CS269444B1

CS269444B1 - Equipment for measurement of ionic surface contamination

Info

Publication number: CS269444B1
Application number: CS886847A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Ing Lan; Pavel Ing Paclik
Original assignee: Lan Jaromir; Pavel Ing Paclik
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS684788A1

Abstract

Zařízení je určeno k získání dynamického záznamu vymývání iontového znečistění z povrchů měřených předmětů, zejména pro elektrotechnický průmysl. Zařízení se sestává z vymývací nádrže, kde je umístěn měřený předmět, určený k vymývání. Vymývání je realizováno pomocí rozprašovacích trysek, do kterých ústí plynové potrubí se stlačeným plynem přes první škrtící ventil, jimiž proudí deionizovaná kapalina v cirkulačním hydrodynamickém okruhu s konstantním množstvím vymývací kapaliny. Kapky vymývací kapaliny iontově zněčištěné stékají na dno vymývací nádrže, kde se shromaž- ' 3ují v zádrži kontaminovaná kapaliny, která Je promíchávána pomocí probublávái ní stlačeným plynem, který je škrcen 5 druhým škrtícím ventilem. Úroveň iontového znečištění je snímána průtočnou vodivostmi sondou, která je umístěna za zádrží kontaminovaná kapaliny. Za průtočnou vodivostmi sondou je umístěno čerpadlo kapaliny s průtokoměrem, které čerpá kontaminovanou kapalinu přes směsný měnič iontů zpět k rozprašovacím tryskám.The device is intended for obtaining a dynamic record of the washing out of ionic contamination from the surfaces of the measured objects, especially for the electrical industry. The device consists of a washing tank, where the measured object intended for washing is placed. Washing is carried out using spray nozzles, into which a gas pipeline with compressed gas flows through the first throttle valve, through which deionized liquid flows in a circulating hydrodynamic circuit with a constant amount of washing liquid. Drops of the washing liquid contaminated with ions flow down to the bottom of the washing tank, where they are collected in a contaminated liquid reservoir, which is mixed by bubbling compressed gas, which is throttled by a second throttle valve. The level of ionic contamination is measured by a flow-through conductivity probe, which is placed behind the contaminated liquid reservoir. A liquid pump with a flow meter is located behind the flow conductivity probe, which pumps the contaminated liquid through the mixed ion exchanger back to the spray nozzles.

Description

Vynález se týká zařízení na měření iontového znečištění povrchů předmětů způnobem postupného rozpouštění a vymývání cirkulující deionizovanou vymývací kapalinou.The invention relates to a device for measuring ionic contamination of object surfaces by means of gradual dissolution and washing with a circulating deionized washing liquid.

