CN109341625A - 一种负极材料涂布厚度检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种负极材料涂布厚度检测系统，其特征在于，包括FPGA控制器，分别与FPGA控制器相连接的显示器、报警器、信号处理单元，与信号处理单元相连接的厚度传感器；所述信号处理单元包括低通滤波电路，与低通滤波电路相连接的前端放大电路，以及与前端放大电路相连接的二级互补对称放大电路；所述低通滤波电路与厚度传感器相连接，二级互补对称放大电路则与FPGA控制器相连接。本发明通过厚度传感器检测负极材料涂布层的厚度信息，并对信息进行处理，排除干扰信号对检测信号的影响，极大的提高了负极材料涂布层厚度的检测精度，进而提高锂电池的生产质量。

Description

一种负极材料涂布厚度检测系统
技术领域
本发明涉及一种检测系统，具体是指一种负极材料涂布厚度检测系统。
背景技术
浆料涂覆是锂电池负极材料生产制造过程中继制备浆料完成后的下一道工序，此工序主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料均匀地涂覆在负极材料上，在涂布过程中，若负极材料的前、中、后段位置的浆料涂层厚度不一致则容易引起电池容量过低、过高，更容易在电池循环过程中形成析锂，影响电池寿命。因此在锂电池负极材料生产过程中对负极材料涂布厚度进行检测是非常重要的，然而现有的厚度检测系统其检测精度并不高，无法达到厚度检测要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的厚度检测系统其检测精度不高的缺陷，提供一种负极材料涂布厚度检测系统。
本发明的目的用以下技术方案实现：一种负极材料涂布厚度检测系统，包括FPGA控制器，分别与FPGA控制器相连接的显示器、报警器、信号处理单元，与信号处理单元相连接的厚度传感器；所述信号处理单元包括低通滤波电路，与低通滤波电路相连接的前端放大电路，以及与前端放大电路相连接的二级互补对称放大电路；所述低通滤波电路与厚度传感器相连接，二级互补对称放大电路则与FPGA控制器相连接。
进一步的，所述低通滤波电路包括放大器P1，一端与放大器P1的负极相连接、另一端与厚度传感器相连接的电阻R2，一端经电阻R2后与放大器P1的负极相连接、另一端接地的电阻R1，串接在放大器P1的负极和输出端之间的电阻R3，与电阻R3相并联的电容C1；所述放大器P1的正极接地、其输出端与前端放大电路相连接。
所述前端放大电路包括放大器P2，放大器P3，N极与放大器P2的输出端相连接、P极经电阻R4后与放大器P1的输出端相连接的二极管D1，与二极管D1相并联的电阻R5，P极与放大器P2的输出端相连接、N极与二级互补对称放大电路相连接的二极管D2，P极与放大器P3的负极相连接、N极与放大器P3的输出端相连接的二极管D6，P极与放大器P3的输出端相连接、N极与二极管D2的N极相连接的二极管D5，一端与二极管D6的P极相连接、另一端与二极管D5的N极相连接的电阻R6；所述放大器P3的正极与放大器P1的输出端相连接、其负极电源端与二级互补对称放大电路相连接；所述放大器P2的负极与二级互补对称放大电路相连接的同时接地。
所述二级互补对称放大电路包括三极管VT1，三极管VT2，串接在三极管VT1的基极和集电极之间的电阻R9，P极与三极管VT1的基极相连接、N极与二极管D2的N极相连接的二极管D3，P极与二极管D2的N极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接的二极管D4，串接在三极管VT2的基极和集电极之间的电阻R7，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端经电阻R8后与三极管VT2的发射极相连接的电阻R10，一端与电阻R10和电阻R8的连接点相连接、另一端与FPGA控制器相连接的电容C2；所述三极管VT1的集电极接地，电阻R10和电阻R8的连接点与放大器P2的负极相连接，三极管VT2的集电极与放大器P3的负电源端相连接。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本发明通过厚度传感器检测负极材料涂布层的厚度信息，并对信息进行处理，排除干扰信号对检测信号的影响，极大的提高了负极材料涂布层厚度的检测精度，进而提高锂电池的生产质量。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为本发明的信号处理单元的电路结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例提供一种负极材料涂布厚度检测系统，如图1所示，其包括FPGA控制器，分别与FPGA控制器相连接的显示器、报警器、信号处理单元，与信号处理单元相连接的厚度传感器。
具体的，该厚度传感器为激光厚度传感器，其用于检测负极材料涂布层的厚度信息并传输给信号处理单元，信号处理单元对信号进行处理后传输给FPGA控制器，FPGA控制器将信号转换为厚度值后与其内部设定的基准值进行比较，当检测到的厚度值大于或小于基准值时，FPGA控制器则发送指令给报警器，使报警器报警，同时通过显示器显示具体的厚度检测值。当系统报警器后操作人员根据显示的进度值来调整涂布设备，使涂布在负极材料上的浆料均匀。
如图2所示，该信号处理单元包括低通滤波电路，与低通滤波电路相连接的前端放大电路，以及与前端放大电路相连接的二级互补对称放大电路；所述低通滤波电路与厚度传感器相连接，二级互补对称放大电路则与FPGA控制器相连接。
其中，低通滤波电路包括放大器P1，一端与放大器P1的负极相连接、另一端与厚度传感器相连接的电阻R2，一端经电阻R2后与放大器P1的负极相连接、另一端接地的电阻R1，串接在放大器P1的负极和输出端之间的电阻R3，与电阻R3相并联的电容C1；所述放大器P1的正极接地、其输出端与前端放大电路相连接。
该前端放大电路包括放大器P2，放大器P3，电阻R5，二极管D1，二极管D2，二极管D6，二极管D5，电阻R6。连接时，该二极管D1的N极与放大器P2的输出端相连接、其P极经电阻R4后与放大器P1的输出端相连接。电阻R5与二极管D1相并联。二极管D2的P极与放大器P2的输出端相连接、N极与二级互补对称放大电路相连接。二极管D6的P极与放大器P3的负极相连接、N极与放大器P3的输出端相连接。二极管D5的P极与放大器P3的输出端相连接、N极与二极管D2的N极相连接。电阻R6的一端与二极管D6的P极相连接、另一端与二极管D5的N极相连接。所述放大器P3的正极与放大器P1的输出端相连接、其负极电源端与二级互补对称放大电路相连接。所述放大器P2的负极与二级互补对称放大电路相连接的同时接地。
另外，该二级互补对称放大电路包括三极管VT1，三极管VT2，电阻R9，电阻R10，电阻R8，电阻R7，二极管D3，二极管D4以及电容C2。连接时，电阻R9串接在三极管VT1的基极和集电极之间，二极管D3的P极与三极管VT1的基极相连接、N极与二极管D2的N极相连接，二极管D4的P极与二极管D2的N极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接，电阻R7串接在三极管VT2的基极和集电极之间，电阻R10的一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端经电阻R8后与三极管VT2的发射极相连接，电容C2的一端与电阻R10和电阻R8的连接点相连接、另一端与FPGA控制器相连接。所述三极管VT1的集电极接地，电阻R10和电阻R8的连接点与放大器P2的负极相连接，三极管VT2的集电极与放大器P3的负电源端相连接。
厚度传感器输出的信号输入到信号处理单元，信号经电阻R2后输入到由放大器P1、电阻R3以及电容C1所构成的低通滤波器，由该低通滤波器对信号中的干扰信号进行过滤，该电阻R3为放大器P1的负反馈电阻，其可以稳定放大器P1的静态工作点；该电容C1可以防止电路产生自激。信号经低通滤波器滤波处理后分为两路，一路输入到放大器P2，另一路输入到放大器P3，由放大器P2和放大器P3分别对信号进行放大，以提高信号的清晰度。经放大器P2和放大器P3输出的信号输入到二级互补对称放大电路，输入到二级互补对称放大电路的信号分别由三极管VT1、电阻R9、电阻R10所构成的放大器和由三极管VT2、电阻R7、电阻R8所构成的放大器进行放大；该电阻R9为三极管VT1的偏置电阻，其为三极管VT1的基极提供偏置电流；电阻R7为三极管VT2的偏置电阻，其为三极管VT2提供偏置电流；该二极管D3和二极管D4可以克服交越失真，从而提高信号的稳定性。该电容C2为去偶电容，其可以消除二级互补对称放大电路的自激，使放大电路稳定的工作。信号经二级互补对称放大电路输出后输入到FPGA控制器，FPGA控制器将信号转换为厚度值后与其内部设定的基准值进行比较，当检测到的厚度值大于或小于基准值时，FPGA控制器则发送指令给报警器，使报警器报警，同时通过显示器显示具体的厚度检测值。当系统报警器后操作人员根据显示的进度值来调整涂布设备，使涂布在负极材料上的浆料均匀。
如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (4)

