CN102798671A - 超声波测量方法和超声波测量系统 - Google Patents

Abstract

一种超声波测量方法和超声波测量系统，其使用或包含：至少一组实际测量超声波传感器组(10)，其各自包韩第一超声波传感器(11)和第二超声波传感器(12)，用于测量电极糊(62)的基本重量；校准超声波传感器组(20)，其包含一对第一校准超声波传感器(21)和第二校准超声波传感器(22)。校准超声波传感器组(20)在测量电极糊(62)的厚度期间进行校准，实际测量超声波传感器组(10)使用通过校准超声波传感器组(20)获得的测量条件值来计算电极糊的基本重量。

Description

超声波测量方法和超声波测量系统

技术领域

本发明涉及超声波测量方法和超声波测量系统，其用于测量涂敷材料的厚度，例如在电极生产线操作中，在电池制造过程中通过涂敷到电极生产线上的金属箔片施加的电极糊的基本重量(basis weight)。

背景技术

电池制造过程包括由电极片制造电极的步骤，其中，电极片是通过涂敷到电极生产线上的金属箔片而施加电极糊形成的。由于电极的质量对作为最终产品的电池的性能有很大的影响，对于质量控制来说，重要的是，在通过涂敷到金属箔片而施加电极糊之后，进行关于电极糊的涂敷分布和基本重量(或涂敷重量)的质量检查。在一些情况下，希望在电极生产线上在电极的电极糊的大范围上均匀或一致地进行上述质量检查。

从而，本申请的申请人提出，例如，使用在日本专利申请公布2008-102160(JP 2008-102160 A)中公开的超声波测量系统，在电极生产线上，关于在该生产线上制造的全部电极，对电极糊的涂敷分布和基本重量进行100％的检查。图24为示出如JP 2008-102160 A中公开的超声波测量系统的说明图。如图24所示，超声波测量系统具有一对超声波发送装置81和超声波接收装置82，其被置于测量对象90的上方，从超声波发送装置81发送的入射波穿过测量对象90传输，从而，超声波接收装置82接收来自测量对象90的反射波。

在JP 2008-102160 A的超声波测量系统中，基于超声波发送装置81的入射信号和由超声波接收装置82接收的反射信号，传播时间测量装置83测量穿过测量对象90传播的超声波的传播时间。另外，温度测量装置94a、94b测量构成测量对象90的液相91和固相92的相应的温度，基于由温度测量装置94a、94b测量的液相91和固相92的测量温度，速度校正装置85校正传播的超声波的传播速度。基于通过传播时间测量装置83获得的超声波的传播时间和通过速度校正装置85获得的传播速度的校正值，传播路径长度测量装置86测量测量对象90的相改变位置——其为液相91和固相92的叠层——以及测量对象90的厚度。

尽管在JP 2008-102160 A中未提到超声波发送装置81和超声波接收装置82的校准，在例如JP 2008-102160 A的现有技术的超声波测量系统中通常进行对用于发送(接收)超声波的超声波传感器的校准。校准通常在不进行对测量对象的厚度、距离等的实际测量(其将被称为“超声波测量”)时进行，例如，在通过超声波传感器进行超声波测量之前或之后，或者当实际测量中断或停止时，从而减少测量期间超声波传感器中的测量误差。

然而，现有技术的上述系统具有下面两个问题。(1)在JP 2008-102160A的超声波测量系统中，从超声波发送装置81向测量对象90发送的超声波以及由测量对象90反射并由超声波接收装置82接收的超声波穿过除测量对象90以外的作为介质的空气层传播。如果不控制空气层的温度，空气层中的声阻抗随着空气层的温度的变化而变化。如果空气层中的声阻抗变化，穿过空气层传播的超声波的波长变化。结果，不能仅通过由速度校正装置85校正超声波的传播速度而准确获得测量对象90的厚度等等。

(2)另外，如果不在实际超声波测量期间实时地进行对超声波传感器的校准，超声波传感器的大气(atmosphere)温度可能在进行校准时与进行实际超声波测量时之间相差较大。在该情况下，例如，接收超声波的接收侧超声波传感器的接收信号的强度可能由于大气温度而大幅度变化。

作为上述情况的一个实例，图25的图形示出了指示接收侧超声波传感器接收信号强度与大气温度之间的关系的测试结果。在测试中，使用两个具有相同频带的接收侧超声波传感器的样品，其在图25中表示为传感器A和传感器B。如图25所示，当大气温度在20℃附近时，传感器A、B的接收信号的强度都约为825(mV)，但是，当大气温度超过23℃时，接收信号的强度变为低于780(mV)。从而，可以理解，在温度上升3℃的情况下，接收信号的强度降低了5％以上。

作为超声波传感器的一个特性，当传感器处于工作状况——即传感器正在发送或接收超声波——的一段时间过去后，超声波传感器自加热。作为一个实例，图26的图形示出了自加热(接收侧超声波传感器)与传感器接收的超声波的强度之间的关系。如图26所示，接收侧超声波传感器的温度在传感器开始工作时(t＝0(分钟))为约28.5℃，但在开始工作后的t＝120(分钟)时由于传感器自身的发热而上升至约30.7℃。另一方面，已经发现，在从开始工作起两小时过去后，接收信号的强度从约76200(mV)向下降至约72300(mV)，即，相比于开始工作时获得的强度降低了约5％。

在超声波传感器中，作为声传播的一个特性，在超声波的接收功率大小(超声波强度)——其实质上等于如图27所示的接收信号强度——与接收的超声波的波长之间通常存在特定的相关性。图27的图形示出了接收的超声波的波长与超声波强度之间的关系。超声波强度沿着正态分布曲线变化，该曲线在给定波长处具有峰值，如图27所示。如果波长偏移为相比于与峰值对应的给定波长略短或略长，超声波强度从峰值大幅度降低。

从而，当超声波传感器的大气温度在进行校准时与在进行实际超声波测量时不同时，以及当超声波传感器自加热时，同一接收侧超声波传感器的超声波强度较大地变化；从而，如从图27看出的，由接收侧超声波传感器接收的超声波的波长较大地变化。对于超声波测量的计算是基于接收的超声波的波长进行的。从而，即使校准适当地进行，除非校准在实际超声波测量期间实时地进行，否则，由于超声波传感器的大气温度的差异以及自加热，由同一接收侧超声波传感器接收的超声波的波长不同，不能以高准确度完成超声波测量。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种超声波测量方法和超声波测量系统，通过该方法或系统，可以在生产线上以高的准确度测量通过涂敷到在生产线上制造的涂敷产品而施加的涂敷材料的厚度。

根据本发明一个方面，提供了一种超声波测量方法，其用于使用至少一组超声波传感器来测量涂敷材料的厚度，所述至少一组超声波传感器中的每一组包含一对第一超声波传感器和第二超声波传感器，其中，当在涂敷产品的厚度方向上观察时，所述第一超声波传感器经空气层被置于所述涂敷产品的一侧，所述第二超声波传感器经空气层被置于所述涂敷产品的另一侧，其中，所述涂敷产品是通过将涂敷材料涂敷到基材的一个表面或两个表面地施加所述涂敷材料而形成的，所述基材由金属制成并以卷状物的形式卷绕，其中，所述涂敷材料的厚度通过在所述第一超声波传感器与所述第二超声波传感器之间传输超声波来测量。该超声测量方法的特征在于：除所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器之外，所述至少一组超声波传感器包含：至少一个实际测量超声波传感器组，其测量所述涂敷材料的厚度；校准超声波传感器组，其包含一对第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器；且所述校准超声波传感器组在测量所述涂敷材料厚度期间进行校准，所述实际测量超声波传感器组使用由所述校准超声波传感器组获得的测量条件值来计算所述涂敷材料的厚度。

根据上述超声波测量方法，在电池制造过程中，当在生产线——在该生产线上，通过对金属箔片(基材)涂敷电极糊(涂敷材料)来生产电极(涂敷产品)——上测量涂敷材料的厚度、例如涂敷材料的基本重量时，可以排除或消除由于超声波传感器的自加热和空气层的温度变化导致的测量准确度的误差因素，并且可以以改善的准确度测量涂敷材料的厚度(诸如基本重量)。

即，在上述超声波测量方法中，校准超声波传感器组进行校准，实际测量超声波传感器组在涂敷材料厚度实际测量期间实时地使用从校准超声波传感器组获得的测量条件值来测量涂敷材料的厚度。

这里，将简要描述超声波传感器(第一超声波传感器、第二超声波传感器、第一校准超声波传感器、以及第二校准超声波传感器)与空气层中的声阻抗、声速以及密度之间的关系。根据下面的公式确定空气层中的声阻抗、声速以及密度：

声速C＝f×λ    (1)

其中，C是声速(m/sec)，f是超声波传感器的频率(kHz)，λ是波长(m)。

声速也可以表示为：

C＝331.5+(0.61×t)    (2)

其中，t是温度(℃)。

密度ρ＝1.293×(273.15/(273.15+t)×(P/1013.25))    (3)

其中，ρ是密度(kg/m³)(ntp)，t是温度(℃)，以及P是大气压(atm)。

声阻抗Z＝ρ×C    (4)

其中，Z是声阻抗(Pa·s/m)。

在大气压下，如公式(2)至公式(4)所示，空气层中的声速、密度和声阻抗随着空气层的温度变化。如果在公式(1)中将频率f看作常量，则波长λ也随着空气层的温度而变化。

如JP 2008-102160 A中所述的超声波测量系统中那样，超声波经空气层在第一超声波传感器和第二超声波传感器之间传输。然而，在本发明的超声波测量方法中，在测量涂敷材料的厚度期间，在实时地采用来自校准超声波传感器组的测量条件值——例如空气层中的声速、密度和声阻抗以及传输超声波的波长，其作为参数随着空气层温度变化而变化——的同时，实际测量超声波传感器组实际测量涂敷材料的厚度。从而，即使在第一超声波传感器与第二超声波传感器之间的空气层的温度在测量期间变化，如上面所介绍的，在校准超声波传感器组中校正的测量条件值下，基于与实际测量期间的实际温度对应的波长，实际测量超声波传感器组能够计算涂敷材料的厚度。

在校准不在实际超声波测量的同时进行的现有技术的超声波测量方法中，即使使用同一接收侧超声波传感器，由该传感器接收的超声波的波长随着超声波传感器的大气(空气层)温度变化或由于传感器的自加热而不同或变化，不能以高准确度进行超声波测量。另一方面，在本发明的超声波测量方法中，实际测量超声波传感器组在涂敷材料厚度测量期间实时地使用由校准超声波传感器组获得的测量条件值来实际测量涂敷材料的厚度。因此，在通过第一和第二超声波传感器实际测量厚度时和通过第一和第二校准超声波传感器进行校准时之间没有空气层温度差。

在以相同的时刻工作的第一与第二超声波传感器以及第一与第二校准超声波传感器的情况下，即使第一和第二超声波传感器随着工作时间的过去而自加热，第一、第二校准超声波传感器也以与第一、第二超声波传感器相同的方式自加热。在这种情况下，在自加热的第一、第二超声波传感器的温度与自加热的第一、第二校准超声波传感器的温度之间几乎没有差异。从而，即使由校准超声波传感器组接收的超声波的波长由于自加热而变化，由实际测量超声波传感器组接收的超声波的波长也以与校准超声波传感器组相同的方式改变。因此，在实际测量超声波传感器组的波长与校准超声波传感器组的波长之间几乎没有差异，即使当校准超声波传感器组的第一和第二校准超声波传感器以及实际测量超声波传感器组的第一和第二超声波传感器均自加热时，仍能以较高的准确度测量涂敷材料的厚度(诸如基本重量)。

从而，根据本发明的超声波测量方法，可以消除或排除由于超声波传感器的自加热和空气层的温度变化导致的测量准确度的误差因素，从而可以以高准确度在生产线上有利地测量通过涂敷到在生产线上生产的涂敷产品而施加的涂敷材料的厚度(诸如基本重量)。

在上述超声波测量方法中，可以将允许未聚焦的超声波的传播的扁平型超声波传感器用作所述校准超声波传感器组的所述第一校准超声波传感器和所述第二校准超声波传感器；且可以将允许未聚焦的超声波的传播的扁平型超声波传感器用作所述至少一个实际测量超声波传感器组中的每一组的所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器。在本发明的超声波测量方法中，在超声波传感器是发射传感器的情况下，“允许未聚焦的超声波的传播的扁平型超声波传感器”表示具有超声波振动表面的超声波传感器，超声波从所述超声波振动表面发射，其中，所述超声波振动表面包括单个振动表面或两个以上的振动表面(部分)，且所述超声波振动表面的整体形状例如是矩形形状、圆形形状等。另外，来自扁平型超声波传感器发送的超声波可经由空气层至少传输到涂敷产品的与超声波传感器的超声波振动表面相对的区域内。另外，在作为接收传感器的情况下，“扁平型超声波传感器”表示具有接收超声波的超声波振动表面的超声波传感器，其中，超声波振动表面包括单个振动表面或两个以上的振动表面(部分)，且超声波振动表面的整体形状例如是矩形形状、圆形形状等。在工作中，超声波传感器的超声波振动表面的整个区域能够经空气层接收从用于照射的另一超声波传感器发送并且至少穿过涂敷产品传输的超声波(发射波)。

根据上述超声波测量方法，作为实际测量超声波传感器组的第一超声波传感器和第二超声波传感器之一，接收超声波的所述接收侧超声波传感器提供接收的信号，用于在与点型超声波传感器的涂敷产品相比更为宽广的涂敷产品区域或范围上确定涂敷材料的厚度，其中，点型超声波传感器允许聚焦的超声波传播到局部或狭窄的区域内。从而，可以在涂敷产品的生产线上进行关于涂敷材料的厚度——诸如如上所述的电极糊的基本重量和涂敷分布——的质量检查。

由于可以从涂敷产品的大范围上获得通过接收侧超声波传感器接收的接收信号，涂敷产品的大范围上的涂敷材料的厚度能够得到检测；从而，可以以改进的准确度获得测量范围内的涂敷材料的厚度变化，并且可以以高可靠性测量在涂敷产品的给定范围内的涂敷材料的整体厚度，诸如涂敷材料的基本重量。

校准超声波传感器组的第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器以及实际测量超声波传感器组的第一超声波传感器和第二超声波传感器全部都是扁平型超声波传感器。从而，在校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组之间没有由于超声波传感器的超声波振动表面的形式的差异而导致的特性的差异，并且，在合适的条件下，实际测量超声波传感器组能够以高准确度获取通过校准超声波传感器组的校准获得的测量条件值。

在本发明的超声波测量方法中，第一超声波传感器、第二超声波传感器、第一校准超声波传感器、第二校准超声波传感器优选为具有在相同频带内的标称频率。另外，优选为，将能够发送和接收超声波的超声波传感器用作第一超声波传感器和第二超声波传感器以及第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器。

在上述超声波测量方法中，在由实际测量超声波传感器组进行的实际测量之前，可以在校准超声波传感器组的第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器之间放置用于校准的基准箔片，从第一校准超声波传感器发送的超声波传输可穿过基准箔片传输，因此预先获得表示由第二校准超声波传感器接收的超声波的第一接收信号，作为测量条件值。另外，实际测量超声波传感器组可以获得第二接收信号，所述第二接收信号表示穿过在第一超声波传感器和第二超声波传感器之间的涂敷产品传输的超声波，基于第一接收信号和第二接收信号的相对比值，可计算涂敷材料的厚度。

根据上述超声波测量方法，当测量涂敷材料的厚度、诸如涂敷材料的基本重量和涂敷分布时，关于通过以涂敷材料涂敷基材形成的涂敷产品，在涂敷材料厚度实际测量期间，可以仅通过获得实际测量期间的第二接收信号容易地计算涂敷材料的厚度，而不需要指示穿过涂敷材料传输的超声波的衰减银子与涂敷材料厚度之间关系的校准曲线等。

更具体的是，可以使用穿过涂敷材料传输的超声波的衰减因子，根据下面的公式确定涂敷材料的基本重量。

M＝A/α    (5)

其中，M是涂敷材料的基本重量(g/m²)，α是超声波的衰减因子(％)，A是常数。

这里，将使用具有不同基本重量的用于比较的三种基准箔片A、B、C来解释基本重量与超声波的衰减因子之间的关系。超声波的衰减因子α是仅穿过空气层传输且在第一超声波传感器与第二超声波传感器之间不放置箔片的情况下接收的超声波US的接收信号(无箔片接收信号)S_C与穿过放置在第一超声波传感器与第二超声波传感器之间的用于比较的基准箔片传输并接收的超声波的接收信号(存在箔片)S_K之间的相对比值。

关于用于比较的基准箔片A

根据上述公式(5)，如下地获得用于比较的基准箔片A的基本重量M_A。

M_A＝A/(S_KA/S_C)    (6)

从上述公式(6)，如下地获得常数A。

A＝M_A×S_KA/S_C    (7)

其中，M_A是用于比较的基准箔片A的基本重量(g/m²)，S_KA是在存在用于比较的基准箔片A的情况下的接收信号，S_C是无箔片时的接收信号。

关于用于比较的基准箔片B

根据上述公式(5)，如下地获得用于比较的基准箔片B的基本重量M_B。

M_B＝A/(S_KB/S_C)    (8)

从上述公式(8)，如下地获得常数A。

A＝M_B×S_KB/S_C    (9)

其中，M_B是用于比较的基准箔片B的基本重量(g/m²)，S_KB是在存在用于比较的基准箔片B的情况下的接收信号。

关于用于比较的基准箔片C

根据上述公式(5)，如下地获得用于比较的基准箔片C的基本重量M_C。

M_C＝A/(S_KC/S_C)    (10)

从上述公式(10)，如下地获得常数A。

A＝M_C×S_KC/S_C    (11)

其中，M_C是用于比较的基准箔片C的基本重量(g/m²)，S_KC是在存在用于比较的基准箔片C的情况下的接收信号。

由于常数A与无箔片接收信号S_C是恒定的，如公式(7)、公式(9)和公式(11)中所示，从公式(7)、公式(9)和公式(11)导出下面的公式(12)。

M_A×S_KA＝M_B×S_KB＝M_C×S_KC＝A×S_C＝常数    (12)

另一方面，根据上述公式(5)，如下获得用于比较的基准箔片X——其基本重量是未知的——的基本重量M_X。

M_X＝A/(S_X/S_C)    (13)

其中，M_X是用于比较的基准箔片X的基本重量(g/m²)，S_X是在存在用于比较的基准箔片X的情况下的接收信号。

通过使用上述公式(12)，将公式(13)转换为下面的公式(公式(14))。

M_X＝A×S_C/S_X＝M_A×S_KA/S_X＝M_B×S_KB/S_X＝M_C×S_KC/S_X    (14)

由于从公式(12)发现公式(14)中的分子是恒定值，可以根据从公式(12)获得的常数值与在存在用于比较的基准箔片X的情况下(获得)的接收信号S_X的比值(相对比例)确定(获得)用于比较的基准箔片X的基本重量M_X。

在本发明的超声波测量方法中，在通过实际测量超声波传感器组的实际测量之前，校准超声波传感器组在一开始预先获得穿过用于校准的基准箔片传输的超声波的衰减因子，作为第一接收信号。更具体的是，在用于比较的基准箔片A是例如用于校准的基准箔片的情况下，在公式(6)的分母中的无箔片接收信号S_C是这样的接收信号：在第一校准超声波传感器与第二校准超声波传感器之间未放置基准箔片的情况下，其作为仅穿过空气层传输并接收的超声波的常数。另外，公式(6)的分母中的在存在用于比较的基准箔片A的情况下获得的接收信号S_KA是第一接收信号自身。如果预先确定或获知基准箔片的重量和面积，可以获得基准箔片的密度。由于基准箔片的基本重量M_A等于基准箔片的密度，从基准箔片的重量和面积获得基本重量M_A。因此，可以从基准箔片的预定重量和面积以及第一接收信号计算上述公式(14)M_X＝M_A×S_KA/S_X中的分子。

随后，为了实际测量涂敷材料的厚度，将涂敷产品置于实际测量超声波传感器组的第一超声波传感器和第二超声波传感器之间，使得从第一超声波传感器发送的超声波穿过涂敷产品传输，从而获得通过第二超声波传感器接收的超声波的第二接收信号。如上所述，作为公式(14)的分母的接收信号S_X是从而获得的第二接收信号自身，即穿过用于比较的基本重量未知的基准箔片X传播——即穿过将测量的涂敷产品传播——且接收的超声波的接收信号。从而，如果在由实际测量超声波传感器组进行的实际测量之前，预先获得用于校准的基准箔片的基本重量M_A和第一接收信号，在实际测量涂敷材料的厚度期间，可以仅通过获得第二接收信号根据公式(14)容易地计算涂敷材料的厚度。

在上述超声波测量方法中，可以获得对应于基准箔片的多个区域的多个第一样本接收信号，作为从第一校准超声波传感器发送、穿过基准箔片传输并由第二校准超声波传感器接收的超声波的接收信号，并且，可以基于上述多个第一样本接收信号计算第一接收信号。