Dosud známá zařízení pracují tak, že do vymývací nádrže s deionizovanou vymývací kapalinou Je vložen předmět, Jehož povrch Je iontově zneěižtěn. Vymývací nádrž Je cirkulačně průtočná přes iontová měniče, kde dochází k deionizaci kontaminované kapaliny. Ve výtoku z vymývací nádrže je umístěna průtočná vodivostní sonda, která snímá okamžitou vodivost kontaminované kapaliny odtékající z vymývací nádrže. Také je zde zapojen průtokoměr. Deionizovaná vymývací kapalina z iontových měničů je přiváděna zpět do vymývací nádrže. Celý cirkulační proces trvá tak dlouho, dokud sonda nezaznamená pokles vodivosti kapaliny na výchozí hodnotu, zjištěnou za chodu zařízení před vložením měřeného předmětu do vymývací nádrže. Přístroj zaznamená vzrůst a následný pokles vodivosti vymývací kapaliny v čase. Plocha pod. touto křivkou je úměrná celkovému množství iontových nečistot, vymytých z měřeného předmětu během celého měření. Zařízení umožňuje dynamický záznam průběhu vymývání iontových nečistot. Tento záznam Je vSak zkreslen vlivem dopravního zpoždění, se kterým prochází z předmětu vymytá ionizovaná nečistota jako roztok přes průtočnou vodivostní sondu. Velikost tohoto dopravního zpoždění vyplývá z exponenciálního průběhu ředění a poklesu koncentrace roztoku s časem na výstupu z vymývací nádrže. Dopravní zpoždění je přímo úměrné objemu vymývací kapaliny ve vymývací nádrži před průtočnou vodivoatní sondu a nepřímo úměrné průtoku vymývací kapaliny. Nevýhody tohoto zařízení spočívají v tom, že při malých vymývaných plochách, respektive malých množstvích iontových nečistot na předmětu Je určení iontového znečištění značně nepřesné, protože dochází k jejich silnému naředění do velkého objemu vymývací kapaliny, který je závislý na velikosti měřeného předmětu. Také «lepšení dynamiky záznamu je možné pouze do určité míry zvýšením průtoku vymývací kapaliny, čímž se poněkud zvýší dopravní zpoždění. Avšak ani při zvýšeném průtoku není vymývání iontových nečistot, zvláště u povrchově členitých měřených předmětů, dostatečně účinné a rychlé, protože vymývací kapalina nemá ve velkém objemu dostatečnou kinetickou energii.Previously known devices operate in such a way that an object whose surface is ionically contaminated is placed in a washing tank with deionized washing liquid. The washing tank has a circulating flow through ion exchangers, where the contaminated liquid is deionized. A flow-through conductivity probe is located at the outlet of the washing tank, which measures the instantaneous conductivity of the contaminated liquid flowing out of the washing tank. A flow meter is also connected here. The deionized washing liquid from the ion exchangers is fed back into the washing tank. The entire circulation process lasts until the probe records a decrease in the conductivity of the liquid to the initial value, determined during operation of the device before the measured object was placed in the washing tank. The device records an increase and subsequent decrease in the conductivity of the washing liquid over time. The area under. This curve is proportional to the total amount of ionic impurities washed out of the measured object during the entire measurement. The device allows for a dynamic recording of the course of washing out of ionic impurities. However, this recording is distorted by the transport delay with which the ionized impurity washed out of the object passes as a solution through the flow-through conductivity probe. The size of this transport delay results from the exponential course of dilution and decrease in solution concentration with time at the outlet of the washing tank. The transport delay is directly proportional to the volume of washing liquid in the washing tank in front of the flow-through conductivity probe and inversely proportional to the flow rate of the washing liquid. The disadvantages of this device are that with small washed areas, or small amounts of ionic impurities on the object, the determination of ionic contamination is significantly inaccurate, because they are strongly diluted into a large volume of washing liquid, which depends on the size of the measured object. Also, "improving the recording dynamics is only possible to a certain extent by increasing the flow rate of the washing liquid, which somewhat increases the transport delay. However, even with an increased flow rate, the washing of ionic impurities, especially in the case of surface-discrete measured objects, is not sufficiently effective and fast, because the washing liquid does not have sufficient kinetic energy in a large volume.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení podíle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že Je tvořeno vymývací nádrží, kam jsou zaústěny rozprašovací trysky pro vymytí měřeného předmětu a pod vymývací nádrží Je umístěna zádrž kontaminované kapaliny, do které vyúsťuje plynová tryska s druhým škrticím ventilem k promíchání kontaminované kapaliny, přičemž za zádrží kontaminované kapaliny je umístěna průtočná vodivostní sonda. Do rozprašovacích trysek je přivedeno plynové potrubí s prvním škrticím ventilem, před kterým Je umístěno plynové čerpadlo se sacín filtrem. Tím se dosáhne jemného rozptýlení vymývací kapaliny. Pro zajištění konstantní výšky hladiny v zádrži kontaminované kapaliny ústí do ní zásobní nádrž deionizované kapaliny. Při poklesu hladiny kontaminované kapaliny, například odpařením, dojde k samočinnému doplnění vymývací kapaliny.The above disadvantages are eliminated by the device of the invention, the essence of which is that it consists of a washing tank, into which spray nozzles for washing the measured object are connected, and under the washing tank there is a contaminated liquid reservoir, into which a gas nozzle with a second throttle valve for mixing the contaminated liquid flows, while a flow-through conductivity probe is located behind the contaminated liquid reservoir. A gas pipeline with a first throttle valve is connected to the spray nozzles, in front of which a gas pump with a suction filter is located. This achieves fine dispersion of the washing liquid. To ensure a constant level in the contaminated liquid reservoir, a storage tank of deionized liquid flows into it. When the level of the contaminated liquid drops, for example by evaporation, the washing liquid is automatically replenished.

