второй выход блока управления соединен с уп равляющим входом ключа 7, который включен в цепь аетали-свицетеля 18 И служит для коммутации аетали-свидетеля 18 к катоду 19 гальванической ванны 20 ,в момент установки заданной плотности тока. В качестве ключа 7 используется гирконовое реле. Деталь-свиаетель 18 И бесконтактный датчик 1 плотности тока помещены в корпус 21, который обеспечивает доступ электролита через окИо бесконтактного датчика к контрольной части детали-свидетеля 18. Корпус 21, когорый содержит бесконтактный датчик плотности тока 1 и деталь-свидетель, погружен в электролит гальванической ванны 2О вместе с деталями обрабатываемой партии. С применением корпуса 21 отпадает необходимость в выполнении условия параллельности расположения бесконтактного датчика 1 относительно детали-свидетеля 18. Применение корпуса 21 позволяет повысить точность измерения средней плотности тока. Выход блока 6 регулирования плотности тока соединен со входом управления источника питания 22, выход которого подключен к анодам 23 и катоду 19. Устройство работает следующим образом. Корпус 21, содержащий бесконтактный датчик 1 плотности тока и деталь-свидетель 18, погружены в электролит ванны 2О вместе с деталями обрабатываемой партии. Леталь-свидетель подключена через ключ 7 к Катоду 19. При подключении между анодами 23 и катодной щтангой 19 напряжения в ванне 20 протекает электрический ток, который распределяется между покрываемыми деталями и деталью-свидетелем 18, причем, ток, протекающий через внутреннее окно бесконтактного датчика 1 характеризует среднюю плотность тока на контрольной части детали-свидетеля 18. Выходной сигнал бесконтактного датчика 1 поступает в блок 2 переработки сигналов датчика плотности тока, а -усиленный и выпрямленнь1й сигнал поступает с выхода блока 2на первый вход компаратора 3 и сравнивается по амплитуде с опорным сигналом, который поступает с выхода задатчика плотности тока 4 на второй вход компаратора 3. Когда амплитудное значение напряжения сигнала, который поступает на первый вход компаратора 3 меньще амплитудного значения напряжения опорного сигнала, на выходе компаратора 3устанавливается отрицательный потенциал напряжения. А при поступлении на первый вход компаратора 3 сигна1га, ам- плитуаное значение напряжения которого больше амплитудного значения напряжения опорного сигнала, на выходе компаратора 3устанавливается положительный потенциал напряжения. Сигнал с выхода компа789рагора 3 посгупаег через коммутирующую цепь блока 5 управления на второй вход блока 6 регулирования плотности тока и на вход нуль-органа 8. С приходом на второй вход блока 6 регулирования плот ности тока отрицательного или положительного сигнала, с выхода блока 6 поступает сигнал на вход управления регулируемого источника питания 2.2, который вызывает увеличение или уменьшение «напряжения питания, которое подключено между анодами 23 и катодной штангой 19, что приводит к увеличению или умень шению средней плотности тока. Одновременно с выхода бесконтактного датчика тока 13 поступает сигнал на вход блока 14 переработки сигнала датчика тока. С выхода блока 14 переработки усиленный и продетектированный сигнал поступает на вход блока 1О переключения, с выхода Которого указанный сигнал поступает на вход блока 11 памяти. Бесконтактный датчик тока 13 фиксирует изменение ток в цепи источника питания 22. Увеличение или уменьшение напряжения источника пи тшия 22 в зависимости от потенциала; сигнала на входе управления источника питания 22 происходит до тех пор, пока на выходе компаратора 3 не будет наблюдаться отсутствие сигнала, что фиксируется нуль-органом 8. В момент отсутствия сигнала на входе; нуль-органа 8, на выходе нуль-органа 8 вырабатыва ется сйгнал, который подается на вход элемента памяти 9 и вызывает появление на выходе элемента памяти 9 усиленного сигнала, который поступает на вход блока 12 задержки и на вход управления блоков переключения Ю, памяти 11, угрравления 5. Появление на выходе управления блока памяти 11 сигнала вызывае запоминание блоком памяти 11 амплитуды напряжения, которое подавалось на вход блока памяти II. Появление на входе управления блока управления 5 сигн ла вызывает отключение блсжом управлени сигнала, который поступает на второй вход блока 6 регулирования, а со второго выхода блока управления поступает сигнал на вход управления Ключа 7 и вызывает отключение детали-свидетеля 18 от катода 19. Задержанный на линии задержки 12 сигнал поступает с выхода линии задержки 12 на вход управления коммутатора 16 и. вызывает подключение выхода блока 15 сравнения к первому входу блока 6 регулирования плотности тока. С поступлением выше указанного сигнала на вход управления блока 10 пере5ключения, сигнал, который поступает на вход блока Ю переключается блоком 10 с первого на второй выход блока 10 и поступает на первый вход блока 15 сравнения. На второй вход блока 15 сравнения поступает сигнал с выхода блока памяти. На выходе блока 15 сравнения сигнал отсутствует ввиду равенства амплитуд напряжений сигналов на входе блока 