Τεχνολογία μέτρησης πάχους με υπερήχους
1. Ανάγκες για lιθίουμπαταρίαηλεκτρόδιο μέτρηση καθαρής επίστρωσης
Το ηλεκτρόδιο μπαταρίας λιθίου αποτελείται από συλλέκτη, επικάλυψη στις επιφάνειες Α και Β. Η ομοιομορφία πάχους της επικάλυψης είναι η βασική παράμετρος ελέγχου του ηλεκτροδίου μπαταρίας λιθίου, η οποία έχει κρίσιμο αντίκτυπο στην ασφάλεια, την απόδοση και το κόστος της μπαταρίας λιθίου. Επομένως, υπάρχουν υψηλές απαιτήσεις για τον εξοπλισμό δοκιμών κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παραγωγής μπαταριών λιθίου.
2. Μέθοδος μετάδοσης ακτίνων Χ συναντώινγκη οριακή χωρητικότητα
Η Dacheng Precision είναι ένας κορυφαίος διεθνής πάροχος λύσεων συστηματικής μέτρησης ηλεκτροδίων. Με περισσότερα από 10 χρόνια έρευνας και ανάπτυξης, διαθέτει μια σειρά από εξοπλισμό μέτρησης υψηλής ακρίβειας και υψηλής σταθερότητας, όπως μετρητή πυκνότητας ακτίνων Χ/β, μετρητή πάχους λέιζερ, ενσωματωμένο μετρητή πάχους και πυκνότητας CDM κ.λπ., τα οποία είναι ικανά να επιτυγχάνουν online παρακολούθηση των δεικτών πυρήνα ηλεκτροδίων μπαταρίας ιόντων λιθίου, συμπεριλαμβανομένης της καθαρής ποσότητας επίστρωσης, του πάχους, του πάχους της περιοχής αραίωσης και της πυκνότητας.
Επιπλέον, η Dacheng Precision πραγματοποιεί επίσης αλλαγές στην τεχνολογία μη καταστροφικών δοκιμών και έχει λανσάρει το Super X-Ray Areal Densite Gauge βασισμένο σε ανιχνευτές ημιαγωγών στερεάς κατάστασης και το υπέρυθρο παχύμετρο βασισμένο στην αρχή της υπέρυθρης φασματικής απορρόφησης. Το πάχος των οργανικών υλικών μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια και η ακρίβεια είναι καλύτερη από τον εισαγόμενο εξοπλισμό.
Σχήμα 1 Μετρητής πυκνότητας περιοχής Super X-Ray
3. Υπερηχητικόςtτσιμπίδαmασφάλισηtτεχνολογία
Η Dacheng Precision έχει πάντα δεσμευτεί στην έρευνα και την ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών. Εκτός από τις παραπάνω λύσεις μη καταστροφικών δοκιμών, αναπτύσσει επίσης τεχνολογία μέτρησης πάχους με υπερήχους. Σε σύγκριση με άλλες λύσεις επιθεώρησης, η μέτρηση πάχους με υπερήχους έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά.
3.1 Αρχή μέτρησης πάχους με υπερήχους
Ο υπερηχητικός μετρητής πάχους μετρά το πάχος με βάση την αρχή της μεθόδου ανάκλασης υπερηχητικών παλμών. Όταν ο υπερηχητικός παλμός που εκπέμπεται από τον αισθητήρα διέρχεται από το μετρούμενο αντικείμενο για να φτάσει στις διεπαφές του υλικού, το παλμικό κύμα ανακλάται πίσω στον αισθητήρα. Το πάχος του μετρούμενου αντικειμένου μπορεί να προσδιοριστεί μετρώντας με ακρίβεια τον χρόνο διάδοσης των υπερήχων.
H=1/2*(V*t)
Σχεδόν όλα τα προϊόντα από μέταλλο, πλαστικό, σύνθετα υλικά, κεραμικά, γυαλί, υαλονήματα ή καουτσούκ μπορούν να μετρηθούν με αυτόν τον τρόπο και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ευρέως στον τομέα του πετρελαίου, της χημικής βιομηχανίας, της μεταλλουργίας, της ναυπηγικής, της αεροπορίας, της αεροδιαστημικής και άλλων τομέων.
3.2Aπλεονεκτήματααπό εσάςΥπερηχητική μέτρηση πάχους
Η παραδοσιακή λύση υιοθετεί τη μέθοδο μετάδοσης ακτίνων για τη μέτρηση της συνολικής ποσότητας επίστρωσης και στη συνέχεια χρησιμοποιεί την αφαίρεση για να υπολογίσει την τιμή της καθαρής ποσότητας επίστρωσης του ηλεκτροδίου μπαταρίας λιθίου. Ενώ ο υπερηχητικός μετρητής πάχους μπορεί να μετρήσει άμεσα την τιμή λόγω της διαφορετικής αρχής μέτρησης.
