CN107643466A - 电容测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电容测试系统及方法，所述电容测试系统包括控制单元和驱动单元，其中：所述控制单元包括中央处理模块、参数规格识别模块、视觉检测模块、极性检测模块、第一性能检测模块、炉温控制模块、第二性能检测模块、形变检测模块和漏电检测模块；所述驱动单元用于将所述待检测电容传送于参数规格识别模块、视觉检测模块、极性检测模块、第一性能检测模块、炉温控制模块、第二性能检测模块、形变检测模块和漏电检测模块之间。本发明可以实现大型电解电容的生产线的测试自动化，自动化水平高，对人力要求低，测试成本低。

Description

电容测试系统及方法

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，特别涉及一种电容测试系统及方法。

背景技术

电解电容是电容的一种，金属箔为正极(铝或钽)，与正极紧贴金属的氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)是电介质，阴极由导电材料、电解质(电解质可以是液体或固体)和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名。同时电解电容正负不可接错。铝电解电容器可以分为四类：引线型铝电解电容器；牛角型铝电解电容器；螺栓式铝电解电容器；固态铝电解电容器。电解电容器通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。一般不能用于交流电源电路，在直流电源电路中作滤波电容使用时，其阳极(正极)应与电源电压的正极端相连接，阴极(负极)与电源电压的负极端相连接，不能接反，否则会损坏电容器。

但在电解电容的生成环节后，需要对电解电容进行检测，普通的贴片电容由于形状规则，体积小，电容两端不分正负极，检测电路简单，因此可以使用检测流水线对贴片电容进行检测，检测成本低。由于电解电容的形状不规则，型号规格多且繁杂，且引脚两端分为正极和负极，接入检测电路时不能接反，因此大型电解电容的生产线具有测试自动化程度较低、对人力要求较高、成本高的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电容测试系统及方法，以解决现有的电解电容测试成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电容测试系统，所述电容测试系统包括控制单元和驱动单元，其中：

所述控制单元包括中央处理模块、参数规格识别模块、视觉检测模块、极性检测模块、第一性能检测模块、炉温控制模块、第二性能检测模块、形变检测模块和漏电检测模块；

所述参数规格识别模块用于对待检测电容的规格进行识别，并根据所述规格确定检测参数和测试仪表；

所述视觉检测模块用于采集所述待检测电容的图像，并与标准图像进行对比，并根据对比结果调整所述待检测电容的角度；

所述极性检测模块根据所述待检测电容的角度检测其外包装的极性标识是否正确；

所述第一性能检测模块和所述第二性能检测模块用于检测所述待检测电容的开路特性和短路特性；

所述炉温控制模块控制高温炉的炉内温度，所述待检测电容放置于所述高温炉内；

所述形变检测模块用于检测所述待检测电容的外形是否发生改变；

所述漏电检测模块用于检测所述待检测电容的漏电特性；

所述中央处理模块用于控制所述驱动单元，以使所述驱动单元将所述待检测电容传送于参数规格识别模块、视觉检测模块、极性检测模块、第一性能检测模块、炉温控制模块、第二性能检测模块、形变检测模块和漏电检测模块之间。

可选的，在所述的电容测试系统中，所述驱动单元包括第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块，其中：

所述第一驱动模块用于水平传送所述高温炉外的所述待检测电容；

所述第二驱动模块用于水平传送所述高温炉内的所述待检测电容；

所述第三驱动模块用于根据所述视觉检测模块的调整角度翻转所述待检测电容；

所述第四驱动模块和所述第五驱动模块用于升降移动所述高温炉内的所述待检测电容；

所述第六驱动模块用于根据检测结果将检测好的电容进行区分。

可选的，在所述的电容测试系统中，所述第一驱动模块和所述第二驱动模块均包括变频器。

可选的，在所述的电容测试系统中，所述第三驱动模块、所述第四驱动模块、所述第五驱动模块和所述第六驱动模块均包括伺服驱动器。

可选的，在所述的电容测试系统中，所述电容测试系统还包括传感单元，所述传感单元用于检测所述待检测电容的角度和位置，并将检测结果发送给所述中央处理模块，所述中央处理模块判断所述待检测电容的角度和位置是否正确。

