BE485234A - - Google Patents

Description

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  Appareil de mesure de l'épaisseur de dépôts électrolytiques. 



   Cette invention concerne un appareil de mesure de l'épaisseur de dépôts électrolytiques et plus particulièrement un appareil de mesure pour déterminer la quantité d'étain ou d'un autre métal déposée électrolytiquementsur une tôle ou un feuillard en mouvement. Dans les installations d'étamage électrolytique, d'importantes économies et perfectionnements de qualités peu- vent être réalisés si la quantité d'étain déposée sur le feuil- lard est connue à chaque instant. Actuellement, on ne connaît pas d'appareils pouvant être employés pour ces mesures. Il est également avantageux dans certains cas de déterminer le rapport de distribution des dépôts électrolytiques obtenus de chaque côté du feuillard.

   La quantité d'étain déposée par électrolyse sur le feuillard s'exprime ordinairement en grammes par cuve de base, et normalement les spécifications correspondent à   45.grammes   à   @   105 grammes(0.1 à 1,5 livres)par cuve de base. Une cuve de baie 

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 représente une aire superficielle de 20,231 m2   (217,78   pieds carrés) qui est normalement recouverte de dépôts des deux côtés. Il est bien connu que la quantité d'étain déposée élec- trolytiquement sur le feuillard est fonction de la durée de l'opération, de la densité du courant de dépôt, et du rendement du bain d'obtention du dépôt.

   Par conséquent, la quantité de dépôt d'étain déposée par cuvede base lorsque le rendement d'ob- tention du dépôt est constant, est une fonction directe de la densité de courant et de la durée d'application du dépôt. 



   Puisque la longueur du trajet de production de dépôt est cons- tante, la durée de production de dépôts est inversement propor- tionnelle à la vitesse du feuillard. Ordinairement la largeur des feuillards varie selon les commandes et il est par consé- quent nécessaire de tenir compte des variations de la largeur des feuillards. 



   Un but de la présente invention est de créer un appa- reil de mesure de l'épaisseur de dépôts qui puisse déterminer de façon continue la quantité de métal déposée sur un article en mouvement. 



   Un autre but est de créer un appareil indicateur du rapport de la quantité de métal déposée sur chaque face du feuillard. 



   Ces buts ainsi que d'autres ressortiront de la descrip- tion suivante et du dessin annexé, dans leauel la figure unique représente une vue schématique de l'invention. 



   Sur ce dessin, le chiffre de référence 2 désigne une cuve d'obtention de dépôts électrolytiques contenant un électro- lyte. Le feuillard S à recouvrir passe sur un rouleau conduc- teur 4 dans la cuve 2 et est dirigé au moyen des rouleaux de dé- viation 6 entre les anodes 8 et 10. Le feuillard sort de la cuve entre les rouleaux 12. Le courant d'obtention du dépôt est four- ni à l'anode 8 au moyen d'un générateur 14 et à l'anode 10 au   A   

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 moyen d'un générateur identique 16. Les bornes négatives des générateurs 14 et 16 sont,reliées au rouleau conducteur 4 par leur conducteur commun 18 de telle sorte que le feuillard soit maintenu au potentiel de la cathode.

   La borne positive du gé- nérateur 14 est reliée à l'anode 8 par un conducteur 20 et la borne positive du générateur 16 est reliée à l'anode 10 par un conducteur 22. Une dérivation 24 placée sur la ligne 20 et une dérivation 26 sur la ligne 22 mesurent le courant de dépôt des anodes 8 et 10 respectivement. La chute de tension   dans 2   shunt 
24 est proportionnelle en amplitude au courant passant par la ligne 20. Les conducteurs venant du shunt 24 sont reliésà la résistance d'un appareil de mesure de rapports 30. La chute de tension à travers le shunt 26 est proportionnelle en amplitude au courant passant par le conducteur 22. Les conducteurs venant du shunt 26 sont reliés à un second élément 32 du mesureur de rapport 30.