根据上述超声波测量方法，当校准超声波传感器组使用基准箔片进行校准时，即使在基准箔片中的区域与区域之间存在穿过基准箔片传输的超声波的衰减因子(第一样本接收信号)的变化的情况下，获得具有改善的可靠性和最优量值的第一接收信号。

严格地说，如果校准超声波传感器组允许超声波穿过位于第一校准超声波传感器与第二校准超声波传感器之间的一个基准箔片的不同区域传输，可能出现超声波的衰减因子(第一样本接收信号)的变化，如同例如在上述公式(6)、公式(8)和公式(10)中S_KA≠S_KB≠S_C或S_KA≈S_KB≠S_C的情况下那样。如果超声波的衰减因子依赖于超声波穿过其传输的基准箔片的区域而变化，当校准超声波传感器组进行校准时，第一接收信号的可靠性降低，并且不能以高准确度获得将由实际测量超声波传感器组反映的测量条件值。另一方面，在本发明的超声波测量方法中，关于基准箔片的多个区域获得第一样本接收信号，并且基于获得的多个第一样本接收信号，通过诸如最小二乘法的计算获得第一接收信号(穿过基准箔片传输的超声波的衰减因子)。从而，第一接收信号具有改善的可靠性和最优量值。特别地，优选的是，在每次通过实际测量超声波传感器组测量和计算涂敷材料的厚度(或基本重量)时，校正或更新作为对超声波在第一校准超声波传感器与第二校准超声波传感器之间穿过其传播的空气层的温度、密度和空气气压的测量结果的各条数据。如果在每次计算涂敷材料的基本重量时校正或更新上述各条数据的条件下获得第一接收信号，则第一接收信号的可靠性得到改善，并且其准确度被保持在高的级别。

以改善的可靠性和高准确度获得经过基准箔片传输的超声波的衰减因子，从而，当通过实际测量超声波传感器组测量和计算涂敷材料的厚度(或基本重量)时，由实际测量超声波传感器组的测量条件值反映具有高准确度的第一接收信号以及第二接收信号，并且可以以进一步改善的准确度计算涂敷材料的厚度(或基本重量)。在上述超声波测量方法中，实际测量超声波传感器组可以移动到放置基准箔片的位置，并且可以获得第三接收信号，所述第三接收信号表示从第一超声波传感器发送、穿过基准箔片传输并由第二超声波传感器接收的超声波。

根据上述超声波测量方法，当在校准超声波传感器的第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器与实际测量超声波传感器组的第一超声波传感器和第二超声波传感器之间存在机差(machine difference)时，可以从第一接收信号与第三接收信号的相对比值获得校准超声波传感器组以及实际测量超声波传感器组之间的机差。因此，如果实际测量超声波传感器组根据基于第一接收信号和第三接收信号将校准超声波传感器组的机差考虑在内计算涂敷材料的厚度，可以消除或排除由于校准超声波传感器组以及实际测量超声波传感器组之间的机差导致的误差因素，并且可以以高的准确度计算涂敷材料的厚度。

在上述超声波测量方法中，可以获得对应于基准箔片的多个区域的多个第三样本接收信号，作为从第一超声波传感器发送、穿过基准箔片传输并由第二超声波传感器接收的超声波的接收信号，并且可以基于上述多个第三样本接收信号计算第三接收信号。

根据上述超声波测量方法，当使用基准箔片确定在校准超声波传感器与实际测量超声波传感器组之间的机差时，即使在基准箔片中的区域与区域之间存在穿过基准箔片传输的超声波的衰减因子(第三样本接收信号)的变化的情况下，获得具有改善的可靠性和最优量值的第三接收信号。由于基于获得的多个第三样本接收信号通过诸如最小二乘法的计算获得第三接收信号(穿过基准箔片传输的超声波的衰减因子)，即使多个第三样本接收信号中存在变化，第三接收信号仍具有改善的可靠性和最优量值。

特别地，优选为，关于校准超声波传感器组，基于从基准箔片的多个区域获得的多个第一样本接收信号计算第一接收信号。如果从这样获得的第一接收信号和第三接收信号确定校准超声波传感器组与实际测量超声波传感器组之间的机差，可以以进一步改善的准确度获得对机差的确定结果。在上述超声波测量方法中，第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器以及第一超声波传感器和第二超声波传感器可以彼此同步地发送和接收超声波。

根据上述超声波测量方法，校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组可以无时间差地暴露于具有相同大气温度的环境，并且可以使得在校准超声波传感器组与实际测量超声波传感器组中，空气层中的声速、密度和声阻抗基本相等。使用该设置，在校准超声波传感器组的第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器之间传输的超声波与在实际测量超声波传感器组的第一超声波传感器和第二超声波传感器之间传输的超声波在基本相同的条件下穿过空气传输。因此，在与校准超声波传感器组相同的条件下，实际测量超声波传感器组从校准超声波传感器组获得测量条件值、作为高准确度的校正值，该校正值中排除了由于大气温度和自加热导致的误差因素，从而可以在稳定条件下以高的准确度计算涂敷材料的厚度。

根据本发明另一方面，提供了一种超声波测量系统，其包含至少一组超声波传感器，所述至少一组超声波传感器中的每一组包含一对第一超声波传感器和第二超声波传感器，当在涂敷产品的厚度方向上观察时，所述第一超声波传感器经空气层被置于所述涂敷产品的一侧，所述第二超声波传感器经空气层被置于所述涂敷产品的另一侧，其中，所述涂敷产品是通过将涂敷材料涂敷到基材的一个表面或两个表面地施加所述涂敷材料而形成的，所述基材由金属制成并以卷状物的形式卷绕，其中，所述涂敷材料的厚度通过在所述第一超声波传感器与所述第二超声波传感器之间传输超声波来测量。所述超声波测量系统的特征在于：除所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器之外，上述至少一组超声波传感器包含：至少一个实际测量超声波传感器组，其测量所述涂敷材料的厚度；校准超声波传感器组，其包含一对第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器；且所述实际测量超声波传感器组被配置为，在实际测量所述涂敷材料的厚度期间，基于通过由所述校准超声波传感器组进行的校准获得的测量条件值，发送和接收超声波。

根据上述超声波测量系统，在电池制造过程中，当在生产线——在该生产线上，通过对金属箔片(基材)涂敷电极糊(涂敷材料)而生产电极(涂敷产品)——上测量涂敷材料的厚度、例如涂敷材料的基本重量和涂敷分布时，可以在实际测量过程中排除或消除由于超声波传感器的自加热和空气层的温度变化导致的测量准确度的误差因素，并且可以以高的准确度测量涂敷材料的厚度。

在第一和第二超声波传感器以及第一和第二校准超声波传感器在相同的时刻工作的情况下，即使第一和第二超声波传感器随着工作时间的过去而自加热，第一和第二校准超声波传感器也以与第一和第二超声波传感器相同的方式自加热。在该情况下，在自加热的第一和第二超声波传感器的温度与自加热的第一和第二校准超声波传感器的温度之间几乎没有差异。从而，即使由校准超声波传感器组接收的超声波的波长由于自加热而变化，由实际测量超声波传感器组接收的超声波的波长也以与校准超声波传感器组相同的方式改变。从而，在实际测量超声波传感器组的波长与校准超声波传感器组的波长之间几乎没有差异，涂敷材料的厚度能够确保高测量准确度地得到测量，即使在校准超声波传感器组的第一和第二校准超声波传感器与实际测量超声波传感器组的第一和第二超声波传感器都自加热的条件下。

从而，在本发明的超声波测量系统中，可以消除或排除由于超声波传感器的自加热和空气层的温度变化导致的测量准确度的误差因素，从而可以以高准确度在生产线上有利地测量通过涂敷到在生产线上生产的涂敷产品而施加的涂敷材料的厚度(诸如基本重量)。

在本发明的超声波测量系统中，不需要停止用于生产涂敷产品的生产线，并且在生产线的工作期间，实际测量超声波传感器组可以获得通过由校准超声波传感器组进行的校准获得的测量条件值。从而，不需要用于校正实际测量超声波传感器组的测量条件的额外或附加步骤，并且不会增加用于生产涂敷产品的成本。另外，本发明的超声波测量系统以低成本安装在生产线上，并能容易地并入用于生产涂敷产品的生产线，无论系统是新安装的还是已经安装的。

在上述超声波测量系统中，可以将允许未聚焦的超声波的传播的扁平型超声波传感器用作所述校准超声波传感器组的所述第一校准超声波传感器和所述第二校准超声波传感器；且可以将允许未聚焦的超声波的传播的扁平型超声波传感器用作所述实际测量超声波传感器组的所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器。

在电池制造过程中，当在生产线——在该生产线上通过对金属箔片(基材)涂敷电极糊(涂敷材料)而生产电极(涂敷产品)——上测量涂敷材料的厚度、例如涂敷材料的基本重量和涂敷分布时，例如，用从第一超声波传感器发送的超声波照射涂敷产品的大的面积，使得超声波穿过涂敷产品的涂敷材料和基材传输，第二超声波传感器能接收穿过涂敷材料和基材的大范围传输的超声波(传输波)。由于可从涂敷产品的大范围上获得代表由第二超声波传感器接收的传输波的接收信号，作为用于确定涂敷材料的厚度的接收信号，从而，可以检测涂敷产品的大范围上的涂敷材料的厚度。因此，可以以改善的准确度获得在测量范围中的涂敷材料的厚度的变化，并且可以高准确度地测量在涂敷产品的给定范围中的涂敷材料的整体厚度，例如涂敷材料的基本重量。

校准超声波传感器组的第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器以及实际测量超声波传感器组的第一超声波传感器和第二超声波传感器全部都是扁平型超声波传感器。从而，在校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组之间没有由于超声波传感器的超声波振动表面的形式的差异而导致的特性的差异，并且，可以将通过由校准超声波传感器组进行的校准获得的测量条件值适当地且准确地反馈给实际测量超声波传感器组。

在上述超声波测量系统中，可以提供控制单元，用于控制在校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组中的超声波的发送和接收以及测量条件，并且，控制单元可以将通过校准超声波传感器组获得的测量条件值反馈给实际测量超声波传感器组。

根据上述超声波测量系统，根据测量环境的变化，在实际测量涂敷材料的厚度期间实时地，实际测量超声波传感器组可以不断地获得通过校准超声波传感器组的校准获得的最新测量条件值，并且可以以高准确度测量涂敷材料的厚度。

在校准不与实际超声波测量同时进行的现有技术的超声波测量方法中，较早进行的校准和较晚进行的校准之间存在时间差，由于自加热导致的超声波传感器的温度上升以及测量环境——例如空气层的大气温度和密度——的变化常常随着时间发生。即使在测量环境变化的同时通过超声波传感器测量涂敷材料的厚度，测量结果由于测量环境的变化而变化，导致测量值具有低可靠性或没有可靠性。另一方面，本发明的超声波测量系统可以通过根据测量环境的变化不断采用最新测量条件值来测量涂敷材料的厚度；从而，涂敷材料的厚度的计算结果提供了具有高准确度和高可靠性的测量值。

在上述超声波测量系统中，可以将用于校准的基准箔片与涂敷产品放置在一起，校准超声波传感器组可被安装为能够至少在第一位置和第二位置之间的范围中移动，基准箔片被放置在所述第一位置上，在所述第二位置上，在第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器之间仅存在空气层。

根据上述超声波测量系统，校准超声波传感器组在第一位置和第二位置之间移动，从而，如上所述，可以在第一位置获得穿过放置在第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器之间的基准箔片传输并接收的超声波的接收信号S_K(在存在箔片的情况下)，并且可以在第二位置获得无箔片的接收信号S_C。使用该配置，即使发生测量环境中的变化，例如发生进行校准的大气温度、空气层的密度和/或由于自加热导致的超声波传感器的温度升高，校准超声波传感器组在第一位置和第二位置之间移动，从而不断地获得在存在箔片的情况下的接收信号S_K和无箔片的接收信号S_C，获取这些信号，以便获得穿过基准箔片传输的超声波的衰减因子。从而，当实际测量涂敷产品的涂敷材料的厚度时，可以根据测量环境的变化获得最优衰减因子。

上述超声波测量系统还可以包括：保持部件，其保持基准箔片；以及驱动单元，其操作保持部件以及停止其操作。由保持部件保持的基准箔片可被驱动单元定位为可以在基准箔片与连接第一超声波传感器中心与第二超声波传感器中心的假想线相交的区域中相对于第一超声波传感器和第二超声波传感器移动，其中，所述第二超声波传感器与所述第一超声波传感器相对，或者，可被驱动单元定位为可以在基准箔片与连接第一校准超声波传感器中心与第二校准超声波传感器中心的假想线相交的区域中相对于第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器移动，其中，所述第二校准超声波传感器所述第一校准超声波传感器相对。

根据上述超声波测量系统，当校准超声波传感器组使用放置在第一校准超声波传感器与第二校准超声波传感器之间的单个基准箔片进行校准时，穿过基准箔片的多个区域传输在第一校准超声波传感器与第二校准超声波传感器之间传播的超声波。从而，可以对于超声波穿过其传输的单个基准箔片的每个区域计算传输的超声波的衰减因子。另外，当使用基准箔片确定在校准超声波传感器组与实际测量超声波传感器组之间的机差时，在第一超声波传感器和第二超声波传感器之间传播的超声波穿过基准箔片的多个区域传输。从而，可以对于超声波穿过其传输的单个基准箔片的每个区域计算传输的超声波的衰减因子。因此，可以以改善的准确度进行通过校准超声波传感器组进行的校准、对在第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器与第一超声波传感器和第二超声波传感器之间的机差的确定。

上述超声波测量系统还可以包括定位装置，其检测操作中的保持部件上的位置，在所述位置上，所述假想线与基准箔片的预定区域相交。所述“预定区域”表示基准箔片的由在第一超声波传感器与第二超声波传感器之间传播的超声波在基准箔片的期望位置穿过其传输的区域，或者基准箔片的由在第一校准超声波传感器与第二校准超声波传感器之间传播的超声波在基准箔片的期望位置穿过其传输的区域。

根据上述超声波测量系统，当使用被放置在第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器之间的基准箔片多次重复地进行校准时，定位装置可以对于每个校准循环将基准箔片中的假想线与之相交的预定区域设置在相同的位置。从而，可以获得高准确度的校准。另外，当多次重复地确定校准超声波传感器组与实际测量超声波传感器组之间的机差时，定位装置可以对于每个确定机差的循环将基准箔片中的假想线与之相交的预定区域设置在相同的位置。从而，可以以改善的可靠性完成对校准超声波传感器组与实际测量超声波传感器组之间的机差的研究。

在上述超声波测量系统中，实际测量超声波传感器组可以安装为能够在至少在第一位置和放置涂敷产品的第三位置之间的范围中移动。

根据上述超声波测量系统，每当实际测量超声波传感器组在第一位置和第三位置之间移动时，可以将在实际测量超声波传感器组与使用基准箔片——其为“真实的(true)”——进行校准的校准超声波传感器组之间的最新机差引入或馈入实际测量超声波传感器组。从而，即使发生测量环境中的变化，例如发生测量涂敷材料的厚度的大气温度、空气层的密度的变化以及/或者由于自加热导致的超声波传感器的温度的升高，可以以增加的可靠性排除由于与校准超声波传感器组的机差导致的误差因素。

另外，在上述超声波测量系统中，以卷状物的形式卷绕的所述基材具有大的长度，所述基准箔片和所述涂敷产品可在所述基材的宽度方向上并排布置，所述宽度方向垂直于与所述基材的长边平行的纵向方向以及所述基材的厚度方向，使得所述校准超声波传感器组和所述实际测量超声波传感器组可被布置为在与所述基材的所述宽度方向平行的方向上移动。

根据上述超声波测量系统，将校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组设置为在相同的滑动轴上移动，从而，校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组相对于滑动轴彼此同步地移动。通过该设置，在实际测量超声波传感器组在第一位置和第三位置之间移动的同时，校准超声波传感器组在第一位置和第二位置之间移动。从而，校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组都能够根据测量环境(例如空气层的密度和大气温度)没有时间损失地且高效率地改变测量条件的设置。

即使在校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组并非特殊地在滑动轴上彼此同步地移动、而是设置为彼此独立地移动的情况下，实际测量超声波传感器组的移动不受校准超声波传感器组在滑动轴上的移动量的约束，从而，实际测量超声波传感器组可以以增加的自由度测量涂敷材料的厚度。

另外，在上述超声波测量系统中，校准超声波传感器组的第一校准超声波传感器和第二校准超声波传感器各自可具有围绕在超声波振动表面与基准箔片之间的空气层的圆柱形校准传感器盖。

根据上述超声波测量系统，在进行校准期间，消除或排除了由于空气层中的对流(空气流动)的影响导致的误差因素，包括例如，在超声波振动表面和基准箔片之间的空气层中的密度的变化、温度的变化、声阻抗的变化、传输的超声波的方向性以及作为噪音从外部传输的声波的干涉(interference)，并且可以以改善的准确度获得作为基准值的测量条件值。

在上述超声波测量系统中，实际测量超声波传感器组的第一超声波传感器和第二超声波传感器各自可具有围绕超声波振动表面与涂敷产品之间的空气层的圆柱形实际测量传感器盖。

根据上述超声波测量系统，在实际测量涂敷材料的厚度期间，消除或排除了由于空气层中的对流(空气流动)的影响导致的误差因素，包括例如，在超声波振动表面和涂敷产品之间的空气层中的密度的变化、温度的变化、声阻抗的变化、传输的超声波的方向性以及与作为噪音从外部传输的声波的干涉，并且可以以改善的准确度测量涂敷材料的厚度。

在上述超声波测量系统中，所述校准传感器盖和所述实际测量传感器盖可各自具有包含圆柱形内盖和圆柱形外盖的双重结构，所述圆柱形外盖在径向上位于所述圆柱形内盖的外部，且当在与所述基材的厚度方向平行的方向上测量时，所述圆柱形外盖可被形成为短于所述圆柱形内盖，使得相比于所述圆柱形内盖，所述圆柱形外盖以更大的差异与所述基准箔片或所述涂敷产品间隔开。

根据上述超声波测量系统，即使在校准传感器盖外部流动的空气在基准箔片的表面附近冲击校准传感器盖，通过圆柱形内盖改变了空气的流动，并且空气在圆柱形外盖与圆柱形内盖之间流动，从而在基准箔片的附近较少可能或不可能发生空气扰动。从而，即使在圆柱形内盖和基准箔片之间存在小的间隙，穿过该小间隙流动的空气几乎不受到扰动的影响，并且在超声波振动表面和基准箔片之间的空气层可以保持为稳定状态。

另外，即使在实际测量传感器盖的外部流动的空气在涂敷产品的表面附近冲击实际测量传感器盖，圆柱形内盖改变了空气的流动，并且空气在圆柱形外盖和圆柱形内盖之间流动，从而在涂敷产品的表面附近较少发生或不发生空气扰动。从而，即使在圆柱形内盖和涂敷产品之间存在小的间隙，穿过该小的间隙流动的空气几乎不受到扰动的影响，并且在超声波振动表面与涂敷产品之间的空气层可以保持为稳定状态。

在上述超声波测量系统中，基材可以是在用作涂敷产品的电池电极中使用的金属箔片，并且涂敷材料可以是通过涂敷到金属箔片而施加的电极糊。

根据上述超声波测量系统，在电池制造过程中，在生产线的工作期间，可以在用于通过以电极糊涂敷金属箔片而生产电极的生产线上，在电极的大范围上均匀地进行关于电极糊的基本重量的质量检查。另外，可以对在生产线上制造的全部电极进行质量检查，从而可以提供高质量、高性能的电池。

附图说明

参考附图，在下面对本发明示例实施例的具体描述中，将介绍本发明的特征、优势以及技术和工业意义，在附图中，相同的数字表示相同的元件，且其中：

图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的超声波测量系统的透视图；

图2是用于说明根据图1的第一实施例的超声波测量系统的构造的示意图；

图3是在图1的箭头A-A方向观察的截面图，示出了图1的超声波测量系统的主要部分；

图4是根据图1的第一实施例的超声波测量系统的传感器单元的俯视图；

图5是图4所示的传感器单元的半截面图；

图6是图4所示的传感器单元的底视图；

图7是在图1的箭头A-A方向观察时的电极的截面图；

图8是指示在图1的第一实施例中的校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组的移动的时间图；

图9A示意性地示出了当在传感器之间没有放置基准箔片时传输超声波时的校准超声波传感器组，用于说明在图1的第一实施例中通过校准超声波传感器组确定超声波的衰减因子的方式；

图9B示出在图9A的条件下通过接收侧超声波传感器接收的超声波的接收信号；

图10A示意性地示出当在传感器之间放置基准箔片的情况下传输超声波时的校准超声波传感器组，用于说明在图1的第一实施例中通过校准超声波传感器组确定超声波的衰减因子的方式；

