Способ определения полярности выводов электролитических конденсаторов и последующую их ориентацию
Изобретение относится к способам ориентации корпусов электротехнических конденсаторов (К) путем определения полярности их выводов независимо от наличия их маркировки. Цель изобретения расширение области применения путем применения предлагаемого способа независимо от конструкции корпуса и выводов К. С целью определения полярности выводов электролитических К независимо от их конструктивных особенностей используется совокупность двух вариантов последовательного включения двух электролитических К, последовательное и встречно-последовательное. При этом полярность выводов одного из К известна и положение фиксировано, а другой ориентируется. После подключения К к источнику постоянного напряжения и их заряда К отключаются от источника и разъединяются между собой. Не изменяя положения ориентируемого К, производится измерение величины заряда, накопленного на нем. Определение полярности выводов происходит по разнице величины заряда на ориентируемом К в двух вариантах его включения.
Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в технологическом оборудовании при изготовлении электролитических конденсаторов или при их монтаже на изделиях радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения расширение области применения путем применения предлагаемого способа независимо от конструкции корпуса и выводов конденсатора. Сущность способа основана на следующем. Электролитический конденсатор представляет собой особый тип конденсатора, в котором в качестве диэлектрика используется тонкий слой оксида вентильного металла, образованного на поверхности этого металла электролитическим путем за счет выделения кислорода у металлической поверхности, к которой прикладывается положительный потенциал. Толщина слоя оксида зависит от величина напряжения, прикладываемого к металлу в процессе создания оксидного слоя (процесса формования). Существенной особенностью оксидных слоев, образовавшихся на аноде в процессе электролитического окисления, является униполярная проводимость оксидные слои запирают электрический ток при анодном включении металла, покрытого оксидом, и пропускают ток при его включении в качестве катода. Характер процесса образования оксидного слоя на вентильном металле, его скорость, величина максимального падения напряжения в оксидном слое, толщина образующихся слоев, их свойства и структура определяются в первую очередь комбинацией вентильного металла и электролита. Особенностью оксидной пленки является неоднородность по толщине прилегающий к электролиту слой оксида содержит избыток кислорода, а прилегающий к металлу избыток алюминия. Кроме того, оксидная пленка неоднородна также и по поверхности. В оксидной пленке имеется небольшое число сквозных пор либо пор, доходящих почти до самой поверхности алюминия. Существование указанных пор, однако, нисколько не снижает высокого сопротивления оксидной пленки, обусловленной р-n-переходом, если на алюминий подается положительный потенциал относительно электролита. В этом случае электролит выталкивается из сквозных пор под действием электроосмотической силы, превосходящей силу электростатического притяжения электролита к поверхности металла. Помимо указанных пор в оксидной пленке имеются дефектные места, обладающие низкой проводимостью. Дефекты могут возникать под действием содержащихся в электролите ионов хлора, разрушающих оксидную пленку. Если снять с электролитического конденсатора положительный потенциал, прекращается действие сильного электрического поля и давление ионов кислорода на оксидную пленку. Это приводит к резкому снижению концентрации кислорода у поверхности пленки и к разрушению р-n-перехода в ней. Кроме того, после снятия напряжения обнажаются дефектные места, которые непрерывно заформовывались под действием приложенного напряжения. Разрушение р-n-перехода и обнажение дефектных мест приводит к снижению сопротивления оксидной пленки. Чем больше время, в течение которого пленка находится в электролите без напряжения, и чем выше температура электролита, тем ниже сопротивление оксидной пленки. Если к расформованному электролитическому конденсатору вновь подвести положительный потенциал, свойства его восстанавливаются через более или менее длительный промежуток времени в зависимости от степени расформовки. Если к электролитическому конденсатору прикладывается отрицательный относительно электролита потенциал, происходит резкое снижение сопротивления оксидной пленки по следующим причинам: а) в связи с втягиванием в сквозные поры положительно заряженного относительно алюминия электролита под действием совпадающих в этом случае по направлению электростатических и электроосмотических сил; б) в связи с выделением водорода, благодаря которому более интенсивно разрушается р-n-переход и обнажаются дефектные места в оксидной пленке, что, в принципе, создает опасность постепенного повышения давления внутри герметизированного конденсатора до такой степени, которая может привести к взрыву. Таким образом, хотя электролитические конденсаторы и обладают свойством униполярной проводимости, но использовать его непосредственно (подключая электролитический конденсатор к источнику постоянного напряжения прямой и обратной полярностью) с целью определения полярности выводов электролитического конденсатора из-за указанных