Датчик плотности тока в гальванической ванне

 

ДАТЧИК ПЛОТНОСТИ ТОКА В ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ВАННЕ, содержащий тороидальный магнитопровод с обмотками и защитным покрытием, о т л ичатощийся тем, что, с целью уменьшения искажений электрического поля в измеряемой среде и повышения точности измерений, с обеих торцовыхсторон датчика установлены с зазором кольцевые экраны, концентрически расположенные причем экраны одинаковых геометрических размеров соединены между собой через резисторы . (Л с о сд .U 4 СЛ 100

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) ()l) 3(5)) С 25 0 21 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ... )31

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3434603/22-02 (22) )4 .05.82 (46) )5.11.83. Вюл..Р 42 (72) Н.К.Фокин, А.Н.Фокин, В.Г.Гуces и И.П.Иванов ,(53) 621. 357.77(088.8), (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 565955, кл. С 25 0 21/12, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 706761, кл. (i О) И 27/02, 1979.. (54)(57) ДАТЧИК ПЛОТНОСТИ ТОКА В

ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ВАННЕ, содержащий тороидальный магнитопровод с обмотками и защитным покрытием, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения искажений электрического поля в измеряемой среде и повышения точности измерений, с обеих торцовых сторон датчика установлены с зазором кольцевые экраны, концентрически расположенные причем экраны одинаковых геометрических размеров соединены между собой через резисторы.

l054458

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для контроля плотности тока в электролите.

Известен датчик плотности тока, выполненный в виде тороидального ферромагнитного сердечника с обмотками, имеющий определенную площадь внутреннего окна Я .

Поперечное сечение датчиков препятствует прохождению ионного тока электролита.и искажает электрическое поле в гальванической. ванне.

При практической реализации таких датчиков приходится сводить к мини- 15 муму поперечную площадь серпечников с намотанной на них обмоткой и с защитным покрытием от агрессивной среды электролита ванны.

Идеальным датчиком такого типа, 20 являлся бы датчик, сердечник которого с намотанными обмотками. можно .было бы представить линией. Поэтому в реальных конструкциях для уменьшения габаритов датчика используются Аерромагнитные сердечники с малой площадью поперечного сечения без обоймы. Но такие сердечники имеют повьш енное магнитное сопротивление.

Поэтому недостатком такого датчика является повышенная чувствительность его к внешним магнитным полям.

Кроме того, ло условиям работы датчик может располагаться на участках, имеющих сильную неоцнородность электрического поля по внешнему его контуру. Например, если датчик расположен около стенки ванны, то с этой стороны ток существенно меньше

40 и равнодействующая магнитного поля в

i сердечнике от внешних токов, окружающих датчик, не равна нулю. Это при-. водит к погрешности измерения плотности тока в электролите.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является датчик плотности тока, содержащий тороидальный магнитопровод с обмотками и защитным покрытием, имеющий постоянную известную площадь внутреннего окна(Я)

Однако за счет шунтирования электроприводным экраном электролита гальванической ванны еще больше искажается картина электрического поля ванны, что приводит к дополнительной погрешности измерения и неравномерному осаждению металлов или сплавов на покрмвэе ых деталях, Данный датчик предназначен для уменьшения погрешности измерения плотности тока электролита при гальванических покрытиях от воздействия на датчик искаженных магнитных сило- вых линий в объеме ванны. Степень искажения электрических силовых линий в ванне зависит от вносимой в электролит конструкции датчика и от места расположения его в ванне.

Цель изобретения — уменьшение искажений электрического поля в измеряемой среде и повышение- точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике плотности тока в гальванической ванне, содержащем тороидальный магнитопровод с обмотками и защитным покрытием, с обеих торцовых сторон датчика установлены с зазором кольцевые экраны, концентрически расположенные, причем экраны одинаковых геометрических размеров соединены между собой через резисторы.

На чертеже представлена конструкция датчика плотности тока.

