专利名称：利用单回路控制的电化学去敷层的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于以电化学方式从零件上去除敷层的系统中的控制电路或回路，并且涉及可以同时处理多个零件且每个零件具有单独的控制回路的系统。
背景技术：
近年来已开发和使用了各种零件去敷层系统。在一个这样的系统中，用一个过程控制器来控制多个零件的电位。这种控制体系结构的实践后果是在去敷层的负载中许多零件在运行的大部分时间内实际上并非处在去敷层的最佳电位。在去敷层过程的开始，负载中只有少数零件保持在正确的电位，其余零件的电位则高于或低于设定点。在以上任一种情况下，去敷层过程在去除衬底的敷层方面都不是很有效的。敷层不能很快去除，而且对零件的衬底材料会造成损坏。总之，每个控制回路的多个零件都会有硬件的损坏，而且去敷层的时间长得无法接受。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于从零件去除敷层的系统中的控制回路。
本发明的另一个目的是提供为待去敷层的零件提供最佳电位的上述控制回路。
上述目的通过本发明的控制回路达到。
按照本发明，提供一种用于从零件(例如涡轮叶片)去除敷层的系统中的控制回路。所述控制回路大致包括用于测量零件和参考电极之间的电位并产生电压输出信号的装置；用于把所述电压输出信号与设定点电压进行比较并产生用来减小电压输出信号和设定点电压之间的差异的输出信号的装置；以及用于向所述零件提供电流的装置。
利用本发明的单回路控制系统进行电化学去敷层的其它细节，以及本发明的其它目的和优点，将在以下的详细说明和附图中阐述，附图中相同的标号表示相同的元件。
图1是根据本发明的用于敷层去除系统中的控制回路的示意表示。
具体实施例方式
以下参考图1，图中示出控制回路1，用于从零件2(例如喷气式发动机零件)上去除敷层的系统中。控制回路能够在去敷层溶液(例如5％的盐酸去敷层溶液)中从元件上以电化学方式去除敷层。可以把控制回路1结合到夹具中，这种结合把外部接线减至最少。
在本发明的一个实施例中，控制回路1的主要元件包括静电计3、运算放大器4、大电流MOSFET晶体管5、模拟-数字变换器7、数字-模拟变换器8、高分辨率模数变换器9、电流测量电阻10，大电流电源11和阴极12。静电计3测量作为阳极的零件2和参考电极6之间的电位并输出相对于地的电压输出信号。参考电极可以是Ag/AgCl电极或氢电极。可以使用的合适的静电计是Burr Brown公司的INA 116超低输入偏流仪器用放大器。为防止参考电极6极化，需要一种静电计级仪器用放大器。
运算放大器4把电压输出信号与设定点电压信号进行比较，并提供控制大电流晶体管5的输出信号，以减小静电计输出和设定点之间的差异。Burr Brown公司的OPA 234低功率精密单电源运算放大器可以用作所述运算放大器。
大电流MOSFET晶体管5向零件2提供电流。大电流MOSFET晶体管5可以由Ixis IXFN 200N07 HiPerFETTM功率MOSFET或类似器件构成。
控制回路1还具有数字-模拟变换器8，它向运算放大器提供设定点电压。数字-模拟变换器8接收来自微控制器13的命令设定正确的电位。控制回路1还具有模拟-数字变换器7，用来测量静电计3的电压输出。一旦微控制器13请求就向微控制器13报告所述数字化数值。控制回路1还具有阻值大约为0.01ohm的电流测量电阻10。电流测量电阻10上的电压降由高精密的模拟-数字变换器9测量。所述变换器的测量结果根据请求报告给微控制器13。
