Устройство для автоматического контроля массы осажденного металла

 

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (11 4 С 25 D 21/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (21) 3850109/22-02 (22) 29.11.84 (46) 23.04.86. Бюл. 1(- 15 (71) Смоленский филиал Московского ордена Ленина и ордена Октябрьской

Революции энергетического института (72) Г.В. Зарицкий, М.Б. Гладштейн, Н.В. Ковалков и И.К. Ермолин (53) 621.357.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 581173, кл. С 25 D 21/12, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 836245, кл. С 25 D 21/1 2, F981 ° (54)(57) I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ МАССЫ ОСАЖДЕННОГО

МЕТАЛЛА, содержащее датчик тока, преобразователь температуры, сумматор, преобразователь ток-частота, основной .счетчик и схему сравнения, о т— л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля массы осажденного металла, оно снабжено дополнительным счетчиком с автономным питанием, преобразователем кода в напряжение, потенциометром начального уровня концентрации и преобразователем величины рН электролита, причем входы основного и дополнительного счетчиков объединены, а выходы дополнительного счетчика соединены с входами преобразователя кода в напряжение, выход последнего подключен к одному из входов сумматора, к двум другим входам сумматора подключены соответственно выходы преобразователя температуры и преобразователя величины рН, еще один вход сумматора соединен с движком потенциометра начального уровня концентрации, а выход сумматора подключен к управляющему входу преобразователя ток-частота.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что преобразователь ток-частота выполнен в виде блока с управляемым коэффициентом преобразования.

Изобретение относится к устройствам гальванотехники и может быть использовано для непрерывного контроля массы осажденного в гальванической ванне металла, в частности золота.

Целью изобретения является повышение точности контроля массы осажденного металла.

На фиг, 1 изображена блок-схема 1О предлагаемого устройства; на фиг. 2— преобразователь ток-частота с. управляемым коэффициентом преобразования.

Устройство состоит из датчика 1 тока, преобразователя 2 ток-частота д с управляемым коэффициентом преобразования, счетчика 3, схемы 4 сравнения кодов, задатчика 5 кода требуеМого веса осажденного металла., преобразователя 6 температуры, преоб",щ разователя 7 величины рН, сумматора 8, потенциометра 9 начального уровня концентрации, преобразователя 10 код-напряжение и второго счетчика 11. 2S

К выходу датчика 1 тока подключен преобразователь 2 тока в частоту с ,управляемым коэффициентом преобразования. Входы счетчиков 3 и 1) объединены и подключены к выходу преобразователя 2. Выходы счетчика 3 подключены к одним из входов схемы 4 сравнения кодов, а выходы задатчика 5 кода требуемого веса — к вторым входам схемы 4 сравнения кодов. Выходы счетчика ll соединены с входами преобразователя 10 код-напряжение, а выход последнего соединен с одним из входов сумматора 8, два других входа которого подключены соответственно к выходам преобразователя 6 температуры

Ю ,и преобразователя 7 величины рН. Еще один вход сумматора 8 подключен к движку потенциометра 9 начального уровня концентрации, а выход сумматора 8 подключен к управляющему входу преобразователя 2 ток-частота.

Преобразователь 2 ток-частота C управляемым коэффициентом преобразования может быть выполнен по следую- SO щей функциональной схеме (фиг. 2): шунт ванны R„, преобразующий величи.ну тока через ванну в пропорциональное напряжение U Ä, сглаживающий фильтр R,С,, обеспечивающий подавле- М ние пульсаций как входного U „ сигнала, так H сигнала обратной связи преобразователя, усилитель рассогласо885 . г вания А, ключи К! и К2, интегратор, выполненный на основе усилителя А, пороговое устройство на основе усилителя А, инвертор Ииви нормирующее устройство на основе ключей КЗ и К4.

Пусть в рассматриваемый момент времени ключи Kl и К4 замкнуты, ключи К2 и КЗ разомкнуты, а управляющее напряжение Uynp имеет. некоторую постоянную величину. Тогда входное напряжение Б „ усиливается усилителем рассогласования А) и через замкнутый ключ Kl и сопротивление R поступает на вход интегратора А, на выходе которого появляется линейно возрастающее напряжение, поступающее на инвертирующий вход усилителя А>, где сравнивается с некоторым постоянным уровнем напряжения U, имеющим место на неинвертирующем входе А>. Как только эти напряжения сравняются, меняется полярность выходного напряжения усилителя А, а следовательно, и знак напряжения в точке а усилителя А> При этом размыкается ключ Kl замыкаются ключ К2 и ключ КЗ нормирующего устройства. Знак напряжения

U>„ управления противоположен знаку выходного напряжения усилителя А,, поэтому на выходе интегратора А пог является линейно убывающее напряжение, причем скорость его убывания пропорциональна величине U . Через сопротивление R обратной связи и ключ КЗ в это время на вход усилителя А, поступает напряжение U, . Как только уровень напряжения на инвертирующем входе усилителя А> сравняется с уровнем напряжения в точке а этого усилителя, полярность напряжения на его выходе снова меняется на противоположную, снова з амыкаются ключи Kl и К4, размыкаются ключи К2 и КЗ, а на выходе интегратора опять появляется линейно нарастающее напряжение, и цикл работы блока повторяется.

