Способ определения площади поверхности электропроводного объекта

 

1.СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО ОБЪЕКТА , эаключгиощийся в том, что объект ,погружают в электролитическую ванну совместно с электродом сравнения известной площади, подключают анод ванны, объект и электрод сравнения к источнику питания, и измеряют ток ванНЫу отличающийся тем, что,- с целью упрощения измерения объектов сложной конфигурации, поддерживают в течение заданного интервала времени постоянную разность потенциалов между объектом и электродом сравнения,обеспечивающую протекание через объект предельного тока диффузии,.и по величине этого тока в конце заданного интервала времени или количеству электричества, прошедшего через ванну за этот же интервал времени, определяют площадь объекта с учетом коэффициента рропорциональности , полученного на электроде сравнения. 4 :о 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (112

З(512 G 01 В 7 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕПЬС ГВ /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3371739/25-28 . (22) 23.12.82 (46) 30.09.83. Бюл. 9 36 (72) В.A.Òåðåøêèí, Н.И.)((данова и Б.И.Мильман (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 739330 кл. G 01 В 7/32, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

2)) 647363, кл. G 01 В 7/00, 1976 (прототип). (54)(57)1 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩ) ЦИ

ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО ОБЬЕКТА, заключающийся в том, что объект погружают в электролитическую ванну совместно с электродом сравнения известной площади, подключают анод ванны, объект и электрод сравнения к источнику питания, и измеряют ток ванны, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерения объектов сложной конфигурации, rlol1держивают в течение заданного интервала времени постоянную разность потенциалов между объектом и электродом сравнения, обеспечивающую протекание через объект предельного тока диффузии, и по величине этого тока в конце заданного интервала време ни или количеству электричества, прошедшего через ванну за этот же интервал времени, определяют площадь объекта с учетом коэффициента (тропорС циональности, полученного на электро-Е де сравнения.

1044964

2 Способ по п.l о т л и ч а юшийся тем, что заданный интервал времени выбирают в зависимости

Изобретение Относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения площади поверхности электропроводных объектов в процессе нанесения 5 на них электролитических покрытий. Известен способ измерения площади поверхности электропроводного объекта, включающий погружение объекта в раствор электролита и двухразовое !О .пропускание через него стабилизированного тоха, превышающего. предельное значение, в процессе которого измеряют изменение потенциала катода, в качестве которого используют конт- 5 ролируемый объект, По скачку потенциала на катоде, характеризующему момент начала электролиза, определяют переходное время, по которому вычисляют площадь объекта (1) .

Однако при измерении площади объектов сложной конфигурации погрешность измерения данным способом возрастает до 20-25% из-за невозможности обеспечить одинаковую плотность тока на различных участ25 ках Поверхности таких объектов.

Наи более близ хим к предлагаемому ,является способ определения площади Поверхности электропроводного объекта, заключающийся в том, что объект погружают в электролитическую ванну совместно с электродом сравнения, подключают анод ванны, объект и электрод сравнения к источнику питания, и измеряют ток ванны и плотность тока. у поверхности электрода сравнения.

Площадь объекта определяют через отношение тоха ванны к плотности тока на поверхности электрода срав- 40 нения, умноженное на коэффициент конфигурации, определяемый экспериментально и учитывающий разницу в плотностях тока на поверхности объекта сложной конфигурации и поверхности электрода сравнения j2) .

Недостатком известного спссоба является его сложность, обусловленная необходимостью определения коэффициента конфигурации для каждсго вновь измеряемого типа объекта контроля и учета изменения этого коэффициента в управляющем вычислительном комплексе.

Цель изобретения — упрощение изме" рения объектов сложной конфигурации. от свойств используемого электролита( в дипазоне 0,1-10 с до начала влияния процесса конвекции.

Поставленная цель,цостигается тем, что согласно способу определения площади поверхности электропроводного объекта, заключающемуся в том, что объект погружают в электролитическую ванну совместно с электродом сравнения, известной площади, подключают анод ванны, объект и электрод сравнения к источнику питания и измеряют ток ванны, поддерживают в течение заданного интервала времени постоянную разность потенциалов между объектом и электродом сравнения, обеспечивающую протекание через объект предельного тока диффузии, а по величине этого тока в конце заданного интервала времени или количеству элект ричества, прошедшего через ванну за этот же интервал времени, определяют площадь объекта с учетом коэффициента пропорциональности, полученного на электроде сравнения.

Кроме того, заданный интервал времени выбирают в зависимости от свойств используемого электролита в диапазоне 0,1-10 с до начала влияния процесса конвекции.

На фиг. 1 изображена блок-схема установки для реализации способа; на фиг. 2 — зависимость тока ванны от приложенной разности потенциалов для фиксированного момента времени; ыа фиг. 3 — теоретическая (и) и реальная (б) зависимости предельного тока от времени.

