SU883197A2

SU883197A2 - Способ измерени площади деталей при гальваническом процессе

Info

Publication number: SU883197A2
Application number: SU802922367A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Бахтин; Леонид Федорович Отмахов
Priority date: 1980-04-30
Filing date: 1980-04-30
Publication date: 1981-11-23

Description

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для измерения площадей деталей, выполненных из электропроводных материалов и для автоматического регулирования плотности тока в гальванических ваннах. '

По основному авт. св. Я” 69^563 известен способ измерения площади деталей при гальваническом процес- ¹се £1J, заключающийся в том, что обрабатываемые детали совместно со вспомогательным электродом известной площади устанавливают в гальваническую ванну, подключают главный электрод ванны к одному полюсу источника тока, а детали - к другому полюсу, измеряют удельную электропроводность электролита, ток ванны,расстояние ' л между электродами, напряжение- на электродах гальванической ванны, а величину площади деталей вычисляют по формуле

где I^i U_g - соответственно ток и напряжение гальванической ванны;

I - расстояние между электродами·, х - удельная электропроводность электролита.

Недостатком известного способа является то, что он не учитывает величин анодной и катодной поляризации, что приводит к ошибкам при измерении площади деталей.

Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения площади деталей путем учета величин анодной и катодной поляризации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения площади деталей при гальваническом процессе, заключающемуся в том, что обраба3 тываемые детали совместно со вспомогательными электродами известной площади устанавливают в гальваническую ванну, подключают главный электрод ванны к одному полюсу источника j тока, а детали - к другому полюсу, измеряют удельную электропроводность электролита, ток ванны, расстояние между электродами, напряжение на электродах гальванической ванны, а ве- 10 личину площади деталей вычисляют как отношение произведения тока ванны и расстояния между электродами на произведение удельной электропроводности электролита и напряжения 15 гальванической ванны, дополнительно измеряют величины анодной и катодной поляризации и алгебраически суммируют их с напряжением на электродах гальванической ванны. 20

На чертеже приведена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит гальваничес- ₂₅кую ванну 1, в которой установлены главный электрод 2, обрабатываемые детали 3, датчик 4 анодной поляризации, датчик 5 катодной поляризации, вспомогательные электроды 6, а так- ₃₀же сопротивление 7 в цепи вспомогательных электродов 6, источник 8 питания вспомогательных электродов 6, источник 9 питания гальванической ванны 1, шунт 10 в цепи источника 9 питания, вольтметр 11 источника 9 ³⁵ питания, управляющий вычислительный комплекс (УВК ) 12, включающий в себя устройство 13 ввода аналоговой информации, процессор Неустройство вывода аналоговой информации.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении подвески с деталями 3 в гальваническую ванну 1 инфор- ^<sмацию о величинах общего тока ванны Г с шунта 10 источника 9 питания, напряжения между электродами гальванической ванны 1 с вольтметра 11, тока вспомогательных электродов 6с сопротивлением 7, напряжения вспомогательных электродов 6 с источника 8 питания, анодной поляризации с датчика 4 анодной поля ризации, катодной поляризации с 55 датчика 5 катодной поляризации поступает на устройство 13 ввода аналоговой информации УВК 12.

УВК раммам ваемых

Gгде согласно заложенным прогвычисляет площадь обрабатыдеталей.

^ХВ ^ТВ ^е1)в₉ )Х

1в^е (1) ' ванны;

тока вспо^R9A

R 1_В9 ^UB9

1в9 ^SB9

Λ4>κ

- общий ток

- плотность могательных электродов;

-коэффициент конфигут рации ;

-удельная электропро-. водность электролита'»

-сопротивление электролита между вспомогательными электродами ;

- напряжение источника питания вспомогательных электродов

- ток в цепи вспомогательных электродов’,

- расстояние между вспомогательными электродами ;

- площадь вспомогательных электродов;

- напряжение между электродами ванны;

-величина анодной поляризации, т.е. скачок потенциала на границе анод-электролит;

- величина катодной поляризации, т.е. скачок потенциала на границе катод-электролит.

выражение для измере ния площади деталей величин анодной и катодной поляризации позволяет повысить точность талей.

