[go: up one dir, main page]

SU1733513A1 - Apparatus for controlling metal electrochemical precipitation process - Google Patents

Apparatus for controlling metal electrochemical precipitation process Download PDF

Info

Publication number
SU1733513A1
SU1733513A1 SU904872394A SU4872394A SU1733513A1 SU 1733513 A1 SU1733513 A1 SU 1733513A1 SU 904872394 A SU904872394 A SU 904872394A SU 4872394 A SU4872394 A SU 4872394A SU 1733513 A1 SU1733513 A1 SU 1733513A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
differential
controller
bath
electrode
Prior art date
Application number
SU904872394A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Косолапов
Original Assignee
Самарский Политехнический Институт Им.В.В.Куйбышева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самарский Политехнический Институт Им.В.В.Куйбышева filed Critical Самарский Политехнический Институт Им.В.В.Куйбышева
Priority to SU904872394A priority Critical patent/SU1733513A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1733513A1 publication Critical patent/SU1733513A1/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

Использование: в электрохимии, дл  контрол  толщины гальванопокрытий в процессе электроосаждени . Сущность Пдсм изобретени 1 устройство содержит дифференциальные весы 1, измерительный электрод 2, погруженный в электролит ванны, механически соединенный с одним входом дифференциальных весов 1, два аналоговых ключа 3, 4 и образцовый электрод 5, также погруженный в электролит, соединенный механически с другим входом дифференциальных весов 1 и электрически через первый аналоговый ключ 3 с токовой шиной, с которой через второй аналоговый ключ 4 св зан измерительный электрод 5. При этом контроллер 6 св зан информационным входом с выходом дифференциальных весов 1, управл ющим входом - с шиной Пуск, первым и вторым выходами - с управл ющими входами первого и второго аналоговых ключей 3, 4. 1 ил. (Л СUsage: in electrochemistry, to control the thickness of electroplating during the electrodeposition process. Essence Pdsm of invention 1 device contains differential scales 1, measuring electrode 2 immersed in bath electrolyte mechanically connected to one input of differential weights 1, two analog switches 3, 4 and exemplary electrode 5 also immersed in electrolyte connected mechanically to another differential input scales 1 and electrically via the first analog switch 3 with the current bus, with which the measuring electrode 5 is connected via the second analog switch 4. At the same time, the controller 6 is connected to the information input with the output differential weights 1, the control input — with the Start bus, the first and second outputs — with the control inputs of the first and second analog switches 3, 4. 1 sludge. (Ls

Description

Изобретение относитс  к гальванотехнике , автоматике и измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  толщины покрыти  деталей в процессе электроосаждени  металлов в гальванотехнической ванне.The invention relates to electroplating, automation and measurement technology and can be used to control the thickness of the coating of parts during the electrodeposition of metals in the electroplating bath.

Известно устройство контрол  толщины электрохимического осаждени  металлов , основанное на фиксации текущего изменени  веса катода.A device for controlling the thickness of the electrochemical deposition of metals is known, based on fixing the current change in the weight of the cathode.

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность из-за вли ни  подъемной силы газа, выдел ющегос  на катоде.A disadvantage of this device is the low accuracy due to the influence of the lifting force of the gas released at the cathode.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее коромысло, которое соединено с анодом 2, помещенным в гальваническую ванну, и системой электромагнитного уравновешивани  в виде катушек грубой и точной компенсации, подключенных через усилители к выходам первого и второго цифроаналоговых преобразователей , а также с датчиком отклонени , первый выход которого соединен с первым входом компенсатора, а второй - с общей точкой схемы, генератор импульсов, первый и второй ключи с подвижными контактами , задатчик кода, индикатор привеса, триггер и четыре счетчика.Closest to the present invention is a device containing a yoke, which is connected to the anode 2 placed in an electroplating bath and an electromagnetic equilibration system in the form of coarse and accurate compensation coils connected through amplifiers to the outputs of the first and second digital-to-analog converters, as well as , the first output of which is connected to the first input of the compensator, and the second - to the common point of the circuit, a pulse generator, the first and second keys with moving contacts, the code setter, the indicator n charge, trigger and four counters.