   Les éléments 28 et 32 sont opposés l'un à l'autre et lorsque le courant d'obtention de dépôt fourni aux anodes 8 et 
10 est le même, les deux éléments de l'appareil de mesure 30 exercent des efforts égaux de sorte qu'aucun copie n'est déve- loppé dans l'appareil. Par conséquent, l'aiguille 34 demeure à la position 0, comme il est indiqué. Si une intensité de courant plus élevée est fournie à une anode par rapport à l'autre, les éléments exercent des efforts différents de sorte que l'aiguil- le 34 quitte le zéro, indiquant ainsi le côté du feuillard qui reçoit l'intensité de courant de dépôt la plus élevée.

   L'échelle de l'appareil de mesure 36 peut être calibrée en pourcents de sorte que la position de l'aiguille de l'appareil indique le rapport des intensités des courants de dépôts appliqués au- dessus et en dessous, qui indique à son tour le rapport des quantités de matières déposées électrolytiquement de chaque côté du feuillard. Les contacts 37 sur l'appareil de mesure 30 peuvent être utilisés pour produire des signaux visibles ou audibles ou pour actionner des appareils auxiliaires destinés à   @   

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 régler automatiquement l'intensité du courant fourni aux anodes d'obtention de dépôts. 



   Un shunt 38 est relié en série au conducteur de la cathode 18. Par conséquent, la totalité du courant d'obtention des dépôts passe par le shunt et une chute de potentiel entre les bornes de ce shunt peut servir d'indication du courant total fourni au bain d'obtention de dépôts. Les conducteurs 
40 et 42 venant du shunt 38 sont reliés à un galvanomètre con- tacteur 44 par l'intermédiaire des résistances 46 et 48. En dé- rivation sur les bornes de la résistance 46 sont placés un poten- tiomètre réglable 50 et une résistance 52. Un générateur ta- chymètre 54 est relié mécaniquement au rouleau 12. Puisque le générateur tachymètre tourne à la vitesse du feuillard, il fournit une source de potentiel ayant une amplitude directement proportionnelle à la vitesse du feuillard à travers le-bain de dépôt.

   Le générateur tachymètre 54 est relié à un circuit diviseur de tension comprenant une résistance 56, un poten- tiomètre variable 56, un potentiomètre variable 60 et une ré- sistance 62. La résistance 56 et le potentiomètre 58 sont re- liés aux bornes du potentiomètre et sont utilisés comme organes de dérivation pour permettre le réglage en fonction des modi- fication de la largeur des feuillards. La chute de potentiel à travers le potentiomètre 60 est appliquée au galvanomètre 44 par les conducteurs 64 et 66. Le curseur réglable 68 du poten- tiomètre 60 est relié mécaniquement à un moteur réversible à double champ 70 qui est alimenté en courant par les conducteurs 72 et 74. Le conducteur 72 est relié à l'élément mobile 76 du galvanomètre 44.

   Deux contacts fixes 78 et 80 sont prévus dans le galvanomètre, et un circuit est complété vers un des champs du moteur 70 suivant celui des contacts fixes contacté par l'élément 76. Le sens de rotation du moteur 70 dépend de celui des champs 81 qui est mis sous tension. Le moteur 70 est égale- 

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 ment relié mécaniquement à l'aiguille 82 d'un cadran 84 calibré pour des lectures de 0 à 1. 5. Le mouvement de l'aiguille 82 cor- respond au mouvement de l'aiguille 68. 



   Lorsque l'installation d'étamage ne fonctionnempas, les tensions aux bornes du générateur tancymètre 54 et du shunt 
38 sont nulles de sorte qu'aucune énergie n'est appliquée à l'enroulement du galvanomètre 44. Par conséquent, les contacts du galvanomètre 44 restent ouverts et les curseurs 68 et 82 res- tent à la position atteinte au lieu de marquer zéro. Par consé- quent, il est impossible de déterminer par lecture du cadran 94 si l'appareil ne fonctionne pas. Si un   enregistrement   continu est effectué, il indique que l'installation est en marche à tout moment. Pour remédier à ce défaut, un redresseur 86 est prévu dont le courant redressé est appliqué aux bornes de la   résis-   tance 60 par les conducteurs 88 et 90.

   Sur le conducteur 90 est placé un relais 92 dont les contacts 94 sont normalement fermés et une bobine 96 qui est mise sous tension lorsque l'installation fonctionne. Un courant alternatif est appliqué au redresseur 86 venant de l'enroulement secondaire d'un transformateur 98. L'enroulement primaire du transformateur est alimenté en courant alternatif par les lignes d'alimentation 100. 