① Το υπερηχητικό κύμα έχει ισχυρή διεισδυτικότητα λόγω του μικρότερου μήκους κύματός του και εφαρμόζεται σε ένα ευρύ φάσμα υλικών.
② Η υπερηχητική δέσμη ήχου μπορεί να συγκεντρωθεί σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση και να ταξιδέψει σε ευθεία γραμμή μέσω του μέσου, με καλή κατευθυντικότητα.
③ Δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για το ζήτημα της ασφάλειας, επειδή δεν έχει ακτινοβολία.
Ωστόσο, παρά το γεγονός ότι η μέτρηση πάχους με υπερήχους έχει τέτοια πλεονεκτήματα, σε σύγκριση με αρκετές τεχνολογίες μέτρησης πάχους που η Dacheng Precision έχει ήδη φέρει στην αγορά, η εφαρμογή της μέτρησης πάχους με υπερήχους έχει ορισμένους περιορισμούς ως εξής.
3.3 Περιορισμοί εφαρμογής της μέτρησης πάχους με υπερήχους
① Υπερηχητικός μετατροπέας: Ο υπερηχητικός μετατροπέας, δηλαδή ο υπερηχητικός αισθητήρας που αναφέρθηκε παραπάνω, είναι το βασικό εξάρτημα των υπερηχητικών μετρητών δοκιμής, ο οποίος είναι ικανός να μεταδίδει και να λαμβάνει παλμικά κύματα. Οι βασικοί δείκτες του, η συχνότητα λειτουργίας και η ακρίβεια χρονισμού, καθορίζουν την ακρίβεια της μέτρησης πάχους. Ο τρέχων υπερηχητικός μετατροπέας υψηλής τεχνολογίας εξακολουθεί να εξαρτάται από τις εισαγωγές από το εξωτερικό, των οποίων η τιμή είναι ακριβή.
②Ομοιομορφία υλικού: όπως αναφέρεται στις βασικές αρχές, οι υπερήχοι θα ανακλαστούν πίσω στις διεπιφάνειες του υλικού. Η ανάκλαση προκαλείται από ξαφνικές αλλαγές στην ακουστική σύνθετη αντίσταση και η ομοιομορφία της ακουστικής σύνθετης αντίστασης καθορίζεται από την ομοιομορφία του υλικού. Εάν το υλικό που πρόκειται να μετρηθεί δεν είναι ομοιόμορφο, το σήμα ηχούς θα παράγει πολύ θόρυβο, επηρεάζοντας τα αποτελέσματα της μέτρησης.
③ Τραχύτητα: η τραχύτητα της επιφάνειας του μετρούμενου αντικειμένου θα προκαλέσει χαμηλή ανακλώμενη ηχώ ή ακόμα και αδυναμία λήψης του σήματος ηχούς.
④Θερμοκρασία: Η ουσία των υπερήχων είναι ότι η μηχανική δόνηση των σωματιδίων του μέσου διαδίδεται με τη μορφή κυμάτων, τα οποία δεν μπορούν να διαχωριστούν από την αλληλεπίδραση των σωματιδίων του μέσου. Η μακροσκοπική εκδήλωση της θερμικής κίνησης των ίδιων των σωματιδίων του μέσου είναι η θερμοκρασία και η θερμική κίνηση θα επηρεάσει φυσικά την αλληλεπίδραση μεταξύ των σωματιδίων του μέσου. Έτσι, η θερμοκρασία έχει μεγάλο αντίκτυπο στα αποτελέσματα των μετρήσεων.
Για τη συμβατική μέτρηση πάχους με υπερήχους που βασίζεται στην αρχή της παλμικής ηχούς, η θερμοκρασία των χεριών των ανθρώπων θα επηρεάσει τη θερμοκρασία του αισθητήρα, οδηγώντας έτσι σε μετατόπιση του μηδενικού σημείου του μετρητή.
⑤Σταθερότητα: Το ηχητικό κύμα είναι η μηχανική δόνηση των σωματιδίων του μέσου με τη μορφή διάδοσης κύματος. Είναι ευαίσθητο σε εξωτερικές παρεμβολές και το συλλεγόμενο σήμα δεν είναι σταθερό.
⑥Μέσο σύζευξης: οι υπερηχητικοί εξασθενούν στον αέρα, ενώ μπορούν να διαδοθούν καλά σε υγρά και στερεά. Για την καλύτερη λήψη του σήματος ηχούς, συνήθως προστίθεται ένα υγρό μέσο σύζευξης μεταξύ του υπερηχητικού αισθητήρα και του μετρούμενου αντικειμένου, κάτι που δεν ευνοεί την ανάπτυξη αυτοματοποιημένου προγράμματος επιθεώρησης στο διαδίκτυο.
Άλλοι παράγοντες, όπως η αντιστροφή φάσης ή η παραμόρφωση των υπερήχων, η καμπυλότητα, η κωνικότητα ή η εκκεντρότητα της επιφάνειας του μετρούμενου αντικειμένου θα επηρεάσουν τα αποτελέσματα της μέτρησης.