Как известно ческого баланса определяется выражением

Включение в измерения площади деуравнение электригальванической ванны

где Ug - напряжение на электродах ванны;

Ig - общий ток ванны;

- сопротивление электролита ванны;

ДЧ’дйдЧ'^ —соответственно скачки потенциала на границах анодэлектролит и катод-электролит.

Таким образом, ток ванны опреде- 5 ляется по следующей формуле

U_B-bV^K »

Полученное выражение для ΐ_θ исполь зуем для определения коэффициента конфигурации (К).

Коэффициент конфигурации (К) определяется как отношение плотности тока вспомогательных электродов (Dg_g) к плотности тока на деталях

т.е.

Рвэ _ θ _ ®В9 s

Едет’ 1_в ~ . ^ре>э S х ~ ξ

Таким образом, площадь деталей вычисляется по более точной формуле _ в _ 1в___во _ вэ ^ВЭ ι_βε

X(U_b-aY_aW

Потенциалы анодной и катодной поляризации являются функциями плотности тока и в диапазоне плотностей тока,И характерном для большинства гальванических процессов, достигают величин единиц вольт. Особенно сильно.может изменяться величина анодной поляризации. ⁴⁰

Например, в цинковом цианистом электролите при достижении плотное ·ти тока величины порядка 4,5-6,0 А/дм' может произойти скачок анодной поляризации на величину до 2,0-2,5 В. *5

Поэтому неучет величин анодной и катодной поляризации в известном способе приводит к значительным* ошибкам при измерении площади деталей.

Погрешность известных способов измерения площади деталей при гальваническом процессе составляет в среднем 25~30%.

Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные в процессе разработки предлагаемого способа, показатели, что погрешность измерения может быть уменьшена до 10%.

Причем погрешность предлагаемого способа существенно ниже известных способов при протекании гальванического процесса в более широком диапазо не рабочих плотностей тока, так как способ учитывания значения потенциалов поляризации, являющихся функциями плотности, тока.

Кроме того, проведенный ориентиро·· вочный расчет экономической эффективности от’внедрения устройства, реализующего предложенный способ в АСУ ТП. гальванического производства Новосибирекого завода Электроагрегат прка#* зывает, что величина годового экономического эффекта составляет 22780 руб.

