CN102944498A - 电池极片涂布生产线在线面密度检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池极片涂布生产线在线面密度检测系统及检测方法，检测系统包括用于在线检测的测量装置、用于标样的自动标样装置及通过所述自动标样装置对在线检测取得的测量数据进行校准的上位机；其中，所述测量装置包括扫描架及用于移动所述扫描架的驱动装置，所述扫描架上固定有射线源和用于接收所述射线源信号的射线传感器。相应地，检测方法包括待测产品检测步骤、标准样品测定步骤，及通过标准样品的测量数据校准被测产品的测量数据步骤，本发明提高了测量精度、测量长期稳定性，满足电池极片涂布面密度在线测量的精度、稳定性的要求。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池极片涂布生产线在线面密度检测系统及其检测方法。
背景技术
新能源技术蓬勃发展，而电池制造技术是新能源技术的一个重要内容。电池极片涂布生产又是电池生产的第一环节，极片涂布面密度的一致性是获得电池一致性的关键条件，所以对电池的一致性提出了更高的要求。
目前，大部分电池生产厂家在涂布生产中采用的是手工采样测量的方法，一般采用千分尺测量，存在测量精度低、重复性差、测量时间间隔长等缺点。造成成品率降低，损耗增加。
近年，电池极片涂布测量逐渐采用射线测量的方法，并取得了不错的效果，在射线测量中，会有很多因素影响测量的结果，如环境温度、湿度、气压等等，从而影响了检测系统的测量精度及长期稳定性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种提高测量精度、测量长期稳定性，满足电池极片涂布面密度在线测量的精度、稳定性的要求的电池极片涂布生产线在线面密度检测系统及其检测方法。
所采用的技术方案是：
一种电池极片涂布生产线在线面密度检测系统，包括用于在线检测的测量装置、用于标样的自动标样装置及通过所述自动标样装置对在线检测取得的测量数据进行校准的上位机；
其中，所述测量装置包括扫描架及用于移动所述扫描架的驱动装置，所述扫描架上固定有射线源和用于接收所述射线源信号的射线传感器。
优选地，所述自动标样装置嵌入安装在一装入所述射线源的射线盒中，并位于所述射线源和所述射线传感器之间。
进一步地，所述自动标样装置设有转盘，所述转盘设有至少两个标准样品。
进一步地，临近所述射线源处设有一用于控制所述转盘定位的微型步进电机。
优选地，所述驱动装置包括驱动电机，以及由所述驱动电机驱动的同步带，所述同步带带动一车架，所述扫描架固定于所述车架上。
优选地，所述扫描架为一侧开口的“C”字形，所述射线源与所述射线传感器分别安装至所述“C”字形开口的上下位置。
相应地，本发明还提出一种电池极片涂布生产线在线面密度检测方法，包括如下步骤：
步骤1：通过测量装置进行待测产品在线测量；
步骤2：通过自动标样装置进行标准样品的测量；
步骤3：通过上位机将步骤2取得的标准样品测量数据对步骤1取得的在线测量待测产品的测量数据进行校准；
其中，步骤1的在线测量是通过扫描架上的射线源发出射线穿过待测产品，并通过射线传感器接收穿透待测产品的穿透量，然后通过射线的发射量及穿透量进行计算待测产品的面密度。
优选地，所述射线源发出的射线为β射线或X射线。
进一步优选地，所述β射线由Kr85放射性同位素发出。
优选地，所述射线传感器采用密封的充有氩气的电离室。
本发明首先通过设置扫描架及用于移动扫描架的驱动装置，同时在扫描架上固定射线源和用于接收射线源信号的射线传感器来解决电池极片涂布生产线在线面密度的射线扫描测量，然后通过自动标样装置及上位机来对测量装置测得的待测产品数据进行校准，从而提高测量的精度，并实现测量精度的长期稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为发明的主视结构图；
图2为本发明射线源盒内部结构图；
图3为本发明嵌入式自动标样装置结构图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图1为本发明主视结构图，为一种电池极片涂布生产线在线面密度检测系统，包括底座1、导轨2、车架（未图示）及C形扫描架3，导轨2安装在底座1上，车架通过直线轴承安装在导轨上，可以作左右运动，C形扫描架固定在车架上，射线源盒4和射线传感器盒5分别固定安装在C形3开口的上下位置，即C形扫描架3的两条臂上，保证射线源盒4和射线传感器盒5位置关系不变。在两条导轨2中间安装有同步带6，连接到车架上，伺服电机7推动同步带6运转时，带动车架左右往复运动，实现扫描功能。当然，射线源安装在射线源盒内，射线传感器安装在射线传感器盒内。测量时，射线源发出的射线为β射线或X射线，其测量原理是采用了射线的吸收原理，即一定量的射线穿过极片，在射线源下方的射线传感器可接收剩余的射线（剩余的射线作为信号接收），通过测定穿透材料的穿透量与原射线量，可计算出该材料的面密度。
进一步参见图1的检测系统，由于极片在射线源与射线传感器之间的高度不同，测量结果不一样，因此在射线源盒侧面安装超声位移传感器8，测量极片高度，对测量结果进行补偿，提高测量精度，或检测测量高度，异常时引起报警，避免错误数据进入系统而影响生产。
