Устройство стабилизации скорости осаждения металла в гальванической ванне

 

Изобретение относится к оборудованию для гальванотехники и может быть использовано, в устройствах управления гальваническими ваннами. Цель изобретения - улучшение качества продукции и экономия материала покрытия. Входы преобразователя 5 параметров подключены к датчикам, находящимся в гальванической ванне 1, а его выходы соединены с входами элемента управления 9 и управляющими входами преобразователя 4 ток-частота , сигнальный вход которого подключен к выходу шунта 3. Вход шунта 3 соединен с выходом регулируемого источника питания 2. Выход преобразователя 4 ток-частота подключен к входу преобразователя 6 частоты, выход которого соединен с одним из входов схемы сравнения 7, а второй ее вход подключен к выходу задатчика 8 скорости осаждения. Выход схемы сравнения 7 соединен с входом элемента управления 9, выход которого подключен к входу блока регуляторов 10. Улучшение качества продукции и экономия материала покрытия достигаются введением в данное устройство преобразователя параметров шунта, преобразователя ток-частот, элемента управления и блока регуляторов. 1 ил. с (Л с со ел | 4 О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111 (594 (25 D 21 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4094801/31-0? (22) 18.07.86 (46) 07.12.87. Бюл. ¹ 45 (71) Смоленский филиал Московского энергетического института (72) Н.В.Ковалков, M.Á.Ãëàäøòåéí, В.П.Фомченков и А.Г.Ревин (53) 621.357.77(088.8)

I (56) Авторское свидетельство СССР

У 621808, кл. С 25 D 21/12, 1976.

Авторское. свидетельство СССР

Ф 590378, кл. С 25 D 21/12, 1976. (54) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ ОСАЖДЕНИЯ META313IA В ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ВАННЕ (57) Изобретение относится к оборудованию для гальванотехники и может быть использовано. в устройствах управления гальваническими ваннами.

Цель изобретения — улучшение качества продукции и экономия материала покрытия. Входы преобразователя 5 параметров подключены к датчикам, находящимся в гальванической ванне 1, а его выходы соединены с входами элемента управления 9 и управляющими входами преобразователя 4 ток-частота, сигнальный вход которого подключен к выходу шунта 3. Вход шунта 3 соединен с выходом регулируемого источника питания 2. Выход преобразователя 4 ток-частота подключен к входу преобразователя 6 частоты, выход которого соединен с одним из входов схемы сравнения 7, а второй ее вход подключен к выходу задатчика 8 скорости осаждения. Выход схемы сравнения 7 соединен с входом элемента управления 9, выход которого подключен к входу блока регуляторов 1О. Улучшение качества продукции и экономия материала покрытия достигаются введением в данное устройство преобразователя параметров шунта, преобразователя ток-частотЬ, элемента управления и блока регуляторов. 1 ил.

13

Изобретение относится к оборудонанию для гальванотехники и может быть использовано в устройствах управления гальваническими ваннами, главным образом на автоматических и полуавтоматических линиях нанесения гальванических покрытий.

Цель изобретения — улучшение качества продукции и экономия материала покрытия.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит гальваническую ванну 1, регулируемый источник 2 питания, шунт 3, преобразователь 4 ток-частота с управляемым коэффициентом преобразования, преобразователь

5.параметров, преобразователь 6 частоты, схему 7 сравнения, задатчик

8 скорости осаждения, элемент 9 управления и блок 10 регуляторов °

Входы преобразователя 5 параметрон подключены к датчикам, находящимся н гальванической ванне 1, а его ныходы соединены с контролирующими входами элемента 9 управления и управляющими входами преобразователя 4 ток-частота, сигнальный вход которого подключен к выходу шунта 3, вход которого соединен с выходом регулируемого источника 2 питания и питающими электродами гальванической ванны 1, Выход преобразователя 4 ток-частота подключен к входу преобразователя 6 частоты, выход которого соединен с одним из входов схемы сравнения, а втОрой ее вход подключен к выходу за датчика 8 скорости осаждения. Выход схемы 7 сравнения соединен с входом элемента 9 управления, выходы которого подключены к управляющим входам регулируемого источника 2 питания и блока 10 регуляторов.

Устройство работает следующим образом.

При протекании через гальваническую нанну постоянного тока I в течение,времени t ожидаемую толщину покрытия 4 рассчитывают по формуле где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

S — площадь покрываемых деталей (площадь катода).

Средняя скорость осаждения V металла - величина, равная отношению

57469

2 полученной толщины покРытия Р к времени t протекания тока I

V=.—

t (2) Учитывая соотношение (1), получаV= -- I.