图10B示出在图10A的条件下通过接收侧超声波传感器接收的超声波的接收信号；

图11A为当传输超声波以进行第一实施例中的校准时的校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组各自的原理图；

图11B示意性地示出在第一实施例中在传输超声波以实际测量电极的基本重量时的实际测量超声波传感器组；

图12为一图表，其示出了在第一实施例中在接收侧超声波传感器的超声波的衰减因子与基本重量之间的关系；

图13是用于说明根据图1的第一实施例的超声波测量系统的盖的工作的示意图；

图14为一图表，其作为一个实例示出了在第一实施例中关于空气层中的对流(空气流动)在接收的超声波的强度上的影响的测试结果；

图15是用于说明根据本发明的第一实施例的改进实例的超声波测量系统的结构的示意图；

图16为一透视图，其原理性地示出了根据本发明第二实施例的超声波测量系统；

图17用于阐释根据第二实施例的超声波测量系统的主要部分，其一部分以在图16中的箭头B-B方向观察的截面示出；

图18为一透视图，其示出了构成根据第二实施例的超声波测量系统的基准箔片保持部件；

图19示意性地示出了在根据第二实施例的超声波测量方法中通过将超声波通穿过基准箔片的五个区域传输而获得第一样本接收信号和第三样本接收信号的方式；

图20为示意性地示出在根据第二实施例的超声波测量方法中通过实际测量超声波传感器组进行的基本重量测量的时刻和通过校准超声波传感器组进行的基准箔片测量的时刻的时间图；

图21为示意性地示出根据第二实施例的超声波测量方法中的第一样本接收信号的说明图；

图22为示意性地示出根据第二实施例的超声波测量方法中的第三样本接收信号的说明图；

图23为一图形，其示出了关于空气层的空气压力与通过接收侧超声波传感器接收的超声波的接收信号强度之间的关系的调查结果；

图24是在JP 2008-102160 A中公开的超声波测量系统的说明图；

图25为一图表，其示出了关于通过现有技术的接收侧超声波传感器接收的接收信号的强度与大气温度之间的关系的测试结果；

图26为一图表，其示出了在现有技术的接收侧超声波传感器中在自加热和超声波强度之间的关系；

图27为一图表，其示出了在现有技术的系统中接收的超声波的波长与接收功率之间的关系。

具体实施方式

将参考附图具体描述根据本发明的第一与第二实施例的超声波测量方法和超声波测量系统。

图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的超声波测量系统的透视图。图7是在图1中的A-A箭头的方向观察时的电极的截面图。在示出第一实施例的图1中，X轴方向表示金属箔片61的长边延伸的方向，或者平行于金属箔片61的长边的方向，并且Z轴方向表示电极60(金属箔片61和电极糊62)的厚度的方向，或者平行于电极60的厚度的方向。另外，Y轴方向表示金属箔片61的短边延伸的方向(金属箔片61的宽度的方向)，或者平行于金属箔片61的宽度方向的超声波测量系统1的宽度方向。Y轴方向垂直于X轴方向和Z轴方向。图1中使用的这些标识也适用于图2和随后的附图。

在电池制造过程中，根据第一实施例的超声波测量系统作为在线系统被安装在电极生产线上，该电极生产线用于通过以电极糊61(涂敷材料)涂敷金属箔片61(基材)而生产电极60(涂敷产品)。出于进行质量检查或检测的目的，安装超声波测量系统，例如对干燥的电极糊62的基本重量(其表示涂敷材料的每单位面积的重量)等进行测量。根据第一实施例的超声波测量方法为这样的方法：其用于使用上述超声波测量系统1对电极糊62的基本重量进行质量检查。

在一开始，将简要介绍电极。在第一实施例中，基材是用于生产作为涂敷产品的电池电极的金属箔片61，涂敷材料是如上所述通过涂敷到金属箔片61施加的电极糊62。在第一实施例中，特别是，通过涂敷到金属箔片61的相反表面(一个表面61a和另一个表面61b)而施加电极糊62。例如，电极60用于二次电池，二次电池作为电气车辆、混合动力车等的电源。如图7所示，通过以电极糊62涂敷由诸如Au或Cu的金属制成的金属箔片61的相反表面61a和61b而形成电极60。更具体的是，通过涂敷到金属箔片61的相反表面61a、61b的除在Y轴方向观察时的其相反末端部分以外的部分而施加电极糊62。

金属箔片61具有厚度为约20微米的长的长度，并且以卷状物的形式卷绕在电极生产线的卷绕辊(未示出)上。在电极生产线上，相对于金属箔片61按压通过涂敷到金属箔片61而施加的电极糊62，使得电极糊62的厚度t变为等于约40-50微米，然后干燥；之后，卷状物形式的电极60被馈送传送机52经由卷绕辊50和馈送辊51传送，以便引入水平条件。由此连续不断生产的电极60被馈送传送机52以水平形式递送到下一个工艺步骤，诸如电极60的切割。尽管图1没有示出，电极馈送开始处的在电极生产线上生产的电极60的前端部(在X轴方向观察)以及馈送结束处的其后端部仅由金属箔片61构成。即，在上述电极60的前端部和后端部未通过涂敷到金属箔片61的相反表面61a、61b而施加电极糊62。

接着，将参考图1至图4描述超声波测量系统。图2是用于说明根据本发明第一实施例的超声波测量系统的结构的示意图。图3是在图1的箭头A-A方向观察的截面图，示出了该系统的主要部分。如图1和图2所示，超声波测量系统1具有测量单元7、超声波测量控制单元5(控制装置)、厚度计算单元40、监视器41等。如图1所示，超声波测量系统1被安装在这样的位置：在该位置上，在电极被递送到下一个工艺步骤——诸如电极60的切割——的位置的上游，电极60被馈给传送机52馈给为水平形式。在第一实施例中，特别地，用于计算电极糊62的基本重量的测量单元7被放置在当在X轴方向测量时距离馈给传送机52约200mm的位置。

将测量单元7定位为与馈给传送机52分开是由于下面的原因。馈给传送机52提供支撑点或枢轴点，卷状物形式的电极60绕该支撑点或枢轴点被递送为水平形式，并且，诸如馈给传送机52的振动等的外部振动可能作为外部因素发生。如将在下面详细描述的，外部振动的频率接近用于测量电极60的厚度的测量单元7中使用的第一和第二超声波传感器11和12等产生的超声波的频率，并且，外部振动在计算电极糊62的基本重量时成为噪音形式的妨碍因素。为了去除外部因素，需要使测量单元7与馈给传送机52隔开某个距离。

下面将描述测量单元7。在超声波测量系统1中，测量单元7具有一对超声波传感器，即第一超声波传感器11和第二超声波传感器12。在超声波测量系统1中，当在厚度方向Z观察时，第一超声波传感器11经空气层AR被置于电极60的一侧(图1的上侧)，所述电极60通过以电极糊62涂敷以卷状物形式卷绕的金属箔片61的相反表面61a、61b而形成，并且，所述第二超声波传感器12经空气层AR被置于电极60的另一侧(图1中的下侧)。测量单元7具有：至少一个用于实际测量的超声波传感器组10，即第一超声波传感器11和第二超声波传感器12，用于测量电极糊62的基本重量；除第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之外的用于校准的超声波传感器组20，即一对第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22。在第一实施例的超声波测量系统1中，出于简化说明的目的，在图1和其他附图中仅示出一个实际测量超声波传感器组10。

在实际测量电极糊的基本重量期间，基于通过校准超声波传感器组20的校准获得的测量条件值，实际测量超声波传感器组10通过在第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之间发射和接收超声波US而计算电极糊62(涂敷材料)的厚度或基本重量。在通过校准超声波传感器组20进行的校准中使用基准箔片65。在测量单元7中，将基准箔片65与电极60一起放置，使得基准箔片65和电极60被布置为在相同的高度或仰角(在Z轴方向)上在超声波测量系统1的宽度方向(Y轴方向)上并排。

基准箔片65由不会随着时间经过而氧化和重量变化的材料形成，并具有与厚度将通过实际测量超声波传感器组10测量的电极60基本相同的厚度和密度。例如，基准箔片65由PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜或其他聚合物膜形成。另外，将基准箔片65形成为给定形状，其面积大于由第一和第二超声波传感器11、12或第一和第二校准超声波传感器21、22发射或传输的超声波US的照射范围或传输范围。

接着，将更详细描述实际测量超声波传感器组10的第一和第二超声波传感器11、12。第一超声波传感器11是允许传播未聚焦的超声波US的扁平型发射传感器，其也能够接收超声波。在第一实施例中，作为扁平型发射传感器的第一超声波传感器11具有单个第一振动表面11a，从所述第一振动表面发射超声波US，并且第一振动表面11a作为整体被形成为圆形。在工作中，经空气层AR，超声波US从第一超声波传感器11被发射至电极60的至少与第一振动表面11a相对的区域中。当第二超声波传感器12用作发射传感器时，除了用第二超声波传感器12的第二振动表面12a代替第一振动表面11a以外，传感器12以与第一超声波传感器11基本相同的方式工作。

第二超声波传感器12是允许传播未聚焦的超声波US的扁平型接收传感器，其也能够发射超声波。在第一实施例中，作为扁平型接收传感器的第二超声波传感器12具有接收超声波US的一个第二振动表面12a，并且第二振动表面12a作为整体被形成为圆形。第二超声波传感器12的第二振动表面12a的全部面积能够接收从用于照射电极60的第一超声波传感器11发送、经空气层AR并至少穿过电极60传输的超声波(传输波)US。当第一超声波传感器11用作接收传感器时，除了用第一振动表面11a代替第二振动表面12a之外，传感器11以与第二超声波传感器12基本相同的方式工作，。

第一和第二超声波传感器11、12的频率在100KHz-250KHz的范围内，并且第一和第二超声波传感器11、12具有在相同的频带中的标称频率。第一超声波传感器11和第二超声波传感器12均被定向在垂直于电极60的方向。例如，当将实际测量超声波传感器组10的第一和第二超声波传感器11、12的频率设置为200KHz时，将第一超声波传感器11和第二超声波传感器12放置为使得电极60(或基准箔片65)经空气层AR插入在其间，使得相对的第一振动表面11a和第二振动表面12a彼此隔开约70mm的距离。

下面将更详细地描述校准超声波传感器组20的第一和第二校准超声波传感器21、22。第一校准超声波传感器21是允许传播未聚焦的超声波US的扁平型发射传感器，其也能够接收超声波。从而，第一校准超声波传感器21以与第一和第二超声波传感器11、12基本相同的方式构建而成和工作。即，在第一实施例中，作为扁平型发射传感器的第一校准超声波传感器21具有单个第一振动表面21a，从所述第一振动表面21a发射超声波US，并且第一振动表面21a作为整体被形成为圆形。在工作中，经空气层AR，超声波US从第一校准超声波传感器21被发射至基准箔片65的至少与第一振动表面21a相对的区域中。当第二校准超声波传感器22用作发射传感器，除了用第二超声波传感器22的第二振动表面22a代替第一振动表面21a以外，传感器22以与第一校准超声波传感器21基本相同的方式工作。

第二校准超声波传感器22是允许传播未聚焦的超声波US的扁平型接收传感器，其也能够发射超声波。从而，第二校准超声波传感器22以与第一和第二超声波传感器11、12以及第一校准超声波传感器21基本相同的方式构建而成和工作。即，在第一实施例中，作为扁平型接收传感器的第二校准超声波传感器22具有接收超声波US的单个第二振动表面22a，并且第二振动表面22a作为整体被形成为圆形。第二校准超声波传感器22的第二振动表面22a的全部区域能够接收从用于照射基准箔片65的第一校准超声波传感器21发送、经空气层AR穿过至少基准箔片65传输的超声波(传输波)US。当第一校准超声波传感器21用作接收传感器时，除了用第一振动表面21a代替第二振动表面22a以外，传感器21以与第二校准超声波传感器22基本相同的方式工作。

类似于第一和第二超声波传感器11、12，第一和第二校准超声波传感器21、22的频率在100KHz-250KHz的范围内，并且第一和第二校准超声波传感器21、22具有在相同的频带中的标称频率。第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22均被定向为垂直于基准箔片65的方向。与实际测量超声波传感器组10类似，当例如将校准超声波传感器组20的第一和第二校准超声波传感器21、22的频率设置为200KHz时，将第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22放置为使得基准箔片65经空气层AR插入在其间，使得相对的第一振动表面21a和第二振动表面22a彼此隔开约70mm的距离。

如图2所示，第一超声波传感器11和第一校准超声波传感器21电连接到第一超声波振荡器11F。第一超声波振荡器11F具有：振荡电路，用于对第一超声波传感器11和第一校准超声波传感器21施加电压，以在第一振动表面11a、21a中产生超声波振动；接收电路，用于将由第一振动表面11a、21a接收的超声波的振动转换为电压信号，并接收电压信号。

第二超声波传感器12和第二校准超声波传感器22电连接到用于在第二振动表面12a、22a中产生超声波振动的第二超声波振荡器12F。第二超声波振荡器12F具有：振荡电路，用于对第二超声波传感器12和第二校准超声波传感器22施加电压，以在第二振动表面12a、22a中产生超声波振动；接收电路，用于将通过第二振动表面12a、22a接收的超声波的振动转换为电压信号并接收电压信号。第一超声波振荡器11F和第二超声波振荡器12F电连接到超声波测量控制单元5。

下面将参考图2描述超声波测量控制单元5。超声波测量控制单元5控制实际测量超声波传感器组10(第一和第二超声波传感器11、12)和校准超声波传感器组20(第一和第二校准超声波传感器21、22)，具体而言，控制超声波US的传输(发送和接收)以及实际测量超声波传感器组10与校准超声波传感器组20之间的测量条件。

超声波测量控制单元5被配置为，在以下控制条件下使得实际测量超声波传感器组10的第一和第二超声波传感器11、12和校准超声波传感器组20的第一和第二校准超声波传感器21、22产生超声波US：例如，最大振荡电压是1KV，最大振荡频率是100Hz(每100微秒发生一次振荡)，产生的波的最大数目(可以在给定时间内传输的波的数目)是100个波，最大A/D转换频率是例如100MHz。

在第一实施例中，对于每次测量，产生的波的数目是30个波。为了避免产生的30个波的波形覆盖30个波的另外的波形，将实际测量超声波传感器组10和校准超声波传感器组放置为，使得第一振动表面11a与电极60之间的距离、第一振动表面11a与基准箔片65之间的距离、第二振动表面12a与电极60之间的距离、第二振动表面12a与基准箔片65之间的距离、第一振动表面21a与基准箔片65之间的距离以及第二振动表面22a与基准箔片65之间的距离都设置为35mm。实际测量超声波传感器组10在第一超声波传感器11发送超声波且第二超声波传感器12接收波时处于第一状态，当第二超声波传感器12发送超声波且第一超声波传感器11接收波时处于第二状态。在该情况下，超声波测量控制单元5在第一状态和第二状态之间切换第一超声波传感器11和第二超声波传感器12，使得第一超声波传感器11与第二超声波传感器12不同地工作。

另外，超声波测量控制单元5将由校准超声波传感器组20使用的测量条件值反馈给实际测量超声波传感器组10。具体而言，在第一状态的情况下，将经空气层AR从第一校准超声波传感器21发送超声波的发送条件——即测量条件值，诸如空气层AR的温度、空气层AR的密度以及第一校准超声波传感器21自身的温度——应用为当通过校准超声波传感器组20进行校准时使用的测量条件，并使其适配于实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11。

同时，应用穿过基准箔片65传输的超声波US经空气层AR传播并由第二校准超声波传感器22接收的接收条件——即测量条件值，诸如空气层AR的温度、空气层AR的密度以及第二校准超声波传感器22自身的温度——并将之适配于实际测量超声波传感器组10的第二超声波传感器12。在第二状态中，实际测量超声波传感器组10以与在上述第一状态的情况下基本相同的方式工作，只是以第二超声波传感器12代替第一状态中的第一超声波传感器11，并且，校准超声波传感器组20以与上述第一状态的情况下基本相同的方式工作，只是以第二校准超声波传感器22代替第一状态中的第一校准超声波传感器21。因此，将不提供进一步的解释。

超声波测量控制单元5电连接到将在下面描述的上部滑动轴55A和下部滑动轴55B，并被配置为彼此同步地控制上部滑动轴55A和下部滑动轴55B的移动。超声波测量控制单元5还电连接到厚度计算单元40。

基于通过作为第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之一的接收侧超声波传感器接收的超声波US的接收信号，厚度计算单元40计算电极糊62的基本重量和涂敷分布。厚度计算单元40包括具有CPU、RAM、ROM等的已知结构的微型计算机(未示出)。

作为设定值，厚度计算单元40的RAM接收：当穿过空气层AR传播时的超声波US的衰减因子、当穿过基准箔片65传输时的超声波US的衰减因子、当穿过电极60传输时的超声波US的衰减因子、当穿过金属箔片61传输时的超声波US的衰减因子或金属箔片61的厚度、通过一个或多个温度计(未示出)测量的空气层AR的大气温度、第一和第二超声波传感器11、12以及第一和第二校准超声波传感器21、22的温度、在第一振动表面11a、21a与第二振动表面12a、22a之间的探针至探针的距离、空气层AR中的声速、密度以及对应于温度的声阻抗等。

另外，厚度计算单元40的ROM存储以下程序：用于执行校准超声波传感器组20的第一和第二校准超声波传感器21、22的校准的程序、用于计算通过实际测量超声波传感器组10的第一和第二超声波传感器11、12之一产生并穿过基准箔片65传输的传输波的衰减因子的程序、用于计算通过实际测量超声波传感器组10的第一和第二超声波传感器11、12之一产生并穿过电极60(电极糊62)传输的传输波的衰减因子的程序、用于通过用正弦波对波形进行近似而校正传输和接收波的声波形的程序、用于基于传输波的计算得到的衰减因子计算电极糊62的厚度或基本重量的基本重量计算程序、用于以数字值和/或图像形式在监视器41上显示计算结果的程序、用于在宽度方向(Y轴方向)移动上部滑动轴55A和下部滑动轴55B的程序以及其他程序。

在厚度计算单元40中，以上述程序加载CPU，从而进行特定工作，例如在连接到厚度计算单元40的监视器41上显示代表电极糊62的基本重量和涂敷分布的数字值和/或图像，以及操作上部滑动轴55A和下部滑动轴55B。

下面将参考图3至图6描述传感器单元30，在所述传感器单元30中并入了第一和第二超声波传感器11、12以及第一和第二校准超声波传感器21、22中的每一个。图3是沿图1中箭头A-A方向观察的截面图，其示出了包括第一和第二超声波传感器11、12以及电极60的系统的主要部分。图4是传感器单元的俯视图。图5示出图4所示的传感器单元的半截面。图6是图4所示的传感器单元的仰视图。

首先将描述传感器单元30，其中，容纳实际测量超声波传感器组10的每个传感器。在实际测量超声波传感器组10中，第一和第二超声波传感器11、12的每个具有用于实际测量传感器的圆柱形盖31，其围绕作为超声波振动表面的第一或第二振动表面11a、12a与电极60之间的空气层AR，如图5和图6所示。

实际测量传感器盖31由诸如铝的、具有高热导率和优良热耗散特性的材料形成，并具有由圆柱形内盖31A和圆柱形外盖31B构成的双重结构，圆柱形外盖31B在径向上位于圆柱形内盖31A的外部，如图5和图6所示。实际测量传感器盖31的圆柱形内盖31A被设置为容纳或围绕第一或第二超声波传感器11、12和第一或第二振动表面11a、12a的下部，使得在第一或第二振动表面11a、12a与电极60之间的空气层AR没有来自外部的对流或空气流动的影响。圆柱形外盖31B形成为当在平行于金属箔片61的厚度方向的方向(Z轴方向)上测量时比内盖31A短，使得相比于圆柱形内盖31A，圆柱形外盖31B与电极60(或基准箔片65)间隔更大的距离。

同时，如图4至6所示，通过传感器保持部件35保持和固定第一和第二超声波传感器11、12主体中的每个，所述传感器保持部件35具有柱状内部空间，其直径大于第一或第二超声波传感器11、12的主体。传感器保持部件35由诸如铝的具有高热导率和优良热耗散特性的材料形成，并且，在传感器保持部件35与第一或第二超声波传感器11、12的外周缘之间的空间提供了冷却室35S，在所述冷却室中，通过空气来冷却第一或第二超声波传感器11、12。传感器保持部件35被形成为具有：空气引入孔36，通过空气引入孔，将冷却空气引入冷却室35S；空气排出孔37，通过空气排出孔，从冷却室35S排出来自自加热的第一或第二超声波传感器11、12的暖空气。即，通过由空气引入孔36引入的冷却空气冷却自加热的第一或第二超声波传感器11、12，并通过空气排出孔37排出由于从第一或第二超声波传感器11、12去除热量形成的暖空气。