可选的，在所述的电容测试系统中，所述传感单元包括角度传感器和位置传感器。

可选的，在所述的电容测试系统中，所述极性检测模块包括光电传感器，所述光电传感器检测所述待检测电容的外包装上的标识。

可选的，在所述的电容测试系统中，所述形变检测模块包括接触式传感器，所述接触式传感器检测所述待检测电容的外形是否有不规则凸包。

可选的，在所述的电容测试系统中，所述第一性能检测模块和所述第二性能检测模块均包括开路检测电路和短路检测电路。

可选的，在所述的电容测试系统中，所述第一性能检测模块位于所述高温炉外，所述第二性能检测模块位于所述高温炉内。

本发明还提供一种电容测试方法，所述电容测试方法包括：

控制单元中的各个模块检测待检测电容，包括：

参数规格识别模块对待检测电容的规格进行识别，并根据所述规格确定检测参数和测试仪表；

视觉检测模块采集所述待检测电容的图像，并与标准图像进行对比，并根据对比结果调整所述待检测电容的角度；

极性检测模块根据所述待检测电容的角度检测其外包装的极性标识是否正确；

第一性能检测模块和第二性能检测模块检测所述待检测电容的开路特性和短路特性；

炉温控制模块控制高温炉的炉内温度，将所述待检测电容放置于所述高温炉内；

形变检测模块检测所述待检测电容的外形是否发生改变；

漏电检测模块检测所述待检测电容的漏电特性；

中央处理模块控制驱动单元，以使所述驱动单元将所述待检测电容传送于所述参数规格识别模块、所述视觉检测模块、所述极性检测模块、所述第一性能检测模块、所述炉温控制模块、所述第二性能检测模块、所述形变检测模块和所述漏电检测模块之间。

在本发明提供的电容测试系统及方法中，通过参数规格识别模块对待检测电容的规格进行识别，并根据所述规格确定检测参数和测试仪表，克服了电解电容的形状不规则，型号规格多且繁杂的问题，且驱动单元可根据控制单元获取的电容的规格来驱动待检测电容移动的位置参数，防止不同规格电容之间由于形状尺寸不同造成的位移误差，进一步的，视觉检测模块用于采集所述待检测电容的图像，并与标准图像进行对比，并根据对比结果调整所述待检测电容的角度，克服了电解电容引脚两端的正极和负极接入检测电路时接反从而造成故障的问题，可以实现大型电解电容的生产线的测试自动化，自动化水平高，对人力要求低，测试成本低。

附图说明

图1是本发明一实施例的电容测试系统示意图；

图2是本发明另一实施例的电容测试方法示意图；

图中所示：11-中央处理模块；12-参数规格识别模块；13-视觉检测模块；14-极性检测模块；15-第一性能检测模块；16-炉温控制模块；17-第二性能检测模块；18-形变检测模块；19-漏电检测模块；21-第一驱动模块；22-第二驱动模块；23-第三驱动模块；24-第四驱动模块；25-第五驱动模块；26-第六驱动模块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的电容测试系统及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于提供一种电容测试系统及方法，以解决现有的电解电容测试成本高的问题。

为实现上述思想，本发明提供了一种电容测试系统及方法，所述电容测试系统包括控制单元和驱动单元，其中：所述控制单元包括中央处理模块、参数规格识别模块、视觉检测模块、极性检测模块、第一性能检测模块、炉温控制模块、第二性能检测模块、形变检测模块和漏电检测模块；所述参数规格识别模块用于对待检测电容的规格进行识别，并根据所述规格确定检测参数和测试仪表；所述视觉检测模块用于采集所述待检测电容的图像，并与标准图像进行对比，并根据对比结果调整所述待检测电容的角度；所述极性检测模块根据所述待检测电容的角度检测其外包装的极性标识是否正确；所述第一性能检测模块和所述第二性能检测模块用于检测所述待检测电容的开路特性和短路特性；所述炉温控制模块控制高温炉的炉内温度，所述待检测电容放置于所述高温炉内；所述形变检测模块用于检测所述待检测电容的外形是否发生改变；所述漏电检测模块用于检测所述待检测电容的漏电特性；所述中央处理模块用于控制所述驱动单元，以使所述驱动单元将所述待检测电容传送于参数规格识别模块、视觉检测模块、极性检测模块、第一性能检测模块、炉温控制模块、第二性能检测模块、形变检测模块和漏电检测模块之间。