Μπορεί να φανεί ότι η μέτρηση πάχους με υπερήχους έχει πολλά πλεονεκτήματα. Ωστόσο, προς το παρόν δεν μπορεί να συγκριθεί με άλλες μεθόδους μέτρησης πάχους λόγω των περιορισμών της.
3.4Uπρόοδος της έρευνας για τη μέτρηση πάχους υπερήχωντουΝτατσένγκPαποκοπή
Η Dacheng Precision ήταν πάντα αφοσιωμένη στην έρευνα και την ανάπτυξη. Στον τομέα της μέτρησης πάχους με υπερήχους, έχει επίσης σημειώσει κάποια πρόοδο. Ορισμένα από τα ερευνητικά αποτελέσματα παρουσιάζονται ως εξής.
3.4.1 Πειραματικές συνθήκες
Η άνοδος στερεώνεται στο τραπέζι εργασίας και ο αυτοαναπτυγμένος υπερηχητικός αισθητήρας υψηλής συχνότητας χρησιμοποιείται για μέτρηση σταθερού σημείου.
Σχήμα 2 Μέτρηση πάχους με υπερήχους
3.4.2 Πειραματικά δεδομένα
Τα πειραματικά δεδομένα παρουσιάζονται με τη μορφή σάρωσης Α και σάρωσης Β. Στη σάρωση Α, ο άξονας Χ αντιπροσωπεύει τον χρόνο μετάδοσης υπερήχων και ο άξονας Υ την ένταση του ανακλώμενου κύματος. Η σάρωση Β εμφανίζει μια δισδιάστατη εικόνα του προφίλ παράλληλα με την κατεύθυνση διάδοσης της ταχύτητας του ήχου και κάθετα στην μετρούμενη επιφάνεια του υπό δοκιμή αντικειμένου.
Από την Α-σάρωση, φαίνεται ότι το πλάτος του επιστρεφόμενου παλμικού κύματος στη συμβολή του γραφίτη και του φύλλου χαλκού είναι σημαντικά υψηλότερο από αυτό άλλων κυματομορφών. Το πάχος της επικάλυψης γραφίτη μπορεί να ληφθεί υπολογίζοντας την ακουστική διαδρομή του υπερηχητικού κύματος στο μέσο γραφίτη.
Συνολικά, ελέγχθηκαν 5 φορές τα δεδομένα σε δύο θέσεις, το Σημείο 1 και το Σημείο 2, και η ακουστική διαδρομή του γραφίτη στο Σημείο 1 ήταν 0,0340 us, και η ακουστική διαδρομή του γραφίτη στο Σημείο 2 ήταν 0,0300 us, με υψηλή ακρίβεια επαναληψιμότητας.
Σχήμα 3 Σήμα σάρωσης Α
Σχήμα 4 Εικόνα σάρωσης Β
Σχήμα 1 X=450, εικόνα σάρωσης Β επιπέδου YZ
Σημείο 1 X=450 Y=110
Ακουστική διαδρομή: 0,0340 us
Πάχος: 0,0340 (ηπα) * 3950 (m/s) / 2 = 67,15 (μm)
Σημείο 2 X=450 Y=145
Ακουστική διαδρομή: 0,0300us
Πάχος: 0,0300 (ηπα) * 3950 (m/s) / 2 = 59,25 (μm)
Σχήμα 5 Εικόνα δοκιμής δύο σημείων
4. Sπερίληψητου lιθίουμπαταρίαηλεκτρόδιο τεχνολογία μέτρησης καθαρής επίστρωσης
Η τεχνολογία υπερηχητικών δοκιμών, ως ένα από τα σημαντικά μέσα της τεχνολογίας μη καταστροφικών δοκιμών, παρέχει μια αποτελεσματική και καθολική μέθοδο για την αξιολόγηση της μικροδομής και των μηχανικών ιδιοτήτων των στερεών υλικών και την ανίχνευση των μικρο- και μακρο-ασυνεχειών τους. Αντιμέτωπη με την απαίτηση για αυτοματοποιημένη μέτρηση της καθαρής ποσότητας επικάλυψης του ηλεκτροδίου μπαταρίας λιθίου, η μέθοδος μετάδοσης ακτίνων εξακολουθεί να έχει μεγαλύτερο πλεονέκτημα προς το παρόν λόγω των χαρακτηριστικών του ίδιου του υπερήχου και των τεχνικών προβλημάτων που πρέπει να επιλυθούν.
Η Dacheng Precision, ως ειδικός στη μέτρηση ηλεκτροδίων, θα συνεχίσει να διεξάγει εις βάθος έρευνα και ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών, συμπεριλαμβανομένης της τεχνολογίας μέτρησης πάχους με υπερήχους, συμβάλλοντας στην ανάπτυξη και τις σημαντικές ανακαλύψεις των μη καταστροφικών δοκιμών!
Ώρα δημοσίευσης: 21 Σεπτεμβρίου 2023