15. Амплитуда напряжения сигнала, которая зафиксирована блоком памяти II соответствует заданной средней плотности тока. Срецляя заданная плотность тока после отключения деталисвидетеля от катода 19 регулируется по току в цепи питания ванны 20. Изменение тока в цепи питания ванны вызывает изменение амплитуды напряжения сигнала на выходе бесконтактного датчика тока 13, с выхода которого сигнал подается на вход блока 14 переработки сигнала датчика тока. С выхода блока 14 усиленный и выпрямленный сигнал поступает на первый вход блока сравнения, в котором сравнивается с амплитудой напряжения сигнала, который поступает с выхода блока 11 памяти. С выхода блока 15 сравнения поступает сигнал рассогласования, который через блок 16 коммутации подается на первый вход блока 6 регулирования, с выхода которого поступает сигнал на вход блока 6 регулирования, с выхода которого поступает сигнал на вход блока питания 22 и вызывает увеличение или уменьшение напряжения ванны 2О, пока на выходе блока 15 сравнения напряжение рассогласования станет равным нулю. Через определенный промежуток вре- мени с выхода блока 17 программного управления поступает сигнал на второй Бход элемента памяти 9, на вход стирания блока 11 памяти и на вход установки в исходное состояние нуль-органа 8, что Вызывает установку блоков устройства в исходное состояние, при котором деталь-свидетегоэ 18 подключается к катоду 19, с выхода бесконтактного датчика тока 13 сигнал через блсйс 14 переработки и блок 1О переключения поступает на вход блока 11 памяти, а сигнал с выхода бесконтактного датчика плотности тока I через цепь блока 2 переработки поступает на первый вход компаратора 3. Далее процесс обработки сигнала, который поступает с выхода компаратора 3, аналогичен процессу установки заданной плотности тока в начале работы устройства. В результате |управления работой блоков устройсгва блоком 17 программного угфаьления гфоисхоцит корректировка амплитуды напряжения сигнала, который хранится в блоке II памяти и соответствует зааанной плотности тока. Корректировка амплитуцы напряжения сигнала, который хранится в блоке II памяти, необходима цля учета изменения площаои цеталей обрабатываемой партиИ| которое происходит за счет увеличения толщины слоя покрытия. Таким образом, цеталь-свицетель 18 находится поц током только в периоц установки и корректировки заданной плот ности тока. Время работы цетали-свицетеля в предлагаемом устройстве в десятки раз меньше по сравнению со вре-i менем работы детали-свидетеля в извест Формула изобретения 1. Устройство контроля и автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне, содержащее бесконтактный датчик плотности тока, детал свидетель, блок чтереработки сигналов датчика, блок регулирования плотности тока, регулируемый источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения технико-экономических по казателей процесса гальваностегии, оно снабжено бесконтактным датчиком тока, блоком переработки сигнала датчика тока элементом памяти, нуль-органом, компаратором, задатчиком плотности тока, клю чом и блоками управления, переработки сигнала датчика тока переключения, памя ти, сравнения, коммутации, программного управления, причем выход бесконтактного датчика тока, соединен со входом блока переработки сигнала датчика тсжа, выход которого соединен со входом блсжа переключения, первый выход которого соединен со входом блока памяти, а второй ВЫХОД соединен с первым входом- блог сравнения, второй вход блока сравнен соединен с выходом блока памяти, а выход блока сравнения соединен со входом блока коммутации, выход которого соединен с первым входом блока регулирования плотности тока, а выход блока переработки сигналадьтчика плотности тока соединен с первым входом компаратфа, второй вход которого соединен с выходом задатчика плотности тока, выход компаратора соединен со входом блока управления и со входом нуль-органа, первый выход блока управления соединен со вторым входом блока регулирсжания плотноети тока, выход которого соединен с входом управления источника питания, а выход нуль-органа соединен с первым входом элемента памяти, выход которогг соединен со входом блока задержки и COL входом управления блоков переключения, памяти, управления, выход блока задерж™ ки соединен со входом управления блока коммутации, а выход блока программного управления соединен со вторым входом элемента памяти, со входом стирания блока памяти и со входом установки в исходное состояние нуль-органа, вход управления ключа, который включен в цепь детали-свидетеля, соединен со вторым выходом блока управления. 2. Устройство по п. I, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения плотности тока, снабжено смонтированным в гальванической ванне перфорированным корпусом из материала нейтрального к действию агрессивной среды, в котором установлен бесконтактный датчик плотности тока и деталь-свидетель. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 6О3713,кл. С 25 D 21/12, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР N«-565080, кл. С 25 D 21/12, 1975.