Устройство для измерения толщины металлопокрытий

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения металлических покрытий. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение номенклатуры контролируемых объектов путем уменьшения зависимости результатов измерений от нестабильности площади поверхности испытуемого участка контролируемых объектов . Генератор 18 тактовых импульсов вырабатывает короткий импульс, включающий генератор 10 переменного напряжения , подающий выходное напряжение на .второй вход сумматора 7 и на опорный вход детектора 9. Между электродами 2 и 4 электрохимической ячейки 1 протекает ток, вызывающий на выходе преобразователя 5 ток - напряжение сигнал, который детектируется и сглаживается детектором 9 и записывается в блок 8 памяти. В момент

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (э!)ю G 01 В 7/06

ГОСУДнРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4611820/28 (22) 01,12 88 (46) 07.01.91. Бюл. hL 1 (71) Институт химии -вердого тела и переработки минерального сырья СО АН СССР (72) В.И. Кензин, А.А. Волошин, С.П, Новицкий и А.И. Маслий (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 462062, кл. 6 01 В 7/06, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения металлических покрытий. Цель изобретения — повышение точности иэмере„„Я2„„1619006 А1 ний и расширение номенклатуры контролируемых объектов путем уменьшения зависимости результатов измерений от нестабильности площади поверхности испытуемого участка контролируемых объектов. Генератор 18 тактовых импульсов вырабатывает короткий импульс, включающий генератор 10 переменного напряжения, подающий выходное напряжение на ,второй вход сумматора 7 и на опорный вход детектора 9. Между электродами 2 и 4 электрохимической ячейки 1 протекает ток, вызывающий на выходе преобразователя 5 ток — напряжение сигнал, который детектируется и сглаживается детектором 9 и записывается в блок 8 памяти. В момен

1619006 ф-лы, 1 ил, окончания тактового импульса сигнал, про- порциональный площади поверхности испытуемого участка контролируемого объекта, переносится в сумматор, одновременно отключается генератор 10 и счетчик 17 импульсов сбрасывается в нулевое состояние. Через ячейку начинает протекать ток поляризации, т. е. начинается анодное растворение покрытия. Счетные импульсы с генератора 15 через ключ 14 и преобразователь 16 количества импульсов поступают в счетчик 17 и накаплива-, Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения металлических покрытий в приборо- и машиностроении, Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение номенклатуры контроЛируемых объектов путем уменьшения зависимости результатов измерений от нестабильности площади поверхности испытуемого участка контролируемых объектов.

На чертеже представлена структурная схема устройства, Устройство содержит электрохимическую ячейку 1, в состав которой входят электрод 2, предназначенный для соединения с контролируемым объектом, электрод 3 сравнения и вспомогательный электрод 4, который через преобразователь 5 ток напряжение подключен к выходу усилителя 6 напряжения, вход которого соединен с выхо, дом сумматора 7. Первый вход последнего подключен к выходу блока 8 памяти, второй вход- к опорному входу детектора 9 и выходу генератора 10 переменного напряжения, третий вход- к выходу фильтра 11 верхних частот, а четвертый — к выходу фильтра 12 нижних частот, вход которого соединен с выходом преобразователя 5 ток — напряжение и сигнальным входом детектора 9. Выход последнего подключен к информационному входу блока 8 памяти. Электрод 3 сравнения электрохимической ячейки подключен к входам фильтра 11 верхних частот и порогового элемента 13, выход которого соединен с входом сброса блока

8 памяти и одним из входов ключа 14, подключенного другим входом к генератору 15 счетных импульсов. Выход ключа 14 соединен с входом преобразователя 16 количества импульсов с переменным коэффициентом преобразования, соединенного своим выходом с входом счетчика 17 импульсов. Генератор 18 тактовых импульсов соединен с входом сброса счетчика 17 импульсов, входом записи блока

40 ются в нем. После полного снятия металлопокрытия происходит резкое изменение сигнала на участке ячейки между обьектом и электродом 3 сравнения. При достижении этого напряжения, равного напряжению срабатывания порогового элемента 13, последний закрывает ключ 14 и сбрасывает до нуля значение, запомненное в блоке 8. Процесс измерения заканчивается. Число в счетчике 17 характеризует толщину. 1 з.п, 8 памяти и входом запуска генератора 10 переменного напряжения.

