專利名稱：利用單回路控制的電化學(xué)去敷層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于以電化學(xué)方式從零件上去除敷層的系統(tǒng)中的控制電路或回路，并且涉及可以同時處理多個零件且每個零件具有單獨(dú)的控制回路的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來已開發(fā)和使用了各種零件去敷層系統(tǒng)。在一個這樣的系統(tǒng)中，用一個過程控制器來控制多個零件的電位。這種控制體系結(jié)構(gòu)的實(shí)踐后果是在去敷層的負(fù)載中許多零件在運(yùn)行的大部分時間內(nèi)實(shí)際上并非處在去敷層的最佳電位。在去敷層過程的開始，負(fù)載中只有少數(shù)零件保持在正確的電位，其余零件的電位則高于或低于設(shè)定點(diǎn)。在以上任一種情況下，去敷層過程在去除襯底的敷層方面都不是很有效的。敷層不能很快去除，而且對零件的襯底材料會造成損壞?？傊?，每個控制回路的多個零件都會有硬件的損壞，而且去敷層的時間長得無法接受。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于從零件去除敷層的系統(tǒng)中的控制回路。
本發(fā)明的另一個目的是提供為待去敷層的零件提供最佳電位的上述控制回路。
上述目的通過本發(fā)明的控制回路達(dá)到。
按照本發(fā)明，提供一種用于從零件(例如渦輪葉片)去除敷層的系統(tǒng)中的控制回路。所述控制回路大致包括用于測量零件和參考電極之間的電位并產(chǎn)生電壓輸出信號的裝置；用于把所述電壓輸出信號與設(shè)定點(diǎn)電壓進(jìn)行比較并產(chǎn)生用來減小電壓輸出信號和設(shè)定點(diǎn)電壓之間的差異的輸出信號的裝置；以及用于向所述零件提供電流的裝置。
利用本發(fā)明的單回路控制系統(tǒng)進(jìn)行電化學(xué)去敷層的其它細(xì)節(jié)，以及本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，將在以下的詳細(xì)說明和附圖中闡述，附圖中相同的標(biāo)號表示相同的元件。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于敷層去除系統(tǒng)中的控制回路的示意表示。
具體實(shí)施例方式
以下參考圖1，圖中示出控制回路1，用于從零件2(例如噴氣式發(fā)動機(jī)零件)上去除敷層的系統(tǒng)中?？刂苹芈纺軌蛟谌シ髮尤芤?例如5％的鹽酸去敷層溶液)中從元件上以電化學(xué)方式去除敷層?？梢园芽刂苹芈?結(jié)合到夾具中，這種結(jié)合把外部接線減至最少。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，控制回路1的主要元件包括靜電計3、運(yùn)算放大器4、大電流MOSFET晶體管5、模擬-數(shù)字變換器7、數(shù)字-模擬變換器8、高分辨率模數(shù)變換器9、電流測量電阻10，大電流電源11和陰極12。靜電計3測量作為陽極的零件2和參考電極6之間的電位并輸出相對于地的電壓輸出信號。參考電極可以是Ag/AgCl電極或氫電極?？梢允褂玫暮线m的靜電計是Burr Brown公司的INA 116超低輸入偏流儀器用放大器。為防止參考電極6極化，需要一種靜電計級儀器用放大器。
運(yùn)算放大器4把電壓輸出信號與設(shè)定點(diǎn)電壓信號進(jìn)行比較，并提供控制大電流晶體管5的輸出信號，以減小靜電計輸出和設(shè)定點(diǎn)之間的差異。Burr Brown公司的OPA 234低功率精密單電源運(yùn)算放大器可以用作所述運(yùn)算放大器。
大電流MOSFET晶體管5向零件2提供電流。大電流MOSFET晶體管5可以由Ixis IXFN 200N07 HiPerFETTM功率MOSFET或類似器件構(gòu)成。
控制回路1還具有數(shù)字-模擬變換器8，它向運(yùn)算放大器提供設(shè)定點(diǎn)電壓。數(shù)字-模擬變換器8接收來自微控制器13的命令設(shè)定正確的電位?？刂苹芈?還具有模擬-數(shù)字變換器7，用來測量靜電計3的電壓輸出。一旦微控制器13請求就向微控制器13報告所述數(shù)字化數(shù)值。控制回路1還具有阻值大約為0.01ohm的電流測量電阻10。電流測量電阻10上的電壓降由高精密的模擬-數(shù)字變換器9測量。所述變換器的測量結(jié)果根據(jù)請求報告給微控制器13。
除了上述電路或控制回路10之外，可以使用HP 6680A的電源11提供電流大于10A的在+5v DC范圍內(nèi)的電壓。對零件2附近的溶液電位和電流進(jìn)行測量并通過微控制器13報告給人機(jī)接口14，例如電腦或編程的過程控制器。從人機(jī)接口14獲得所述設(shè)定點(diǎn)并將其輸入到微控制器中。微控制器通過通信總線，例如CAN控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，與人機(jī)接口通信。