Výhodou zařízení podle vynálezu Je minimalizované množství pracovní vymývací deionizované kapaliny mezi ústím vymývacích trysek a průtočnou vodivostní sondou a zlepšené vymývání iontových nečistot z povrchů měřených předmětů, čehož je dosaženo jemně rozprášenou deionizovanou kapalinou, unášenou proudem plynu. Průtočná vodivostní sonda snímá hodnotu vodivosti s menším časovým zpožděním. Celé měření Je časově kratší a Je méně citlivé k okolním rušivým vlivům. Výsledek lépe odpovídá pouze povrchovému znečištění měřeného předmětu. Eliminuje se ve větSí míře případný výluh z vlastních hmot měřeného předmětu. Zařízením se dosáhne přesnějšího záznamu dynamiky vymývání iontových nečistot, což se zvláště uplatní u povrchově členitých předmětů. Také postačí nižší citlivost konduktometru díky vyššímu nakoncentrcvání iontových nečistot v zádrži kontaminované kapaliny. Díky uvedeným skutečnostem je možno zařízením podle vynálezu měřit i malé úrovně iontových znečištění, respektive malé předměty, s větší přesností záznamu a zejména Jeho dynamiky.The advantage of the device according to the invention is the minimized amount of working washing deionized liquid between the mouth of the washing nozzles and the flow-through conductivity probe and the improved washing of ionic impurities from the surfaces of the measured objects, which is achieved by finely atomized deionized liquid carried by the gas stream. The flow-through conductivity probe senses the conductivity value with a smaller time delay. The entire measurement is shorter in time and is less sensitive to ambient interference. The result better corresponds only to the surface contamination of the measured object. Possible leaching from the own masses of the measured object is eliminated to a greater extent. The device achieves a more accurate recording of the dynamics of washing out ionic impurities, which is especially applicable to objects with a structured surface. A lower sensitivity of the conductometer is also sufficient due to the higher concentration of ionic impurities in the contaminated liquid retention. Thanks to the above facts, it is possible to measure even small levels of ionic contamination, or rather small objects, with greater accuracy of recording and especially of its dynamics, using the device according to the invention.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je vyobrazen na připojeném výkresu.An example of an embodiment of the device according to the invention is shown in the attached drawing.

Měřený předmět 11 je upnut pomocí držáku 7 na víku 2 s odvzdušněním 1. vymývací nádrže 8, do které ústí rozprašovací trysky 9. Pod vymývací nádrží 8 je umístěna zádrž [2The measured object 11 is clamped by means of a holder 7 on the lid 2 with the vent 1 of the washing tank 8, into which the spray nozzles 9 open. A retention [2