К

8к (3) 10

;Для реальных процессов гальванопокрытия коэффициент пропорциональности К не является постоянной величиной, а зависит от многих парамет ров процесса, в частности от темпе0 ратуры электролита t, его концентрации С, величины водородного потенциала РН и других

K=f(t,С, РН...), (4) 20

Следовательно, изменение значения этих параметрон, наряду с изменением тока ванны I и площадки катода

8, приводит к нестабильности скорости осаждения металла. 3То вызывает получение разных значений толщины покрытия о эа одинаковое время протекания тока, т.е. появление брака или перерасход металла покрытия.!

В данном устройстве питание гальванической ванны 1 осуществляется от регулируемого источника 2 питания, 35 Напряжение 1!,, снимаемое с шунта 3, пропорционально току I гальванической ванны 1, подается на сигнальный вход преобразователя 4 ток-частота с управляемым коэффициентом преоб40 разования. При номинальных значениях контролируемых параметров гальванической ванны 1, т.е. при номинальной скорости осаждения металла,, на выходе преобразователя 4 ток-ча4В стота вырабатываются импульсы напряжения, частота f следования которых пропорциональна V, . Преобразователь

6 частоты преобразует частоту f в пропорциональное напряжение 11 . Схе-. ма 7 сравнения сравнивает это напря.жение с напряжением 11 уставки, подаваемым с задатчика 8 скорости осаждения. При номинальном значении скорости осаждения на выходе схемы 7 сравнения напряжение 11 равно нулю.

При нулевом уровне напряжения 1J элемент 9 управления вырабатывает такие управляющие сигналы на регулируемый источник 2 питания и блок 10 регуля13574

Вп1ИПИ Заказ 5972/25 Тираж 613

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 торов, которые сохраняют существующие параметры гальванической ванны на данном уровне. При отклонении реальных значений параметров от номинальных, например при изменении температуры электролита, его концентрации, величины рН, площади катода и т.д., изменяется скорость осаждения металла в ванне. При этом преобразователь

5 параметров вырабатывает дополни- 10 тельные сигналы, которые изменяют коэффициент преобразования преобразователя 4 ток-частота таким образом, что частота f íà его выходе пропорциональна новому значению скорости осаждения. На выходе схемы сравнения появляется напряжение рассогласования U . Элемент 9 управления в зависимости от величины и знака этого напряжения с учетом сигналов с выхо- 20 дов преобразователя 5 параметров и шунта 3, которые несут информацию о реальных значениях параметров гальванической ванны 1, изменяет управляющие сигналы на регулируемый источник 25

2 питания и блок 10 регуляторов. Последние изменяют параметры гальванической ванны 1 так, чтобы обеспечивалась заданная скорость покрытия, а параметры ванны не выходили за рамки предельно допустимых значений, определяемых технологией покрытия и заданных в элементе 9 управления.

Алгоритм работы элемента 9 управления зависит от вида наносимого покрытия и особенностей конкретной технологической линии. Например, в первую очередь стабилизация скорости осаждения может осуществляться за счет регулирования тока I ванны путем воэ" 40 действия на регулируемый источник 2 питания. Если за счет изменения тока

I в пределах допущенных уровней невозможно добиться поддержания задан- ной скорости осаждения, вырабатывает-45 ся воздействие, управляющее регулятором, например, температуры в блоке

10 регуляторов, затем регулятором концентрации, рН и т.д. Последовательность изменения параметров и их количество определяется конкретными условиями на линии (наличием дозаторов, регуляторов температуры и т,п.3.

Коэффициенты влияния температуры электролита его концентрации и дру»

69 4 гих факторов на скорость осаждения находят путем сбора и обработки статистических данных.

Изменение скорости осаждения металла в сторону номинального значения приводит к соответствующему изменению частоты f и уменьшению напряжения рассогласования U< . При достижении напряжением 13 нулевого уровня. устанавливается статический режим работы устройства при новых значениях параметров ванны, обеспечивающих номинальную скорость осаждения металла.

Формула изобретения

Устройство стабилизации скорости осаждения металла в гальванической ванне, содержащее регулируемый источник питания гальванической ванны с электродами и измерительный прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества продукции и экономии материала покрытия, оно снабжено преобразователем параметров, шунтом, преобразователем ток-частота с управляемым коэффициентом преобразования, элементом управления и блоком регуляторов, а измерительный прибор выполнен в виде датчиков, помещенных в ванну, преобразователя ча» стоты и схемы сравнения с задатчиком скорости осаждения, причем входы преобразователя параметров подключены к датчикам, а его выходы соединены с контролирующими входами устройства управления и управляющими входами преобразователя ток-частота, сигнальный вход которого подключен к выходу шунта, вход которого соединен свыходом регулируемого источника питания и питающими электродами гальванической ванны, выход преобразователя ток-частота подключен к входу преобразователя частоты, выход которого соединен с одним иэ входов схемы сравнения, второй ее вход подключен к выходу задатчика скорости осаждения, выход схемы сравнения соединен с входом элемента управления, выходы которого подключены к управляющим входам регулируемого источника питания и блока регуляторов.