<实施例一>

如图1所示，本实施例提供一种电容测试系统，所述电容测试系统包括控制单元和驱动单元，其中：所述控制单元包括中央处理模块11、参数规格识别模块12、视觉检测模块13、极性检测模块14、第一性能检测模块15、炉温控制模块16、第二性能检测模块17、形变检测模块18和漏电检测模块19；所述参数规格识别模块12用于对待检测电容的规格进行识别，并根据所述规格确定检测参数和测试仪表；所述视觉检测模块13用于采集所述待检测电容的图像，并与标准图像进行对比，并根据对比结果调整所述待检测电容的角度；所述极性检测模块14根据所述待检测电容的角度检测其外包装的极性标识是否正确；所述第一性能检测模块15和所述第二性能检测模块17用于检测所述待检测电容的开路特性和短路特性；所述炉温控制模块16控制高温炉的炉内温度，所述待检测电容放置于所述高温炉内；所述形变检测模块18用于检测所述待检测电容的外形是否发生改变；所述漏电检测模块19用于检测所述待检测电容的漏电特性；所述中央处理模块11用于控制所述驱动单元，以使所述驱动单元将所述待检测电容传送于参数规格识别模块12、视觉检测模块13、极性检测模块14、第一性能检测模块15、炉温控制模块16、第二性能检测模块17、形变检测模块18和漏电检测模块19之间。

进一步的，在所述的电容测试系统中，所述驱动单元包括第一驱动模块21、第二驱动模块22、第三驱动模块23、第四驱动模块24、第五驱动模块25和第六驱动模块26，其中：所述第一驱动模块21用于水平传送所述高温炉外的所述待检测电容；所述第二驱动模块22用于水平传送所述高温炉内的所述待检测电容；所述第三驱动模块23用于根据所述视觉检测模块的调整角度翻转所述待检测电容；所述第四驱动模块242和所述第五驱动模块25用于升降移动所述高温炉内的所述待检测电容；所述第六驱动模块26用于根据检测结果将检测好的电容进行区分。所述第一驱动模块21和所述第二驱动模块22均包括变频器，所述第三驱动模块23、所述第四驱动模块24、所述第五驱动模块25和所述第六驱动模块26均包括伺服驱动器。

具体的，在所述的电容测试系统中，所述电容测试系统还包括传感单元，所述传感单元用于检测所述待检测电容的角度和位置，并将检测结果发送给所述中央处理模块11，所述中央处理模块11判断所述待检测电容的角度和位置是否正确，例如，判断电容是否达到指定位置，或者电容翻转的角度是否达到正确的角度，所述传感单元包括角度传感器和位置传感器。所述极性检测模块14包括光电传感器，所述光电传感器检测所述待检测电容的外包装上的标识，并将检测结果发送给中央处理模块11，中央处理模块11判断待检测电容的外包装上的极性标识是否贴反，以免用户使用时接错极性，损坏电容。在所述的电容测试系统中，所述形变检测模块18包括接触式传感器，所述接触式传感器检测所述待检测电容的外形是否有不规则凸包，并将检测结果发送给中央处理模块11，中央处理模块11区别出外形具有凸包的电容并将其标识为不合格电容，且控制第六驱动模块26挑拣出不合格电容。

另外，在所述的电容测试系统中，所述第一性能检测模块15和所述第二性能检测模块17均包括开路检测电路和短路检测电路，漏电检测模块19包括漏电检测电路。漏电检测电路、开路检测电路和短路检测电路有多种示例，例如，对于0.01μF以上的固定电容，可用万用表的R×1k挡直接测试电容有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容的容量。测试操作时，先用两表笔任意触碰电容的两引脚，然后调换表笔再触碰一次，如果电容是好的，万用表指针会向右摆动一下，随即向左迅速返回无穷大位置。电容量越大，指针摆动幅度越大。如果反复调换表笔触碰电容两引脚，万用表指针始终不向右摆动，说明该电容的容量已低于0.01μF或者已经消失。测量中，若指针向右摆动后不能再向左回到无穷大位置，说明电容漏电或已经击穿。可将万用表电路嵌入到所述第一性能检测模块、第二性能检测模块及漏电检测模块中，并引出万用表电路的两个引脚，作为第一性能检测模块、第二性能检测模块及漏电检测模块的检测端，万用表电路判断的结果可直接发送给中央处理模块11，中央处理模块11根据结果直接标识电容是否合格，并在电容测试系统的出料口处控制第六驱动模块26挑拣出不合格电容。