1.一种负极材料涂布厚度检测系统，其特征在于，包括FPGA控制器，分别与FPGA控制器相连接的显示器、报警器、信号处理单元，与信号处理单元相连接的厚度传感器；所述信号处理单元包括低通滤波电路，与低通滤波电路相连接的前端放大电路，以及与前端放大电路相连接的二级互补对称放大电路；所述低通滤波电路与厚度传感器相连接，二级互补对称放大电路则与FPGA控制器相连接。
2.根据权利要求1所述的一种负极材料涂布厚度检测系统，其特征在于，所述低通滤波电路包括放大器P1，一端与放大器P1的负极相连接、另一端与厚度传感器相连接的电阻R2，一端经电阻R2后与放大器P1的负极相连接、另一端接地的电阻R1，串接在放大器P1的负极和输出端之间的电阻R3，与电阻R3相并联的电容C1；所述放大器P1的正极接地、其输出端与前端放大电路相连接。
3.根据权利要求2所述的一种负极材料涂布厚度检测系统，其特征在于，所述前端放大电路包括放大器P2，放大器P3，N极与放大器P2的输出端相连接、P极经电阻R4后与放大器P1的输出端相连接的二极管D1，与二极管D1相并联的电阻R5，P极与放大器P2的输出端相连接、N极与二级互补对称放大电路相连接的二极管D2，P极与放大器P3的负极相连接、N极与放大器P3的输出端相连接的二极管D6，P极与放大器P3的输出端相连接、N极与二极管D2的N极相连接的二极管D5，一端与二极管D6的P极相连接、另一端与二极管D5的N极相连接的电阻R6；所述放大器P3的正极与放大器P1的输出端相连接、其负极电源端与二级互补对称放大电路相连接；所述放大器P2的负极与二级互补对称放大电路相连接的同时接地。
4.根据权利要求3所述的一种负极材料涂布厚度检测系统，其特征在于，所述二级互补对称放大电路包括三极管VT1，三极管VT2，串接在三极管VT1的基极和集电极之间的电阻R9，P极与三极管VT1的基极相连接、N极与二极管D2的N极相连接的二极管D3，P极与二极管D2的N极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接的二极管D4，串接在三极管VT2的基极和集电极之间的电阻R7，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端经电阻R8后与三极管VT2的发射极相连接的电阻R10，一端与电阻R10和电阻R8的连接点相连接、另一端与FPGA控制器相连接的电容C2；所述三极管VT1的集电极接地，电阻R10和电阻R8的连接点与放大器P2的负极相连接，三极管VT2的集电极与放大器P3的负电源端相连接。
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