   Lorsque l'installation est en marche, la bobine 96 est mise sous tension, ouvre donc les contacts 94 de sorte qu'aucun courant n'est alimenté à la résistance 60 par les conducteurs 88 et 90. Lorsque l'installation est arrêtée, la bobine 96 est mise hors tension et ferme les contacts 94 de sorte qu'un po- tentiel de courant continu est appliqué à la résistance 60. Ce voltage met sous tension l'enroulement du galvanomètre 44, dé- place ainsi son aiguille dans le sens voulu pour fermer le cir- cuit vers l'enroulement d'inversion du moteur 70, qui, à son tour, déplace les curseurs 68 et 82 vers la position zéro.

   Ces curseurs sont maintenus dans cette position jusqu'à ce que l'installation d'étamage soit mise en marche, moment auquel les      'contacts normalement fermés 94sont   ouverts   et   l'appareil de   

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 mesure est ramené à sa condition de marche normale. 



   Le fonctionnement de l'appareil est le suivant : 
Supposons qu'un feuillard de 75 cms   (30   pouces) de larg passe à travers un bain de dépôt électrolytique à une vitesse de 152,5 mètres par minute (500 pieds), pendant que les généra- teurs d'obtention de dépôts 14 et 16 fournissent 35.000 ampères aux anodes d'obtention de dépôts avec un rendement de dépôt estimé à 100% et qu'on veuille déposer 227 grammes ( livre) d'étain par cuve de base sur le feuillard. Dans ces conditions, le potentiomètre 58 qui est muni d'un cadran gradué   indiauant   la largeur des feuillards, est placé à la division   correspon-   dant à 75 cms (30 pouces) et le potentiomètre 50, qui est calibré pour indiquer le rendement, est   réglé à   100% sur son cadran calibré.

   Supposons de plus que la tension aux bornes du générateur 54 soit de 5 volts et que la chute de tension à travers le potentiomètre 60 soit de 0,015 volts. La charge de 35. 000 ampères sur le shunt 38 produit une chute de tension de 0,035 volts à ses bornes, qui à son tour produit une chute de tension de 0,005 volts dans la résistance 46. Dans les con- ditions décrites plus haut, il est évident que le circuit de mesure est équilibré lorsque le curseur mobile 68 est placé à une distance d'un tiers de son trajet complet sur le potentio- mètre 60, point auquel l'aiguille du cadran indique 227 gram- mes (1/2 livre) sur l'échelle graduée. 



   Dans le but de vérifier l'efficience de production de dépôt, on produit un échantillon de feuillard recouvert de dépôt dans les conditions susdites et la quantité déposée sur   l'échan-   tillon est déterminée par des moyens appropriés, de préférence par un procédé chimique. Si l'échantillon essayé indique la production d'un dépôt de 215 grammes (0,475 livres) par cuve de base, le potentiomètre 50 est déplacé en sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à ce qu'il s'arrête à une posi- tion indiquant 95% sur son échelle calibrée, réduisant ainsi 

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 la valeur ohmique de la résistance de dérivation placée sur la résistance 46, ce qui a pour effet de diminuer la chute de po- tentiel dans la résistance 46.

   Cette diminution de tension désé- quilibre le circuit de mesure de sorte que le curseur 76 se cet en contact avec le contacteur 80, ce qui fait tourner le moteur 
70 et déplace le curseur 68 vers une position pour laquelle le circuit est équilibré. Le curseur 62 se déplace ainsi vers la position correspondant à 215 grades   (0,475   livres) sur l'échelle graduée 84. Lorsque   l'efficace   d'obtention du dépôt est déterminée, l'opérateur peut utiliser l'appareil pour indi- quer de façon continue le poids déposé sur le feuillard à me- sure qu'il avance. Puisque l'efficience du courant d'obtention de dépôt ne varie pas brusquement,mais graduellement sur une période de temps prolongée, l'efficience ne doit être déterminée de cette manière que de temps en temps.