进一步的，在所述的电容测试系统中，所述第一性能检测模块位于所述高温炉外，只用于普通环境中的开路短路等性能检测，所述第二性能检测模块位于所述高温炉内，用于高温环境下对电容的开路短路等性能进行检测，在电容两端充电，且充电电压呈阶梯状上升，共18段充电电压，充电后对电容进行开路短路性能检测，若电容损坏，则中央处理模块11标识为不合格电容。

综上，上述实施例对电容测试系统的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。

<实施例二>

如图2所示，本实施例提供一种电容测试方法，所述电容测试方法包括：控制单元中的各个模块检测待检测电容，包括：参数规格识别模块12对待检测电容的规格进行识别，并根据所述规格确定检测参数和测试仪表；视觉检测模块13采集所述待检测电容的图像，并与标准图像进行对比，并根据对比结果调整所述待检测电容的角度；极性检测模块14根据所述待检测电容的角度检测其外包装的极性标识是否正确；第一性能检测模块15检测所述待检测电容的开路特性和短路特性；炉温控制模块16控制高温炉的炉内温度，将所述待检测电容放置于所述高温炉内；对电容进行18段电压充电，待检测电容出炉，第二性能检测模块17检测所述待检测电容的开路特性和短路特性，形变检测模块18检测所述待检测电容的外形是否发生改变；漏电检测模块19检测所述待检测电容的漏电特性；中央处理模块11控制驱动单元，以使所述驱动单元将所述待检测电容传送于所述参数规格识别模块12、所述视觉检测模块13、所述极性检测模块14、所述第一性能检测模块15、所述炉温控制模块16、所述第二性能检测模块17、所述形变检测模块18和所述漏电检测模块19之间。

本发明涉及中高端电解电容(尤其是牛角电容)老化测试生产线，主要应用于大型电解电容的测试，其中加入了自动上料，视觉检测，自动下料，工单扫描，配方更新等一些在行业内首次使用的控制方法，有效的解决了牛角电容多批次，多规格，多测试流程的难题。其中由于数据量比较大，使用小型可编程逻辑控制器无法完成，所以必须选择中大型可编程逻辑控制器来完成，并且可以通过上位机组态，完成数据记录，数据分析等功能。

本发明旨在解决现有对大型电容测试自动化程度较低，对人力要求较高的缺点，解决多型号电容在同一生产线同时生产的问题。加入自动更换测试仪表参数，视觉检测，远程传输等自动化前沿技术，并且可以自动生成报表汇总，方便后台品管分析品质问题。

由于需要记录每个待检测电容从未老化前到老化后的参数，并且电容数量较大，会涉及到大量的数据存储问题，本发明采用中型可编程逻辑控制器结合组态的方法，并且通过数据搬移的算法，有效记录每个电容的数据。

本发明采用视觉系统进行电容极性判别及角度位置捕获，采用中型可编程逻辑控制器系统作为控制中枢，配合变频器及伺服驱动器，完成一套测试流水线。并且在电容高温炉内，炉温控制模块中的温控表具有比例-积分-微分控制器功能，根据电容的老化程序精准的控制炉内温度。

具体流程包括：通过扫描枪选择电容规格，电容充电参数，测试仪表参数，通过一个普通电机自动上料，视觉检测角度，角度翻转至正确工位，电容未老化前检测，极性检测，短路和开路检测，电容进入高温炉，需要18段电压充电，电容出炉，检测凸包，漏电系数，检测电容数值，对成品自动分类，区分良品，不良品，重测产品。

在本发明提供的电容测试系统及方法中，通过参数规格识别模块对待检测电容的规格进行识别，并根据所述规格确定检测参数和测试仪表，克服了电解电容的形状不规则，型号规格多且繁杂的问题，且驱动单元可根据控制单元获取的电容的规格来驱动待检测电容移动的位置参数，防止不同规格电容之间由于形状尺寸不同造成的位移误差，进一步的，视觉检测模块用于采集所述待检测电容的图像，并与标准图像进行对比，并根据对比结果调整所述待检测电容的角度，克服了电解电容引脚两端的正极和负极接入检测电路时接反从而造成故障的问题，可以实现大型电解电容的生产线的测试自动化，自动化水平高，对人力要求低，测试成本低。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种电容测试系统，其特征在于，所述电容测试系统包括控制单元和驱动单元，其中：