Недостатком такого устройства  вл етс  больша  сложность реализации и недостаточна  точность при измерени х массы.The disadvantage of such a device is the greater complexity of implementation and the lack of accuracy in measuring mass.

Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение точности путем исключени  вли ни  изменений концентрации электролита и напр жени  на электродах на измерение массы.The purpose of the invention is to simplify the device and improve accuracy by eliminating the effect of changes in electrolyte concentration and voltage on the electrodes on the measurement of mass.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство контрол  электрохимического осаждени  металлов, содержащее дифференциальные весы, систему переключени , измерительный электрод, погруженный в ванну, механически соединенный с первым входом дифференциальных весов, дополнительно снабжено двум  аналоговыми ключами и эталонным электродом, причем эталонный электрод установлен в ванне, соединен механически с вторым выходом дифференциальных весов и электрически через первый аналоговый ключ с токовой шиной электропитани  ванны, к которой через второй аналоговый ключ подключен измерительный электрод, система переключени  выполнена в виде контроллера, при этом контроллер св зан информационным входом с выходом дифференциальных весов, управл ющим входом - с шиной Пуск электропитани  ванны, первым и вторым выходами - с управл ющими входами первого и второго аналоговых ключей.The goal is achieved by the fact that an electrochemical metal deposition control device containing a differential balance, a switching system, a measuring electrode immersed in a bath mechanically connected to the first input of a differential balance, is additionally equipped with two analog switches and a reference electrode, and the reference electrode is installed in the bath, mechanically connected to the second output of the differential balance and electrically through the first analog switch to the current power supply bath line, which A measuring electrode is connected via a second analog switch, the switching system is in the form of a controller, the controller is connected to an information input with a differential balance output, a control input with a bus Power supply of the bath, the first and second outputs with control inputs of the first and second analog keys.

На чертеже представлена схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит дифференциальные весы 1, измерительный электрод 2, аналоговые ключи 3 и А. эталонный электрод 5, контроллер 6.The device contains differential scales 1, measuring electrode 2, analog switches 3 and A. reference electrode 5, controller 6.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

До начала нанесени  покрыти  измер етс  разность весов измерительного 2 и эталонного 5 электродов, значение которой APi запоминаетс  контроллером 6 в момент , когда на управл ющий вход контроллера 6 поступает сигнал Пуск. В этот жеPrior to the start of coating, the difference in weights between measuring 2 and reference 5 electrodes is measured, the value of which APi is memorized by controller 6 at the moment when the Start signal is received at the control input of controller 6. In the same

момент начинаетс  процесс гальванизации в результате протекани  тока через измерительный электрод 2, так как открываетс  ключ 3 по команде от контроллера 6. Этот ток течет также через электролит, третийThe moment the galvanization process starts as a result of the current flowing through the measuring electrode 2, since the key 3 is opened by a command from the controller 6. This current also flows through the electrolyte, the third

электрод электролитической ванны, св занный с полюсом источника напр жени , и источник напр жени  (не показаны), токовую шину, св занную с другим полюсом источника напр жени .the electrode of the electrolytic bath associated with the pole of the voltage source and the voltage source (not shown), the current bus connected with the other pole of the voltage source.

Контроллер 6 сравнивает текущее значение разности Д выходного сигнала ДР2 дифференциальных весов 1 и запомненного значени  Л Pi с заданным допуском DI, хран щимс  в его пам ти. При Д Di по команде от контроллера 6 сначала на короткое врем  Дх1 замыкаетс  ключ 4, а затем на -J врем  Д12 размыкаютс  ключи 3 и 4. Подклю-1 чение образцового электрода к источнику напр жени  приводит к образованию наThe controller 6 compares the current value of the difference D of the output signal DP2 of the differential weights 1 and the memorized value L Pi with a predetermined tolerance DI stored in its memory. When D Di, on command from controller 6, switch 4 is closed for a short time Dx1, and then keys 3 and 4 open for -J time D12. Connecting the reference electrode to the voltage source leads to the formation of