Claims

(5) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАДИ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ГАЛЬВАНИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ Изобретение относитс к гальванотехнике и может быть использовано дл измерени площадей деталей, выполненных из электропроводных материалов и дл автоматического регулировани плотности тока в гальванических ваннах . По основному авт. св. № известен способ измерени площади деталей при гальваническом процессе ni, заклю-1ающийс в том, что обрабатываемые детали совместно со вспомогательным электрсдо -: известной площади устанавливают в гальваническую ванну, подключают главный электрод ванны к одному полюсу источника тока, а детали - к другому полюсу, измер ют удельную электропроводность электролита, ток ванны рассто ние между электродами. н пп ение на электродах гальванической ванны, а величину площади деталей вычисл ют по формуле где вл вели что нии Ц решн путе ной П что ди д се, 1 соответственно ток и напр жение гальванической ванныJ t - рассто ние между электродами- , X - удельна электропроводность электролита. едостатком известного способа етс то, что он не учитывает чин анодной и катодной пол ризации, приводит к ошибкам при измереплощади деталей. ель изобретени - уменьшение погости измерени площади деталей м учета величик анодной и катодпол ризации . оставленна цель достигаетс тем, согласно способу измерени площаеталей при гальваническом процесзаключающемус в том, что обраба3 тываемые детали совместно со вспомогательными электродами известной площади устанавливают в гальвани .ческую ванну, подключают главный электрод ванны к одному полюсу источник тока, а детали - к другому полюсу, измер ют удельную электропроводность электролита, -ток ванны, рассто ние между электродами, напр жение нз эле тродах гальванической ванны, а величину площади деталей вычисл ют как отношение произведени тока ванны и рассто ни между .электродами на произведение удельной электропроводности электролита и напр жени гальванической ванны, дополнительно измер ют величины анодной и катодной пол ризации и алгебраически сум мируют их с напр жением на электрода гальванической ванны. На чертеже приведена блок-схема устройства дл .реализации предлагаемого способа. Устройство содержит гальваническую ванну 1, в которой установлены главный электрод 2, обрабатываемые детали 3, датчик анодной пол ризации , датчик 5 катодной пол ризации, вспомогательные электроды 6, а также сопротивление 7 в цепи вспомогательных электродов 6, источник 8 пит ни вспомогательных электродов 6, источник 9 питани гальванической ванны 1, шунт 10 в цепи источника 9 питани , вольтметр 11 источника 9 питани , управл ющий вычислительный комплекс (УВК 12, включающий в себ устройство 13 ввода аналоговой информации, процессор 1t/устройство 15 вывода аналоговой информации. Устройство работает следующим об разом. При поступлении подвески с детал ми 3 в гальваническую ванну 1 инфор мацию о величинах общего тока ванны 1 с шунта 10 источника 9 питани напр жени между электродами гальванической ванны 1 с вольтметра 11, тока вспомогательных электродов 6 с сопротивлением 7, напр жени вспомо гательных электродов 6 с источника 8 питани , анодной пол ризации с датчика 4 анодной пол ризации, катодной пол ризации с датчика 5 катодной пол ризации поступает на устройство 13 ввода аналоговой информации УВК 12. асно заложенным прогет площадь обрабаты . (Uj.- VAVK )Х ) В-атд- йТк (1) -общий ток ванны, -плотность тока вспомогательных электродов; -коэффициент конфигу рации ; -удельна электропро-. водность электролита , -сопротивление электролита между вспомогательными электродами , -напр жение источника питани вспомогательных электродов, ток в цепи вспомогательных электродов; -рассто ние между вспомогательными электродами; -площадь вспомогательных электродов; -напр жение между электродами ванны; -величина анодной пол ризации , т.е. скачок потенциала на границе анод-электролит; - величина катодноР пол ризации , т.е. скачок потенциала на границе катод-электролит. в выражение дл измерееталей величин анодной и ризации позвол ет поть измерени площади дено уравнение электриса гальванической ванны выражением М р жение на электродах ны; ий ток ванны; ротивление электролита ны, 5 ДЧдИд.Ч -соответственно скачки поте циала на границах анодэлектролит и катод-электролит . : Таким образом, ток ванны определ етс по следующей формуле ЭА Полученное выражение дл 1ц испол зуем дл определени коэффициента ко фигурации ( К ). Коэффициент конфигурации (К) опре дел етс как отношение плотности тока вспомогательных электродов (Ogg к плотности тока на детал х (Dggr) т.е. ( Таким образом, площадь деталей вычисл етс по более точной формуле Dgg )(U0-AV XlUe-AV ic) Потенциалы анодной и катодной пол ризации вл ютс функци ми плотности тока и в диапазоне плотностей то характерном дл большинства гальванических процессов, достигают величи единиц вольт. Особенно сильно может измен тьс величина анодной пол ризации . Например, в цинковом цианистом электролите при достижении плотное-ти тока величины пор дка 1,,ОА/д может произойти скачок анодной пол ризации на величину до 2,0-2,5 В. 7 Поэтому неучет величин анодной и катодной пол ризации в известном способе приводит к значительным ошибкам при измерении площади деталей. Погрешность известных способов измерени площади деталей при гальваническом процессе составл ет в среднем 25-Зо:. Теоретические и экспериментальные исследовани , проведенные в процессе разработки предлагаемого способа, показатели, что погрешность измерени может быть уменьшена до 10%. Причем погрешность предлагаемого способа существенно ниже известных способов при протекании гальванического процесса в более широком диапазо не рабочих плотностей тока, так как способ учитывани значени потенциалов пол ризации, вл ющихс функци ми плотности, тока. Кроме того, проведенный ориентировочный расчет экономической эффективности ОТвнедрени устройства, реализующего предложенный способ в АСУ ТП. гальванического производства Яовосибирекого завода Электроагрегат прка зывает, что величина годового экономического эффекта составл ет 22780 руб. Формула изобретени Способ измерени площади деталей при гальваническом процессе по авт. св. № , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени дополнительно измер ют величины анодной и катодной пол ризации и алгебраически суммируют их с напр жением на электродах гальванической ванны. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Н-бЗ ЗбЗ, кл. С 25 D 21/12, 1979.