   Pour obtenir un poids de dépôt de 227 grammes (1/2 livre) par cuve de base, la tension aux générateurs   d'obtention   de dépôts 14 et 16 doit être aug- mentée jusqu'à ce que le curseur 82 indique 227 grammes (0,5) sur l'échelle graduée 84. 



   Comme autre exemple, supposons qu'un feuillard de 
60 cms (24 pouces) de large soit recouvert d'ur. dépôtà la vi- tesse de 152,5 ms par minute pendant que les générateurs four- nissent 29.500 ampères au bain d'étamage avec une efficience d'étamage   estimera   95%. Dans ces conditions, le potentiomètre 
58 est réglé à la position de 60 cms (24 pouces) sur son cadran et le potentiomètre 50 est réglé à la position de   95   sur son cadran. La production de courant par le générateur tachymètre 
54 demeure à 5 volts, mais le potentiomètre 58 présente alors une résistance moindre de sorte qu'il forme une dérivation plus efficace sur le potentiomètre 60, et diminue ainsi le chute de tension sur le potentiomètre jusqu'à 0,012 volts.

   La chute de tension à travers la dérivation 38 est de 0,0295 Volts et, le potentiomètre 50 étant réglé à une efficience d'étamage de 95%, 

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 la chute de tension dans la résistance 46 devient 0,004 volts. 



   Par conséquent, le circuit de mesure atteint son équilibre lorsque le curseur 68 est placé à une distance de 1/3 de la distance de parcours sur le potentiomètre 60, ce qui corres- pond à 227 grammes (0,5) sur l'échelle graduée 84. Si on désire augmenter le dépôt d'étain à 450 grammes (1 livre) par cuve de base, le courantd'étamage est porté à 59.000 ampères sans modi- fier la position des potentiomètres 50 et 58. Ceci ne modifie pa: la chute de potentiel sur le potentiomètre 60 mais la chute de tension dans la résistance 46 est doublée et   devient   de 0,008 volts.

   Ce potentiel augmenté met hors d'équilibre le circuit de mesure et a pour résultat que le curseur 68 se déplace dans le sens voulu pour rétablir   l'équilibre.   Le circuitde mesureest équilibré lorsque le curseur 68 est placé aux deux-tiers de son trajet, position qui correspond à 454 gr (1 livre) sur le ca- dran gradué 84. Si on le désire, le potentiomètre 60 peut être muni d'un mécanisme approprié de contacteur pour actionner une alarme ou autre appareil au cas où l'épaisseur du dépôt dépasse des limites spécifiées. 



   On voit qu'il est ainsi créé des moyens d'obtenir un potentiel proportionnel au courant d'étamage et des moyens d'obtenir un potentiel proportionnel à la vitesse du feuillard puis comparer ces deux potentiels de manière que, lorsqu'ils sont équilibrés, ils indiquent la quantité de métal déposée. 



  Cette quantité peut être exprimée en termes d'épaisseur de dépôt, en grammes (livre par cuve de base) ou de toute manière désirée. 



   Bien qu'une seule réalisation de l'invention ait été représentée et décrite, il est évident que d'autres adap- tations et modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1) Appareil pour la détermination de la quantité de métal déposée par électrolyse sur un article en mouvement, ca- ractérisé en ce qu'il comprend un premier organe pour obtenir un potentiel proportionnel au courent d'obtention du dépota un se- cond organe pour obtenir un potentiel proportionnel à la vi- tesse du feuillard, et des moyens de comparer les deux poten- tiels pour déterminer la quantité de métal déposée.

   2) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour faire varier le potentiel obtenu par le premier organe pour tenir compte du rendement du dépôt galvanique.

   3) Appareil suivant les revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce que des moyens sont prévus pour faire varier le potentiel obtenu par le second organe pour tenir compte des dimensions des articles.

   4) Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de comparaison comprend un moteur réversible et un galvanomètre contacteur intercale dans le circuit de puissance du moteur, les poten- tiels obtenus dans les premier et second organes étant appliqués en opposition dans le circuit actionnant le galvanomètre contacte* 5) Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier organe d'obten- tion du potentiel proportionnel au courant d'obtention du dépôt comprend une résistance dans un circuit en dérivation relié aux extrémités d'une résistance placée dans le circuit d'obtention d dépôt sur l'article.

