Устройство для автоматического контроля толщины и скорости осаждения покрытия на деталях в гальванической ванне
Изобретение относится к оборудованию для автоматического контроля толщины гальванического покрытия в процессе осаждения. Цель изобретем ния - обеспечение автоматического контроля, повьппение точности измерения и производительности гальваноавтомата , безопасности эксплуатации устройства. Первый и второй входы блока аварийной сигнализации 2 под ключены к выходам датчика разгерметизации 16, а выход - к первому входу блока обработки информ ации 8, второй вход которого подключен к мунту блока питания 4, отрицательный полюс которого подключен к катоду - подпеске 10 ванны и первому входу коммутатора 3, а положительный полюс - к аноду 9 ванны и отрицательному полюсу блока растворения 1, положительный полюс которого подключен к второму входу коммутатора 3, выход которого подключен к электроду - свидетелю 14, а управляющий вход - к первому выходу блока обработки информации 8, Обеспечение автоматизации контроля, повьпиение точности измерения и безопасности эксплуатации устройства достигается введением в данное устройство блока растворения, коммутатора, блока аварийной сйгрализации, датчика разгерметизации, 1 з.п. ф-лы. 2 ил. S (Л с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК
Ai (! 9) (3 t I (51)5 С 25 D 21/12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 30.07. 91. Бюл. У 28 (21) 4002820/02 (22) 06.01.86 (72) В.Г.Габодзе, Д.А.Пирцхалава, Н.В.Гогичаишвили, Т.ВаФилиппович и П.П.Рухая (53) 621.357.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
1 968590, кл. С 01 В 7/06, 1980.
А. Ott "Schichtdickenmessung wahrend des Schichtaufbanes und Messung дей Abscheiclegeschwindigkeit" "Angewandte Elektochemie", У 26, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО
КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ И СКОРОСТИ ОСАЖ ЕНИЯ
ПОКРЫТИЯ НА ДЕТАЛЯХ В ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ
ВАННЕ (57) Изобретение относится к оборудованию для автоматического контроля толщины гальванического покрытия в процессе осаждения. Цель изобретения — обеспечение автоматического контроля, повьппение точности измерения и производительности гальваноавтомата, безопасности эксплуатации устройства. Первый и второй входы блока аварийной сигнализации 2 подключены к выходам датчика разгерметизации 16, а выход — к первому входу блока обработки информации 8, второй вход которого подключен к мунту блока питания 4, отрицательный полюс которого подключен к катоду — подвеске 10 ванны и первому входу коммутатора 3, а положительный полюс к аноду 9 ванны и отрицательному полюсу блока растворения 1, положитель"
\ ный полюс которого подключен к второму входу коммутатора 3, выход которого подключен к электроду - свидетелю 14, а управляющий вход — к первому выходу блока обработки инЙ формации 8, Обеспечение аатоматнеации (/) контроля, повышение точности измерения и безопасности эксплуатации устройства достигается введением в данное устройство блока растворения, коммутатора, блока аварийной сигнализации, датчика разгерметизации. 1 s.n. ф-лы. 2 ил.
1340248
40
И >(>б>(>(. Te ill!((>T НО(.!ETCH К ОбОРУДО9л>п(н> дпя яв гс>млт>! (е(ногo контроля >П (1(l I Ill I Л>1 ЬН Л !ill (l(С К(>ГО ПОКРЫТИЯ Н ((роц(r(.е пс ëæJEel(llë н >!ожет быть псполь nI>a»o н ав гс млтизиронанных систеил>. yIlpalIJI(пня технологическими процессам>! глпьнлни(!еского производства (И:УТ(П П > .
Цель нзобрете(н(я — обеспечение а втомг! ти з ацг(и контроля, повышение точности измерения и безопасности эксплуатлцни устройства.
Пл фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 датчик рязгерметизации.
Устройство для автоматического контроля толщины и скорости осаждения ггокрытпя на деталях в гальванической нанпе содержит блок растворения 1, блок аварийной сигнализации 2, коммутатор 3, блок питапия ванпы 4, блок обработки сигнала 5, гальваническую ванну 6, измерительный зонд 7 и блок обработки информации 8.
Гальваггнчеекая ванна 6 содержит анод 9, катод — подвеску 10, блок управления подвеской 1I.
Измерительный зонд 7 содержит детектор 12, источник ионизирующего излучения 13, изготовленный иэ металлической фольги, например из платиновой, электрод-свидетель 14 с осажденным на него покрытием 15, датчик разгерметизации 6, Блок обработки информации 8 может, няпример, содержать управляющую вычиелительную ма(ш(ну 17 (YBM), логический элемент И 18, блок счетчиков
19, блок индикации 20, преобразователи 21 и 22. Датчик разгерметизации 16 содержит сигнальные электроды 23 и 24 и гибкую диэлектрическую основу 25.