нем пузырьков газа, а последующее отключение тока приводит к процессу их рассеивани , отличающегос  достаточной однородностью, что приводит практически к моментальному выравниванию подьемных сил, и, следовательно, их компенсации. По этой причине вли ние газообразовани  на результаты измерени  веса покрыти  исключаетс .There are gas bubbles in it, and the subsequent shutdown of the current leads to a process of their dispersion, which is characterized by sufficient homogeneity, which leads to almost instantaneous leveling of the lifting forces, and, consequently, their compensation. For this reason, the effect of gassing on the results of measuring the weight of the coating is excluded.

В конце интервала At2 производитс At the end of the At2 interval,

сравнение значени  Д , равного разности результатов измерени  дифференциальными весами 1 ДР2 и запомненного значени  ДРт с вторым значением допуска D2. Если значение разности Д меньше этого значеcomparing the value of D, equal to the difference of the measurement results with the differential weights 1 DP2 and the stored value of DTS with the second tolerance value D2. If the value of the difference D is less than this value

ни , также хран щегос  в пам ти контроллера 6, то ключ 3 вновь замыкаетс  и процесс нанесени  покрыти  продолжаетс  еще в течение времени Дтз, после чего контроллер вновь замыкает ключ 4 на врем  Дх1, а затем размыкает оба ключа 3 и 4 на врем  At2, в конце которого оцениваетс  разность Д, равна  весу покрыти  и, значит , пропорциональна  его толщине. Этот процесс переключений, измерений и сравнений повтор етс  до тех пор, пока р аз- ность Д не станет равной или несколько большей D2, при этом контроллер 6 формирует сигнал отключени  тока в ванне.or stored in the memory of the controller 6, the key 3 is closed again and the coating process continues for a further time Dtz, after which the controller closes the key 4 again for the time Dx1, and then opens both the keys 3 and 4 for the time At2, at the end of which the difference D is estimated, is equal to the weight of the coating and, therefore, is proportional to its thickness. This process of switching, measurement, and comparison is repeated until the efficiency D becomes equal to or slightly greater than D2, and the controller 6 generates a current shut-off signal in the bath.

Значение результата измерени  формируетс  на информационном выходе контроллера б в виде кода и на его отсчетном устройстве, отградуированном в единицах толщины покрыти .The value of the measurement result is generated at the information output of the controller b in the form of a code and on its reading device, calibrated in units of the thickness of the coating.

В случа х, когда удаетс  обеспечить одинаковые подъемные силы из-за газообразовани  на электродах 2 и 5 при протекании через них токов, ключ 3 может быть замкнут в течение всего времени гальванизации , при этом считывание всех результатов измерени  с весов 1 в контроллер 6, кроме запоминаемого Д Pi, должно производитьс  перед размыканием ключа 4.In cases where it is possible to provide the same lifting force due to gas generation on electrodes 2 and 5 when currents flow through them, key 3 can be closed during the whole galvanization time, while reading all measurement results from scales 1 to controller 6, except memorized D Pi must be made before opening key 4.

Как следует из принципа действи , точность устройства не зависит, например, от изменени  напр жени  на электродах и концентрации электролита, так как возникающее при этом изменение газообразовани  одинаково вли ет на изменени  подъемных сил электродов 2 и 5, которые компенсируютс  при измерении Д разности весов электродов.As follows from the principle of operation, the accuracy of the device does not depend, for example, on the change in voltage on the electrodes and the electrolyte concentration, since the resulting gas generation equally affects the changes in the lifting forces of electrodes 2 and 5, which are compensated for when measuring the difference between the weights of the electrodes .

