Устройство для автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне
ОП ИСАКИЙ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски к
Соцналнстнческнк
Республик
С 25 0 21/12 3Ьеударстеанны1 квинтет СССР ао делан иаабретеннй и открытий Опубликовано 1 5 . 12 . 81, Бюллетень Рй 46 Дата опубликования описания 15, 12 . 81 (53) УДК621. 357. . 77(088. 8) А.А.Карманцев, В.А.Маркин, Э.И.Ошмянский и Л.Б.Сабашников (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА.В ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ ВАННЕ Изобретение относится к гальваиотехнике и может быть использовано для автоматического регулирования катодной плотности тока при нане сении гальванопокрытий. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне, содержащее ванны электрохими! О ческого обезжиривания и рабочую, соединенные последовательно, измерительный электрод, стационарно установленный в ванне электрохимичес15 кого обезжиривания, блоки питания, снабженные шунтами, дополнительное сопротивление и управляющий вычислительный комплекс 31). Однако при значительных изме20 нениях суммарной площади деталей, загружаемых в ванну, данное устройство имеет низкую точность регулирования плотности тока из-за переоаспределения тока между измерительным электродом и подвеской с деталями в ванне электрохимического обезжиривания. Цель изобретения — увеличение точности регулирования плотности тока. Указанная цель достигается тем, что в устройство для автоматического измерения и регулирования плотности тока, содержащее ванны электрохимического обезжиривания и рабочую, пластину калиброванной площади, установленную в ванне электрохимического обезжиривания, регулируемые блоки питания ванн, снабженные шунтами, управляющий вычислительный комплекс, первый вход которого соединен с измерительным выходом блока питания рабочей ванны, а первый выход - с регулирующим входом этого блока, введены задатчик напряжения, детектор нуля, схе а сравнения, три ключа, триггер, датчик загрузки. галь88975 40 ваноавтомата, последовательно соединенные датчик загрузки ванны электрохимического обезжиривания, инвертор и схема И, второй вход которой соединен с датчиком загрузки гальваноавтомата, а выход — с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом детектора нуля, а выход - с управляющими входами всех ключей, измерительный выход блока питания ванны электрохимического обезжиривания соединен с входом первого ключа, первый выход которого подключен ко второму входу управляющего вычислительного комплекса, а второй 15 выход - к первому входу схемы срав;нения, второй вход которой соединен со вторым выходом управляющего вычислительного комплекса, а выход с входом детектора нуля и через второй ключ — с входом задатчка напряжейия, выход которого соединен с регулирующим входом блока питания ванны электрохимического обезжиривания, минусовая шина которого под- у3 ключена к входу третьего ключа, первый выход которого соединен с пластиной калиброванной площади, а второй выход - с цепью катода ванны электрохимического обезжиривания. На чертеже приведена структурная схема устройства для автоматического регулирования плотности тока в галь ванической ванне. Устройство содержит ванны электро35 химического обезжиривания 1 и рабочую 2 с .установленными в них анодами 3, подвеску 4 с деталями, пластину 5 калиброванной площади, блок 6 питания ванны электрохимического обезжиривания, блок 7 питания рабочей ванны, задатчик 8 напряжения, ключи 9, 10 и 11, детектор 12 нуля, схему 13 сравнения, триггер 14, схему 15 И, инвертор 16, датчик 17 загрузки галь43 ваноавтомата, датчик 18 загрузки ванны электрохимического обезжиривания, преобразователи 19-22 управляющего вычислительного комплекса (УВК), усилитель 23 мощности управляющую выФ 56 числительную машину (УВМ) 24. Датчик 18 загрузки ванны электрохимического обезжиривания соединен через инвертор 16 с первым входом схемы 15 И, второй вход которой соединен с датчиком 17 загрузки гальва$$ ноавтомата, а выход - с первым входом триггера 14. Второй вход триггера 14 связан с выходом детектора 12 4 нуля, а выход - с управляющими входами ключей 9, 10 и 11. Измерительный выход блока 6 питания ванны электрохимического