Устройство работает следующим образом.
R исхо,дном состоянии катод-подвеска 10 находите.я нне гальванической ванны 6. Б>гок питания ванны 4 нключен, но электрическая цепь литания вянны разомкнута. Ток через нее не протекает. Коммутатор 3 отключен, Электрод-свидетель 14 находится под нулевым потенциалом. Покрытие 15 на нем отсутствует. Поток иониэирующе! о излученпя, испускаемый источником 13, попадает на электрод-свидетель 14, Часть потока отражается от него и преобразуется детектором 12 в электрические импульсы.
Гтатистиче(кп (> l(п(>ед(. le!El!El(импу>(ьГы Г вь(холл Jleтект(>рл .1 поступя ют на вход блока обрлб>с тки сигналов
5, в котором производится их усиление, амплитудный отоop и формирование по амплитуде и длительности. С выхода блока обработки сигналов 5 импульсы через информационный вход блока обработки информации 8 поступают на вход логического элемента И 18, на другой вход которого с управляющей вычислительной машины 17 (УВМ) поступает стробирующий импульс, длительность которого равна заданному времени измерения. Количество импульсов N(> прошедших через логический элемент
И 18 в течение времени измерения и соответствующее потоку излучения рассеянного электродом-свидетелем 14 беэ покрытия 15, регистрируется блоком счетчиков 19, а по окончании времени измерения записывается в памяти УВМ. По сигналу, поступающему с
УВМ на вход блока управления поднес кой 11 через преобразователь 22 и второй выход блока обработки информации 8 катод-подвеска с покрываемыми деталями, устанавливается в гальванической наине 6. При наличии контакта между подвеской и электродами, подключенными к отрицательному полюсу блока литания ванны 4, в электрической цепи ванны возникает ток. Сигнал о наличии электрического тока в гальванической ванне 6 поступает с шунта блока питания ванны 4 через нторой вход блока обработки информации 8 и преобразователя 21 на УВМ.
В результате УВМ выдает команду о подключении к электроду-свидетелю 14 через первый вход коммутатора 3 отрицательного полюса блока питания ванны 4. Время подачи потенциала на электрод-свидетель 14 вводится s память УВМ и н дальнейшем относительно него определяются моменты времени проведения последующих измерений и скорость нанесения толщины покрытия.
Таким образом начинается процесс одновременного осаждения покрытия на детали и электрод-свидетель 14, на всем протяжении которого выход блока обработки сигнала 5 периодически подключается к входу блока счетчиков 19, в котором подсчитывается количество импульсов N,, соответствующее потоку излучения обратно рассеянного электродом-свидетелем 14 н покрытием 15.
l f402 3 Я
Сумилрный поток обратно рассеянного излучения от электрода-свидел еля и покрытия возрастает с увеличением толщины покръггия. Полученная информация вводится в УВМ н вычисляется эначеттие л М N, — И, где i = 1,2, 3, ..., n — порядковый номер измерения, которое произведено в момент времени. 10
Периодичность измерений и массив значений <1 N определяются программой работы УВМ в соответствии с шифром и коэффициентом конфигурации покрываемых деталей, а также кодом матери- 15 ала покрытия, предварительно введен" ных в память машины.
По найденному интервалу, содержащему 4 Х,, определяется значение толщины покрьггия d, и интервалы времени 20 за которые достигнута данная толщина Покръггия.
Если технические параметры ванны не имеют отклонений от заданных, Тс процесс нанесения покрытия в каждом 25 конкретном интервале значений толщины d происходит в интервал времени st..
Таким образом, скорость нанесения покрытия позволяет косвенно следи"b 30 за такими параметрами гальвани теских влнн, как, например, плотность тока, концентрация электролита и т,д.
