Способ определения площади поверхности электропроводного объекта

 

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОГДАДИ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО ОБЪЕКТА, заключающийся в том, что объект погружают в электролитическую ванну вместе с электродом сравнения , подключают анод ванны, объект и электрод сравнения к источнику питания и измеряют ток ванны, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерения объектов сложной конфигурации, пбддерживают в течение заданного времени постоянную разность потенциалов между объектом и электродом сравнения, обеспечивающую протекание через объект предельного тока диффузий, и по величине этого тока в конце заданного интервала времени или по количеству электричества, прошедшего через ванну за этот же интервал времени, определяют площадь объекта с учетом коэффициента пропорциональности , полученного на электроде сравненияч 44

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„1132146 А зв G 01 В 7/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3371739/25-28 (22) 23. 12.81 (46) 30. 12.84. Бюл. 9 48. (72) В. А. Терешкин, Н.M. Жданович и Б.М. Мильман (53) 621.317.39:531. 71(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 739330, кл. G 01 В 7/32, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР ,N - 647363, кл. G 01 В 7/00, 1976 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩ ЯИ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО

ОБЪЕКТА, заключающийся в том, что объект погружают в электролитическую ванну вместе с электродом сравнения, подключают анод ванны, объект и электрод сравнения к источнику питания и измеряют ток ванны, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения измерения объектов сложной конфигурации, поддерживают в течение заданного 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 по количеству электричества, прошедшего через ванну за этот же интервал времени, определяют площадь объекта с учетом коэффициента пропорциональности, полученного на электроде сравнения

1132146

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю-. шийся 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 объек, та, включающий погружение объекта в раствор электролита и двухразовое пропускание через него стабилизированного тока, превышающего предельное значеще, в процессе которого измеряют изменение потенциала като да, в качестве которого используют контролируемый объект. По скачку потенциала на катоде, характеризующему момент начала электролиза, определяют переходное время, по которому вьиисляют площадь объекта t1) . 20

Однако при измерении площади объектов сложной конфигурации порешность измерения этим способом возрастает до 20-25Х из-за невозможности обеспечить одинаковую плот- 25 ность тока на различных участках поверхности таких объектов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения площади поверхности электЗО ропроводного объекта, заключающийся в том, что объект погружают в электролитическую ванну совместно с элект,— родом сравнения, подключают анод ванны, объект и электрод сравнения к ис З5 точнику питания и измеряют ток ванны и плотность тока у поверхности электрода сравнения (23.

Площадь объекта определяют через отношение тока ванны к плотности тока на поверхности электрода сравнения, . умноженное на. коэффициент конфигурации, определяемый эскпериментально и учитывающий разницу в плотностях тока на поверхности объекта сложной конфигурации и поверхности электрода сравнения. от свойств используемого электролита в диапазоне 0,1-10 с до начала влияния процесса конвекции.

Недостатком способа является его сложность, обусловленная необходи,мостью определения коэффициента конфи;гурации для каждого вновь измеряемого типа объекта контроля и учета изменения этого коэффициента в управляю, щем вычислительном комплексе.

Цель изобретения — упрощение измерения объектов сложной конфигурации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения площади поверхности электропроводного объекта, заключающемуся в том, что. объект погружают в электролитическую ванну вместе с электродом сравнения, поцключают анод ванны, объект и электрод сравнения к источнику питания и измеряют ток ванны, поддерживают в течение заданного времени постоянную разнбсть потенциалов между объектом и электродом сравнения, обеспечивающую .протекание через обьект предельного тока диффузии, и по величине этого тока в конце заданного интервала времени или по количеству электричества, прошедшего через ванну за этот же интервал времени, определяют площадь объекта с учетом коэффициента пропор-, циональности, полученного на электроде сравнения.

Кроме того, заданный интервал времени выбирают в зависимости от свойств используемого электролита в диапазо-

-не О, 1-10 с до начала влияния процесса конвекции.