Действительно, это следует из соотношенийIndeed, it follows from the relations

Д Pi Р2- PS;D Pi P2-PS;

Д Р2 Рп + Р2 Д Г2 - Рб + Д Г5;D P2 Pp + P2 D G2 - Rb + D G5;

Д ДР2- ДРт Рп:Д ДР2- ДРт Рп:

l Pn/3d,l Pn / 3d,

где Р2. PS веса электрода 2, 5. погруженных в электролит:where is p2. PS electrode weight 2, 5. immersed in the electrolyte:

Д PI, ДР2 - разности весов Ра и PS, измер емые дифференциальными весами 1 через заданный интервал времени;Д PI, ДР2 - the differences of the weights Pa and PS, measured by the differential weights 1 at a specified time interval;

Д - текущее значение результатов измерени  веса;D is the current value of the weight measurement results;

Рп - вес покрыти  со знаком плюс, если электроды 2 и 5  вл ютс  катодами, и со знаком минус, если электроды 2 и 5  вл ютс  анодами;Pn is the weight of the coating with a plus sign, if electrodes 2 and 5 are cathodes, and with a minus sign, if electrodes 2 and 5 are anodes;

Дг2 Дг5 подъемна  сила электродов 2 и 5 из-за газообразовани ;Dg2 Dg5 lifting force of electrodes 2 and 5 due to gas generation;

I, s, d - толщина, площадь и удельный вес покрыти .I, s, d — thickness, area, and specific gravity of the coating.

Кратковременное подключение тока через эталонный электрод 5 на врем  Дг2, в тыс чу раз меньшее времени гальванизации электрода 2, позвол ет пренебречь изменением веса электрода 5 из-за нанесени  на него покрыти  за врем  At2.A short-term current connection through the reference electrode 5 for the time Fg2, one thousand times shorter than the galvanizing time of the electrode 2, makes it possible to neglect the change in the weight of the electrode 5 due to the deposition of the coating on it during the At2 time.

Упрощение реализации достигаетс  за счет резкого снижени  требований к точности и стабильности формировани  уравновешивающих сил используемых весов с электромагнитным уравновешиванием полного веса электрода. Измерительный 2 и эталонный 5 электроды достаточно просто 5 выполн ютс  с различием веса и объема не более, чем на 1-5%, поэтому требовани  к точности и стабильности формируемых компенсирующих сил используемых весов снижаютс  в20-ЮО раз.Simplified implementation is achieved by drastically reducing the requirements for accuracy and stability in the formation of the balancing forces of the weights used with electromagnetic balancing of the total weight of the electrode. Measuring 2 and reference 5 electrodes rather simply 5 are performed with a difference in weight and volume of no more than 1-5%, therefore the requirements for accuracy and stability of the generated compensating forces of the weights used are reduced 20–10 times.

0 Предлагаемое устройство особенно эффективно при небольшой массе и значительной поверхности электродов 3 и 5, так как в подобных случа х погрешности измерени  снижаютс  с 20-30 до 0,2-2%,0 The proposed device is especially effective with a small mass and a large surface of the electrodes 3 and 5, since in such cases the measurement errors are reduced from 20-30 to 0.2-2%,

5 Во многих случа х измерительный электрод 2 может быть выполнен в виде меньшей части контролируемого анода (или катода), св занной электрически с таким же по размерам, форме и весу эталонным элек0 тродом и с большей частью контролируемого анода (или катода) токоподводами. Это позвол ет в качестве дифференциальных весов 1 использовать типовые электронные весы, в том числе пружинные, сравнительно5 In many cases, the measuring electrode 2 can be made as a smaller part of the monitored anode (or cathode) electrically connected to the same size, shape, and weight by the reference electrode and to the majority of the controlled anode (or cathode) by the current leads. This makes it possible to use standard electronic scales, including spring ones, as differential weights 1

5 низкого класса точности, упростить их обслуживание , сократить затраты времени на одно измерение, так как не требуетс  точного уравновешивани  в таких весах в процессе контрол .5 low accuracy class, to simplify their maintenance, to reduce the time spent on one measurement, as it does not require precise balancing in such scales in the process of control.