為從諸如渦輪葉片的元件上去除敷層，元件首先作噴砂處理。然后檢驗葉片有無腐蝕或凹痕。然后根據(jù)未用過的參考電極來檢查參考電極6。然后將工作設(shè)定點(diǎn)設(shè)定到根據(jù)去敷層葉片的類型所需的電位。例如，對于某一特定的葉片類型，設(shè)定點(diǎn)可以為130mv。然后將渦輪葉片電連接并浸到去敷層溶液中，例如5％的鹽酸去敷層溶液中。然后將電流加到葉片上一定時間，此時間也取決于被清洗葉片的特定類型。例如，對于某一特定的葉片類型，此時間可以在到達(dá)電流-時間曲線上的第二主要轉(zhuǎn)折點(diǎn)后5分鐘才停止。電流同樣也取決于葉片，可以小于0.150A。然后拆下葉片，用水沖洗。沖洗之后，用無油過濾空氣吹干。然后，葉片可上色并在空氣中在華氏1050-1300度下加熱45分鐘，并檢驗。
本發(fā)明的控制回路10對需去敷層的零件提供最佳的電位。這樣，零件可以很快去除敷層而不損壞零件的襯底。如果要去除多個零件的敷層，每個零件可有其自己的控制回路1。
顯然，本發(fā)明提出了一種利用單控制回路的電化學(xué)去敷層系統(tǒng)，它完全滿足了前述的目的，裝置和優(yōu)點(diǎn)。雖然在此是以具體實(shí)施例對本發(fā)明作了說明，但對于閱讀過上述說明的本專業(yè)技術(shù)人員而言，其它替換、修改和變化也是很顯而易見的。所以本發(fā)明應(yīng)包括在所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的那些替換、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于從零件去除敷層的系統(tǒng)中的控制回路，所述回路包括用于測量所述零件和參考電極之間的電位并產(chǎn)生電壓輸出信號的裝置；用于將所述電壓輸出信號與設(shè)定點(diǎn)電壓進(jìn)行比較并產(chǎn)生用來減小所述電壓輸出信號和所述設(shè)定點(diǎn)電壓之間的差異的輸出信號的裝置；以及用于向所述零件提供電流的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的控制回路，其特征在于還包括用于向所述比較裝置提供設(shè)定點(diǎn)電壓的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的控制回路，其特征在于所述設(shè)定點(diǎn)電壓提供裝置包括數(shù)字-模擬變換器。
4.如權(quán)利要求1所述的控制回路，其特征在于所述測量裝置包括靜電計。
5.如權(quán)利要求1所述的控制回路，其特征在于所述參考電極包括Ag/AgCl參考電極。
6.如權(quán)利要求1所述的控制回路，其特征在于所述參考電極包括氫電極。
7.如權(quán)利要求1所述的控制回路，其特征在于所述比較裝置包括運(yùn)算放大器。
8.如權(quán)利要求1所述的控制回路，其特征在于所述電流提供裝置包括大電流功率晶體管。
9.如權(quán)利要求1所述的控制回路，其特征在于還包括在大于10A條件下提供在+5V DC范圍電壓的電源。
10.如權(quán)利要求2所述的控制回路，其特征在于還包括微控制器，用于將命令轉(zhuǎn)發(fā)到所述設(shè)定點(diǎn)電壓提供裝置以設(shè)定電位。
11.如權(quán)利要求4所述的控制回路，其特征在于還包括用于測量所述靜電計的電壓輸出并將所述電壓輸出報告給所述微控制器的裝置。
12.如權(quán)利要求1所述的控制回路，其特征在于還包括電流測量電阻；用于測量所述電流測量電阻上的電壓降的裝置；以及用于接收代表所述測量的電壓降的信號的微控制器。
13.如權(quán)利要求1所述的控制回路，其特征在于還包括微控制器和用于將設(shè)定點(diǎn)輸入到所述微控制器的接口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用在從零件(例如渦輪葉片)去除敷層的系統(tǒng)中的控制回路。所述控制回路包括靜電計，用于測量零件和參考電極之間的電位并產(chǎn)生電壓輸出信號；運(yùn)算放大器，用于對電壓輸出信號和設(shè)定點(diǎn)電壓進(jìn)行比較并產(chǎn)生輸出信號以減小電壓輸出信號和設(shè)定點(diǎn)電壓之間的差異；以及大電流功率晶體管，用于向零件提供電流。
文檔編號C25F7/00GK1497068SQ03127210
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者C·H·里維, C H 里維 申請人:聯(lián)合工藝公司