下面将描述其中容纳校准超声波传感器组20的每个传感器的传感器单元30。在校准超声波传感器组20中，第一和第二校准超声波传感器21、22的每个具有用于校准传感器的圆柱形盖32，如图5所示，所述圆柱形盖围绕在作为超声波振动表面的第一或第二振动表面21a、22a与基准箔片65之间的空气层AR。

校准传感器盖32由诸如铝的、具有高热导率和优良的热耗散特性的材料形成，并具有由圆柱形内盖31A和圆柱形外盖31B构成的双重结构，所述圆柱形外盖31B在径向上位于圆柱形内盖31A的外部，如图5和图6所示。校准传感器盖32的圆柱形内盖31A被设置为容纳或围绕第一或第二校准超声波传感器21、22和第一或第二振动表面21a、22a的下部，使得在第一或第二振动表面21a、22a与基准箔片65之间的空气层AR没有来自外部的对流或空气流动的影响。圆柱形外盖31B被形成为当在平行于基准箔片65的厚度方向的方向(Z轴方向)测量时比圆柱形内盖31A短，使得相比于圆柱形内盖31A，圆柱形外盖31B与基准箔片65间隔更大的距离。

同时，如图4至6所示，通过传感器保持部件35保持和固定第一和第二校准超声波传感器21、22的每个，所述传感器保持部件的柱状内部空间具有大于第一或第二校准超声波传感器21、22的直径。传感器保持部件35由诸如铝的、具有高热导率和优良的热耗散特性的材料形成，并且在传感器保持部件35与第一或第二校准超声波传感器21、22的外周缘之间的空间提供了冷却室35S，在所述冷却室中通过空气冷却第一或第二校准超声波传感器21、22。传感器保持部件35被形成为具有：空气引入孔36，通过空气引入孔将冷却空气引入冷却室35S；空气排出孔37，通过空气排出孔从冷却室35S排出来自自加热的第一或第二校准超声波传感器21、22的暖空气。即，通过由空气引入孔36引入的冷却空气冷却自加热的第一或第二校准超声波传感器21、22，并通过空气排出孔37排出由于从第一或第二校准超声波传感器21、22去除热量形成的暖空气。

在第一实施例的实际测量传感器盖31(或校准传感器盖32)中，虽然在图5中未示出，在圆柱形内盖31A与圆柱形外盖31B之间的空气通道与传感器保持部件35的冷却室35S连通。然而，空气通道与冷却室35S可以不特别地彼此连通。

如图1和图2所示，测量单元7包括一对上部滑动轴55A和下部滑动轴55B，其被置于电极60和基准箔片65的相反侧。上部和下部滑动轴55A、55B的每个在宽度方向Y在电极60和基准箔片65上延伸，从而通过驱动源(未示出)能够在宽度方向Y上移动。通过滑动轴55A、55B电连接到的超声波测量控制单元5，根据需要，控制上部滑动轴55A和下部滑动轴55B的操作，即其同步移动和停止。

将实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11容纳在传感器保持部件35中的传感器单元30与将校准超声波传感器单元20的第一校准超声波传感器21容纳在传感器保持部件35中的传感器单元30固定地安装在上部滑动轴55A的预定位置，使得这些传感器单元30以给定的距离彼此间隔开。这两个传感器单元30在上部滑动轴55A上的安装位置可以根据需要变化。

将实际测量超声波传感器组10的第二超声波传感器12容纳在传感器保持部件35中的传感器单元30与将校准超声波传感器组20的第二校准超声波传感器22容纳在传感器保持部件35中的传感器单元30固定地安装在与上部滑动轴55A上的各个传感器单元30相对的下部滑动轴55B的预定位置，使得这些传感器单元30以给定的距离彼此间隔开。这两个传感器单元30在下部滑动轴55B上的安装位置可以根据需要变化。

即，实际测量超声波传感器组10和校准超声波传感器组20被设置为通过一对上部滑动轴55A和下部滑动轴55B在宽度方向Y上移动。具体而言，校准超声波传感器组20能够至少在位于第一位置L1与第二位置L2(其位于第一位置L1之外)之间的范围中移动，基准箔片65被放置在所述第一位置上，在所述第二位置上，在第一校准超声波传感器21与第二校准超声波传感器22之间仅存在空气层AR。另外，实际测量超声波传感器组10能够至少在位于第一位置L1和第三位置L3(其位于所述第一位置L1之外)之间的范围中移动，电极60被放置在所述第三位置上。

下面将描述根据本发明第一实施例的超声波测量方法。该实施例的超声波测量方法使用如上所述构成的超声波测量系统1对电极糊62的基本重量进行质量检查。第一实施例的超声波测量方法使用具有第一超声波传感器11和第二超声波传感器12形式的一对超声波传感器，当在电极60的厚度方向Z观察时，第一超声波传感器11经空气层AR被置于电极60的一侧，第二超声波传感器12经空气层AR被置于电极60的另一侧，所述电极60通过以电极糊62涂敷以由金属制成并以卷状物形式卷绕的金属箔片61的相反表面61a、61b而形成。在该条件下，通过在第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之间传输超声波US而测量电极糊62的厚度(基本重量)。在超声波测量方法中使用的超声波传感器组包括至少一个用于测量电极糊62的基本重量的实际测量超声波传感器组10，以及除第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之外的校准超声波传感器组20，其包括第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22。在工作中，校准超声波传感器组20在测量电极糊62的厚度期间进行校准，并且实际测量超声波传感器组10使用通过校准超声波传感器组20获得的测量条件值计算电极糊62的基本重量。

根据本发明第一实施例的超声波测量方法的特征在于，使用允许传播未聚焦的超声波US的扁平型超声波传感器作为校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22，并使用允许传播未聚焦的超声波US的扁平型超声波传感器作为实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11和第二超声波传感器12。

现在参考图9A、图9B至图12。图9A和图9B是用于解释如何通过校准超声波传感器组确定超声波的衰减因子的解释图。图9A为当未在传感器之间放置基准箔片的情况下传输超声波时的校准超声波传感器的原理图，图9B示出在图9A的条件中通过接收侧超声波传感器接收的超声波的接收信号。图10A和图10B是用于解释如何通过校准超声波传感器组确定超声波的衰减因子的解释图。图10A为当在存在基准箔片的情况下传输超声波时的校准超声波传感器组的原理图，图10B示出在图10A的条件下通过接收侧超声波传感器接收的超声波的接收信号。图11A和11B是当传输超声波时的校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组的各自的示意图。图11A示出进行校准的方式，图11B示出了实际测量电极的基本重量的方式。图12是示出通过接收侧超声波接收的超声波的衰减因子与基本重量之间的关系的图形。

在根据本发明的第一实施例的超声波测量方法中，在通过实际测量超声波传感器组10进行实际测量之前，将用于校准的基准箔片65放置在校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22之间，如图10A所示，从第一校准超声波传感器21发送的超声波US穿过基准箔片65传输，从而预先获得代表通过第二校准超声波传感器22接收的超声波US的第一接收信号S_K，作为测量条件值。在实际测量超声波传感器组10中，获得代表穿过第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之间的电极60传输的超声波US的第二接收信号S_X(对应于图9B中示出的S_C)，如图11B所示，并且基于第一接收信号S_K与第二接收信号S_X的相对比值计算电极糊62的基本重量(或厚度)。

具体而言，可以根据下面的公式，使用穿过箔片传输的超声波US的衰减因子，以及如图12所示的箔片的基本重量与超声波US的衰减因子之间的关系，确定箔片的基本重量。

M＝A/α    (5)

其中，M是箔片的基本重量(g/m²)，α是超声波的衰减因子(％)，A是常数。

这里，将使用用于比较的具有不同基本重量的三种基准箔片A、B、C(对应于基准箔片65)解释在基本重量与超声波的衰减因子之间的关系。超声波的衰减因子α是在校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21与第二校准超声波传感器22之间不放置箔片的情况下仅穿过空气层AR传输且接收的超声波US的接收信号(无箔片接收信号)S_C与穿过放置在第一校准超声波传感器21与第二校准超声波传感器22之间的基准箔片65传输且接收的超声波US的接收信号(存在箔片)S_K之间的相对比值。

(1)关于用于比较的基准箔片A

根据上述公式(5)，如下获得用于比较的基准箔片A的基本重量M_A。

M_A＝A/(S_KA/S_C)    (6)

从上述公式(6)，如下获得常数A。

A＝M_A×S_KA/S_C    (7)

其中，M_A是用于比较的基准箔片A的基本重量(g/m²)，S_KA是在存在用于比较的基准箔片A的情况下的接收信号，以及S_C是无箔片接收信号。

(2)关于用于比较的基准箔片B

根据上述公式(5)，如下获得用于比较的基准箔片B的基本重量M_B。

M_B＝A/(S_KB/S_C)    (8)

从上述公式(8)，如下获得常数A。

A＝M_B×S_KB/S_C    (9)

其中，M_B是用于比较的基准箔片B的基本重量(g/m²)，S_KB是在存在用于比较的基准箔片B的情况下的接收信号。

(3)关于用于比较的基准箔片C

根据上述公式(5)，如下获得用于比较的基准箔片C的基本重量M_C。

M_C＝A/(S_KC/S_C)    (10)

从上述公式(10)，如下获得常数A。

A＝M_C×S_KC/S_C    (11)

其中，M_C是用于比较的基准箔片C的基本重量(g/m²)，S_KC是在存在用于比较的基准箔片C的情况下的接收信号。

由于常数A与无箔片接收信号S_C是恒定的，如公式(7)、公式(9)和公式(11)中所示，从公式(7)、公式(9)和公式(11)导出下面的公式(12)。

M_A×S_KA＝M_B×S_KB＝M_C×S_KC＝A×S_C＝常数    (12)

另一方面，根据上述公式(5)，如下获得用于比较的基准箔片X——其基本重量是未知的——的基本重量M_X，即电极60的基本重量M_X。

M_X＝A/(S_X/S_C)    (13)

其中，M_X是用于比较的基准箔片X(电极60)的基本重量(g/m²)，以及S_X是在存在用于比较的基准箔片X(电极60)的情况下的接收信号。

通过使用上述公式(12)，将公式(13)转换为下面的公式(公式(14))。

M_X＝A×S_C/S_X＝M_A×S_KA/S_X＝M_B×S_KB/S_X＝M_C×S_KC/S_X    (14)

由于从公式(12)发现，公式(14)中的分子是常数值，可以根据从公式(12)获得的常数值与在存在电极60的情况下获得的接收信号S_X的相对比值确定电极60的基本重量M_X。

在根据本发明第一实施例的超声波测量方法中，在通过实际测量超声波传感器组10进行的实际测量之前，在一开始，校准超声波传感器组20预先获得作为第一接收信号S_K的穿过用于校准的基准箔片65传输的超声波US的衰减因子。具体而言，在用于比较的基准箔片A是例如用于校准的基准箔片的情况下，在公式(6)的分母中的无箔片接收信号S_C是这样的接收信号：其为在第一校准超声波传感器21与第二22校准超声波传感器之间未放置基准箔片65的情况下仅穿过空气层AR传输且接收的超声波US的常数，如图9A所示。另外，在公式(6)的分母中，在存在用于比较的基准箔片A的情况下获得的接收信号S_KA是第一接收信号S_K自身。

如果预先确定或获知了基准箔片65的重量和面积，可以获得基准箔片65的密度。由于基准箔片的基本重量M_A等于基准箔片65的密度，从而从基准箔片65的重量和面积获得基本重量M_A。因此，可以从基准箔片65的预定重量和面积以及第一接收信号S_K计算上述公式(14)M_X＝M_A×S_KA/S_X中的分子。

随后，为了实际测量电极60的电极糊62的基本重量(厚度)，将电极60置于实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之间，如图11B所示，从第一超声波传感器11发送的超声波US穿过电极60传输，从而获得通过第二超声波传感器12接收的超声波US的第二接收信号S_X。如上所述，作为公式(14)的分母的第二接收信号S_X是由此获得的第二接收信号S_X自身，即穿过其基本重量未知的用于比较的基准箔片X——即穿过将测量的电极60——传播且接收的超声波US的接收信号。从而，基于第一接收信号S_K和第二接收信号S_X的相对比值计算电极糊62的基本重量(厚度)。

在第一实施例的超声波测量方法中，将实际测量超声波传感器组10移动到放置基准箔片65的位置，实际测量超声波传感器组10获得从第一超声波传感器11发送、穿过基准箔片65传输并由第二超声波传感器12接收的超声波US的第三接收信号S_Y(对应于图9B中所示的S_C)。在第一实施例的超声波测量方法中，第一和第二校准超声波传感器21、22以及第一和第二超声波传感器11、12彼此同步地发送和接收超声波。

下面将参考图2和图8描述根据本发明的上述第一实施例的超声波测量方法，包括超声波测量系统1的具体工作。图8是指示校准超声波传感器组和实际测量超声波传感器组的移动的时间图。首先，在实际测量超声波传感器组10的第一和第二超声波传感器11、12与校准超声波传感器组20的第一和第二校准超声波传感器21、22之间存在超声波振动特性的微小的个体的差异。从而，在实际测量超声波传感器组10的实际测量之前，预先检查和获得作为第一和第二超声波传感器11、12以及第一和第二校准超声波传感器21、22中的每一个的最大输出的振荡频率。另外，实际测量超声波传感器组10和校准超声波传感器组20都同时工作给定的时间段以便进行暖机，从而获得自加热的第一和第二超声波传感器11、12以及第一和第二校准超声波传感器21、22的温度与大气温度之间的热平衡或均衡。

然后，当开始计算电极糊62的基本重量(实际测量厚度)时，超声波测量系统1中的实际测量超声波传感器组10和校准超声波传感器组20都恒定地工作，如图8所示，从而在各个传感器组中并行地发射和接收超声波US。在超声波测量系统1中，在放置基准箔片65的第一位置L1、金属箔片61未被涂敷电极糊62的金属箔片61的未涂敷部分所位于的第三位置L3A、金属箔片61被涂敷有电极糊62的金属箔片61的涂敷部分所位于的第三位置L3B上，对于每次测量，实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11产生30个振荡波。第三位置L3A和第三位置L3B构成放置电极60的第三位置L3。

在图8中，当在X轴方向观察时，前导的第三位置L3A为在电极生产线上生产的电极60的前导的末端部分，并且，电极60的馈送在前导的第三位置L3A处开始。电极60的前导的末端部分是未涂敷部分，在该部分上，未通过涂敷到金属箔片61的相反表面61a、61b而施加电极糊62。曳后的第三位置L3A是在开始馈给之后由馈送传送机52等向下个步骤馈给的电极60的曳后的末端部分。电极60的曳后的末端部分——馈给在该处结束——是未涂敷部分，在该部分上，未通过涂敷到金属箔片61的相反表面61a、61b来施加电极糊62。

同时，穿过基准箔片65传输的且由第二校准超声波传感器22获得的超声波US的30个脉冲中的例如大约前5个脉冲的传输波US不能被获得为稳定的接收信号。从而，通过平均等等，超声波测量控制单元5和厚度计算单元40以正弦波来对稳定的其余大约25个脉冲的传输波US进行近似，并将其校正为声波形，以便计算近似为正弦波的波形的最大幅值(接收信号)。

在上述第一位置L1和在第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22之间仅存在空气层AR的第二位置上，对于每个测量，校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21产生30个振荡波。同时，穿过基准箔片65传输且由第二校准超声波传感器22获得的超声波US的30个脉冲中的例如大约前5个脉冲的传输值不能被获得为稳定的接收信号。从而，通过平均等等，超声波测量控制单元5和厚度计算单元40以正弦波对稳定的其余大约25个脉冲的传输波US进行近似，并且将其校正为声波形，从而计算近似为正弦波的波形的最大振幅值(接收的信号)。

在一开始，在开始计算基本重量之后，超声波测量控制单元5通过上部滑动轴55A和下部滑动轴55B将校准超声波传感器组20移动到放置基准箔片65的第一位置L1，并保持传感器组20停止，一直到达到时间t1。在该时间段中，实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11在第三位置L3A产生30个振荡波，在所述第三位置L3A上，金属箔片61的未涂敷电极糊62的未涂敷部分被放置在第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之间。超声波测量控制单元5和厚度计算单元40基于通过上述振荡产生并穿过金属箔片61传输的稳定的几个波US获得近似为正弦波的上述波形的最大振幅值(接收的信号)。同时，在基准箔片65被置于第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22之间的情况下，校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21产生30个振荡波。超声波测量控制单元5和厚度计算单元40基于通过上述振荡产生并穿过基准箔片65传输的稳定的几个波US获得近似为正弦波的上述波形的最大振幅值(接收的信号)。

通过获取使用实际测量超声波传感器组10的基于穿过第三位置L3A的金属箔片61传输的超声波US的接收信号和使用校准超声波传感器组20的基于穿过基准箔片65传输的超声波US的接收信号中的一个，可以获得上述公式(14)的分子。然而，通过如上所述地同时操作实际测量超声波传感器组10和校准超声波传感器组20、从而获得通过分别使超声波US穿过金属箔片61和基准箔片65传输而获得接收信号，可以检测所使用的超声波传感器中的任一个是否受到时间劣化或是否处于不良状态。另外，通过操作实际测量超声波传感器组10和校准超声波传感器组20二者、以便通过分别使超声波US穿过金属箔片61和基准箔片65传输而获得接收信号，可以获得实际测量超声波传感器组10的第一和第二超声波传感器11、12以及校准超声波传感器组20的第一和第二校准超声波传感器21、22之间的机差，并获得超声波US传播所穿过的空气层AR的温度变化的影响。

然后，在时刻t1，超声波测量控制单元5将上部滑动轴55A和下部滑动轴55B移动到Y轴方向的负数侧(至左侧，图2的下部)，一直到将实际测量超声波传感器组10放置在第一位置L1，并且，保持传感器组10停止，一直到到达时刻t2。从而，校准超声波传感器组20离开第一位置L1，进一步移到图3中的左侧第二位置L2，并停止。

在时刻t1与时刻t2之间的时间段，根据实际测量超声波传感器组10的实际测量，校准超声波传感器组20进行至少一次测量，并且第一校准超声波传感器21对于每次测量朝向第一校准超声波传感器21与第二校准超声波传感器22之间的空气层AR发射30个振荡波。超声波测量控制单元5和厚度计算单元40基于通过上述振荡产生并穿过空气层AR传输的超声波的稳定的几个来获得近似为正弦波的上述波形的最大振幅值(接收信号)。另一方面，实际测量超声波传感器组10进行至少一次测量，第一超声波传感器11对于每次测量朝向基准箔片65发射30个振荡波。超声波测量控制单元5和厚度计算单元40基于通过上述振荡获得并穿过基准箔片65传输的超声波US的稳定的几个获得近似为正弦波的上述波形的最大振幅值(接收信号)。

如果在通过实际测量超声波传感器组10获得的接收信号与通过校准超声波传感器组20获得的接收信号之间存在差异，超声波测量控制单元5和厚度计算单元40使得实际测量超声波传感器组10更新测量条件值。另外，基于作为由校准超声波传感器组20在时刻t1之前进行的对基准箔片65的测量结果的接收信号以及作为由实际测量超声波传感器组10在时刻t1与时刻t2之间进行的对基准箔片65的测量结果的接收信号，超声波测量控制单元5获得在校准超声波传感器组20与实际测量超声波传感器组10之间的机差。

然后，在时刻t2上，超声波测量控制单元5将上部滑动轴55A和下部滑动轴55B移动到Y轴方向的正数侧(至右侧，图2的上侧)，直到将实际测量超声波传感器组10放置在第三位置L3B，保持传感器组10停止，一直到达到时刻t3。在开始计算基本重量之后达到时刻t2的时间之前，当在X轴方向观察时，电极60的前导末端部分(未涂敷电极糊62的未涂敷部分)已经通过馈给传送机52等馈送到下一个工艺步骤，在前导末端部分与馈给在其上结束的曳后末端部分之间的涂敷有电极糊62的电极60的涂敷部分位于超声波测量系统1的测量单元7中。

在时刻t2与时刻t3之间的时间段中，根据实际测量超声波传感器组10的实际测量，校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21对于每次测量产生30个振荡波。同时，基于通过上述振荡产生并穿过基准箔片65传输的超声波US的稳定的几个，超声波测量控制单元5和厚度计算单元40获得上述近似为正弦波的波形的最大振幅值(接收信号)。

另一方面，在t2与t3之间的时间段中，取决于电极60的向下直至曳后的末端部分的长度，实际测量超声波传感器组10在涂敷有电极糊62的涂敷部分(第三位置L3B)与未涂敷电极糊62的未涂敷部分(第三位置L3A)或曳后的末端部分之间进行多个实际测量。对于每次测量，第一超声波传感器11产生每次测量30个的振荡波。基于通过上述振荡产生并穿过涂敷有电极糊62的涂敷部分(第三位置L3B)和未涂敷电极糊62的未涂敷部分(第三位置L3A)传输的超声波US的稳定的几个，超声波测量控制单元5和厚度计算单元40获得上述近似为正弦波的波形的最大振幅值(接收信号)。

