Контур керування системою для електрохімічного витравлювання покриття

Даний винахід стосується схеми або контуру управління для застосування в системі для електрохімічного видалення покриття з деталей та системи, в якій може оброблятися певна кількість деталей одночасно, причому кожна частина має окремий контур управління. В останні роки розроблялися й застосовувалися різні системи для видалення покриття з деталей. В одній такій системі було застосовано пристрій для управління процесом для контролювання потенціалу певної кількості деталей. Практичним наслідком такої контрольної конструкції було те, що багато з деталей у партії, яка піддається витравлюванню, фактично не мали оптимального потенціалу для витравлювання протягом більшої частини процесу. На початку процесу витравлювання лише кілька деталей у партії мали належний потенціал, а решта деталей мала потенціал, вищий або нижчий за заданий потенціал. У будь-якому з цих випадків процес витравлювання був неефективним для видалення покриття з основи. Покриття швидко не знімалося, і матеріал основи деталі зазнавав пошкоджень. Тобто, велика кількість деталей на один контур управління призводить до пошкодження обладнання і потребує неприйнятно довгого часу на витравлювання. Відповідним чином, мета даного винаходу полягає в забезпеченні контуру управління для застосування в системі для витравлювання покриття з деталей. Інша мета даного винаходу полягає в забезпеченні вищезгаданого контуру управління, який забезпечує оптимізований потенціал для деталі, що підлягає витравлюванню. Вищезгадані цілі досягаються завдяки контурові управління згідно з даним винаходом. Згідно з даним винаходом пропонується контур управління для застосування в системі для витравлювання покриття з деталі, такої як лопатка турбіни. Контур управління в цілому включає засіб вимірювання потенціалу між деталлю та контрольним електродом та генерації вихідного сигналу напруги, засіб порівняння вихідного сигналу напруги з заданим значенням напруги та утворення вихідного сигналу, який використовують для зменшення різниці між вихідним сигналом напруги та заданим значенням напруги, і засіб подачі напруги на деталь. Інші деталі контуру управління системи електрохімічного витравлювання згідно з даним винаходом, а також інші характерні для неї цілі та переваги, викладено нижче у детальному описі та на схемі, що додається, причому кожному елементові відповідає свій номер посилання. На Фігурі схематично представлено контур управління, який застосовується у системі для витравлювання покриття згідно з даним винаходом. На Фігурі показано контур управління 1 для застосування в системі для витравлювання покриття з деталі 2, такої, як компонент реактивного двигуна. Контур управління 1 здатен електрохімічно витравлювати покриття з компонента у витравлювальному розчині, такому, як витравлювальний розчин 5%-ї соляної кислоти. Контур управління 1 може бути об'єднаним із затискним пристроєм, який мінімізує необхідність зовнішньої проводки. В одному варіанті втілення даного винаходу до основних компонентів контуру управління 1 належать електрометр 3, операційний підсилювач 4, сильнострумовий транзистор MOSFET 5, аналого-цифровий перетворювач 7, цифро-аналоговий перетворювач 8, аналого-цифровий перетворювач високого розділення 9, резистор вимірювання струму 10, сильнострумове джерело живлення 11 та катод 12. Електрометр 3 вимірює потенціал між деталлю 2, яка підключена як анод, та контрольним електродом 6 і створює вихідний сигнал напруги відносно землі. Контрольний електрод 6 може бути електродом Ag/AgCl або водневим електродом. Придатним електрометром, який може бути застосований, є вимірювальний підсилювач наднизького вхідного струму зміщення Burr Brown INA 116. Вимірювальний підсилювач розряду електрометрів є необхідним для уникнення поляризації контрольного електрода 6. Операційний підсилювач 4 порівнює вихідний сигнал напруги з заданим значенням сигнал напруги і забезпечує ви