所述控制单元包括中央处理模块、参数规格识别模块、视觉检测模块、极性检测模块、第一性能检测模块、炉温控制模块、第二性能检测模块、形变检测模块和漏电检测模块；

所述参数规格识别模块用于对待检测电容的规格进行识别，并根据所述规格确定检测参数和测试仪表；

所述视觉检测模块用于采集所述待检测电容的图像，并与标准图像进行对比，并根据对比结果调整所述待检测电容的角度；

所述极性检测模块根据所述待检测电容的角度检测其外包装的极性标识是否正确；

所述第一性能检测模块和所述第二性能检测模块用于检测所述待检测电容的开路特性和短路特性；

所述炉温控制模块控制高温炉的炉内温度，所述待检测电容放置于所述高温炉内；

所述形变检测模块用于检测所述待检测电容的外形是否发生改变；

所述漏电检测模块用于检测所述待检测电容的漏电特性；

所述中央处理模块用于控制所述驱动单元，以使所述驱动单元将所述待检测电容传送于参数规格识别模块、视觉检测模块、极性检测模块、第一性能检测模块、炉温控制模块、第二性能检测模块、形变检测模块和漏电检测模块之间。

2.如权利要求1所述的电容测试系统，其特征在于，所述驱动单元包括第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块，其中：

所述第一驱动模块用于水平传送所述高温炉外的所述待检测电容；

所述第二驱动模块用于水平传送所述高温炉内的所述待检测电容；

所述第三驱动模块用于根据所述视觉检测模块的调整角度翻转所述待检测电容；

所述第四驱动模块和所述第五驱动模块用于升降移动所述高温炉内的所述待检测电容；

所述第六驱动模块用于根据检测结果将检测好的电容进行区分。

3.如权利要求1所述的电容测试系统，其特征在于，所述第一驱动模块和所述第二驱动模块均包括变频器。

4.如权利要求1所述的电容测试系统，其特征在于，所述第三驱动模块、所述第四驱动模块、所述第五驱动模块和所述第六驱动模块均包括伺服驱动器。

5.如权利要求1所述的电容测试系统，其特征在于，所述电容测试系统还包括传感单元，所述传感单元用于检测所述待检测电容的角度和位置，并将检测结果发送给所述中央处理模块，所述中央处理模块判断所述待检测电容的角度和位置是否正确。

6.如权利要求1所述的电容测试系统，其特征在于，所述传感单元包括角度传感器和位置传感器。

7.如权利要求1所述的电容测试系统，其特征在于，所述极性检测模块包括光电传感器，所述光电传感器检测所述待检测电容的外包装上的标识。

8.如权利要求1所述的电容测试系统，其特征在于，所述形变检测模块包括接触式传感器，所述接触式传感器检测所述待检测电容的外形是否有不规则凸包。

9.如权利要求1所述的电容测试系统，其特征在于，所述第一性能检测模块和所述第二性能检测模块均包括开路检测电路和短路检测电路。

10.如权利要求1所述的电容测试系统，其特征在于，所述第一性能检测模块位于所述高温炉外，所述第二性能检测模块位于所述高温炉内。

11.一种电容测试方法，其特征在于，所述电容测试方法包括：

控制单元中的各个模块检测待检测电容，包括：

参数规格识别模块对待检测电容的规格进行识别，并根据所述规格确定检测参数和测试仪表；

视觉检测模块采集所述待检测电容的图像，并与标准图像进行对比，并根据对比结果调整所述待检测电容的角度；

极性检测模块根据所述待检测电容的角度检测其外包装的极性标识是否正确；

第一性能检测模块和第二性能检测模块检测所述待检测电容的开路特性和短路特性；

炉温控制模块控制高温炉的炉内温度，将所述待检测电容放置于所述高温炉内；

形变检测模块检测所述待检测电容的外形是否发生改变；

漏电检测模块检测所述待检测电容的漏电特性；

中央处理模块控制驱动单元，以使所述驱动单元将所述待检测电容传送于所述参数规格识别模块、所述视觉检测模块、所述极性检测模块、所述第一性能检测模块、所述炉温控制模块、所述第二性能检测模块、所述形变检测模块和所述漏电检测模块之间。