   6) Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second organe d'obtention du potentiel proportionnel à la vitesse de l'article comprend une résistance placée dans le circuit d'un générateur tachjr.mè- <Desc/Clms Page number 10> tre tournant à une vitesse proportionnelle à la vitesse de l'article.

   7) Appareil suivant les revendications 2 et 5, ca- ractérisé en ce que les moyens de faire varier le potentiel comprennent un potentiomètre -réglable placé en parallèle par rapport à la résistance dans le circuit de dérivation.

   8) Appareil suivant les revendications 3 et 6, caracté- risé en ce que les moyens de faire varier le potentiel compren- nent un potentiomètre réglable relié en parallèle par rapport à la résistance dans le circuit du tachymètre.

   9) Appareil suivant les revendications 4, 5 et 6, caractérisé en ce que le circuit de fonctionnement du galvano- mètre contacteur est placé en parallèle par rapport à la ré- sistance du circuit en dérivation et est placé en parallèle sur une partie au moins de la résistance du circuit du tahcymètre.

   10) Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la résistance du circuit du tachymètre forme un po- tentiomètre réglable dont le curseur est relié au circuit agissa- sur le galvanomètre.

   11) Appareil suivant les revendications 4 et 10, ca- ractérisé en ce que le curseur mobile du potentiomètre régla- ble est relié mécaniquement au moteur réversible pour être ac- tionné par lui.

   12) Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le galvanomètre est disposé de manière à compléter le circuit actionnant le moteur réversible/pour faire tourner ce moteur dans un sens ou dans l'autre lorsque les différences de potentiels à travers le potentiomètre réglable et à travers la résistance du circuit en dérivation ne sont pas égales.

   13) Appareil suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le moteur réversible, lorsqu'il est actionné, est capable de déplacer le curseur du potentiomètre réglable dans une position telle que ces potentiels soient égaux et que ce <Desc/Clms Page number 11> moteur soit ainsi arrêté.

   14) Appareil suivant les revendications 12 ou 13, carac térisé en ce que des moyens associés au potentiomètre réglable placé dans le circuit d'action du galvanomètre sont prévus pour appliquer un potentiel au galvanomètre lorsque du métal n'est pas déposé sur l'article.

   15) Appareil suivant l'une quelconque des revendication 12 à 14, caractérisé en ce que le moteur réversible commande un indicateur calibré de préférence de manière à indiquer la quan- tité de métal déposée par le courant électrique sur l'article.

   16) Appareil suivant l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que le circuit de production de dépôt sur l'article est disposé de manière à produire un dépôt sur les deux faces de l'article et comprend un rouleau conduc- teur sur lequel passe l'article, deux anodes disposées respec- tivement des côtés opposés de l'article, deux générateurs dont les bornes positives sont reliées respectivement à ces anodes et dont les bornes négatives sont reliées toutes deux au rouleau conducteur.

   17) Appareil suivant la revendication 16, caractérisé en ce que les deux courants d'obtention de dépôts fournis aux anodes sont mesurés ou comparés par un appareil de mesure unique possédant deux éléments d'action, dont l'un est placé dans un circuit en dérivation sur une résistance intercalée sur le conducteur menant à une anode et dont l'autre est placé en déri- vation sur une résistance placée sur le conducteur allant à l'autre anode.

   18) Appareil suivant les revendications 5 et 17, carac- térisé en ce que la résistance dans le circuit de dépôt sur la- quelle est placé le circuit de dérivation fournissant le poten- tiel proportionnel au courant, est placée sur le conducteur relié au rouleau conducteur. <Desc/Clms Page number 12>

   19) Appareil pour la détermination de la proportion de métal déposé sur chaque face d'un feuillard passant sur un rouleau conducteur et entre une paire d'anodes, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de générateurs dont les bornes né- gatives sont reliées au rouleau conducteur, dont l'une des bor- nes positive est reliée à une des anodes et l'autre borne posi- tive à l'autre anode une dérivation placée sur la connection po- sitive de chaque générateur et un appareil de mesure possédant deux éléments opposés, chacune de ces dérivations étant reliée à l'un de ces éléments.

   20) Appareil suivant la revendication 1, en substance comme décrit ci-dessus avec référence au dessin annexé.