Когда толщина покрытия 15 на электроде-свидетеле 14 и на деталях дос35 тигнет заданного значения, с УВМ через преобразователь 22 и второй выход блока обработки информации 8 поступает сигнал на вход блока управления подвеской 11, по которому катод-под- 40 веска 10 с покрытыми деталями достаются из гальванических ванн 6, а к электроду-свидетелю 14 через коммутатор 3 по сигналу с УВМ, поступающему на его управляющий вход через первый выход блока обработки информации, подключается на определенное время (время растворения) положительный полюс блока растворения 1, отрицательный полюс которого подключен к 50 аноду 9 гальванической ванны 6. Покрытие 15 на электроде-свидетеле 14 растворяется. Полное снятие покрытия с электрода свидетеля происходит при достижении равенства N, = N,, где
No — интенсивность счета от электрода-свидетеля беэ покрытий, а N, текущая интенсивность счета. При
N N, с УВМ через первъттт выход блока ос работки и«<33 т>ил.tl!<т,н пл vtt1i«flët<— кэщий f!xvft K<»p!тт < тлто1|;3 3 t< «э" tf,t< T
КC)M if!òò<ò> ттс< Ко |от с
Процесс рл< Tft эрс t«EEE:tnbр3 ттття с эл ектродл-с видс т с<«тт 14 н «этом злклттчттвлется, и устройств подгсэтов тетто для прон еде пня Безопасность:экстт.туатаци;т измерительного эсэндл 7 в -.; пьвлтттт<теской ванне 6 при стстииоилрпо устлповлепнои электроде-свидетеле 14 обеспечивается датчиком рлэг рттетиэлцин 16. Иредс т а вл я ющи м собой д тэ л c è ã t t ëë b t t btõ электрода 23 и 24, 1 л иетттеттн<3х пл гибкой дттэлектртт<те«кс и основе 2 . и блоком аварийной cftf-tfaлизлции 2. Датчик рлзгерметттэлтттттт 1тэ эрлзметттетт по всему тэттутреттттему периметру иэмерителт ного эондл 7, т,е. Et и. стах плиболее вероятного ттр; ттикнонения электролитл. Сигплльпые электроды датчика разгерметизации 1< плхо,тяте« под I разностью потенциалов, по«тупак|щей с блока аварийной еигпллизлцни 2, но так как в отсутсттпте электролитл электрическая цсп ь между электродами рл зоикттутл, то блок лглрийттой сигнализации 2 oTK»t Зттектртт<тесклтт ttc»l между еиг лльпътии электр одлии 3 литтт ". < т:. <т 331lи пд падании иа»их .3nex Tptl«f!.t;3, пронтткшего в измерительный эотщ 7, блок лварийной сигнллизлттии вк<тю<тлется, выдавая сигнал о рлзгет|и«и.тлции па УВМ через псряый яхоп f локл обработки информации 8, а также (в случле необходимости) нл ft!temfттте устройства световой и звукот ои «|тгпллиэлции. Блок аварийной сигпллнзации обеспечен лвтономнътт источтиткои пиглния (нл фиг. 1 пе показ"!) Таким образом, вве»с:t не я у<:тройстно блока рлстворепия 1, които тлтора 3, шунта в блстк тттттлттття пап|ты 4 и стационарной устлногки 33 измерительном зонде 7 лс ктрс дл-свидетеля 14 позволяет полиостькэ,тя гот лтиэнроВатЬ КОНТРОЛЬ тОЛШИ33Ы тттэКРтттт<Я НЛ деталях в гальвлпиче<-КА0! ясэ«ие и cos» дать на основе данпогс «тр. й-тял подсистему контроля то тщнпы покръттия в АСУТЛ ГП. Кроме тс го, ис t,«K 13 соблюдения идентичных условий измерения. Введение в устройство блока аварийной сигнализации 2 и в измерительный зонд 7 датчика разгерметизации 16 повышает безопасность эксплуатации измерительного зонда 7. Формула и зобретення 1. Устройство лпя автоматического контроля толщины и скорости осаждения покрытия на деталях в гальванической ванне, содержащее гальваническую ванну с катодом-подвеской и анодом, блок питания ванны, блок обработки сигнала, блок обработки информации, блок управления подвеской, герметичный измерительный зонд, установленный в гальванической ванне, источник ио ниэирукщего излучения, детектор, электрод-свидетель, расположенные в измерительном зонде, причем выход детектора подключен к входу блока обработки сигнала, выход которого подключен к информационному входу блока обработки информации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения автоматизации контроля, повышвния точности измерения и безопасности эксплуатации устройства, оно снабжено блоком растворения, коммута40248 тором, блоком аварийной сигнализации, измерительный зонд снабжен датчиком разгерметизации, а блок питания ван5 ны — шунтом причем первый и второй Ф входы блока аварийной сигнализации соответственно подключены к первому и второму выходам датчика разгерметизации, а выход — к первому входу бло1Р ка обработки информации, второй вход которого подключен к шунту блока питания ванны, отрицательный полюс которого подключен к катоду-подвеске ванны и первому входу коммутатора, а 15 положительный полюс - к аноду ванны и отрицательному полюсу блока растворения, положительный полюс которого подключен к второму входу коммутатора, выход которого подключен к элект2п роду-свидетелю, в управляющий входк первому выходу блока обработки информации, второй выход которого подключен к блоку управления подвеской гальванической ванны. 25 2. Устройство по п..1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчик разгерметизации снабжен первым и вторым сигнальными электродами, которые соответственно являются первым и ЗО вторым выходами датчика разгерметизации, размещенными на гибкой диэлектрической основе, установленной в измерительном зонде. t 140146, 29 Act. 2 Составитель В. Сазонов Техред А.Кравчук Корректор И. Муска Редактор Т. Иванова Заказ 3130 Тираж 404 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 13035, Москва, Ж-35, Раупская наб., д. 4/5 М Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4