如果在通过实际测量超声波传感器组10获得的接收信号与通过校准超声波传感器组20获得的接收信号之间存在差异，超声波测量控制单元5和厚度计算单元40使得实际测量超声波传感器组10更新测量条件值。

然后，在时刻t3，超声波测量控制单元5将上部滑动轴55A和下部滑动轴55B移动到Y轴方向的负数侧(至左侧，图2的下部)，直到将实际测量超声波传感器组10放置在第一位置L1，并且保持传感器组10停止直到达到时间t4。从而，校准超声波传感器组20离开第一位置L1，并移到第二位置L2。

在时刻t3与时刻t4之间的时间段，根据通过实际测量超声波传感器组10的实际测量，校准超声波传感器组20进行至少一次测量，并且第一校准超声波传感器21对于每次测量朝向第一校准超声波传感器21与第二校准超声波传感器22之间的空气层AR发射30个振荡波。超声波测量控制单元5和厚度计算单元40基于通过上述振荡产生的并通过空气层AR传输的超声波US的稳定的几个获得上述近似为正弦波的波形的最大振幅值(接收信号)。

另一方面，实际测量超声波传感器组10进行至少一次测量，并且第一超声波传感器11对于每次测量朝向基准箔片65发射30个振荡波。超声波测量控制单元5和厚度计算单元40基于通过上述振荡产生并通过基准箔片65传输的超声波US的稳定的几个获得上述近似为正弦波的波形的最大振幅值(接收信号)。

如果在通过实际测量超声波传感器组10获得的接收信号与通过校准超声波传感器组20获得的接收信号之间存在差异，超声波测量控制单元5和厚度计算单元40使得实际测量超声波传感器组10更新测量条件值。另外，基于作为通过校准超声波传感器组20在时刻t2和t3之间测量基准箔片65的结果的接收信号和作为通过实际测量超声波传感器组10在时刻t3与时刻t4之间测量基准箔片65的结果的接收信号，超声波测量控制单元5获得在校准超声波传感器组20与实际测量超声波传感器组10之间的机差。

将描述根据本发明所述第一实施例的超声波测量方法和超声波测量系统的操作和效果。在根据第一实施例的超声波测量方法中，提供至少一组超声波传感器，其中的每一组包括第一超声波传感器11和第二超声波传感器12，并且当在电极60的厚度方向Z观察时，将第一超声波传感器11经空气层AR置于电极60的一侧，所述电极60通过涂敷到以卷状物形式卷绕的金属箔片61的相反表面61a、61b地施加电极糊62而形成，并且将所述第二超声波传感器12经空气层AR置于电极60的另一侧，从而通过在第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之间传输超声波US而计算电极糊62的厚度(基本重量)。在超声波测量方法中，上述至少一组超声波传感器包括至少一个用于测量电极糊62的基本重量的实际测量超声波传感器组10，以及除第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之外的校准超声波传感器组20，其包括第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22。在测量电极糊62的厚度期间，校准超声波传感器组20进行校准，并且实际测量超声波传感器组10使用通过校准超声波传感器组20获得的测量条件值计算电极糊62的基本重量。从而，在电池制造过程中，当在通过以电极糊62涂敷金属箔片61生产电极的生产线上测量电极糊62的厚度时，可以消除或排除由于超声波传感器的自加热和空气层AR的温度变化导致的测量准确度的误差因素，并且可以以改善的准确度测量电极糊62的厚度。

即，在第一实施例的超声波测量方法中，校准超声波传感器组20进行校准，实际测量超声波传感器组10使用从校准超声波传感器组20在实际测量电极糊62的基本重量期间实时地获得的测量条件值计算电极糊62的基本重量。

这里，将简要描述超声波传感器(第一超声波传感器11、第二超声波传感器12、第一校准超声波传感器21、以及第二校准超声波传感器22)与空气层AR中的声速、密度以及声阻抗之间的关系。根据下面的公式确定空气层中的声速、密度以及声阻抗：

声速C＝f×λ    (1)

其中C是声速(m/sec)，f是超声波传感器的频率(kHz)，以及λ是波长(m)。

声速也可以表示为：

C＝331.5+(0.61×t)    (2)

其中t是温度(℃)。

密度ρ＝1.293×(273.15/(273.15+t)×(P/1013.25))    (3)

其中ρ是密度(kg/m³)(ntp)，t是温度(℃)，以及P是大气压(atm)。

声阻抗Z＝ρ×C    (4)

其中Z是声阻抗(Pa·s/m)。

在大气压下，如公式(2)至公式(4)所示，空气层AR中的声速、密度和声阻抗随着空气层AR的温度变化。如果在公式(1)中认为频率f为常量，则波长λ也随着空气层AR的温度变化。

如在JP2008-102160A中所述的超声波测量系统中那样，经空气层AR在第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之间传输超声波。然而，在第一实施例的超声波测量方法中，在测量电极糊62的厚度期间，实际测量超声波传感器组10实时地采用来自校准超声波传感器组20的测量条件值，例如空气层AR中的声速、密度和声阻抗以及传输的超声波US的波长，其为随着空气层AR的温度变化的参数。从而，即使在第一超声波传感器11与第二超声波传感器12之间的空气层AR的温度在测量期间变化，如上所述，在在校准超声波传感器组20中校正的测量条件值下，基于对应于在实际测量期间的实际温度的波长，实际测量超声波传感器组10能够计算电极糊62的基本重量。

在不在实际超声波测量的同时进行校准的现有技术的超声波测量方法中，即使使用相同的接收侧超声波传感器，由于超声波传感器的大气(空气层AR)温度变化，或由于传感器的自加热，如图25和图26所示，由传感器接收的超声波的波长发生变化，从而不能高的准确度进行超声波测量。另一方面，在该实施例的超声波测量方法中，实际测量超声波传感器组10使用由校准超声波传感器组20在测量电极糊62的基本重量期间实时获得的测量条件值而实际测量电极糊62的基本重量。从而，在通过第一和第二超声波传感器11、12进行测量时和通过第一和第二校准超声波传感器21、22进行校准时之间没有空气层AR的温度的差异。

在第一、第二超声波传感器11、12和第一、第二校准超声波传感器21、22在相同的时刻工作的情况下，即使第一和第二超声波传感器11、12在经过一段工作时间之后自加热，第一和第二校准超声波传感器21、22也以与第一和第二超声波传感器11、12相同的方式自加热。在该情况下，在自加热的第一和第二超声波传感器12、12的温度与自加热的第一和第二校准超声波传感器的温度21、22之间几乎没有差异。从而，即使由校准超声波传感器组20接收的超声波US的波长由于自加热而变化，由实际测量超声波传感器组10接收的超声波US的波长也以与校准超声波传感器组20相同的方式改变。从而，在实际测量超声波传感器组10的波长与校准超声波传感器组20的波长之间几乎没有差异，从而即使当校准超声波传感器组20的第一和第二校准超声波传感器21、22与实际测量超声波传感器组10的第一和第二超声波传感器11、12都自加热时，仍可以以更高的准确度进行超声波测量。

从而，根据本发明第一实施例的超声波测量方法，可以消除或排除由于超声波传感器的自加热和空气层的温度变化导致的测量准确度的误差因素，从而可以以高准确度在生产线上有利地测量通过涂敷到在生产线上生产的电极60而施加的电极糊62的基本重量(厚度)。

将允许未聚焦的超声波US的传播的扁平型超声波传感器用作所述校准超声波传感器组20的所述第一校准超声波传感器21和所述第二校准超声波传感器22，且将允许未聚焦的超声波US的传播的扁平型超声波传感器用作实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11和第二超声波传感器12。使用该配置，作为实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之一，接收超声波US的接收侧超声波传感器在相比于点型超声波传感器的电极60的较大区域或范围内提供用于确定电极糊62的基本重量(厚度)的接收信号，所述点型超声波传感器允许将聚焦的超声波传播到局部或狭窄的区域内。从而，可以在电极60的生产线上进行关于电极糊62的厚度——诸如电极糊62的基本重量和涂敷分布——的质量检查。

由于可以从涂敷产品的大范围上获得通过接收侧超声波传感器接收的接收信号，可以检测在电极60的大范围上的电极糊62的厚度；从而，可以以改善的准确度获得测量范围内的电极糊62的厚度变化，并且可以以高可靠性测量在电极60的给定范围内的电极糊62的整体厚度，诸如电极糊62的基本重量。

校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22以及实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11和第二超声波传感器12全部都是扁平型超声波传感器。从而，在校准超声波传感器组20和实际测量超声波传感器组10之间没有由于超声波传感器的超声波振动表面11a、12a、21a、22a的形式的差异而导致的特性的差异，并且，在合适的条件下，实际测量超声波传感器组10可以以高准确度获取通过校准超声波传感器组20的校准获得的测量条件值。

在第一实施例的超声波测量方法中，第一超声波传感器11、第二超声波传感器12、第一校准超声波传感器21、第二校准超声波传感器22优选具有在相同频带内的标称频率。另外，优选使用能够发送和接收超声波US的超声波传感器作为第一超声波传感器11和第二超声波传感器12以及第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22。

在通过实际测量超声波传感器组10实际测量之前，在校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22之间放置用于校准的基准箔片65，将从第一校准超声波传感器21发送的超声波US穿过基准箔片65传输，从而可以预先获得通过第二校准超声波传感器22接收的超声波US的第一接收信号S_K，作为测量条件值。实际测量超声波传感器组10获得穿过在第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之间的电极60传输的超声波US的第二接收信号S_X，基于第一接收信号S_K和第二接收信号S_X的相对比值计算电极60的电极糊62的厚度。从而，当测量电极糊62的厚度、诸如电极糊62的基本重量和涂敷分布时，关于通过以电极糊62涂敷金属箔片61形成的电极60，如果在通过实际测量超声波传感器组10的实际测量之前预先获得用于校准的基准箔片65的基本重量M_A和第一接收信号S_K，在实际测量电极糊62的厚度期间，仅通过获得第二接收信号S_X就可以根据上述公式(14)容易地计算电极糊62的基本重量，而不需要指示穿过电极糊62传输的超声波US的衰减因子与电极糊62的基本重量之间关系的校准曲线(参考图12)。

实际测量超声波传感器组10被移到放置基准箔片65的位置，从第一超声波传感器11发送的超声波US穿过基准箔片65传输，从而，实际测量超声波传感器组10获得通过第二超声波传感器12接收的超声波US的第三接收信号S_Y。从而，当在校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22与实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之间存在机差时，可从第一接收信号S_X与第三接收信号S_Y的相对比值获得校准超声波传感器组20与实际测量超声波传感器组10之间的机差。因此，如果实际测量超声波传感器组10在考虑到基于第一接收信号S_X和第三接收信号S_Y的与校准超声波传感器组20的机差的情况下计算电极糊62的基本重量，可以消除或排除由于校准超声波传感器组20与实际测量超声波传感器组10之间的机差导致的误差因素，并且可以以高准确度计算电极糊62的基本重量。

由于第一校准超声波传感器21、第二校准超声波传感器22与第一超声波传感器11、第二超声波传感器12彼此同步地发送和接收超声波US，校准超声波传感器组20和实际测量超声波传感器组10可以无时间差地暴露于具有相同大气温度的环境，并且可以使得在校准超声波传感器组20与实际测量超声波传感器组10中，空气层AR中的声速、密度和声阻抗基本相等。使用该设置，在校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22之间传输的超声波US与在实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之间传输的超声波在基本相同的条件下穿过空气层AR传输。因此，实际测量超声波传感器组10在与校准超声波传感器组20相同的条件下将来自校准超声波传感器组20的测量条件值获得为高准确度的校正值，由该校正值，排除由于大气温度和自加热导致的误差因素，从而可以在稳定条件下以高准确度计算电极糊62的基本重量。

在超声波测量系统1中，其包含至少一组超声波传感器，所述至少一组超声波传感器中的每一组包含一对第一超声波传感器11和第二超声波传感器12，当在电极60的厚度方向Z上观察时，所述第一超声波传感器11经空气层AR被置于所述电极60的一侧，所述第二超声波传感器12经空气层AR被置于所述电极60的另一侧，其中，所述电极60是通过将电极糊62涂敷到以卷状物的形式卷绕的金属箔片61的一个表面或两个表面地施加所述电极糊62而形成的。超声波测量系统1通过在所述第一超声波传感器11与所述第二超声波传感器12之间传输超声波US来测量所述电极糊62的厚度(基本重量)。在所述超声波测量系统1中，所述至少一组超声波传感器包含：至少一个实际测量超声波传感器组10，其用于测量所述电极糊62的厚度；以及除所述第一超声波传感器11和所述第二超声波传感器12之外的校准超声波传感器组20，其包含第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22。在测量所述电极糊62的基本重量期间，基于通过由所述校准超声波传感器组20进行的校准获得的测量条件值，实际测量超声波传感器组10发送和接收超声波US。从而，在电池制造过程中，当在生产线——在该生产线上通过对金属箔片61涂敷电极糊62而生产电极60——上测量电极糊62的厚度时，在实际测量期间，排除或消除了由于超声波传感器的自加热和空气层AR的温度变化导致的测量准确度的误差因素，并且可以以高的准确度测量电极糊62的厚度。

通过第一、第二超声波传感器11、12和第一、第二校准超声波传感器21、22在相同的时刻工作，即使第一和第二超声波传感器11、12在经过一段工作时间之后自加热，第一和第二校准超声波传感器21、22也以与第一和第二超声波传感器11、12相同的方式自加热。在该情况下，在自加热的第一和第二超声波传感器11、12的温度与自加热的第一和第二校准超声波传感器的温度21、22之间几乎没有差异。从而，即使由校准超声波传感器组20接收的超声波US的波长由于自加热而变化，由实际测量超声波传感器组10接收的超声波US的波长也以与校准超声波传感器组20相同的方式改变。从而，在实际测量超声波传感器组10的波长与校准超声波传感器组20的波长之间几乎没有差异，从而即使当校准超声波传感器组20的第一和第二校准超声波传感器21、22与实际测量超声波传感器组10的第一和第二超声波传感器11、12都自加热时，仍可以确保高测量准确度地测量电极糊62的厚度。

从而，在第一实施例的超声波测量系统1中，可以消除或排除由于超声波传感器的自加热和空气层AR的温度变化导致的测量准确度的误差因素，从而可以以高准确度在生产线上有利地测量通过涂敷到在生产线上生产的电极60而施加的电极糊62的厚度(基本重量)。

在第一实施例的超声波测量系统1中，不需要停止用于生产电极60的生产线，并且在生产线的工作期间，实际测量超声波传感器组10可以获得通过校准超声波传感器组20的校准获得的测量条件值。从而，不需要用于校正实际测量超声波传感器组10的测量条件的额外或附加步骤，并且不会增加用于生产电极60的成本。另外，第一实施例的超声波测量系统1以低成本安装在生产线上，并且，无论系统是新安装的还是已经安装的，都可以容易地并入用于生产电极60的生产线中。

将允许未聚焦的超声波US的传播的扁平型超声波传感器用作所述校准超声波传感器组20的所述第一校准超声波传感器21和所述第二校准超声波传感器22；且将允许未聚焦的超声波的传播的扁平型超声波传感器用作所述实际测量超声波传感器组10的所述第一超声波传感器11和所述第二超声波传感器12。在电池制造过程中，当在生产线——在该生产线上通过对金属箔片61涂敷电极糊62而生产电极60——上测量电极糊62的厚度(基本重量)，使用从第一超声波传感器11发送的超声波US照射电极60的大的面积，从而穿过电极60的金属箔片61和电极糊62传输超声波US，第二超声波传感器12可接收透过金属箔片61和电极糊62的较大范围传输的超声波US(传输波)。

由于可从大范围的电极60获得代表通过第二超声波传感器12接收的传输波US的接收信号，作为用于确定电极糊62的厚度的接收信号(第二接收信号S_X)，从而可以检测电极60的大范围上的电极糊62的厚度。因此，可以以改善的准确度获得在测量范围中的电极糊62的厚度的变化，并且可以以高的可靠性测量在电极60的给定范围中的电极糊62的整体厚度，例如电极糊62的基本重量。

校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22以及实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11和第二超声波传感器12全部都是扁平型超声波传感器。从而，在校准超声波传感器组20和实际测量超声波传感器组10之间没有由于超声波传感器的超声波振动表面11a、12a、21a、22a的形式的差异而导致的特性的差异，并且，可以将通过校准超声波传感器组20的校准获得的测量条件值适当地且精确地反馈给实际测量超声波传感器组10。

超声波测量系统1包括超声波测量控制单元5，其控制在校准超声波传感器组20和实际测量超声波传感器组10中的超声波US的发送和接收以及测量条件。由于超声波测量控制单元5将通过校准超声波传感器组20获得的测量条件值反馈给实际测量超声波传感器组10，实际测量超声波传感器组10可以不断获得通过校准超声波传感器组20在实际测量电极糊62的基本重量期间根据测量环境的变化的实时校准获得的最新测量条件值，并且可以以高准确度测量电极糊62的基本重量。

在校准与实际超声波测量未同时进行的现有技术的超声波测量方法中，较早进行的校准和在后进行的校准之间存在时间差，从而在时间中经常发生：由于自加热导致的超声波传感器的温度上升；例如空气层的大气温度和密度等的测量环境的变化。甚至，如果在测量环境变化的同时通过超声波传感器测量涂敷材料的厚度，测量结果由于测量环境的变化而变化，导致测量值具有低可靠性或没有可靠性。另一方面，第一实施例的超声波测量系统1可以通过不断采用根据测量环境的变化的最新测量条件值测量电极糊62的厚度；从而，电极糊62的基本重量的计算结果提供具有高准确度和高可靠性的测量值。

将用于校准的基准箔片65与电极60放置在一起，校准超声波传感器组20能够至少在第一位置L1和第二位置L2之间的范围中移动，基准箔片65被放置在所述第一位置L1，在所述第二位置L2上，在校准第一超声波传感器21和校准第二超声波传感器22之间仅存在空气层AR。在校准超声波传感器组20在第一位置L1和第二位置L2之间移动的情况下，可以在第一位置L1获得穿过放置在第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22之间的基准箔片65传输并接收的超声波的接收信号S_K(在存在箔片的情况下)，并且可以在第二位置L2获得无箔片的接收信号S_C，如上面所介绍的那样。使用该配置，即使发生测量环境中的变化，例如进行校准的大气温度、空气层的密度和/或由于自加热导致的超声波传感器的温度的升高，校准超声波传感器组20在第一位置L1和第二位置L2之间移动，从而不断获得在存在箔片的情况下的接收信号S_K和无箔片的接收信号S_C，需要这些信号以获得穿过基准箔片65传输的超声波US的衰减因子α。从而，当实际测量电极60的电极糊62的厚度时，可以根据测量环境的变化获得最优的衰减因子α。

实际测量超声波传感器组10能够在至少在第一位置L1和放置电极60的第三位置L3A、L3B之间的范围中移动。每当实际测量超声波传感器组10在第一位置L1和第三位置L3A、L3B之间移动时，可以将在实际测量超声波传感器组10与使用基准箔片65进行校准的校准超声波传感器组20之间的最新机差(其为“真实的”)考虑在内或馈入实际测量超声波传感器组10。从而，即使发生测量环境中的变化，例如测量电极糊62的厚度的大气温度、空气层AR的密度和/或由于自加热导致的超声波传感器的温度的升高，可以以增加的可靠性排除由于与校准超声波传感器组20的机差导致的误差因素。

以卷状物的形式卷绕的金属箔片61具有大的长度，所述基准箔片65和所述电极60在所述金属箔片61的宽度方向Y上并排布置，所述宽度方向Y垂直于与所述金属箔片61的长边平行的纵向方向X以及所述金属箔片61的厚度方向Z。由于所述校准超声波传感器组20和所述实际测量超声波传感器组10在与宽度方向Y平行的方向上移动，将校准超声波传感器组20和实际测量超声波传感器组10设置为在相同的一对上部滑动轴55A和下部滑动轴55B上移动，从而校准超声波传感器组20和实际测量超声波传感器组10相对于上部滑动轴55A和下部滑动轴55B彼此同步地移动。通过该设置，校准超声波传感器组20在第一位置L1和第二位置L2之间与实际测量超声波传感器组10在第一位置L1和第三位置L3A、L3B之间的移动同时地移动。从而，校准超声波传感器组20和实际测量超声波传感器组10都能够根据测量环境——例如空气层AR的大气温度和密度——没有时间损失且高效率地改变测量条件的设置。

图13是用于说明超声波测量系统的盖的工作的示意图。图14的图表示出了作为一个实例的关于空气层中的空气对流对接收超声波强度的影响的测试结果。该测试使用接收的超声波的九个样本，当超声波V1至V9穿过其中传输的空气层中的对流(空气流动)速度是0.1(m/sec.)时，检查超声波V1至V9的各个接收信号强度P处的测量电压。从而，如图14所示，当在空气层中以0.1(m/sec.)的速度发生对流时，在具有最大测量电压的超声波V9的测量电压值Q2与具有最小测量电压的超声波V3的测量电压值Q1之间出现变化量或变差δ。变化量δ为这样的值：其使得测量电压值Q1的绝对值对应于测量电压值Q2的绝对值的大约一半，从而可以理解，超声波强度受到空气层中的空气的对流(流动)的较大影响。