00

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  контрол  электрохимического осаждени  металлов, содержащее дифференциальные весы, систему переклю5 чени , измерительный электрод, погруженный в ванну, механически соединенный с первым входом дифференциальных весов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности путем исключени  вли0  ни  изменений концентрации электролита и напр жени  на электродах на измерение массы, оно снабжено двум  аналогичными ключами и эталонным электродом, причем эталонный электрод установлен в ванне, со5 единен механически с вторым входом дифференциальных весов и электрохимически через первый аналоговый ключ с токовой шиной электропитани  ванны, к которой через второй аналоговый ключ подключенApparatus of the Invention A device for monitoring electrochemical deposition of metals containing a differential balance, a switching system, a measuring electrode immersed in a bath mechanically connected to the first input of a differential balance, characterized in that, in order to improve accuracy by eliminating the effects of electrolyte concentration changes and on the electrodes for measuring the mass, it is equipped with two similar keys and a reference electrode, the reference electrode being installed in the bath, with a single mechanic Combined with the second input of the differential balance and electrochemically through the first analog switch with the current bus power supply to which the second analog switch is connected to 0 измерительный электрод, система переключени  выполнена в виде контроллера, при этом контроллер информационным входом соединен с выходом дифференциальных весов , управл ющим входом - с шиной Пуск0 measuring electrode, the switching system is made in the form of a controller, while the controller is connected by an information input to the output of a differential balance, the control input is connected to the Start bus 5 электропитани  ванны первым и вторыми выходами - с управл ющими входами первого и второго аналоговых ключей.5 power supply of the bath with the first and second outputs - with control inputs of the first and second analog switches.
SU904872394A 1990-08-13 1990-08-13 Apparatus for controlling metal electrochemical precipitation process SU1733513A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904872394A SU1733513A1 (en) 1990-08-13 1990-08-13 Apparatus for controlling metal electrochemical precipitation process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904872394A SU1733513A1 (en) 1990-08-13 1990-08-13 Apparatus for controlling metal electrochemical precipitation process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1733513A1 true SU1733513A1 (en) 1992-05-15

Family

ID=21539522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904872394A SU1733513A1 (en) 1990-08-13 1990-08-13 Apparatus for controlling metal electrochemical precipitation process

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1733513A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №449110, кл. С 25 D 21/12, 1970. Авторское свидетельство СССР №1481913, кл. С 25 021/12,1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4056445A (en) Determination of corrosion rates by an electrochemical method
US4305039A (en) IR Corrected electrochemical cell test instrument
KR100840163B1 (en) Improvement of Current Efficiency in Electrolysis
SU1733513A1 (en) Apparatus for controlling metal electrochemical precipitation process
GB1580229A (en) Method and means for determining the immersed surface area of an electrode of an electrochemical bath
US2545411A (en) Device for regulation of the resistance of an electrolytic cell
US3849268A (en) Method and system for preventing short-circuits in mercury cathode electrolytic cells
EP0597475A1 (en) Method of monitoring major constituents in plating baths containing codepositing constituents
US3455795A (en) Apparatus and method for the operation of cells for the igneous electrolysis of alumina
GB1146501A (en) Method and apparatus for automatic electric corrosion proofing
EP0630426B1 (en) Process for mantaining a cathodic protection against corrosion and device for carrying out said process
Potocnik et al. Measurement of DC busbar currents in aluminium smelters
SU1305530A1 (en) Device for monitoring thickness of electroplating during deposition
US3347770A (en) Area measurement and current density control device
SU908965A1 (en) Method for controlling metal content in alloys
RU1778200C (en) Apparatus for checking mass of deposited metal
GB1091920A (en) Measurement of resistance of electro-chemical cells
SU1718305A1 (en) Method of measurement of residual capacitance of chemical current supply
Li et al. Distribution of oxygen potential in ZrO2-based solid electrolyte and selection of reference electrode of oxygen sensor
SU1514833A1 (en) Method and potentiostatic installation for electrolysis
RU1778201C (en) Apparatus for checking thickness of electroplated coating in the course of its deposition in electroplating bath
SU929747A1 (en) Method for controlling process condition of a aluminium electrolyzer
US4244801A (en) Apparatus to measure the distribution of the anode currents in cells for alkali metal chloride
SU1423627A1 (en) Method of checking concentration of alumina in cryolite alumina melt
RU2251119C1 (en) Method of measuring electrical conductivity of natural waters