Установка для реализации способа содержит ванну 1 с электролитом и размещенными в ней анодом 2, электродом 3 сравнения и измеряемым объектом 4, которые подключены к источнику питания — потенциостату 5, В цепь анода 2 включены цифровой амперметр б и/или электронный (электрохимический) интегратор тока кулонометр 7.К входу амперметра б подключено реле 8 времени с нормально замкнутым контактом. в цепи анода 2 ванны 1, Сущность способа определяется двумя основными свойствами предельного тока диффузии, одно из которых заключается в том, что предельный ток За диффузии в любОй момент времени не зависит от приложенной разности потенциалов (диапазон потенциалов (pq — Qg —. Qg фиг, 2), а вто1944964 рое — в том, что ддруменьшается во времени при неизменной приложенной разности потенциалов в неперемешива. емом растворе теоретически до нуля (кривая а, фиг. 3), а практически— до некоторого установившегося значения (кривая б, фиг, 3) за счет усиления конвективных потоков, перемешивающих электролит. Поскольку характер конвекции, а следовательно, и установившееся значение предель- 10 ного тока неопределенным образом зависят от конфигурации объекта, то значения тока в этой области не могут быть использованы для измерения площади объектов сложной кон- 15 фигурации. В течение ограниченного интервала времени, когда конвективные потоки развиться еще не успевают, кривые а, и б сливаются (фиг.3) .

Этот интервал времени не превышает

10 с для электролитов, в которых предельный ток обеспечивается разрядом ионов водорода, и определяется свойствами используемого элект- ролита: вязкостью, коэффициентом диффузии и током обмена разряжающегося иона. Нижняя граница 0,1 с указанного интервала времени опре.деляется требованием соблюдения законов диффузионной кинетики и зависит от величины тока обмена разряжающего иона. .Способ осуществляют следующим образом.

Объект 4 погружают вместе с элект-. родом 3 сравнения в ванну 1 с элект- 35 ролитом и подключают их к потенциостату 5. Устанавливают с его. помощью между объектом 4 и электродом 3 срав. нения разность Потенциалов в интервале (- ф, при которой обеспечи- 4О вается протекание через ванну l предельного тока диффузии, и поддерживают эту разность потенциалов в течение наперед заданного промежутка времени t; с помощью реле 8 времени. По истечении времени реле 8 времени срабатывает, разрывая цепь анода 2,а следовательно, отключая потенциостат 5 и запуская цифровой амперметр б, работающий в режиме однократного запуска. Амперметр б обеспечивает измерение мгновенного значения предельного тока в конце заданного промежутка времени 3 ; лежащего в пределах указанного интервала.

Площадь S поверхности объекта 4 определяют по формуле: где К, — коэффициент пропорциональ ности по току, экспериментально определенный с помощью электрода 3 сравнения.

В случае использования в качестве информативного параметра количества g электричества, площадь S объекта определяют по аналогичной формуле путем измерения Количества

qg. электричества, прошедшего через вайну за заданный промежуток Q аремени, по показаниям кулоиометра 7 с использованием экспериментально определенного для электрода с известной площадью коэффициента пропорциональности по количеству электричества — Kq,. (-()а Я; (2)

Хотя измерение мгновенного s начения тока 1(,;аппаратурно проще благо» даря существованию большого количества цифровых амперметров высокой точности, при измерении количества электричества по предлагаемому способу обеспечивается более высокая надежность и достоверность результатов измерения, так.как обеспечивается не мгновенное (однократное), а непрерывное измерение тока в течение заданного промежутка времени.

Благодаря тому, что при реализации способа объекту сложной конфигурации задается потенциал из области предельного тока диффузии, то несмотря на то, что потенциалы различ ных участков его поверхности отличаются один от другого (фиг. 2 )., находясь при этом в той же области и ((— (p ), через все участки поверхности объекта протекает предельный ток, плотность которого неизменна, В результате обеспечивается прямая пропорциональная зависимость между величиной предельного тока Jg в любой

4 момент времени из укаэанного интервала времени (0,1-10 с) или,соответственно, количеством электричест. ва за этот же промежуток времени Щ. и площадью S объекта.

Таким образом, за счет обеспечения равномерного распределения тока по поверхности объекта сложной конфигурации (работа в области предельных токов диффузии) и устранению мешающего влияния конвекции (огра- . ничение во времени момента измере-. ния предельного тока) обеспечивается высокая точность измерения площади объектов сложной конфигурации при одновременном упрощецю" измерительного процесса.

1044964

Imp

1г

Ir

Inp

Составитель С.Скрыпник

Редактор Н.Старшина Техред A. Ач

Корректор A. Повх

Заказ 7532/37 Тираж 602

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óàãîðîä, ул. Проектная, 4