На фиг. 1 изображена блок-схема установки для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - зависимость тока ванны от приложенной разности потенциалов для фиксированного момента времени; на фиг. 3 — теоретическая (а) 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 пита3 1132146 ния —. потенциостату 5. В цепь анода

2 включены цифровой амперметр 6 и/или электронный (электрохимический) интегратор тока — кулонометр 7. К входу амперметра 6 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 Inp диффузии в любой момент времени не зависит от приложенной разности потенциалов (диапазон потенциалов

I — I — I фиг. 2), а второе в том, 15 что I ð уменьшается по времени при неизменной приложенной разности потенциалов в неперемешиваемом растворе, теоретически, до нуля (кривая й. фиг. 3), а практически — до некоторого установившегося значения (кри-. вая К фиг. 3) за счет усиления конвективных потоков, перемешивающих электролит. Поскольку характер конвекции, а следовательно, и установив- 5 шееся значение предельного тока неопределенным образом зависит от конфигурации объекта, то значения тока в этой области не могут быть использованы для измерения площади .объектов сложной конфигурации. В течение ограниченного интервала времени, когда конвективные потоки разви-, ться еще не успевают, кривые а и о сливаются (фиг. 3). Этот интервал времени не превышает 10 с для элект35 ролитов, в которых предельный ток обеспечивается разрядом ионов водорода, и определяется свойствами используемого электролита: его вязкостью, 40 коэффициентом диффузии и током обмена разряжающегося иона. Нижняя граница 0,1 с вышеуказанного интервала времени определяется требованием соблюдения законов диффузионной ки45 нетики и зависит от величины тока обмена разряжающегося иона.

Способ осуществляют следующим образом.

Объект 4 погружают вместе с элект-5о родом 3 сравнения в ванну 1 с электролитом и подключают их к потенциостату 5. Устанавливают с его помощью между объектом 4 и электродом 3 сравнения разность потенциалов в интер- у вале I" — ?», при которой обеспечивается протекание через ванну 1 предельного тока диффузии, и поддержи4 вают эту разность потенциалов в течение наперед заданного промежутка времени t с помощью реле 8 времени, По истечении этого времени реле 8 времени срабатывает, разрывая цепь анода 2 а следовательно, отключая потенциостат 5 и запуская цифровой амперметр 6, работающий в режиме

1 однократного запуска. Амперметр 6 обеспечивает измерейие мгновенного значения предельного тока в конце заданного промежутка времени I лежащего в пределах вышеуказанного интервала.

Площадь S поверхности объекта 4 определяют по формуле

S = Q; ° Кс (1) где К вЂ” коэффициент пропорциональс ности по току, экспериментально опре- деленный с помощью электрода 3 cpasнения.

В случае использования в качестве информативного параметра количества

Q электричества, площадь S объекта определяют по аналогичной формуле путем измерения количества (электричества, прошедшего через ванну sa заданный прояежуток t< времени, по показаниям кулонометра 7 с использованием экспериментально определенного для электрода с известной площадью коэффициента пропорциональности по количеству электричества Кцс

s - =0< ко„ (2)

Хотя измерение мгновенного значения тока Т саппаратурно проще благодаря существованию большого количества цифровых амперметров большой точности, при измерении количества электричества по данному способу обеспечи-, вается более высокая надежность и дос= товерность результатов измерения, так как обеспечивается не мгновенное (однократное), а непрерывное измерение тока в течение заданного промежутка времени.

Благодаря тому, что при реализации данного способа объекту сложной конфигурации задается потенциал из области предельного тока диффузии, то несмотря на то, что потенциалы различных участков его поверхности и отличаются один от другого (фиг ° 2), находясь при этом в той же области (I, — I, ), через все участки поверхности объекта протекает предельный ток,плотность которого неизменна на всей его поверхности. За счет

1132146 1

I) у/

ВНИКПИ Заказ 9751/33 Тираж 586 Подписное

Филиал ППП "Памеи ", r Ужгород, уа.Проекткаа, 4 этого обесггечивается -прямая пропорциональная зависимость между величиной предельного тока Т „в любой момент . времени из- вышеуказанного интервала времени (0,1-10 с) или, соответст- 5 венно, количеством электричества за этот же промежуток времени Ц и пломб щадью S объекта.

Таким образом, благодаря обеспечению равномерного распределения тока по поверхности объекта сложной конфигурации (работа,в области предельных токов диффузии) и устранению мешающего влияния конвекции (ограничение во времени момента измерения предельного тока) обеспечивается высокая точность измерения площади объектов сложной конфигурации при одновременном упрощении измерительного процесса..