除了上述电路或控制回路10之外，可以使用HP 6680A的电源11提供电流大于10A的在+5v DC范围内的电压。对零件2附近的溶液电位和电流进行测量并通过微控制器13报告给人机接口14，例如电脑或编程的过程控制器。从人机接口14获得所述设定点并将其输入到微控制器中。微控制器通过通信总线，例如CAN控制器区域网络，与人机接口通信。
为从诸如涡轮叶片的元件上去除敷层，元件首先作喷砂处理。然后检验叶片有无腐蚀或凹痕。然后根据未用过的参考电极来检查参考电极6。然后将工作设定点设定到根据去敷层叶片的类型所需的电位。例如，对于某一特定的叶片类型，设定点可以为130mv。然后将涡轮叶片电连接并浸到去敷层溶液中，例如5％的盐酸去敷层溶液中。然后将电流加到叶片上一定时间，此时间也取决于被清洗叶片的特定类型。例如，对于某一特定的叶片类型，此时间可以在到达电流-时间曲线上的第二主要转折点后5分钟才停止。电流同样也取决于叶片，可以小于0.150A。然后拆下叶片，用水冲洗。冲洗之后，用无油过滤空气吹干。然后，叶片可上色并在空气中在华氏1050-1300度下加热45分钟，并检验。
本发明的控制回路10对需去敷层的零件提供最佳的电位。这样，零件可以很快去除敷层而不损坏零件的衬底。如果要去除多个零件的敷层，每个零件可有其自己的控制回路1。
显然，本发明提出了一种利用单控制回路的电化学去敷层系统，它完全满足了前述的目的，装置和优点。虽然在此是以具体实施例对本发明作了说明，但对于阅读过上述说明的本专业技术人员而言，其它替换、修改和变化也是很显而易见的。所以本发明应包括在所附权利要求书范围内的那些替换、修改和变化。
权利要求
1.一种用于从零件去除敷层的系统中的控制回路，所述回路包括用于测量所述零件和参考电极之间的电位并产生电压输出信号的装置；用于将所述电压输出信号与设定点电压进行比较并产生用来减小所述电压输出信号和所述设定点电压之间的差异的输出信号的装置；以及用于向所述零件提供电流的装置。
2.如权利要求1所述的控制回路，其特征在于还包括用于向所述比较装置提供设定点电压的装置。
3.如权利要求2所述的控制回路，其特征在于所述设定点电压提供装置包括数字-模拟变换器。
4.如权利要求1所述的控制回路，其特征在于所述测量装置包括静电计。
5.如权利要求1所述的控制回路，其特征在于所述参考电极包括Ag/AgCl参考电极。
6.如权利要求1所述的控制回路，其特征在于所述参考电极包括氢电极。
7.如权利要求1所述的控制回路，其特征在于所述比较装置包括运算放大器。
8.如权利要求1所述的控制回路，其特征在于所述电流提供装置包括大电流功率晶体管。
9.如权利要求1所述的控制回路，其特征在于还包括在大于10A条件下提供在+5V DC范围电压的电源。
10.如权利要求2所述的控制回路，其特征在于还包括微控制器，用于将命令转发到所述设定点电压提供装置以设定电位。
11.如权利要求4所述的控制回路，其特征在于还包括用于测量所述静电计的电压输出并将所述电压输出报告给所述微控制器的装置。
12.如权利要求1所述的控制回路，其特征在于还包括电流测量电阻；用于测量所述电流测量电阻上的电压降的装置；以及用于接收代表所述测量的电压降的信号的微控制器。
13.如权利要求1所述的控制回路，其特征在于还包括微控制器和用于将设定点输入到所述微控制器的接口。
全文摘要
本发明涉及一种用在从零件(例如涡轮叶片)去除敷层的系统中的控制回路。所述控制回路包括静电计，用于测量零件和参考电极之间的电位并产生电压输出信号；运算放大器，用于对电压输出信号和设定点电压进行比较并产生输出信号以减小电压输出信号和设定点电压之间的差异；以及大电流功率晶体管，用于向零件提供电流。
文档编号C25F7/00GK1497068SQ03127210
公开日2004年5月19日 申请日期2003年9月26日 优先权日2002年9月27日
发明者C·H·里维, C H 里维 申请人:联合工艺公司