CS 269 444 Bl kontaminované kapaliny, do které je umístěna plynová tryska 20, pro zlepSení promíchání kontaminovaná kapaliny, jejíž průtok Je nnntnven druhým škrticím ventilem 17. Zn zádrží 22 kontaminované kapaliny Je umístěna průtočná vodivostní sonda H, která Je napojena na konduktometr 23 se svorkami 29. Za průtočnou vodivostní sondou 14 je umístěno čerpadlo 2§ kapaliny s průtokoměrem. Za čerpadlem 2θ kapaliny je umístěn směsný měnič iontů 16, ze kterého ústí potrubí 3 delonizované kapaliny do rozprašovacích trysek 9, do kterých také ústí plynové potrubí 25, která je napojeno na plynové čerpadlo 6 přes filtr 5. Průtok plynu je nastaven prvním Škrticím ventilem 4. Hydrodynamický okruh je doplňován na konstantní hodnotu množství cirkulující kapaliny pomocí zásobní nádrže 10 delonizované kapaliny pro eliminaci ztrát, například vypařením. Zařízení pracuje tak, Že měřený předmět 11 je vymýván deionizovanou kapalinou, která je rozprašována rozprašovacími tryskami 9. Kapičky delonizované kapaliny jsou unášeny proudícím stlačeným plynem přes první škrticí ventil 4. Kapalina potom stéká do zádrže 12 kontaminované kapaliny, kde je promíchána pomocí stlačeného plynu plynovou tryskou 20 přes druhý Škrticí ventil 17. Za zádrží 12 kontaminované kapaliny je průtočná vodivostní sonda 24, která snímá spolu s konduktometrem 13 vodivost odtékající kontaminované kapaliny, která Je čerpána čerpadlem 18 kapaliny s průtokoměrem přes směsný měnič iontů 22 zpět k rozprašovacím tryskám 9· Hydrodynamický okruh pracuje s konstantním množstvím vymývací kapaliny, která je doplňována v případě úbytku ze zásobní nádrže 22 delonizované kapaliny na konstantní hladinu v zádrži 22 kontaminované kapaliny. Eliminuje tek ztráty kapaliny vypařením a podobně. Průběh vodivosti během vymývání Je snímán na svorkách 22 konduktometru 23·CS 269 444 B1 contaminated liquid, into which a gas nozzle 20 is placed, to improve the mixing of the contaminated liquid, the flow of which is controlled by a second throttle valve 17. A flow conductivity probe H is placed in the contaminated liquid reservoir 22, which is connected to a conductometer 23 with terminals 29. A liquid pump 2§ with a flow meter is placed behind the flow conductivity probe 14. A mixed ion exchanger 16 is located behind the 2θ liquid pump, from which the deionized liquid pipe 3 flows into the spray nozzles 9, into which the gas pipe 25 also flows, which is connected to the gas pump 6 via the filter 5. The gas flow is adjusted by the first throttle valve 4. The hydrodynamic circuit is replenished to a constant value of the amount of circulating liquid using a storage tank 10 of deionized liquid to eliminate losses, for example by evaporation. The device operates in such a way that the measured object 11 is washed with deionized liquid, which is sprayed by spray nozzles 9. Droplets of deionized liquid are carried by the flowing compressed gas through the first throttle valve 4. The liquid then flows into the contaminated liquid reservoir 12, where it is mixed with the compressed gas through the gas nozzle 20 through the second throttle valve 17. Behind the contaminated liquid reservoir 12 is a flow-through conductivity probe 24, which, together with the conductometer 13, measures the conductivity of the flowing contaminated liquid, which is pumped by a liquid pump 18 with a flow meter through a mixed ion exchanger 22 back to the spray nozzles 9. The hydrodynamic circuit operates with a constant amount of washing liquid, which is replenished in the event of a decrease in the deionized liquid from the storage tank 22 to a constant level in the contaminated liquid reservoir 22. It eliminates the loss of liquid through evaporation, etc. Conductivity curve during washing It is measured at terminals 22 of the conductometer 23.

Zařízení podle vynálezu je možno využít například při zjišťování konečné čistoty zapájených desek ploSných spojů v elektrotechnickém průmyslu nebo při kontrole iontového znečištění povrchů předmětů před operacemi povrchových ochran.The device according to the invention can be used, for example, in determining the final cleanliness of soldered printed circuit boards in the electrical industry or in checking the ionic contamination of object surfaces before surface protection operations.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A device for measuring ionic contamination of surfaces, consisting of a washing tank, a flow-through conductivity probe and a hydrodynamic circulation circuit with a mixed ion exchanger, characterized in that spray nozzles (9) are connected to the washing tank (8) for washing the measured object (11), and a reservoir (12) of contaminated liquid is placed under the washing tank (8), into which a gas nozzle (20) with a second throttle valve (17) flows to mix the contaminated liquid, and a flow-through conductivity probe (14) is placed behind the reservoir (12) of contaminated liquid.

2. The device according to item 1, characterized in that a gas pipe (15) with a first throttle valve (4) is connected to the spray nozzles (9), in front of which a gas pump (6) with a suction filter (5) is placed.

3. The device according to item 1, characterized in that a storage tank (10) of deionized liquid opens into the contaminated liquid reservoir (12) to ensure a constant level in the contaminated liquid reservoir (12).