在第一实施例的超声波测量系统1中，另一方面，为校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22的每个提供围绕超声波振动表面21a、22a与基准箔片65之间的空气层AR的圆柱形校准传感器盖32。从而，在进行校准期间，消除或排除了由于空气层AR中的对流(空气流动)的影响导致的误差因素，包括例如在超声波振动表面21a、22a和基准箔片65之间的空气层AR中的密度的变化、温度的变化、声阻抗的变化、传输的超声波US的方向性、以及与作为来自外部的噪音传输的声波的干涉，并且可以以改善的准确度获得作为基准值的测量条件值。

在该实施例的超声波测量系统1中，对实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11和第二超声波传感器12的每个提供围绕在超声波振动表面11a、12a与电极60之间的空气层AR的圆柱形实际测量传感器盖31。从而，在实际测量电极糊62的厚度期间，消除了由于空气层AR中的对流(空气流动)的影响导致的误差因素，包括例如超声波振动表面11a、12a和电极60之间的空气层AR中的密度的变化、温度的变化、声阻抗的变化、传输的超声波US的方向性以及与作为来自外部的噪音传输的声波的干涉，并且可以以改善的准确度测量电极糊62的厚度。

所述校准传感器盖32和所述实际测量传感器盖31的每个具有包含圆柱形内盖31A和圆柱形外盖31B的双重结构，所述圆柱形外盖31B在径向上位于所述圆柱形内盖31A的外部。当在与所述金属箔片61的厚度方向平行的方向(Z轴方向)上测量时，所述圆柱形外盖31B被形成为短于所述圆柱形内盖31A，使得相比于所述圆柱形内盖31A，所述圆柱形外盖31B以更大的距离与所述基准箔片65和所述电极60间隔开。从而，如图13所示，即使是在校准传感器盖32外部流动的空气在基准箔片65的表面SL附近冲击校准传感器盖32的情况下，通过圆柱形内盖31A改变了空气的流动，空气在圆柱形外盖31B与圆柱形内盖31A之间流动，从而在基准箔片65的表面SL附近发生空气扰动的可能性较低或不可能发生空气扰动。从而，即使在圆柱形内盖31A和基准箔片65之间存在小的间隙的情况下，通过该小的间隙流动的空气几乎不受到扰动的影响，并且在超声波振动表面21a、22a和基准箔片65之间的空气层AR可以保持为稳定状态。

另外，如图13所示，即使在实际测量传感器盖31的外部流动的空气在电极60的表面SL附近冲击实际测量传感器盖SL，通过圆柱形内盖31A改变了空气的流动，并且空气在圆柱形外盖31B和圆柱形内盖31A之间流动，从而在电极60的表面SL附近发生空气扰动的可能性较低或不发生空气扰动。从而，即使在圆柱形内盖31A和电极60之间存在小的间隙，通过该小的间隙流动的空气几乎不受到扰动的影响，并且在超声波振动表面11a、12a与电极60之间的空气层AR可以保持为稳定状态。

在上述实施例的超声波测量系统中，基材是在作为涂敷产品的电池的电极60中使用的金属箔片61，涂敷材料是通过涂敷到金属箔片61而施加的电极糊62。在电池制造过程中，在生产线的工作期间，在用于通过以电极糊62涂敷金属箔片61而生产电极60的生产线上，可以在电极60的大范围上进行关于电极糊62的基本重量的质量检查。另外，可以对在生产线上制造的全部电极进行质量检查，从而可以提供高质量、高性能的电池。

下面，将描述根据本发明第二实施例的超声波测量方法和超声波测量系统。在第一实施例中，超声波测量系统1被构成为使得基准箔片65在被固定在适当位置的同时被放置。在运行中，从第一校准超声波传感器21发送的超声波US穿过固定的基准箔片65的一个区域传输，并将由第二校准超声波传感器22接收的超声波US的信号获得为第一接收信号S_K。另外，从第一超声波传感器11发送的超声波US穿过固定的基准箔片65的一个区域传输，并将由过第二超声波传感器12接收的超声波US的信号获得为第三接收信号S_Y。将第一超声波传感器11、第二超声波传感器12、第一校准超声波传感器21以及第二校准超声波传感器22的频带控制在100至250KHz的范围中。另外，实际测量超声波传感器组10具有实际测量传感器盖31，并且校准超声波传感器组20具有校准传感器盖32。

另一方面，在第二实施例中，超声波测量系统201具有用于旋转基准箔片65的机构。在运行中，通过在从第一校准超声波传感器221发送、穿过旋转基准箔片65的五个区域传输并由第二校准超声波传感器222接收的超声波US的五个第一样本接收信号S_K1-S_K5上进行计算获得第一接收信号S_K。另外，通过在从第一超声波传感器211发送、穿过旋转基准箔片65的五个区域传输并由第二超声波传感器212接收的超声波US的五个第三样本接收信号S_Y1-S_Y5上进行计算获得第三接收信号S_Y。将第一超声波传感器211、第二超声波传感器212、第一校准超声波传感器221以及第二校准超声波传感器222的频带控制在40KHz附近。另外，实际测量超声波传感器组210不具有任何实际测量传感器盖，并且校准超声波传感器组220不具有任何校准传感器盖。

即，第二实施例不同于第一实施例之处在于，基准箔片65被旋转，基于五个第一样本接收信号S_K1-S_K5获得第一接收信号S_K，基于五个第三样本接收信号S_Y1-S_Y5获得第三接收信号S_Y，实际测量超声波传感器组210与校准超声波传感器组220的频带都在40KHz附近，不具有实际测量传感器盖和校准传感器盖。第二实施例的其它部分或配置与第一实施例基本相同。因此，将主要关于第二实施例与第一实施例不同的部分描述第二实施例，并简化或省略对其它部分的描述。

图16示意性地示出了根据第二实施例的超声波测量系统的结构。图17是根据第二实施例的超声波测量系统的原理部分的说明图，其一部分为当在图16的箭头B-B方向观察时的截面图。

首先，将参考图16和图17描述实际测量超声波传感器组210的第一和第二超声波传感器211、212。第一超声波传感器211是扁平型发射传感器，其允许传播未聚焦的超声波US，也能够接收超声波。在第二实施例中，作为扁平型发射传感器的第一超声波传感器211具有单个第一振动表面211a，从所述第一振动表面发射超声波US，并且第一振动表面211a整体上被形成为圆形。在工作中，经空气层AR从第一超声波传感器211至少将超声波US发射至电极60的与第一振动表面211a相对的区域中。当第二超声波传感器212用作发射传感器，传感器212以与第一超声波传感器211基本相同的方式工作，除了用第二超声波传感器212的第二振动表面212a代替第一振动表面211a以外。

第二超声波传感器212是扁平型接收传感器，其允许传播未聚焦的超声波US的，也能够发送超声波。在第二实施例中，作为扁平型接收传感器的第二超声波传感器212具有接收超声波US的单个第二振动表面212a，并且第二振动表面212a整体上被形成为圆形。第二超声波传感器212的第二振动表面212a的整个面积能够经空气层AR接收从用于照射电极60的第一超声波传感器211发送并至少穿过电极60传输的超声波(传输的波)US。当第一超声波传感器211用作接收传感器时，传感器211以与第二超声波传感器212基本相同的方式工作，除了由第一振动表面211a代替第二振动表面212a以外。

第二超声波传感器212具有用于改善接收信号的准确度的电路部分213，从而通过将在第二振动表面212a接收的超声波振动转换为电压信号并以高准确度放大接收信号而获得第二接收信号。用于改善接收信号的准确度的电路部分213并有：噪音移除电路，用于去除在经转换的接收信号中包含的作为障碍(impediment)的信号(噪音)；信号放大电路，其放大已经去除噪音的接收信号，以生成第二接收信号和第三接收信号。

第一和第二超声波传感器211、212的频率在约40KHz附近，并且第一和第二超声波传感器211、212具有在相同的频带中的标称频率。第一超声波传感器211和第二超声波传感器212均在垂直于电极60的方向上定向。例如，当实际测量超声波传感器组210的第一和第二超声波传感器211、212的频率为40KHz时，将第一超声波传感器211和第二超声波传感器212放置为使得电极60(或基准箔片65)经空气层AR介于其中，从而，相对的第一振动表面211a和第二振动表面212a彼此隔开约70mm的距离。即，在实际测量超声波传感器组210中，第一振动表面211a与电极60或基准箔片65之间的距离以及第二振动表面212a与电极60或基准箔片65之间的距离都被设置为35mm。

第一超声波传感器211被安装在上部滑动轴55A上，从而使得其安装位置可以被改变，并且传感器211可以固定不动地被固定在给定位置。第二超声波传感器212被安装在下部滑动轴55B上，从而使得其安装位置可以被改变，并且传感器212可以固定不动地被固定在传感器212与第一超声波传感器211相对的位置。

下面将参考图16和图17描述校准超声波传感器组220的第一和第二校准超声波传感器221、222。第一校准超声波传感器221是扁平型发射传感器，其允许传播未聚焦的超声波US，也能够接收超声波。从而，第一校准超声波传感器221以与第一和第二超声波传感器211、212基本相同的方式构成和工作。即，在该第二实施例中，作为扁平型发射传感器的第一校准超声波传感器221具有单个第一振动表面221a，从所述第一振动表面发射超声波US，并且第一振动表面221a整体上被形成为圆形。在工作中，经空气层AR，从第一校准超声波传感器221至少将超声波US发射至基准箔片65的与第一振动表面221a相对的区域中。当第二校准超声波传感器222用作发射传感器时，传感器222以与第一校准超声波传感器221基本相同的方式工作，除了用第二超声波传感器222的第二振动表面222a代替第一振动表面221a以外。

第二校准超声波传感器222是扁平型接收传感器，其允许传播未聚焦的超声波US，也能够发送超声波。从而，第二校准超声波传感器222以与第一和第二超声波传感器211、212以及第一校准超声波传感器221基本相同的方式构成和工作。即，在第二实施例中，作为扁平型接收传感器的第二校准超声波传感器222具有接收超声波US的单个第二振动表面222a，并且第二振动表面222a整体上被形成为圆形。第二校准超声波传感器222的第二振动表面222a的全部面积能够经空气层AR接收从用于照射基准箔片65的第一校准超声波传感器221发送并穿过至少基准箔片65传输的超声波(传输的波)US。当第一校准超声波传感器221用作接收传感器时，传感器221以与第二校准超声波传感器222基本相同的方式工作，除了由第一振动表面221a代替第二振动表面222a以外。

第二校准超声波传感器222具有用于改善接收信号的准确度的电路部分223，从而通过将在第二振动表面222a接收的超声波振动转换为电压信号并以高准确度放大接收信号而获得第一接收信号。用于改善接收信号的准确度的电路部分223并有：噪音移除电路，用于去除在经转换的接收信号中包含的作为障碍的信号(噪音)；信号放大电路，其放大已经被去除噪音的接收信号，以生成第一接收信号。

与第一和第二超声波传感器211、212类似，第一和第二校准超声波传感器221、222的频率在约40KHz附近，并且第一和第二校准超声波传感器221、222具有在相同的频带中的标称频率。第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222均在垂直于基准箔片65的方向上定向。与实际测量超声波传感器组210类似，例如，当校准超声波传感器组220的第一和第二校准超声波传感器221、222的频率为40KHz时，将第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222放置为使得基准箔片65经空气层AR介于其间，从而，相对的第一振动表面221a和第二振动表面222a彼此隔开约70mm的距离。即，在校准超声波传感器组220中，第一振动表面221a与基准箔片65之间的距离以及第二振动表面222a与基准箔片65之间的距离都被设置为35mm。

第一校准超声波传感器221被安装在上部滑动轴55A上，从而使得其安装位置可以被改变，并且传感器221可固定不动地被固定在给定位置。第二校准超声波传感器222被安装在下部滑动轴55B上，从而使得其安装位置可以被改变，并且传感器222可固定不动地被固定在传感器222与第一校准超声波传感器221相对的位置。

第一超声波传感器211和第一校准超声波传感器221电连接到第一超声波振荡器211F。第一超声波振荡器211F具有：振荡电路，用于对第一超声波传感器211和第一校准超声波传感器221施加电压，以在第一振动表面211a、221a中产生超声波振动；接收电路，用于将通过第一振动表面211a、221a接收的超声波的振动转换为电压信号并接收电压信号。

第二超声波传感器212和第二校准超声波传感器222电连接到用于在第二振动表面212a、222a中产生超声波振动的第二超声波振荡器212F。第二超声波振荡器212F具有：振荡电路，用于对第二超声波传感器212和第二校准超声波传感器222施加电压，以在第二振动表面212a、222a中产生超声波振动；接收电路，用于将通过第二振动表面212a、222a接收的超声波的振动转换为电压信号并接收电压信号。第一超声波振荡器211F和第二超声波振荡器212F电连接到超声波测量控制单元205。

下面将参考图16和17描述超声波测量控制单元205。与上述第一实施例的超声波测量控制单元5类似，超声波测量控制单元205控制实际测量超声波传感器组210(第一和第二超声波传感器211、212)和校准超声波传感器组220(第一和第二校准超声波传感器221、222)，具体而言，控制超声波US的发送和接收以及实际测量超声波传感器组210与校准超声波传感器组220之间的测量条件。另外，如将在下文所述，超声波测量控制单元205在驱动单元280的电动机281上进行驱动控制，并在旋转编码器290上进行检测控制。

超声波测量控制单元205被配置为，在以下控制条件下使得实际测量超声波传感器组210的第一和第二超声波传感器211、212和校准超声波传感器组220的第一和第二校准超声波传感器221、222中的每个产生超声波US：例如，最大振荡电压是1KV、最大振荡频率是10Hz(每100微秒发生一次振荡)、产生的波的最大数目(可以在给定时间内发射的波的数目)是100个波、最大A/D转换频率是100MHz。

超声波测量控制单元205电连接到厚度计算单元240。基于通过作为第一超声波传感器211和第二超声波传感器212之一的接收侧超声波传感器接收的超声波US的接收信号，厚度计算单元240计算电极糊62(参考图7)的基本重量和涂敷分布。厚度计算单元240包括具有CPU、RAM、ROM等的已知结构的微型计算机(未示出)。

厚度计算单元240的RAM接收以下值作为设定值：当穿过空气层AR传播时的超声波US的衰减因子、当穿过基准箔片65传输时的超声波US的衰减因子、当穿过电极60传输时的超声波US的衰减因子、当穿过金属箔片61传输时的超声波US的衰减因子或金属箔片61的厚度、通过一个或多于一个温度计(未示出)测量的空气层AR的环境温度、第一和第二超声波传感器211、212以及第一和第二校准超声波传感器221、222的温度、在第一振动表面211a、221a与第二振动表面212a、222a之间的探针至探针的距离、空气层AR中的与温度对应的声阻抗、声速以及密度、超声波穿过其传播的空气层AR的空气压力、超声波US穿过其传输的基准箔片65的区域的坐标等。

另外，厚度计算单元240的ROM存储以下程序：用于执行校准超声波传感器组220的第一和第二校准超声波传感器221、222的校准的程序、用于计算由实际测量超声波传感器组210的第一和第二超声波传感器211、212之一产生并穿过基准箔片65传输的传输波的衰减因子的程序、用于计算由实际测量超声波传感器组210的第一和第二超声波传感器211、212之一产生并穿过电极60(电极糊62)传输的传输波的衰减因子的程序、用于通过以正弦波对波形进行近似来对传输和接收的波的声波形进行校正的程序、用于基于计算的传输波的衰减因子计算电极糊62的厚度或基本重量的基本重量计算程序、用于以数字值和/或图像形式在监视器41上显示计算结果的程序、用于在宽度方向(Y轴方向)移动上部滑动轴55A和下部滑动轴55B的程序、用于控制对电动机281的驱动和旋转编码器290的操作的程序、用于校正在第一和第二超声波传感器211、212与第一和第二校准超声波传感器221、222之间的机差的程序以及其他程序。

在厚度计算单元240中，以上述程序加载CPU，从而进行特定工作，例如在连接到厚度计算单元240的监视器41上显示代表电极糊62的基本重量和涂敷分布以及超声波穿过其传输的基准箔片65的区域的数字值和/或图像，以及操作上部滑动轴55A和下部滑动轴55B。

下面将参考图17和图18描述用于旋转基准箔片65的机构。图18为示出构成根据第二实施例的超声波测量系统的基准箔片保持部件。为了便于理解附图，在图18中未示出如图16中所示的电连接到超声波测量控制单元的第一和第二超声波振荡器以及到上部滑动轴和下部滑动轴的线路。

在第二实施例中，超声波测量系统201包括：基准箔片保持部件270(保持部件)、驱动单元280以及旋转编码器290(定位装置)，旋转编码器290作为用于旋转基准箔片65的机构。

首先，将描述基准箔片保持部件270。在第二实施例中，基准箔片保持部件270保持形成为方形的一片基准箔片65，从而使得箔片65的四边的各个边缘部分被放置在保持部件270上，同时，在基准箔片65的面的方向上使基准箔片65松弛(take slack out of)，并将基准箔片65保持为未施加过量张力的自然的平面状态。如图17和18所示，例如，基准箔片保持部件270包括：直立部分272，其被形成为绕轴G1的圆筒形；基座部分271，其被形成为绕轴G1的环形并被连接到直立部分272的下侧；基准箔片保持部分273，其被形成为平板状并被连接到直立部分272的上侧。

基准箔片保持部分273具有：作为其上表面的旋转检测表面273、具有方形通孔形式的开口274。基准箔片保持部分273由支撑面273B形成，所述支撑面273B具有与旋转检测表面273a不同的水平，从而使得支撑面273B分别沿着开口274的四边延伸。如图17所示，基准箔片65的四边的边缘部分被置于开口274的四边的支撑面273B上。然后，在开口274的周围，借助固定部件(未示出)固定位于支撑面273B上的基准箔片65，从而基准箔片保持部件270可以保持基准箔片65，同时，在基准箔片65的面的方向使基准箔片65松弛(take slack out of)，并将箔片65保持为未施加过量张力的自然平面状态。如图18所示，在这样的位置形成包括支撑面273b的开口274：开口274的中心点G2从基准箔片保持部件270的轴G1偏移开。

下面将描述驱动单元280。在第二实施例中，驱动单元280操作基准箔片保持部件270以产生其旋转以及停止其操作。具体而言，驱动单元280包括电动机281、传输电动机281的旋转力的驱动轴282、驱动力传输部分(transmitting portion)283、驱动力被传输部分(transmitted portion)284。电动机281电连接到超声波测量控制单元205，并且超声波测量控制单元205控制电动机281的驱动，以旋转电动机281以及停止电动机281的旋转。驱动力传输部分281和驱动力被传输部分284将驱动轴282的旋转方向(或绕沿图17中Y轴延伸的轴的旋转方向)转换为基准箔片保持部件270绕轴G1的旋转方向(或者绕沿图17的Z轴延伸的轴的旋转方向)。即，驱动单元280将电动机281的旋转转换为基准箔片保持部件270绕轴G1的旋转运动。

在超声波测量系统210中，将被置于基准箔片保持部件270的基准箔片保持部分273的支撑面273b上的基准箔片65定位为，当基准箔片保持部件270被驱动单元280旋转时，可以在如下的范围中相对于固定状态的第一超声波传感器211和第二超声波传感器212移动：在所述范围中，基准箔片65与假想线M相交，该假想线M连接第一超声波传感器211的中心与第二超声波传感器212的中心，所述第二超声波传感器212与所述第一超声波传感器211相对。另外，将被置于基准箔片保持部件270的基准箔片保持部分273的支撑面273b上的基准箔片65定位为，当基准箔片保持部件270被驱动单元280旋转时，可以在如下的范围中相对于固定状态的第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222移动：在所述范围中，基准箔片65与假想线N相交，该假想线N连接第一校准超声波传感器221的中心与第二校准超声波传感器222的中心，所述第二校准超声波传感器222与所述第一校准超声波传感器221相对。

下面将描述旋转编码器290。在第二实施例中，本发明的定位装置是本领域公知的旋转编码器290。旋转编码器290包括被检测部分291以及位置检测传感器部分292。如图18所示，被检测部分291被形成为环形、并被设置在基准箔片保持部件270的基准箔片保持部分273的旋转检测表面273a上。位置检测传感器部分292被设置在与基准箔片保持部分273的旋转检测表面273a相对的特定位置，并与超声波测量控制单元205电连接。