обезжиривания соединен с входом ключа 10. Первый выход ключа 10 соединен через преобразователь 20 УВК с первым входом УВМ 24, а второй - с входом схемы 13 сравнения, второй вход которой соединен с преобразователем 19 УВК, а выход через ключ 9 - с входом задатчика 8 напряжения. Выход задатчика 8 напряжения соединен с управляющим входом блока 6 питания ванны электрохимического обезжиривания, минусовая шина которого через ключ 11 может быть соединена с калиброванной пластиной 5, либо с подвеской 4 с деталями. Измерительный выход блока 7 питания рабочей ванны через преобразователь 22 УВК соединен со вторым входом УВМ 24, первый выход которого соединен с преобразователем 19 УВК, а второй — через преобразователь 21 УВК с усилителем 23 мощности. Выход усилителя 23 мощности соединен с управляющим вхоДом блока 7 питания рабочей ванны. Устройство работает следующим образом. Подвеска 4 с деталями с позиции загрузки гальваноавтомата поступает в ванну 1 электрохимического обезжиривания, где определяется суммарная покрываемая площадь деталей, и затем — в рабочую ванну 2. Блок 6 питания ванны электрохимического обезжиривания работает в режиме стабилизации плотности тока и настроен на вольт-амперную характеристику ванны. Устройство имеет два режима работы: "Подстройка" и "Регулирование". Вследствие изменения технологических параметров ванны 1 электрохимического обезжиривания (температуры, концентрации компонентов и т.д.) ее вольт-амперная характеристика может измениться. Блок питания ванны электрохимического обезжиривания при этом оказывается настроенным не на номинальную плотность тока, что приводит к ошибке регулирования ° Для преодоления данного недостатка и введен режим "Подстройка". В этом режиме устройство функционирует непосредственно перед загрузкой ванны 1 электрохимического обезжиривания, когда подвеска 4 с деталяСигнал разбаланса с выхода схемы 13 сравнения через замкнутый ключ 9 поступает на задатчик напряжения 8, который подключен через регулирующий вход к обмотке задания уставки напряжения магнитного усилителя блока 6 питания ванны электрохимического обезжиривания. Ток через эту обмотку меняется до тех пор, пока ток измерительной пластины 5 не станет равным номинальному. При этом сигнал на выходе схемы 13 сравнения равен нулю, а вольт-амперная характеристика блока 6 питания оказывается совмещенной с вольт-амперной характерис45 5 88975 ми находится на позиции загрузки гальваноавтомата, а ванна 1 электрохимического обезжиривания не загружена. При этом датчик 17 загрузки гвльваноавтомата срабатывает, и на его вы- 5 ходе появляется высокий потенциал, на выходе датчика 18 загрузки ванны электрохимического обезжириванияниэкий потенниал, на выходе схемы 15 И, триггера 14 - высокий. 30 Высокий потенциал на выходе триггера 14 переводит ключи 9, 10 и 11 в положение, соответствующее режиму "Подстройка". В этом режиме ключ 9 замкнут, измерительный выход блока 15 6 питания ванны электрохимического обезжиривания подключен ключом 10 к первому входу схемы 13 сравнения, а его минусовая шина ключом 11 - к калиброванной пластине 5. На второй щ вход схемы 13 сравнения с УВК поступает уставка по току. При рассогласовании вольт-амперных характеристик блока 6 питания и ванны 1, ток пластины 5 Зт к отличается ЭХ от номинального тока Зэ,", который должен обеспечить правильно настроенный блок 6 питания ванны электрохи1мического обезжиривания. Информация о токе пластины 5 калиброванной пло- > щади поступает с измерительного выхода блока 6 питания через ключ 10 на схему 13 сравнения, сигнал на выходе которой пропорционален разэхо afo ности 6,1 ком !тек Величина м вычисляется УВМ 24 по формуле эха эхо ЙОм Ок ном где ОК „ „ — номинальная плотность тока в ванне 1 электрохимического обезжиривания; S - площадь пластины 5 калиброванной площади. тикой ванны 1 электрохимического обезжиривания. Наличие нуля на выходе схемы 13 сравнения приводит к тому, что на выходе детектора 1? нуля формируется высокий потенциал. Триггер 14 при этом переключается, на его выходе появляется низкий потенциал, и все ключи переходят в положание, соответствующее режиму "Регулирование". При этом ключ 9 разомкнут, измерительный выход блока 6 питания ванны электрохимического обезжиривания ключом 10 подключен ко второму входу УВК, а его минусовая шина ключом 11к цепи катода ванны электрохимического обезжиривания. 