Таким образом, на выходе преобразователя формируются отрицательные импульсы, длительность которых зависит от величины U . При большом коэффициенте усиления усилителя рассогласования А1 в установившемся режиме напряжение на его входе практически равно нулю, т.е. протекающий от источника U через сопротивление

R, ток компенсируется средним значением тока, созданного цепью обратной

12258 сопротивf вы где U выв откуда (3) в уравнение 30

Бч в>о4 Я.11 С П Н 1вР

Std х связи и протекающего через

ТЯ,= д,,р

П1 вх

\

R(1-1в ц т

R> Ã „„R„ напряжение нормирующего устройства; 10 длительность отрицательных импульсов на выходе преобразователя; частота следования импульсов на выходе преобразователя.

В свою очередь, длительность t„ импульса на выходе преобразователя 0 определяется временем перезаряда емкости интегратора Ai от уровня +Un до -U под действием источника U „ а т.е. имеет место равенство 211 ч"

C2U H и Я

Ч Р

Подставляя выражения (3) (2), получаем

К1-1щ Ugnp.

Таким образом, частота выходного З5 сигнала преобразователя пропорциональна как величине U так и уровню управляющего напряжения U

В данном устройстве велйчина напряжения U> зависит от концентрации

40 электролита, значения рН и его температуры. Коэффициенты, учитывающие влияние указанных параметров, находятся экспериментально. В результате, в каждое мгновение времени значение 45 частоты следования импульсов на выходе преобразователя тбк-частота с управляемым коэффициентом усиления пропорционально скорости осаждения металла на катоде электролитической ванны при данных условиях осаждения.

Учет реальных условий осаждения позво. ляет повысить точность непрерывного контроля массы осажденного металла.

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал датчика 1 тока поступает на вход преобразователя 2

85 4 ток-частота с управляемым коэффициентом преобразования. При номинальных значениях температуры электролита, величины рН и концентрации ионов основного металла коэффициент преобразования преобразователя 2 выбирается таким, что количество импульсов, которые вырабатывает преобразователь за определенное время при номинальной величине тока через электролит, в точности пропорционально величине массы осажденного металла. Это число импульсов подсчитывается счетчиком 3 и получившийся в счетчике 3 код сравнивается с помощью схемы 4 сравнения кодов с заданным, полученным от задатчика 5 веса. Если эти коды совпадают, схема 4 сравнения кодов выдает сигнал об окончании процесса.

При отклонении реальной температуры и величины рН электролита от номинальных преобразователи 6 и 7 соответственно температуры и рН вырабатывают дополнительный сигнал поправ" ки, который через сумматор 8 изменяет коэффициент преобразования преобразователя 2 ток-частота в соответствии с изменением коэффициента выхода по току металла в данных условиях. ч

К выходу преобразователя 2 токчастота подключен второй счетчик 11 с автономным питанием, в котором образуется код, пропорциональный сум= марной массе осажденного на катоде металла, причем этот код увеличивает-, ся по мере возрастания количества партий деталей, покрытых в данной ванне. Для некоторых процессов, в частности золочения, уменьшение концентрации ионов основного металла в электролите пропорционально суммарной массе осажденного в данном электролите металла. Код со счетчика 11 поступает на входы преобразователя 10 код-напряжение, где преобразуется в пропорциональное напряжение, которое через сумматор 8 корректирует коэффициент преобразования преобразователя 2 тока в частоту в соответствии с изменением концентрации. Начальное значение уровня концентрации, которое определяется с помощью лабораторного анализа перед покрытием первой партии деталей, а также после очередной корректировки электролита вводится в устройство с помощью потенциометра 9!

225885

Фиг.2

Составитель С. Пономарев

Редактор И. Николайчук Техред И.Попович Корректор М. Максимишинец

Заказ 2!06/20 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1!303$, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 начального уровня концентрации. После корректировки электролита счетчик !! обнуляется.

Устройство позволяет повысить точность контроля массы осажденного металла эа счет учета влияния величины рН электролита и концентрации ионов основного металла, причем не требуется непрерывного измерения кон- центрации.