如图17和18所示，旋转编码器290检测绕轴G1旋转的基准箔片保持部件270的位置，在该位置，连接相对的第一超声波传感器211和第二超声波传感器212的假想线M通过作为基准箔片65的指定区域的超声波可传输区域C1-C5的中心C1a-C5a(参考图19)。另外，旋转编码器290检测基准箔片保持部件270的位置，在该位置，连接相对的第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222的假想线N通过作为基准箔片65的指定区域的超声波可传输区域C1-C5的中心C1a-C5a。

下面将描述根据第二实施例的超声波测量方法。第二实施例的超声波测量方法是这样的方法：其使用如上所述构成的超声波测量系统201，对电极糊62的基本重量进行质量检查。

第二实施例的超声波测量方法使用具有第一超声波传感器211和第二超声波传感器212形式的一对超声波传感器，当在电极60的厚度方向Z观察时，第一超声波传感器211经空气层AR被置于电极60的一侧，并且所述第二超声波传感器212经空气层AR被置于电极60的另一侧，所述电极60通过以电极糊62涂敷用金属制造并以卷状物形式卷绕的金属箔片61的相反表面61a、61b而形成。在该条件下，通过在第一超声波传感器211和第二超声波传感器212之间传输超声波US而测量电极糊62的厚度(基本重量)。在超声波测量方法中使用的超声波传感器组包括至少一个用于测量电极糊62的基本重量的实际测量超声波传感器组210，以及除第一超声波传感器211和第二超声波传感器212之外的校准超声波传感器组220，其包括第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222。在工作中，校准超声波传感器组220在测量电极糊62的厚度期间进行校准，并且实际测量超声波传感器组210使用通过校准超声波传感器组220获得的测量条件值计算电极糊62的基本重量。

根据本发明第二实施例的超声波测量方法的特征在于，使用允许传播未聚焦的超声波US的扁平型超声波传感器，作为校准超声波传感器组220的第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222，并使用允许传播未聚焦的超声波US的扁平型超声波传感器，作为实际测量超声波传感器组210的第一超声波传感器211和第二超声波传感器212。

在根据本发明的第二实施例的超声波测量方法中，在通过实际测量超声波传感器组210进行实际测量之前，将用于校准的基准箔片65放置在校准超声波传感器组220的第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222之间，如图10A所示，预先获得代表从第一校准超声波传感器221发送、穿过基准箔片65传输并由第二校准超声波传感器222接收的超声波US的第一接收信号S_K，作为测量条件值。

在根据第二实施例的超声波测量方法中，为了获得第一接收信号S_K，获得对应于基准箔片65的多个指定区域C1-C5(超声波可传输区域C1-C5)的第一样本接收信号S_K1-S_K5，作为从第一校准超声波传感器221发送、穿过基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5传输并由第二校准超声波传感器222接收的超声波US的接收信号。然后，通过基于五个(多个)第一样本接收信号S_K1-S_K5的计算获得第一接收信号S_K。

将参考图17、图19-图21更具体地描述上述获得第一接收信号S_K的方法。图19示意性地示出在根据第二实施例的超声波测量方法中通过将超声波穿过基准箔片的五个区域传输而获得第一样本接收信号或第三样本接收信号的方式。图20为示意性地示出在根据第二实施例的超声波测量方法中通过实际测量超声波传感器组进行的基本重量测量的时刻和通过校准超声波传感器组进行的基准箔片测量的时刻的时间图。图21为示意性地示出根据第二实施例的超声波测量方法中的第一样本接收信号的实例的说明图。

在根据第二实施例的超声波测量方法中，当校准超声波传感器组220使用基准箔片进行校准时，如图19所示，从第一校准超声波传感器221发送的超声波US射向并穿过基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5(多个区域)传输。即，在校准超声波传感器组220中，第一校准超声波传感器221被停下并固定在上部滑动轴55A的给定位置处，第二校准超声波传感器222被停在与第一校准超声波传感器221相对并位于连接第一校准超声波传感器221中心与第二校准超声波传感器222中心的假想线N上的位置处，并被固定在下部滑动轴55B上。

在上述条件下，驱动单元280和旋转编码器290被操作，以旋转基准箔片65。为此，将基准箔片65被设置并保持在适当的位置，使得基准箔片65的中心点H与基准箔片保持部件270的开口274的中心点G2匹配，并且，电动机281被旋转，以便绕中心G1旋转基准箔片保持部件270。此时，被基准箔片保持部件270保持的基准箔片65相对于基准箔片保持部件270在中心G1周围旋转。然而，应注意，开口274的中心点G2从基准箔片保持部件270的中心G1偏离，并且基准箔片65的中心点H位于基准箔片保持部件270的开口274内。从而，当基准箔片保持部件270被旋转时，连接第一校准超声波传感器221的中心与第二校准超声波传感器222的中心的假想线N通过节距圆(pitch circle)R上的一些点，节距圆R具有位于基准箔片65的中心点H处的中心，并通过期望的五个超声波可传输区域C1-C5的中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a。

在根据第二实施例的超声波测量方法中，校准超声波传感器组220关于基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5(多个区域)进行校准；从而，在基准箔片保持部件270的旋转期间，当假想线N以这种顺序接连到达节距圆R上的中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a时，临时停止电动机281的旋转。通过旋转编码器290检测将停止电动机281的旋转的位置。具体而言，位置检测传感器部分292检测分别对应于中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a的基准箔片保持部件270的圆周位置，即被检测部分291的圆周位置。

然后，在连接第一校准超声波传感器221的中心与第二校准超声波传感器222的中心的假想线N通过中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a的位置处，从第一校准超声波传感器221发送的超声波US射向并穿过基准箔片65传输。在假想线N通过中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a的位置处，获得五个第一样本接收信号S_K1-S_K5(参考图21)，作为从第一校准超声波传感器221发送、穿过超声波可传输区域C1-C5(多个区域)传输并由第二校准超声波传感器222接收的超声波US的接收信号。即，第一样本接收信号S_K1是穿过超声波可传输区域C1传输的超声波US的接收信号。第一样本接收信号S_K2是穿过超声波可传输区域C2传输的超声波US的接收信号。第一样本接收信号S_K3是穿过超声波可传输区域C3传输的超声波US的接收信号。第一样本接收信号S_K4是穿过超声波可传输区域C4传输的超声波US的接收信号。第一样本接收信号S_K5是穿过超声波可传输区域C5传输的超声波US的接收信号。从而，通过基于五个第一样本接收信号S_K1-S_K5使用最小二乘法进行计算而获得第一接收信号S_K。

随后，为了实际测量电极60的电极糊62的基本重量(厚度)，将电极60置于实际测量超声波传感器组210的第一超声波传感器211和第二超声波传感器212之间，如图11B所示，获得从第一超声波传感器211发送、穿过电极60传输并由第二超声波传感器212接收的超声波US的第二接收信号S_X。基于第一接收信号S_K和第二接收信号S_X的相对比值计算电极糊62的基本重量(厚度)。

在测量基本重量(厚度)中，在较早的基本重量测量WM1中使用的第一接收信号S_K没有如同在随后的基本重量测量WM2中使用的第一接收信号S_K那样照原样使用，而是对于较早的基本重量测量WM1和随后的基本重量测量WM2分立地进行上述校准。即，重要的是，通过在每次进行基本重量测量时获得五个第一样本接收信号S_K1-S_K5、并实时校正和更新基本重量测量的条件，使用高准确度的第一接收信号S_K。

下面将描述用于确定在实际测量超声波传感器组210与校准超声波传感器组220之间的个体超声波传感器中的机差的方法，即在第一超声波传感器211、第二超声波传感器212与第一校准超声波传感器221、第二校准超声波传感器222之间的机差。为了如上所述确定个体超声波传感器中的机差，进行校准的校准超声波传感器单元220需要根据上述第二实施例的超声波测量方法获得第一接收信号S_K。

另外，实际测量超声波传感器组210被移到放置基准箔片65的位置，并获得从第一超声波传感器211发送、穿过基准箔片65传输并由第二超声波传感器212接收的超声波US的第三接收信号S_Y(对应于图9B所示的S_C)。为了根据第二实施例的超声波测量方法获得第三接收信号S_Y，获得对应于基准箔片65的多个指定区域C1-C5(超声波可传输区域C1-C5)的第三样本接收信号S_Y1-S_Y5，作为从第一超声波传感器211发送、穿过基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5传输并由第二超声波传感器212接收的超声波US的接收信号。然后，通过基于五个(多个)第三样本接收信号S_Y1-S_Y5的计算获得第三接收信号S_Y。

下面将参考图19、图20和图22更具体地描述上述获得第三接收信号S_Y的方法。图22为示意性地示出根据第二实施例的超声波测量方法中的第三样本接收信号的实例的说明图。

在根据第二实施例的超声波测量方法中，当使用基准箔片确定在校准超声波传感器220与实际测量超声波传感器组210之间的机差时，基于五个第一样本接收信号S_K1-S_K5，通过使用最小二乘法的计算初始地获得第一接收信号S_K。优选为，超声波US穿过其传输以获得第一样本接收信号S_K1-S_K5的超声波可传输区域C1-C5与超声波US穿过其传输以获得第三样本接收信号S_Y1-S_Y5的超声波可传输区域C1-C5是相同的区域。在该情况中，可以以改善的准确度确定在实际测量超声波传感器组210与校准超声波传感器组220之间的超声波传感器的机差。

然后，在实际测量超声波传感器组210中，如图19所示，从第一超声波传感器211发送的超声波射向并穿过基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5(多个区域)传输。即，在被移动到放置基准箔片65的位置处的实际测量超声波传感器组210中，第一超声波传感器211被停下并固定在上部滑动轴55A的给定位置处，第二超声波传感器212被停在与第一超声波传感器211相对并位于连接第一超声波传感器211中心与第二超声波传感器212中心的假想线M上的位置处，并被固定至下部滑动轴55B。

在上述条件中，驱动单元280和旋转编码器290被操作，以便旋转设置在基准箔片保持部件270的开口274中的基准箔片65。此时，被基准箔片保持部件270保持的基准箔片65相对于基准箔片保持部件270在中心G1周围旋转。然而，应注意，开口274的中心点G2从基准箔片保持部件270的中心G1偏离，并且基准箔片65的中心点H位于基准箔片保持部件270的开口274内。从而，当基准箔片保持部件270被旋转时，连接第一超声波传感器211的中心与第二超声波传感器212的中心的假想线M通过节距圆R上的一些点，节距圆R具有位于基准箔片65的中心点H处的中心，并通过期望的五个超声波可传输区域C1-C5的中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a。

在根据第二实施例的超声波测量方法中，实际测量超声波传感器组210允许超声波US穿过基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5(多个区域)传输；从而，在基准箔片保持部件270的旋转期间，当假想线M以这种顺序接连到达节距圆R上的中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a时，临时停止电动机281的旋转。如上所述，旋转编码器290检测分别对应于中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a的基准箔片保持部件270的圆周位置，并在这些位置停止电动机281的旋转。

然后，在连接第一超声波传感器211的中心与第二超声波传感器212的中心的假想线M通过中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a的位置处，从第一超声波传感器211发送的超声波US射向并穿过基准箔片65传输。在假想线M通过中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a的位置处，获得五个第三样本接收信号S_Y1-S_Y5(参考图22)，作为从第一超声波传感器211发送、穿过超声波可传输区域C1-C5(多个区域)传输并由第二超声波传感器212接收的超声波US的接收信号。即，第三样本接收信号S_Y1是穿过超声波可传输区域C1传输的超声波US的接收信号。第三样本接收信号S_Y2是穿过超声波可传输区域C2传输的超声波US的接收信号。第三样本接收信号S_Y3是穿过超声波可传输区域C3传输的超声波US的接收信号。第三样本接收信号S_Y4是穿过超声波可传输区域C4传输的超声波US的接收信号。第三样本接收信号S_Y5是穿过超声波可传输区域C5传输的超声波US的接收信号。从而，通过基于五个第三样本接收信号S_Y1-S_Y5使用最小二乘法进行计算而获得第三接收信号S_Y。

这里，将使用所示的校准超声波传感器单元220描述通过空气层传播的超声波与空气层的条件之间的关系。在位于第一校准超声波传感器221的第一振动表面221a与基准箔片65之间的空气层AR中、或者在位于第二校准超声波传感器222的第二振动表面222a与基准箔片65之间的空气层AR中，在严格意义上，空气层AR的密度、空气层AR的温度、以及空气层AR中的对流(空气流动)条件随时间变化。显然，在严格意义上，在放置实际测量超声波传感器组210的位置与放置校准超声波传感器单元220的位置之间，空气层AR的这些条件是不同的。

同时，可以理解，如上文参考第一实施例所述，如果诸如空气层AR的密度和温度的条件改变，空气层中的声速、密度和声阻抗、传播超声波US的波长等随着空气层AR的温度的变化而作为参数改变。特别是，通过本申请人进行的研究已经发现，当空气层AR的温度仅变化1℃时，相对于接收信号的基准强度，接收侧的超声波传感器的接收信号的强度变化约0.2％。另外，申请人已经对空气层AR的空气压力中的变化与穿过空气层AR传播并由接收侧超声波传感器接收的超声波的接收信号强度之间的关系进行了研究。

在该研究中，将被接收的超声波穿过其传播的空气层置于设置为25℃的恒定温度的恒温室的环境中，并且使用具有40KHz的标称频率的接收侧超声波传感器的三个样本，同时，以100Hz的频率接收超声波(每10μs接收一次超声波)。对于一个月的时间段，每天连续24小时地进行该研究。

图23的图形示出了关于空气层的空气气压与通过接收侧超声波传感器接收的超声波的接收信号强度之间的关系的研究结果。在图23中，将在空气层的空气气压等于1013hPa(其通常用作大气压)时获得的接收信号强度表示为100％，水平轴表示“空气气压(hPa)”，而垂直轴表示代表接收侧超声波传感器的接收信号强度的“超声波传输信号量”。另外，根据最小二乘法对在研究中获得的数据进行计算(Y＝0.1799X-80.195R²＝0.9959)。

从图23所示的研究可以理解，当空气层AR的空气气压仅改变1hPa时，相对于基准接收信号强度，接收侧超声波传感器的接收信号强度改变约0.2％。即，这意味着，如果空气层AR中的空气气压等等以及密度和温度的条件改变，在严格意义上，空气层AR中的声速、密度和声阻抗以及传播超声波US的波长等根据空气层AR的条件中的改变而作为参数随时间改变。显然，在严格意义上，在放置实际测量超声波传感器组210的位置与放置校准超声波传感器组220的位置之间，空气层AR的这些条件是不同的。

从而，重要的是，通过每次在进行基本重量测量时获得五个第一样本接收信号S_K1-S_K5并实时校正和更新基本重量测量的条件，使用高准确度的第一接收信号S_K。每次在使用基准箔片65确定在校准超声波传感器组220与实际测量超声波传感器组210之间的机差时，基于五个第三样本接收信号S_Y1-S_Y5，通过使用最小二乘法的计算获得第三接收信号S_Y，从而反映空气层AR的条件作为参数随时间变化的事实。

将描述根据本发明第二实施例的超声波测量方法和超声波测量系统的操作和效果。在根据第二实施例的超声波测量方法中，如在第一实施例中一样，提供至少一组超声波传感器，其中的每一组包括第一超声波传感器211和第二超声波传感器212，并且当在电极60的厚度方向Z观察时，将第一超声波传感器211经空气层AR置于电极60的一侧，并且将所述第二超声波传感器212经空气层AR置于电极60的另一侧，所述电极60通过涂敷到以卷状物形式卷绕的金属箔片61的相对表面61a、61b地施加电极糊62而形成，从而通过在第一超声波传感器211和第二超声波传感器212之间传输超声波US而测量电极糊62的厚度(基本重量)。在超声波测量方法中，上述至少一组超声波传感器包括至少一个用于测量电极糊62的基本重量的实际测量超声波传感器组210，以及除第一超声波传感器211和第二超声波传感器212之外的校准超声波传感器组220，其包括第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222。在测量电极糊62的厚度期间，校准超声波传感器组220进行校准，实际测量超声波传感器组210使用通过校准超声波传感器组220获得的测量条件值计算电极糊62的基本重量。从而，在电池制造工艺中，当在通过以电极糊62涂敷金属箔片61生产电极的生产线上测量电极糊62的厚度时，可以消除或排除由于超声波传感器的自加热和空气层AR的温度变化导致的测量准确度的误差因素，并且可以以改善的准确度测量电极糊62的厚度。

从而，根据本发明第二实施例的超声波测量方法，可以消除或排除由于超声波传感器的自加热和空气层AR的温度变化导致的测量准确度的误差因素，从而，如在第一实施例中一样，可以以高准确度在生产线上有利地测量通过涂敷到在生产线上生产的电极60而施加的电极糊62的基本重量(厚度)。

第二实施例的超声波测量方法的特征在于，获得对应于基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5的第一样本接收信号S_K1-S_K5，作为从第一校准超声波传感器221发送、穿过基准箔片65传输并由第二校准超声波传感器222接收的超声波US的接收信号，并且，基于五个第一样本接收信号S_K1-S_K5计算第一接收信号S_K。从而，当校准超声波传感器组220使用基准箔片65进行校准时，即使在基准箔片65的超声波可传输区域C1、C2、C3、C4、C5之间存在穿过基准箔片65传输的超声波US的衰减因子(第一样本接收信号S_K1-S_K5)的变化的情况下，获得具有改善的可靠性和最优量值的第一接收信号S_K。

严格地说，如果校准超声波传感器组220允许超声波US穿过置于第一校准超声波传感器221与第二校准超声波传感器222之间的一个基准箔片65的不同区域传输，可能出现超声波US的衰减因子(第一样本接收信号S_K1-S_K5)的变化，如同在例如在所述公式(6)、公式(8)和公式(10)中S_KA≠S_KB≠S_C或S_KA≈S_KB≠S_C的情况下那样。如果超声波US的衰减因子依赖于超声波US传过其传输的基准箔片65的区域而变化，当校准超声波传感器组220进行校准时，第一接收信号S_K的可靠性降低，并且不能高准确度地获得将由实际测量超声波传感器组220反映的测量条件值。

另一方面，在第二实施例超声波测量方法中，关于基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5获得第一样本接收信号S_K1-S_K5，并且基于获得的五个第一样本接收信号S_K1-S_K5，通过诸如最小二乘法的计算获得第一接收信号S_K(穿过基准箔片传输的超声波的衰减因子)。从而，第一接收信号S_K具有改善的可靠性和最优量值。特别地，优选的是，在每次通过实际测量超声波传感器组220测量和计算电极(电极糊62)的厚度(或基本重量)时，校正或更新作为对超声波在第一校准超声波传感器221与第二校准超声波传感器222之间穿过其传播的空气层AR的温度、密度和空气气压的测量结果的各条数据。如果每次在计算电极糊62的基本重量时校正或更新上述各条数据的条件下获得第一接收信号，则第一接收信号S_K的可靠性进一步得到改善，并且其准确度被保持在高的水平。

以改善的可靠性和高准确度获得穿过基准箔片65传输的超声波US的衰减因子；从而，当通过实际测量超声波传感器组210测量和计算电极糊62的厚度(基本重量)时，由实际测量超声波传感器组210的测量条件值反映以高准确度获得的第一接收信号S_K以及第二接收信号S_X，并且可以以进一步改善的准确度计算电极糊62的厚度(基本重量)。

第二实施例的超声波测量方法的特征在于，获得对应于基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5的第三样本接收信号S_Y1-S_Y5，作为从第一超声波传感器211发送、穿过基准箔片65传输并由第二超声波传感器212接收的超声波US的接收信号，并且，基于五个第三样本接收信号S_Y1-S_Y5计算第三接收信号S_Y。从而，当使用基准箔片65确定校准超声波传感器组220与实际测量超声波传感器组210之间的机差时，即使在基准箔片65的超声波可传输区域C1、C2、C3、C4、C5之间存在穿过基准箔片65传输的超声波US的衰减因子(第三样本接收信号S_Y1-S_Y5)的变化的情况下，获得具有改善的可靠性和最优量值的第三接收信号S_Y。由于基于获得的五个第三样本接收信号S_Y1-S_Y5，通过诸如最小二乘法的计算获得第三接收信号S_Y(穿过基准箔片65传输的超声波的衰减因子)，从而，即使在上述多个第三样本接收信号S_Y1-S_Y5中存在变化时，第三接收信号S_Y仍具有改善的可靠性和最优量值。

特别地，优选为，关于校准超声波传感器组220，基于从基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5获得的五个第一样本接收信号S_K1-S_K5计算第一接收信号S_K。如果从这样获得的第一接收信号S_K和第三接收信号S_Y确定校准超声波传感器组220与实际测量超声波传感器组210之间的机差，可以以进一步改善的准确度获得对机差的确定结果。