8 режиме "Регулирование" устройство работает следующим образом. При поступлении подвески 4 с деталями с позиции загрузки гальваноавтомата в ванну электрохимического обезжиривания ее блок 6 питания, работающий в режиме стабилизации плотности тока, выставляет ток через ванну 3, пропорциональный площади S загрузки. Информация о величине этого тока поступает с измерительного выхода блока 6 йитания через ключ 10 и преобразователь 20 в УВМ 24. УВМ 24 вычисляет суммарную подкрываемую площадь деталей по формуле эхо S = 03xxooк.нам где К вЂ” коэффициент, зависящий от формы обрабатываемых деталей, и запоминает ее. При поступлении этой же подвески 4 в рабочую ванну 2 УВМ 24 вычисляет величину тока 3о, необходимую для получения качественного покрыт ия, по формуле Р.3 K.нОм где СК, дм- плотность катодного тока в рабочей ванне 2. Уставка значения тока 3z рабочей ванны 2 поступает с выхода УВМ 24 через преобразователь 21 на вход усилителя 23 мощности, нагрузкой которого является управляющая обмотка магнитного усилителя (на чертеже не показан) блока .7. Одновременно с измерительного выхода блока 7 питания рабочей ванны через преобразователь 22 на второй вход УВМ 24 поступает информация о фактическом значении тока рабочей ванны 2. Ток через рабочую ванну 2 корректируется УВИ 24 до 889754 тех пор, пока он не станет равным номинальному току. Для любой подвески 4 с деталями плотность тока в рабочей ванне 2 поддерживается постоянной и равной номинальной, что обеспечивает получение покрытия требуемого качества. Таким образом, предложенное устройство обеспечивает высокую точность регулирования плотности тока при зна- 10 чительных изменениях суммарной площади, обрабатываемых деталей вследствие устранения перераспределения тока между измерительным электродом и подвеской с деталями путем введения 13 подстройки вольт-амперной характеристики блока питания непосредственно перед загрузкой в ванну подвески с деталями. Формула изобретения Устройство для автоматического регулирования плотности тока в гальванической ванне, содержащее ванны электрохимического обезжиривания и рабочую, пластину калиброванной площади, установленную в ванне электрохимического обезжиривания, регулируемые блоки питания ванн, снабженные 30 шунтами, управляющий вычислиМЬльный комплекс, первый вход которого соединер с измерительным выходом блока питания рабочей ванны, а первый выход - с регулирующим входом этого З блока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены задатчик напряжения, детектор нуля, схема сравнения, три ключа, триггер, датчик загрузки гальваноавтомата, последо,вательно соединенные датчик загрузки ванны электрохимического обезжиривания, инвертор и схема И, второй вход которой соединен с датчиком загрузки гальваноавтомата, а выходс первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом детектора нуля, а выход - с управляющими входами всех ключей, измерительный выход блока питания ванны электрохимического обезжиривания соединен с входом первого ключа, первый выход которого подключен ко второму входу управляющего вычислительного комплекса, а второй выход - к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен со вторым выходом управляющего вычислительного комплекса, а выход — с входом детектора нуля и через второй ключ - с входом задатчика напряжения, выход которого соединен с регулирующим входом блока питания ванны электрохимического обезжиривания, минусовая шина которого подключена к входу третьего ключа, первый выход которого соединен с пластиной калиброванной площади, а второй выход - с цепью катода ванны электрохимического обезжиривания. Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР И 600217, кл. С 25 D 21/12, 1976 889754 Составитель Л. Груднева Редактор И.митровка Техред Е, Харитончик Корректор С.шекмар Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 Заказ 10905/47 Тираж 707 Подписное 8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий l>3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