хідний сигнал, який контролює сильнострумовий транзистор 5, який зменшує різницю між вихідним сигналом електрометра та заданим значенням. Як операційний підсилювач, застосовують малопотужний прецизійний одноканальний операційний підсилювач Burr Brown ΟΡΑ 234. Сильнострумовий транзистор MOSFET 5 подає струм на деталь 2. Сильнострумовим транзистором MOSFET 5 може бути Ixis IXFN 200N07 HiPerFETТМ Power MOSFET або інший подібний пристрій. Контур управління 1 також має цифро-аналоговий перетворювач 8, який забезпечує задане значення напруги для операційного підсилювача 4. Цифро-аналоговийперетворювач 8 отримує команду від мікроконтролера 13 на встановлення належного потенціалу. Контур управління 1 також має аналого-цифровий перетворювач 7, який вимірює напругу на виході з електрометра 3. Перетворене у цифрову форму значення повідомляється на мікроконтролер 13 після запиту від мікроконтролера 13. Контур управління 1 також має резистор вимірювання струму 10, що має значення приблизно 0,01Ом. Падіння напруги на кінцях резистора вимірювання струму 10 вимірюють високоточним аналого-цифровим перетворювачем 9. Результат вимірювання вищезгаданого перетворювача повідомляється на мікроконтролер 13 на його запит. Крім схеми або контуру управління, описаного вище, застосовують блок живлення HP 6680A 11 для забезпечення напруги в діапазоні +5В постійного струму, більшого за 10 амперів. Потенціал розчину в зоні деталі 2 та стр ум вимірюється і повідомляється через мікроконтролер 13 на людино-машинний інтерфейс 14, такий, як комп'ютер або програмний пристрій для управління процесом. Задане значення одержують від людиномашинного інтерфейсу 14 і вводять у мікроконтролер. Мікроконтролер сполучається з людино-машинним інтерфейсом через комунікаційну шину, таку, як CAN (controller area network). Для видалення покриття з компонента, такого як лопатка турбіни, компонент спочатку піддають піскоструминній обробці. Після цього лопатку перевіряють на наявність корозії або пітингу. Контрольний електрод 6 після цього перевіряють за незастосовуваним контрольним електродом. Задане робоче значення після цього встановлюють на потрібний потенціал, який залежить від типу лопатки, яку піддають витравлюванню. Наприклад, для одного з типів лопатки задане значення може становити 130мВ. Лопатку турбіни після цього підключають до електричного струму і занурюють у витравлювальний розчин, такий як витравлювальний розчин 5%-ї соляної кислоти. Після цього на лопатку подають струм протягом потрібного часу, який залежить від конкретного типу лопатки, яку піддають очищенню. Наприклад, для конкретного типу лопатки час може тривати, доки не мине п'ять хвилин після досягнення другої за величиною точки перегину кривої залежності струму від часу та зупинки. Так само, залежно від лопатки, яку піддають витравлюванню, струм може бути меншим за 0,150 ампера. Лопатку після цього відключають від струм у і промивають у воді. Після промивання лопатку висушують обдуванням фільтрованим повітрям без олії. Після цього лопатку фарбують і нагрівають при 1050-1300 градусах за Фаренгейтом у повітрі протягом 45 хвилин і оглядають. Контур управління 1 згідно з даним винаходом забезпечує оптимальний потенціал для деталі, яку піддають витравлюванню. Таким чином, деталь може бути швидко очищена без пошкодження основи деталі. Якщо треба піддати витравленню багато деталей, кожна деталь може бути забезпечена власним контуром управління 1. Зрозуміло, що запропоновано було систему для електрохімічного витравлювання з застосуванням одного контуру управління, який повністю відповідає викладеним вище цілям, засобам та перевагам. Хоча даний винахід було описано в контексті конкретних варіантів його втілення, спеціалістам після ознайомлення з попереднім описом стануть зрозумілими альтернативні варіанти, модифікації та зміни. Відповідним чином, винахід включає альтернативні варіанти, модифікації та зміни, які відповідають широкому обсягові нижчеподаної формули.