особенностей не представляется возможным. Если составить цепь из двух соединенных последовательно электролитических конденсаторов, тогда свойства униполярной проводимости реализовать удается. При этом получаются два варианта соединения электролитических конденсаторов. Встречно-последовательное соединение, когда соединяются одноименные выводы полярных электролитических конденсаторов. Такое включение обеспечивает получение неполярной системы, не чувствительной к изменению полярности напряжения, так как при любом включении такого конденсатора на напряжение постоянного тока полное падение напряжения приходится на оксидный слой той пластины, которая соединена с положительным полюсом источника. Изложенное можно проиллюстрировать, исходя из эквивалентной схемы неполярного конденсатора, которая представляет собой последовательно соединенные три элемента: емкость оксидного слоя С1 одного конденсатора, большое сопротивление R электролита обоих конденсаторов и емкость оксидного слоя С2 другого конденсатора. Когда эта система подключена к источнику постоянного напряжения, то тот конденсатор, который соединен с положительным полюсом источника, зарядится до его напряжения, второй конденсатор заряжен не будет, так как сопротивление R очень велико. При последовательном соединении, когда соединяются разнополярные выводы, каждый из конденсаторов оказывается под воздействием прямого напряжения и заряд между ними будет распределен в зависимости от величины емкости конденсаторов. Таким образом, система состоящая из двух полярных электролитических конденсаторов, соединенных последовательно и встречно-последовательно, позволяет по заряду, накопленному испытуемым электролитическим конденсатором, определять его полярность выводов при обеспечении сохранности оксидного слоя, а значит к работоспособности электролитического конденсатора. Для осуществления способа необходимо выполнить следующее. К предварительно разряженному контрольному электролитическому конденсатору, полярность выводов которого известна, последовательно подключается предварительно разряженный испытуемый электролитический конденсатор, полярность выводов которого следует определить (ориентируемый конденсатор). Положение известного конденсатора фиксировано и в течение всего процесса ориентации не изменяется. Ориентируемый конденсатор может быть подключен к известному конденсатору двумя вариантами: встречно-последовательно или последовательно. Затем конденсаторы подключаются к источнику постоянного напряжения так, чтобы полярность свободного вывода известного конденсатора соответствовала полярности клеммы источника напряжения, а свободный вывод ориентируемого конденсатора подключается к другой клемме источника. Конденсаторы заряжаются при напряжении источника питания не выше номинального напряжения конденсатора. После их заряда источник отсоединяется и конденсаторы размыкаются. Поскольку конденсатор имеет способность накапливать электрический заряд, то после отсоединения источника от конденсаторов заряд на них сохранится и, подсоединив к ориентируемому конденсатору анализирующее измерительное устройство, можно определить заряд на конденсаторе. При встречно-последовательном соединении конденсаторов заряд на ориентируемом конденсаторе будет меньше, чем при последовательном. Таким образом, если условиться, например, считать, что при последовательном соединении конденсаторов выводы ориентируемого конденсатора расположены "правильно", а при встречно-последовательном "неправильно", то по измеренному заряду на ориентируемом конденсаторе можно однозначно определить расположение его выводов. Предлагаемый способ в отличие от известных, основанных на использовании конструктивных особенностей корпуса и выводов, может быть использован для любых конденсаторов, в том числе и типовых. Все зависит от конструкции узла захвата и ориентации.
Формула изобретения
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯРНОСТИ ВЫВОДОВ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ И ПОСЛЕДУЮЩУЮ ИХ ОРИЕНТАЦИЮ, включающий подключение с помощью узла захвата и ориентации конденсатора его выводов к измерительной схеме, определение полярности выводов и последующую ориентацию конденсатора, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, определение полярности выводов осуществляют выполнением двух операций, первая из которых включает подключение последовательно испытуемого электролитического конденсатора к контрольному электролитическому конденсатору, полярность выводов которого известна, а вторая подключение его в обратном направлении, при этом положение контрольного конденсатора сохраняется одним и тем же, а перед каждой операцией конденсаторы разряжаются, для каждого варианта соединения конденсаторов их подключают к источнику постоянного напряжения с сохранением полярности его подключения к контрольному конденсатору до полного заряда цепи из конденсаторов, затем источник постоянного напряжения отключают, конденсаторы разъединяют и без изменения положения испытуемого конденсатора в узле захвата и ориентации конденсатора определяют величину накопленного на нем заряда, а затем путем сравнения величин зарядов, полученных после первой и второй операций, определяют по знаку разности величины зарядов полярность выводов испытуемого конденсатора в узле захвата и ориентации конденсатора.MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