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии на выходе генератора 18 -актовых импульсов имеет место низкий уровень напряжения. При этом генератор 10 переменного напряжения выключен, на первом и втором входах сумматора

7 нет сигналов, электрохимическая ячейка 1 обесточена, а на входе порогового элемента

13 имеется напряжение, близкое к равновесному потенциалу электрода 2, измеренному относительно электрода 3 сравнения.

В момент начала измерения генератор

18тактовых импульсов вырабатывает короткий (относительно длительности всего процесса измерения) импульс. На время действия этого импульса включается генератор 10 переменного напряжения. его выходное напряжение поступает на второй вход сумматора 7 и на опорный вход детектора 9. Между электродами 2 и 4 ячейки 1 протекает переменный ток I, что вызывает появление на выходе преобразователя 5 ток — напряжение сигнала, который детектируется и сглаживается детектором 9 и затем поступает на информационный вход блока 8 памяти, сигнал которого прямо пропорционален площади поверхности испытуемого участка контролируемого объекта.

В момент окончания тактового импульса в блоке 8 памяти фиксируется значение сигнала. пропорционального указанной площади, и он подается на первый вход сумматора 7, Одновременно с этим выключается генератор переменного напряжения, сбрасывается в нулевое состояние счетчик

17 импульсов, а через ячейку 1 начинает протекать ток поляризации 1, т, е. начинается анодное растворение покрытия контролируемого объекта. С этого момента счетные импульсы с выхода генератора 15 через открытый ключ 14 и преобразователь

1619006 тором тактовых импульсов, соединенным с

25 входом записи блока памяти, входом запуска генератора переменного напряжения и входом сброса счетчика импульсов, а электрохимическая ячейка выполнена в виде электрода, предназначенного для соединения с контролируемым объектом вспомогательного электро30 да, и электрода сравнения, соединенного с входами фильтра верхних частот и порогового элемента, выход которого соединен с входом сброса блока памяти, первый и второй выхо35

45 ды преобразователя ток — напряжение соединены соответственно с входом фильтра нижних частот и вспомогательным электродом, все элементы устройства, кроме вспомогательного электрода и электрода сравнения, предназначены для соединения с общей шиной.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что детектор выполнен синхронным и опорным входом соединен с выходом генератора переменного напряжения.

Устройство позволяет сформировать ток анодного растворения покрытия, прямо пропорциональный площади поверхности испытуемого участка контролируемых объектов, и за счет этого снизить зависимость результатов измерений от нестабильности этой площади и снизить общую погрешность измерения толщины металлопокрытия изделий вне зависимости от их формы и размеров.

Составитель Л.Крюкова

Редактор Н.Бобкова Техред M.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 35 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

16 количества импульсов поступают в счетчик 17 и накапливаются в нем.

В момент снятия металлопокрытий и обнажения подложки контролируемого объекта происходит резкое изменение сигнала на участке ячейки между контролируемым объектом и электродом 3 сравнения, Когда это напряжение достигает уровня, равного напряжению срабатывания порогового элемента 13, последний срабатывает и своим выходным напряжением закрывает ключ 14, а также сбрасывает до нуля запомненное в блоке 8 значение напряжения. Это приводит к прекращению поступления импульсов на вход счетчика 17 и к обесточиванию электрохимической ячейки 1. 8 этот момент процесс измерения заканчивается и накопленное в счетчике 17 число где f — частота генерации счетных импульсов;

k — коэффициент передачи преобразователя 16 количества импульсов;

t - время растворения металлопокрытий (прямо пропорциональное скорости анодного процесса, т. е. плотности тока I поляризации), непосредственно характеризует толщину металлопокрытия испытуемого участка контролируемого объекта.

С помощью преобразователя 16 количества импульсов осуществляется переключение поддиапазонов измерения толщины металлопокрытия.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения толщины металлопокрытий, содержащее электрохимическую ячейку, последовательно соединенные пороговый элемент, ключ. преобразователь количества импульсов с переменным коэффициентом преобразования и счетчик импульсов, и генератор счетных импульсов, соединенный с вторым входом ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения номенклатуры контролируемых объектов, оно снабжено последовательно соединенными усилителем напряжения, преобразователем ток — напряжение, детектором, блоком памяти и сумматором, выход которого соединен с инверсным входом усилителя напряжения, генератором переменного напряжения, соединенным с вторым входом сумматора, фильтром верхних частот, выходом соединенным с третьим входом сумматора, фильтром нижних частот, выходом соединенным с четвертым входом сумматора, и генера