Спосіб вимірювання площі деталей при гальванічному процесі

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для измерения площади деталей из электропроводных материалов при установлении и регулировании плотности тока в гальванической ванне. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ измерения площади деталей при гальваническом процессе [1], заключающийся в том, что обрабатываемые детали совместно со вспомагательными электродами 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 между электродами, напряжение на электродах гальванической ванны, величины анодной и катодной поляризации, а величину площади деталей вычисляют как отношение произведения тока ванны и расстояния между электродами к произведению удельной электропроводности электролита и алгебраической суммы напряжения ванны и величин анодной и катодной поляризации где Iв и Uв - соответственно ток и напряжение ванны, jа и jк - соответственно потенциалы анода и катода, I - расстояние между электродами, c - удельная электропроводность электролита. Описанный способ не учитывает потерь напряжения в электролите за счет газонаполнения и потерь напряжения на контактах обрабатываемых деталей с подвесками, что приводит к ошибкам при измерении площади деталей. В основу изобретения поставлена задача создать такой способ измерения площади деталей при гальваническом процессе, который позволит получать более качественные покрытия с точно заданной толщиной, уменьшить количество брака, увеличить экономию материалов путем учета потерь напряжения в электролите за счет газонаполнения и на контактах обрабатываемых деталей с подвесками. Такой технический результат может быть достигнут, если в способ измерения площади деталей при гальваническом процессе, включающий установку деталей совместно с вспомогательными электродами известной площади в гальваническую ванну, подключение главного электрода ванны к одному полюсу источника тока, а деталей к другому полюсу, измерение удельной электропроводности электролита, тока ванны, расстояния между электродами, напряжения на электродах гальванической ванны, величин анодной и катодной поляризации и их алгебраическое суммирование с напряжением на электродах гальванической ванны, согласно изобретению, дополнительно определяют величины потерь напряжения на контактах обрабатываемых деталей с подвесками и потерь напряжения в электролите за счет газонаполнения и учитывают и х при определении величины площади деталей в соответствии с выражением где Iв - общий ток ванны; Uв - напряжение на электродах ванны; I - расстояние между электродами; c - удельная электропроводность электролита; jа и jк - потенциал анода и катода соответственно; a - потери напряжения на электролите за счет газонаполнения; β - потери напряжения на контактах обрабатываемых деталей с подвесками. Способ измерения площади деталей при гальваническом процессе осуществляется следующим образом. При поступлении подвески с деталями в гальваническую ванну замыкается цепь питания гальванической ванны и информация о величинах общего типа ванны, напряжения на электродах гальванической ванны, тока и напряжения вспомогательных электродов, анодной и катодной поляризации, потерь напряжения в электролите за счет газонаполнения, потерь напряжения на контактах обрабатываемых деталей с подвесками поступает на устройство ввода информации управляющего вычислительного комплекса (УВК), который вычисляет площадь обрабатываемых деталей где Iв - общий ток ванны, Uв - напряжение на электродах ванны, Dвэ - плотность тока вспомогательных электродов, К - коэффициент конфигурации равный c - удельная электропроводность электролита Rэл - сопротивление электролита Rэл= Ubэ/lbэ; Uвэ - напряжение источника питания вспомогательных электродов, Iвэ - ток в цепи вспомогательных электродов, Sвэ - площадь вспомогательных электродов, ja - потенциал анода, jk - потенциал катода, a - потери напряжения в электролите за счет газонаполнения, β - потери напряжения на контактах обрабатываемых деталей с подвесками. Уравнение электрического баланса гальванической ванны (Ямпольский А.И., Ильин В.А. Краткий справочник гальвано-техника. Л.: Машиностроение, 1972, с. 17) где Uв - напряжение на электродах ванны, Iв - общий ток ванны, R - сопротивление электролита ванны, jа и jк - соответственно потенциалы анода и катода, a - потери напряжения в электролите за счет газонаполнения, β - потери напряжения на контактах покрываемых деталей с подвесками. Используя эту формулу определяют коэффициент конфигурации К. Коэффициент конфигурации определяется как отношение плотностей тока вспомогательных электродов Dвэ и на деталях Dдет, т.е. Таким образом, площадь деталей вычисляется по формуле Значения коэффициентов a - потерь напряжения в электролите за счет газонаполнения и b - потерь напряжения на контактах покрываемых деталей с подвесками, определяются экспериментальным путем на этапе пусконаладочных работ для конкретных электролитов. Потери напряжения в электролитах от газонаполнения и на контактах покрываемых деталей с подвесками достигают существенных величин, например, в цинковом цианистом электролите a=0,1; b=0,04; в электролите хромирования a=0,2; b=0,1. Поэтому неучет потерь напряжения в электролите на газонаполнение и на контактах покрываемых деталей с подвесками в известном способе приводит к значительным ошибками при измерении площади деталей, снижению качества гальванических покрытий, перерасходу материалов. Например: 1) Ιв=200Α; I=50 см; c=0,2 ом x см; Uв=6B; jа =1.2 В; jк =-1,7В; a=0.1; b=0,04 - электролит цинкования цианистый. Площадь деталей по прототипу Площадь деталей по заявленному способу Погрешность измерения 2) Iв=500А; I=50 см; c=0,6 ом x см; Uв= 10В, jа =1,8В; jк =-0,8В; a =0,2; b=0,1 - хромовый электролит. Площадь деталей по прототипу Площадь деталей по заявленному способу Погрешность измерения Точное определение площади деталей позволит более точно задавать плотность тока и получать более качественные покрытия с точно заданной толщиной, уменьшить количество брака, экономить материалы. Так, в приведенных примерах плотность тока и толщина покрытия занижены на 14% и 40%. Проведенный ориентировочный расчет экономической эффективности от внедрения предлагаемого способа в АСУТП гальванического производства предприятия показал, что величина годового экономического эффекта составляет 360 млн. крб.