Датчик состоит из Аерромагнитноrî тороидального магнитопровода 1 с обмотками 2, защищенного покрытием

3, кольцевых экранов 4 и резисторов

5. Введение концентрически расположенных.кольцевых экранов 4 с гаран-. тированными зазорами позволяет через них замыкать магнитные потоки от тока электролита.

Учитывая, что условия распределения потенциала по поверхности датчика неоднородны, так как конструкция датчика имеет участки, препятствувщие свободному перемещению электролита и соответственно ионного тока, экран выполнен не сплошным, а из отдельных концентрических колец.

Гарантированные зазоры между кольцами способствуют свободному перемещению электролита через общую конструкцию датчика. Зазор должен исключить электропроводность между экранами. через материал экрана.

Значения резисторов подбираются так, чтобы объем, заключенный между экранами одинаковых размеров (два условных цилиндра, ограничивающих объем, соприкасаются — один с внутренними отверстиями, другой — с

1054458

Технико-экономические преимущества заключаются в степени. повышения g5 точности измерения. Такое выполнение датчика позволяет практически устранить искажение картины рас1,9

0,0620

0,1944

0,6737

1,2822

+5,2

6,0

+9,5

21,0

+7,2

39,9

+5,1

+3,4

2,0

6,2

+9,3

21,5

40,7

+8,7

+4,4

1,9

+6, 1

6,0

+7,3

+9,2

20,5

39,3

3 наружными поверхностями экранов), имел сопротивление, равное сопротивлению такого же объема электролита, имеющего ту же геометрическую форму. Выбрать сопротивления резисторов можно с помощью как экспериментальных исследований, так и с помощью расчетов. Причем в последнем случае приходится учитывать все геометрические параметры датчика и экранов, а также электрические параметры электролита и экранов. Так как совокупность экранов с резисторами в месте расположения неэлектрацроводной части датчика создают область, в которой электрическое сопротивление в наиболее важном для измерения и техпроцесса направлении близко к сопротивлению такого же объема электролита, искажения . электрического поля резко уменьшаются.

0,0626

0,1955

0,6750

1,2789

0,06216

0,1948

0,6718

l,?873 пределения электрического поля в ванне, полностью устранить влияние на датчик токов, протекающих в объеме ванны, устрайитв неравномерность покрытий на покрываемых деталях. Испытания показывают преимущества данного датчика перед .датчиками, выполнениыми без экранных концентрических колец, соединенных

10 резисторами. На результаты пракгически не влияют внешние магнитные поля, неоднородности электрического поля и экранирование от вносимого в электролит измерительного прибора.

Опытные испытания известных и предлагаемого датчика плотности тока проводились в рабочей ванне путем контрольных размеров толщины покрытия серебрения одинаковых деталей при задании плотности тока в ванне с помощью проверяемых датчиков. Правильность показания плотности тока в электролите оценивалась по соответствию толщины покрытия .расчетному значению по известным эависимос; тям.

Данные сведены в таблицу.

1054458

Продолжение таблицы

Известные

2,0

22,2

42,0

2,0

6, 4

22,1

42,0

2,0

6,4

2Z,3

42,2

Составитель С.Пономарев

Редактор Н. Горват Техреду.Костик КорректорА.Тяско

Заказ, 9044/35 Тираж 643 Подписное

BHHHDH Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, W-35, Раушская наб., д. 4/5

/ филиал ПЛН "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

0,0641.

0,2003

0,6973

1,3206

0,0638

0,2004

0,6953

1,3236 .

0,0636

0,2006

0,6986

I 3226

- Испытания, проводимые в рабочих ваннах с малым объемом, показали, что предлагаемое устройство для замера

+12,0

+14,2

+13,6

+16, 1.

+14, 1

+15, Ь

+14,8

+17,2

+13, 1

+ l6,2

+14,9

+16,9 плотности тока позволяет получать покрытие деталии более, чем в 2 раза с меньшими допусками от расчетных значений,