Устройство для измерения плотности тока в электролите

 

."О. ОЗ СОВЕТСКИ,".

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su e С 25 В 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4064841/31-02 (22) 30.04,86 (46) 15.12.87. Вюл. ¹ 46 (71) Харьковский авиационный инсти,.тут им.Н.Е.Жуковского (72) Н.Д.Кошевой, О.В.Макаров и А.А.Окороков (53) 621.357.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 487165. кл. С 23 В 5/68, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 565080, кл. С 25 D 21/12, 1977, Гусев В.Г. и др. Магниточувствительные первичные измерительные преобразователи плотности тока в электролите. — Измерительная техника № 6, 1977, с.70-73. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТ НОСТИ ТОКА В ЭЛЕКТРОЛИТЕ

;(57) Изобретение относится к ббласти гальванотехники и может использоваться для измерения плотности тока при

» з0« 46 А1 нанесении гальванических покрытий, например, при гальванической металлизации печатных плат. Цель изобретения — повышение помехозащищенности и упрощение устройства. Изобретение заключается в том, что через внутренние окна тороидальных трансформаторов 2, 3, расположенных взаимно параллельно, проходит ток, пропорциональный площади скна и плотности гальванического тока. Обмотки питания и обратной связи трансформа-..оров

2, 3 в? л?очень? на Bxopbl oiscрац??о ного усилителя 1 таким образом, чтобы была реализована положительная обратная связь. Поэтому, если на выходе усилителя 1 имеется какое-либо напряженп::, оно увели" .ивается до максимальной величины. Под воздействием максимального вьп?одно"o напряже)?пя в тра .сформаторах 2, 3 начнет линейно расти магнитный поток. Устройство представляет собой релаксационный генератор, вырабатывающий на выходе операционного усилителя

135934б

1 прямоугольные импульсы с длительностью периода, зависящей от плотности тока в электролите.. 2 ил.

Изобретение относится к гальванотехнике и может использоваться для автоматического измерения плотности тока при нанесении гальванических покрытий, например при гальванической металлизации печатных плат.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности и упрощение устройства.

На фиг.1 представлена схема устройства для измерения плотности тока в электролите; на фиг.2 — диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство является релаксационным генератором, состоящим из операционного усилителя (OY) 1, и двух бесконтактных магниточувствительных первичных измерительных преобразователей, представляющих собой тороидальные трансформаторы 2 и З,.расположенные в гальванической ванне параллельно анодам для измерения плотности тока j. Трансформаторы имеют по две обмотки, обмотку питания и обмотку обратной связи. Начало одной обмотки питания и конец другой подключены к выходу (OY) 1. А концы обмоток обратной связи подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам (OY) 1.

Тороидальные сердечники бесконтактных магниточувствительных первич" ных измерительных преобразователей устанавливают в гальванической ванне таким образом, чтобы окна этих сердечников были параллельны подвеске с деталями. В этом случае часть силовых линий тока по электролиту протекает через окна сердечников и устройство измеряет локальную плотность тока в той части подвески, напротив которой оно установлено.

Устройство работает следующим образом.

Через внутренее окно двух тороидальных трансформаторов 2 и 3, расположенных взаимопараллельно, про— ходит ток пропорциональный площади

5 окна S „ и плотности гальванического тока j. Этот ток наводит в сердечниках магнитный поток 1 =j Я,>„/R»,ãäå

R — магнитное сопротивление сердечника, определяемое его геометрическими параметрами и магнитной проницаемостью, т.е. наводимый поток прямопропорционален плотности тока в гальванической ванне j ..

Обмотки питания и обратной связи

15 трансформаторов 2 и 3 включены на входы (OY) 1 таким образом, чтобы была реализована положительная обратная связь. Поэтому, если на выходе (OY) 1 имеется какое-либо напря20 жение, оно увеличивается до максимальной величины. Под воздействием максимального выходного напряжения в трансформаторах йачнет линейно расти поток (фиг.2). Из- за разного

25 включения питающих обмоток направления наведенного магнитного потока в сердечниках будут различны. Так, например, в сердечнике трансформатора 3 изменяющийся поток в начальЗО ный момент времени будет совпадать с измеряемыми потоком 9 и будет

3 суммироваться с ним, а в сердечнике первого трансформатора 2 изменяющийся поток и измеряемый поток будут

3 вычитаться, так как не совпадают по направлению. Сердечники трансформатора выполнены из ферромагнитного материала с прямоугольной петлей перемагничивания (например, из перма40 лоя или феррита), т.е. при изменении магнитного потока по модулю от О до

/Уз/ (поток насыщения) магнитную проницаемость сердечника можно считать неизмененной, а при достижении сум45марного потока величины насыщения /P / магнитная: проницаемость резко уменьшается. В момент времени, ког1359346 да суммарный ;-оток Р достигает /Фэ / из-за резкого уменьшения магнитной проницаемости уменьшается напряжение обратной связи что приводит к умень2

5 шению напряжения на выходе ОУ, а следовательно, и магнитных потоков в сердечниках трансформаторов. Это вызовет изменение знака напряжения на выходных обмотках и еще большее падение напряжения на выходе OY.

Процесс начинает носить лавинообразный характер (блокинг-процесс) и приводит к "перебрасыванию" ОУ, на выходе меняется знак выходного напряжения. Потоки в сердечниках начинают линейно убывать. Операционный усилитель переключится как только в сердечнике другого трансформатора поток достигнет по модулю значения насыщения / /. Таким образом, устройство представляет собой релаксационный генератор, вырабатывающий на выходе OY прямоугольные импульсы с длительностью периода Т. Длитель- 25 ность периода генерируемых импульсов

Т можно определить из соотношения:

Т=4 W (ф -Ф ) /U=4«Рз /U-4Их где U — максимальное выходное напряжение;

M — число витков первичной обмотки.

Следовательно, длительность периода следования импульсов выходного сигнала линейно зависит от плотности тока в электролите.

Технико-экономический эффект применения предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в повышении помехозащищенности, упрощении согласования с вычислительной машиной и упрощении устройства для измерения плотности тока в электролите, при сохранении точности. Повышение помехозащищенностн и упрощение согласования с вычисли гельной машиной достигается за счет того, что устройство представляет собой релаксационный генератор, вырабатывающий на выходе (OY) I прямоугольные импульсы, длительность Т которых лпнейно зависит от плотности тока в электролите. Упрощение предлагаемого устройства по сравнению с известным достйгается за счет того, что в нем отсутствуют один операционный усилитель, источник стабилизированного переменного тока, компаратор тока, дополнительные обмотки обратной связи на сердечниках преобразователей, прису-тствующие в прототипе. формула изобретения

Устройство для измерения плотности тока в электролите, соцержащее два бесконтактньгх магниточувствительпых первичных измерительных преобразователя с обмотками питания и обратной связи и операционный усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности и упрощения устройства, обмотка питания одного из указанных преобразователей подсоединена к выходу операционного усилителя началом, другого— концом, а конец обмотки обратной связи одного из преобразователей подсоединен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а другого к инвертирующему входу, другие концы обмоток питания и обратной связи заземлены, причем выход операционного усилителя является выходом устройства °

1359346

Составитель А.Абросимов

Техред М. Ходанич

Редактор И.Сегляник

Корректор А. Обруч ар

Заказ 6118/28

Тираж б13

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4