[發明專利]一種檢測電解質等離子拋光陽極氣膜厚度的裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 202011260973.0
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112577408B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 蘇宏華;周傳強;張釗;丁文鋒;徐九華;傅玉燦;陳燕
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明涉及一種檢測電解質等離子拋光陽極氣膜厚度的裝置及其檢測方法，該裝置包括陽極夾具、氣膜厚度測量貼片和電壓測量儀；氣膜厚度測量貼片黏貼在陽極夾具的凹面上，微細導電絲通過導線與電壓測量儀連接；電壓測試儀設有電壓值顯示器和微細導電絲選擇旋鈕，選擇旋鈕對應的編號與微細導電絲對應；氣膜厚度測量貼片內并排鋪設的多根微細導電絲的第一根與陽極相連，另一端與電壓測量電路正極相連；其余微細導電絲通過導線與均勻分布在旋鈕圓臺上的金屬片連接，通過測量陽極與各金屬片之間的電壓變化趨勢，根據導電細絲的直徑和之間的間距檢測膜厚度。本發明攜帶方便，操作簡單，成本較低，可實時監測電解質等離子拋光陽極氣膜厚度。

技術領域

本發明涉及電解質等離子拋光和加工技術領域，尤其涉及一種監測電解質等離子拋光陽極氣膜厚度的裝置及方法。

背景技術

電解質等離子拋光和加工技術是近30年逐漸發展起來的一種綠色環保，高效的表面拋光、清洗和去毛刺技術，在航空航天，醫療器械，精密儀器儀表等領域有極其廣泛的應用前景。主要用來降低工件表面粗糙度值、提高光潔度、去除復雜工件棱邊毛刺且加工后的工件具有一定耐腐蝕性能。

電解質等離子拋光是一種特殊的電化學表面處理方法。具體來說，是陽極電化學溶解的一種特殊情況，與電化學拋光不同，它需要更高的電壓，并使用對環境友好的鹽溶液。其最大特點是在加工過程中在陽極表面產生一層氣膜，在強電場的作用下產生等離子體，與陽極材料發生復雜的物理化學反應，由于尖端效應，工件突出的部分率先被去除，產生拋光和去毛刺的效果。電解質等離子拋光和加工過程中產生的氣膜主要由水蒸氣和氧氣組成，其阻抗值遠大于導電介質，且厚度較小，大約為0.3~3mm，氣膜厚度直接決定了氣膜間電場強度及陽極表面的電流密度大小，進而影響材料的去除率和加工效果。雖然電解質等離子拋光和加工技術得到了一定的應用，但是關于其材料去除機理和氣膜厚度的影響因素尚不明確，但電解質等離子拋光和加工過程中氣膜厚度的監測對探究其材料去除機理和改善加工效果有及其重要的意義。因此，需要開發一種操作簡便能對電解質等離子拋光和加工過程中氣膜厚度檢測的裝置及方法。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種檢測電解質等離子拋光陽極氣膜厚度的裝置及其檢測方法，裝置結構簡單，操作簡便，利用氣膜中的電壓梯度較大的特點，通過測量每根微細導電絲與陽極之間的電壓變化值可實時計算出氣膜厚度。通過替換不同直徑的微細導電絲可擴大其測量范圍，且通過打磨重新漏出微細導電絲可重復使用，成本低廉。

裝置由陽極夾具、氣膜厚度測量貼片和電壓測量儀構成。氣膜厚度測量貼片用高強度膠粘在陽極夾具上，其中一側與陽極工件接觸，氣膜厚度測量貼片中的第一根微細導電絲與陽極工件接觸，產生氣膜后并排微細導電絲會有一部分位于氣膜中，通過測量陽極工件與各個微細導電絲之間的電壓值，當電壓值變化不大時說明此時的微細導電絲已處于電解液中，根據電阻絲的數目和之間的間距可計算出氣膜厚度。

為了達到上述目的，被發明采用以下技術方案實現：

一種檢測電解質等離子拋光陽極氣膜厚度的裝置，包括陽極夾具、氣膜厚度測量貼片和電壓測量儀。

氣膜厚度測量貼片黏貼在陽極夾具的凹面上，微細導電絲通過導線與電壓測量儀連接。電壓測試儀上對應的設有編號（0、1、2、3…）依次與微細導電絲對應。

電壓測量儀設有電壓值顯示器和微細導電絲選擇旋鈕，通過旋轉旋鈕依次將不同的微細導電絲接入電壓測量電路，保存所測得的電壓值數據。以微細導電絲編號為橫坐標，電壓測量值為縱坐標擬合得到曲線圖，當曲線斜率變小時說明微細導電絲已跨過氣膜區進入電解質溶液中。

微細導電絲選擇旋鈕通過旋鈕圓臺的三個定位槽固定在電壓測量儀上。微細導電絲選擇旋鈕和旋鈕圓臺之間通過導電滑環凹槽和彈簧觸頭相連，通過轉動導電絲選擇旋鈕選擇要測量的微細導電絲，進而獲得微細導電絲與陽極工件之間的不同電壓值。所述旋鈕圓臺上設有與微細導電絲數量相同的凹槽，微細導電絲依次嵌入旋鈕圓臺上的導電片凹槽內，用高強度膠與凹槽底部粘合。