在图1的检测系统上还设有用于测定长度的光电传感器9和输出长度值的编码器10，用在在线检测时，可以随时了解在线检测电池极片涂布生产线在线面密度测定的长度与位置。
参见图2，图2为本发明射线源盒内部结构图，该射线源盒4内装有放射源40，该放射源的外围设有保护层41，在临近放射源40的位置处设有一微型步进电机42。
参见图3，图3为嵌入式自动标样装置结构图，该装置可嵌入到射线源盒中，位于所述射线源和所述射线传感器之间。该装置设有转盘11，该转盘设有5个凹槽，其中3个放置标准样品。该转盘可通过图2所示的微型步进电机进行控制定位，即校准时，转动转盘，使标准样品定位在射线源下方。通过各标准样品的测量值，可以对系统内的转换曲线进行实时校正，即该装置在测量过程中在本发明设有的上位机（未图示）控制下完成对测量装置测得的待测产品数据进行校准，从而实现本检测系统的准确性和长期稳定性。
相应地，本发明的一种电池极片涂布生产线在线面密度检测方法，包括如下步骤：
步骤1：通过测量装置进行待测产品在线测量；
步骤2：通过自动标样装置进行标准样品的测量；
步骤3：通过上位机将步骤2取得的标准样品测量数据对步骤1取得的在线测量待测产品的测量数据进行校准；
其中，步骤1的在线测量是通过扫描架上的射线源发出射线穿过待测产品，并通过射线传感器接收穿透待测产品的穿透量，然后通过射线的发射量及穿透量进行计算待测产品的面密度。
所述射线源，可以采用Kr85放射性同位素或X射线源。其中采用Kr85放射性同位素发出的是β射线，对于Kr85同位素，因为是一种物质，半衰期在10.6年，故在测量周期内，射线强度可以认为是不变的；而对于X射线源，发出的是X射线，可通过高稳定度的驱动能源，要求稳定性达到0.05%，并可进一步采用智能X射线电源，动态调整X射线的能量，补偿射线管老化引起的射线能量下降。
所述射线传感器，采用密封的充有氩气的电离室，线路可以采用现有技术的动态调益技术，补偿放射源的衰减，在此不再赘述。
应用时，待检测样品可自C形扫描架“C”字形开口中穿过，应用于产线上时，输送线可自C形扫描架“C”字形开口中穿过，实现在线检测。
优选地，
射线源发出β射线，穿过待测产品的A位置，发射量为X1;射线传感器检测接收A位置的射线穿透量X2;通过X1与X2，待测产品的面密度Y发射量X1与穿透量X2存在一个数学上的数量关系式（是对数关系式，由于是本领域人员的常规知识，在此不再赘述它们之间如何具有这种关系式），通过上位机可以直接计算得出；然后在微型步进电机控制下，可以将自动标样装置旋转至射线源下方A位置,进行对标准样品的测量,当自动标样装置设有两个标准样品,同理可以得到两个标准样品的面密度Y'1与Y'2，通过数量关系式可以制作标准曲线，然后对测得的Y进行校准，从而保证测量数据的准确性与长期稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池极片涂布生产线在线面密度检测系统，其特征在于：包括用于在线检测的测量装置、用于标样的自动标样装置及通过所述自动标样装置对在线检测取得的测量数据进行校准的上位机；
其中，所述测量装置包括扫描架及用于移动所述扫描架的驱动装置，所述扫描架上固定有射线源和用于接收所述射线源信号的射线传感器。
2.如权利要求1所述的电池极片涂布生产线在线面密度检测系统，其特征在于：所述自动标样装置嵌入安装在一装入所述射线源的射线盒中，并位于所述射线源和所述射线传感器之间。
3.如权利要求2所述的电池极片涂布生产线在线面密度检测系统，其特征在于：所述自动标样装置设有转盘，所述转盘设有至少两个标准样品。
4.如权利要求3所述的电池极片涂布生产线在线面密度检测系统，其特征在于：临近所述射线源处设有一用于控制所述转盘定位的微型步进电机。
5.如权利要求1所述的电池极片涂布生产线在线面密度扫描检测系统，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机，以及由所述驱动电机驱动的同步带，所述同步带带动一车架，所述扫描架固定于所述车架上。
6.如权利要求1所述的电池极片涂布生产线在线面密度扫描检测系统，其特征在于：所述扫描架为一侧开口的“C”字形，所述射线源与所述射线传感器分别安装至所述“C”字形开口的上下位置。
7.权利要求1至6任一项所述的一种电池极片涂布生产线在线面密度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：通过测量装置进行待测产品在线测量；
步骤2：通过自动标样装置进行标准样品的测量；
步骤3：通过上位机将步骤2取得的标准样品测量数据对步骤1取得的在线测量待测产品的测量数据进行校准；
其中，步骤1的在线测量是通过扫描架上的射线源发出射线穿过待测产品，并通过射线传感器接收穿透待测产品的穿透量，然后通过射线的发射量及穿透量进行计算待测产品的面密度。
8.如权利要求7所述的一种电池极片涂布生产线在线面密度检测方法，其特征在于：所述射线源发出的射线为β射线或X射线。
9.如权利要求8所述的一种电池极片涂布生产线在线面密度检测方法，其特征在于：所述β射线由Kr85放射性同位素发出。
10.如权利要求7所述的一种电池极片涂布生产线在线面密度检测方法，其特征在于：所述射线传感器采用密封的充有氩气的电离室。
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