在包含至少一组超声波传感器的超声波测量系统201中，所述至少一组超声波传感器中的每一组包含第一超声波传感器211和第二超声波传感器212，当在电极60的厚度方向Z上观察时，所述第一超声波传感器211经空气层AR被置于所述电极60的一侧，所述第二超声波传感器212经空气层AR被置于所述电极60的另一侧，其中，所述电极60是通过将电极糊62涂敷到以卷状物的形式卷绕的金属箔片61的两个表面而施加所述电极糊62而形成的。所述超声波测量系统201通过在所述第一超声波传感器211与所述第二超声波传感器212之间传输超声波US来测量所述电极糊62的厚度(基本重量)。在所述超声波测量系统201中，所述至少一组超声波传感器包含：至少一个实际测量超声波传感器组210，其测量所述电极糊62的厚度；以及除所述第一超声波传感器211和所述第二超声波传感器212之外的校准超声波传感器组220，其包含第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222。在测量所述电极糊62的基本重量期间，基于通过由所述校准超声波传感器组20进行的校准获得的测量条件值，实际测量超声波传感器组210发送和接收超声波US。从而，在电池生产过程中，当在生产线——在该生产线上通过对金属箔片61涂敷电极糊62而生产电极60——上测量电极糊62的厚度时，在实际测量期间，可以排除或消除由于超声波传感器的自加热和空气层AR的温度变化导致的测量准确度的误差因素，并且可以高准确度地测量电极糊62的厚度。

通过第一、第二超声波传感器211、212和第一、第二校准超声波传感器221、222在相同的时刻工作，即使第一和第二超声波传感器211、212在经过一段工作时间之后自加热，第一和第二校准超声波传感器221、222也以与第一和第二超声波传感器211、212相同的方式自加热。在该情况下，在自加热的第一、第二超声波传感器211、212的温度与自加热的第一、第二校准超声波传感器221、222的温度之间几乎没有差异。从而，即使由校准超声波传感器组220接收的超声波US的波长由于自加热而变化，由实际测量超声波传感器组210接收的超声波US的波长也以与校准超声波传感器组220相同的方式改变。从而，在实际测量超声波传感器组210的波长与校准超声波传感器组220的波长之间几乎没有差异，从而即使当校准超声波传感器组220的第一和第二校准超声波传感器221、222与实际测量超声波传感器组210的第一和第二超声波传感器211、212都自加热时，仍可以确保高测量准确度地测量电极糊62的厚度。

从而，在第二实施例的超声波测量系统201中，可以消除或排除由于超声波传感器的自加热和空气层AR的温度变化导致的测量准确度的误差因素，从而可以以高准确度在生产线上有利地测量通过涂敷到在生产线上生产的电极60而施加的电极糊62的厚度(基本重量)。

第二实施例的超声波测量系统201的特征在于还包括：基准箔片保持部件270，其保持基准箔片65；驱动单元280，其操作基准箔片保持部件270以及停止其操作，第二实施例的超声波测量系统201的特征还在于，通过驱动单元280将由基准箔片保持部件270保持的基准箔片65定位为可以在如下的范围中相对于第一超声波传感器211和第二超声波传感器212移动：在所述范围中，基准箔片65与假想线M相交，该假想线M连接相对的第一超声波传感器211与第二超声波传感器212的中心，或者，将由基准箔片保持部件270保持的基准箔片65定位为可以在如下的范围中相对于第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222移动：在所述范围中，基准箔片65与假想线N相交，该假想线N连接相对的第一校准超声波传感器221与第二校准超声波传感器222的中心。在第二实施例中，通过该配置，当校准超声波传感器组220使用放置在第一校准超声波传感器221与第二校准超声波传感器222之间的单个基准箔片进行校准时，穿过基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5传输在第一校准超声波传感器221与第二校准超声波传感器222之间传播的超声波US。从而，可以对于超声波US穿过其传输的单个基准箔片65的超声波可传输区域C1、C2、C3、C4、C5的每个区域计算传输的超声波US的衰减因子。

当使用基准箔片确定在校准超声波传感器组220与实际测量超声波传感器组210之间的机差时，在第一超声波传感器211和第二超声波传感器212之间传播的超声波US穿过基准箔片65的五个超声波可传输区域C1-C5传输。从而，可以对于超声波US穿过其传输的单个基准箔片65的超声波可传输区域C1、C2、C3、C4、C5的每个区域计算传输的超声波US的衰减因子。因此，可以以改善的准确度进行通过校准超声波传感器组220进行的校准、对在第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222与第一超声波传感器211和第二超声波传感器212之间的机差的确定。

第二实施例的超声波测量系统201的特征在于还包括旋转编码器290，其检测在操作基准箔片保持部件270上的位置，在该位置，假想线M、N通过作为基准箔片65的预定位置的超声波可传输区域C1-C5的中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a。从而，当使用被放置在第一校准超声波传感器221和第二校准超声波传感器222之间的基准箔片65多次重复地进行校准时，旋转编码器290可以对于每个校准循环将基准箔片65中的由假想线N通过的超声波可传输区域C1-C5的中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a设置在相同的位置。从而，可以获得高准确度的校准。另外，当多次重复地确定校准超声波传感器组220与实际测量超声波传感器组210之间的机差时，旋转编码器290可以对于每个确定机差的循环将基准箔片65中的由假想线M、N通过的超声波可传输区域C1-C5的中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a设置在相同的位置。从而，可以以改善的可靠性完成对校准超声波传感器组220与实际测量超声波传感器组210之间的机差的研究。

尽管在本发明的第一与第二实施例中描述了本发明，本发明不限于所述的第一与第二实施例，而是可以在不偏离本发明构思的情况下根据需要变化地实施。在第一实施例中，电极60介于实际测量超声波传感器组10的第一超声波传感器11和第二超声波传感器12之间，并且基于穿过第一超声波传感器11与第二超声波传感器12之间的电极60传输的超声波(传输波)的接收信号计算电极60的基本重量。类似地，基准箔片65介于校准超声波传感器组20的第一校准超声波传感器21和第二校准超声波传感器22之间，使用基准箔片65，通过第一校准超声波传感器21与第二校准超声波传感器22之进行校准。

然而，可以将超声波测量系统修改为使得实际测量超声波传感器组和校准超声波传感器组的每个包括作为一组的三个超声波传感器。将参考图15具体描述修改的实施例。图15示意性地示出了根据本发明的修改实施例的超声波测量系统101的结构。在超声波测量系统101中，如图15所示，实际测量超声波传感器组10除第一和第二超声波传感器11、12之外还包括第三超声波传感器13，并且校准超声波传感器组20除第一和第二超声波传感器21、22之外还包括第三校准超声波传感器23。第一超声波传感器11和第一校准超声波传感器21被安装在第一上部滑动轴155A上，第三超声波传感器13和第三校准超声波传感器23被安装在第二上部滑动轴155C上。第二超声波传感器12和第二校准超声波传感器22被安装在下部滑动轴155B上。

第一超声波传感器11和第一校准超声波传感器21以及第三超声波传感器13和第三校准超声波传感器23经空气层被置于电极60的一侧(图15中的上侧)。具体而言，放置上述超声波传感器11、21、13、23，使得超声波在第一超声波传感器11与第三超声波传感器13之间、以及在第一校准超声波传感器21与第三校准超声波传感器23之间规则反射。第二超声波传感器12和第二校准超声波传感器22经空气层被置于电极60的另一侧(图15中的下侧)，从而在传感器11、21的轴向方向上经电极60分别朝向第一超声波传感器11和第一校准超声波传感器21。

从而，当实际测量超声波传感器组和校准超声波传感器组的每个包括作为一组的三个超声波传感器时，可以基于表示由第三超声波传感器13接收的超声波的横波的接收信号来测量电极60的一个表面上的电极糊(涂敷材料)的厚度。同时，可以基于表示由第二超声波传感器12接收的超声波的纵波的接收信号来测量电极60的另一个表面上的电极糊的厚度。从而，可以简化用于测量在电极60的两个表面上的电极糊的厚度(基本重量)的设备。不言自明的是，如第一实施例中那样，可以消除或排除在通过第一、第二和第三校准超声波传感器21、22、23对第一、第二和第三超声波传感器11、12、13的校准中的误差因素、以及由于在第一、第二和第三超声波传感器11、12、13与第一、第二和第三校准超声波传感器21、22、23之间的机差导致的误差因素。

在第二实施例中，旋转编码器290检测这样的位置：在所述位置，假想线M、N通过作为基准箔片65中的预定位置的超声波可传输区域C1-C5的中心C1a、C2a、C3a、C4a、C5a。然而，如果将并有旋转编码器的伺服电动机用作驱动单元的电动机且旋转编码器可用于检测伺服电动机的旋转量，可以在不使用定位装置的情况下检测这样的位置：在所述位置，假想线通过基准箔片中的预定位置。

在第二实施例中，为了获得从第一超声波传感器211(或者第一校准超声波传感器221)发送并由第二超声波传感器212(或者第二校准超声波传感器222)接收的超声波US的多个第一样本接收信号S_K1...(或者第三样本接收信号S_Y1...)，驱动单元280旋转由基准箔片保持部件270保持的基准箔片65，从而使得超声波穿过超声波可传输区域C1-C5传输。然而，当将基准箔片65保持为固定时，如在第一实施例中一样，实际测量超声波传感器组210(或校准超声波传感器组220)可以在这样的范围中沿着上部滑动轴55A和下部滑动轴55B移动：在所述范围中，从实际测量超声波传感器组210(或校准超声波传感器组220)传播的超声波能够穿过基准箔片65传输。从而，可以不需提供任何驱动单元地获得对应于基准箔片65内在一行中排列的多个区域的第一样本接收信号S_K1...或第三样本接收信号S_Y1...。

在第二实施例中，基准箔片65由基准箔片保持部件270保持，并由驱动单元280旋转，从而获得多个第一样本接收信号S_K1...或多个第三样本接收信号S_Y1...。在构成实际测量超声波传感器组和校准超声波传感器组的超声波传感器的频带与第二实施例中不同的第一实施例中，同样地，超声波测量系统可被设置为使得基准箔片由保持部件保持、并由驱动单元旋转，从而获得多个第一样本接收信号、多个第三样本接收信号等。

尽管在第二实施例中实际测量超声波传感器组210和校准超声波传感器组220分别不具有实际测量传感器盖和校准传感器盖，但是，如同第一实施例中一样，优选为，对校准超声波传感器组的第一和第二校准超声波传感器的每个提供校准传感器盖，并对实际测量超声波传感器组的第一和第二超声波传感器的每个提供实际测量传感器盖。

在第二实施例中，通过位于方形基准箔片65中的节距圆R上的五个超声波可传输区域C1-C5传输超声波，从而进行校准和对机差的研究。然而，基准箔片的形状、超声波穿过其传输的基准箔片的区域的位置和数目不限于第一实施例和第二实施例中的内容，而是可以适当地改变。

Claims (19)

1.一种超声波测量方法，用于使用至少一组超声波传感器来测量涂敷材料的厚度，所述至少一组超声波传感器中的每一组包含由第一超声波传感器(11，211)和第二超声波传感器(12，212)组成的一对超声波传感器，当在涂敷产品的厚度方向上观察时，所述第一超声波传感器(11，211)经空气层被置于所述涂敷产品的一侧，所述第二超声波传感器(12，212)经空气层被置于所述涂敷产品的另一侧，其中，所述涂敷产品是通过将涂敷材料涂敷到基材的一个表面或两个表面地施加所述涂敷材料而形成的，所述基材由金属制成并以卷状物的形式卷绕，其中，所述涂敷材料的厚度通过在所述第一超声波传感器(11，211)与所述第二超声波传感器(12，212)之间传输超声波来测量，所述方法的特征在于：

除所述第一超声波传感器(11，211)和所述第二超声波传感器(12，212)之外，所述至少一组超声波传感器包含：至少一个实际测量超声波传感器组(10，210)，其测量所述涂敷材料(62)的厚度；校准超声波传感器组(20，220)，其包含由第一校准超声波传感器(21，221)和第二校准超声波传感器(22，222)组成的一对超声波传感器；且

所述校准超声波传感器组(20，220)在测量所述涂敷材料(62)厚度期间进行校准，所述实际测量超声波传感器组(10，210)使用由所述校准超声波传感器组(20，220)获得的测量条件值来计算所述涂敷材料(62)的厚度。

2.根据权利要求1所述的超声波测量方法，其特征在于：

将允许未聚焦的超声波的传播的扁平型超声波传感器用作所述校准超声波传感器组(20，220)的所述第一校准超声波传感器(21，221)和所述第二校准超声波传感器(22，222)；且

将允许未聚焦的超声波的传播的扁平型超声波传感器用作所述至少一个实际测量超声波传感器组(10，210)中的每一组的所述第一超声波传感器(11，211)和所述第二超声波传感器(12，212)。

3.根据权利要求1或2所述的超声波测量方法，其特征在于：

在由所述实际测量超声波传感器组(10，210)进行实际测量之前，将用于校准的基准箔片(65)置于所述校准超声波传感器组(20，220)的所述第一校准超声波传感器(21，221)和所述第二校准超声波传感器(22，222)之间，从所述第一校准超声波传感器(21，221)发送的超声波穿过所述基准箔片(65)传输，从而将预先获得的代表由所述第二校准超声波传感器(22，222)接收的超声波的第一接收信号作为所述测量条件值；且

所述实际测量超声波传感器组(10，210)获得代表在所述第一超声波传感器(11，211)和所述第二超声波传感器(12，212)之间穿过所述涂敷产品(60)传输的超声波的第二接收信号，所述涂敷材料(62)的厚度基于所述第一接收信号与所述第二接收信号的相对比值来计算。

4.根据权利要求3所述的超声波测量方法，其特征在于：

获得与所述基准箔片(65)的多个区域对应的多个第一样本接收信号，作为从所述第一校准超声波传感器(221)发送、穿过所述基准箔片(65)传输并由所述第二校准超声波传感器(222)接收的超声波的接收信号；且

所述第一接收信号基于所述多个第一样本接收信号来计算。

5.根据权利要求3或4所述的超声波测量方法，其特征在于，将所述实际测量超声波传感器组(10，210)移到放置所述基准箔片(65)的位置，所述实际测量超声波传感器组(10，210)获得第三接收信号，所述第三接收信号代表从所述第一超声波传感器(11，211)发送、穿过所述基准箔片(65)传输并由所述第二超声波传感器(12，212)接收的超声波。

6.根据权利要求5所述的超声波测量方法，其特征在于：

获得与所述基准箔片(65)的多个区域对应的多个第三样本接收信号，作为从所述第一超声波传感器(221)发送、穿过所述基准箔片(65)传输并由所述第二超声波传感器(222)接收的超声波的接收信号；且

所述第三接收信号基于所述多个第三样本接收信号来计算。

7.根据权利要求1至6中任一项的超声波测量方法，其特征在于，所述第一校准超声波传感器(21，221)与所述第二校准超声波传感器(22，222)、所述第一超声波传感器(11，211)与所述第二超声波传感器(12，212)彼此同步地发送和接收超声波。

8.一种超声波测量系统，其包含至少一组超声波传感器，所述至少一组超声波传感器中的每一组包含由第一超声波传感器(11，211)和第二超声波传感器(12，212)组成的一对超声波传感器，当在涂敷产品的厚度方向上观察时，所述第一超声波传感器(11，211)经空气层被置于所述涂敷产品的一侧，所述第二超声波传感器(12，212)经空气层被置于所述涂敷产品的另一侧，其中，所述涂敷产品是通过将涂敷材料涂敷到基材的一个表面或两个表面地施加所述涂敷材料而形成的，所述基材由金属制成并以卷状物的形式卷绕，其中，所述涂敷材料的厚度通过在所述第一超声波传感器(11，211)与所述第二超声波传感器(12，212)之间传输超声波来测量，所述系统的特征在于：

除所述第一超声波传感器(11，211)和所述第二超声波传感器(12，220)之外，所述至少一组超声波传感器包含：至少一个实际测量超声波传感器组(10，210)，其测量所述涂敷材料(62)的厚度；校准超声波传感器组(20，220)，其包含由第一校准超声波传感器(21，221)和第二校准超声波传感器(22，222)组成的一对超声波传感器；且

所述实际测量超声波传感器组(10，210)被配置为，在实际测量所述涂敷材料(62)的厚度期间，基于通过由所述校准超声波传感器组(20，220)进行的校准获得的测量条件值，发送和接收超声波。

9.根据权利要求8所述的超声波测量系统，其特征在于：

将允许未聚焦的超声波的传播的扁平型超声波传感器用作所述校准超声波传感器组(20，220)的所述第一校准超声波传感器(21，221)和所述第二校准超声波传感器(22，222)；且

将允许未聚焦的超声波的传播的扁平型超声波传感器用作所述实际测量超声波传感器组(10，210)的所述第一超声波传感器(11，211)和所述第二超声波传感器(12，212)。

10.根据权利要求8或9所述的超声波测量系统，其特征在于还包含控制单元，该单元在所述校准超声波传感器组(20，220)和所述实际测量超声波传感器组(10，210)中控制超声波的发送与接收以及测量条件，其中，所述控制单元将由所述校准超声波传感器组(20，220)获得的测量条件值反馈至所述实际测量超声波传感器组(10，210)。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的超声波测量系统，其特征在于：

用于校准的基准箔片(65)与所述涂敷产品(60)一起被放置；且

所述校准超声波传感器组(20)被安装为能够至少在第一位置与第二位置之间的范围内移动，所述基准箔片(65)被放置在所述第一位置上，所述第二位置是在所述第一校准超声波传感器(21)与所述第二校准超声波传感器(22)之间仅有空气层(AR)存在的位置。

12.根据权利要求11的超声波测量系统，其特征在于还包含：

保持部件(270)，其保持所述基准箔片(65)；以及

驱动单元(280)，其操作所述保持部件(270)以及停止其操作，其中，

由所述保持部件(270)保持的基准箔片(65)被所述驱动单元(280)定位为能够在如下的范围中相对于所述第一超声波传感器(211)和所述第二超声波传感器(212)移动：在所述范围中，所述基准箔片(65)与连接所述第一超声波传感器(211)的中心与所述第二超声波传感器(212)的中心的假想线相交，所述第二超声波传感器(212)与所述第一超声波传感器(211)相对，或者，由所述保持部件(270)保持的基准箔片(65)被所述驱动单元(280)定位为能够在如下的范围中相对于所述第一校准超声波传感器(221)和所述第二校准超声波传感器(222)移动，在所述范围中，所述基准箔片(65)与连接所述第一校准超声波传感器(221)的中心与所述第二校准超声波传感器(222)的中心的假想线相交，所述第二校准超声波传感器(222)与所述第一校准超声波传感器(221)相对。

13.根据权利要求12的超声波测量系统，其特征在于还包含：

定位装置(290)，其检测工作中的所述保持部件(270)的位置，在所述位置上，所述假想线与所述基准箔片(65)的预定区域相交。

14.根据权利要求11-13中任意一项所述的超声波测量系统，其特征在于，所述实际测量超声波传感器组(10，210)被安装为能够至少在所述第一位置与第三位置之间的范围内移动，所述涂敷产品(60)被放置在所述第三位置上。

15.根据权利要求11-14中任意一项所述的超声波测量系统，其特征在于：

以卷状物的形式卷绕的所述基材(61)具有大的长度，所述基准箔片(65)和所述涂敷产品(60)在所述基材(61)的宽度方向上并排布置，所述宽度方向垂直于与所述基材(61)的长边平行的纵向方向以及所述基材(61)的厚度方向；且

所述校准超声波传感器组(20，220)和所述实际测量超声波传感器组(10，210)被布置为在与所述基材的所述宽度方向平行的方向上移动。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的超声波测量系统，其特征在于，所述校准超声波传感器组(20)的所述第一校准超声波传感器(21)和所述第二校准超声波传感器(22)各自具有圆柱形校准传感器盖(32)，所述校准传感器盖(32)围绕超声波振动表面和所述基准箔片(65)之间的空气层(AR)。

17.根据权利要求8至16中任一项所述的超声波测量系统，其特征在于，所述实际测量超声波传感器组(10)的所述第一超声波传感器(11)和所述第二超声波传感器(12)中的每一个具有圆柱形实际测量传感器盖(31)，所述实际测量传感器盖(31)围绕超声波振动表面和所述涂敷产品(60)之间的空气层(AR)。

18.根据权利要求16或17所述的超声波测量系统，其特征在于：

所述校准传感器盖(32)和所述实际测量传感器盖(31)各自具有包含圆柱形内盖(31A)和圆柱形外盖(31B)的双重结构，所述圆柱形外盖(31B)在径向上位于所述圆柱形内盖(31A)的外部；且

当在与所述基材(61)的厚度方向平行的方向上测量时，所述圆柱形外盖(31B)被形成为短于所述圆柱形内盖(31A)，使得相比于所述圆柱形内盖(31A)，所述圆柱形外盖(31B)以更大的差异与所述基准箔片(65)或所述涂敷产品(60)间隔开。

19.根据权利要求8至18中任一项所述的超声波测量系统，其特征在于，所述基材(61)包含用在作为所述涂敷产品(60)的电池电极中的金属箔片，所述涂敷材料(62)包含通过涂敷到所述金属箔片而施加的电极糊。

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