CN112014467A - 一种检测蓄电池板栅质量缺陷的装置和方法、板栅模具缺陷的检测方法 - Google Patents

一种检测蓄电池板栅质量缺陷的装置和方法、板栅模具缺陷的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种检测蓄电池板栅质量缺陷的装置，包括检测架及超声波检测仪，所述超声波检测仪包括声波电路，其用于分析处理所述反射波，并将对应的波形显示在所述显示屏上。本发明还公开了一种使用所述的装置来检测蓄电池板栅质量缺陷的方法，包括如下步骤：上料，启动检测架，启动检测，判断质量缺陷。本发明还公开了一种基于所述检测蓄电池板栅质量缺陷的方法判断制备所述板栅的模具的质量缺陷的位置的方法。本发明所述设备和方法可准确判断所述蓄电池板栅的质量缺陷的位置，从而改进制备所述板栅的模具，提高成品率。

Description

一种检测蓄电池板栅质量缺陷的装置和方法、板栅模具缺陷 的检测方法
技术领域
本发明涉及电池生产设备领域，尤其涉及一种检测蓄电池板栅质量缺陷的装置和方法，以及一种模具缺陷的检测方法。
背景技术
铅酸蓄电池结构主要由正负极板、隔板、安全阀、电池槽、中盖以及电解液组成。其中正负极板主要为铅合金板栅，铅合金板栅负载有活性物质。铅合金板栅为蓄电池中的重要组件，其占蓄电池总质量的20％～30％。
铅合金板栅主要作用如下：
1、活性物质的载体：铅膏靠板栅支撑和分布；
2、集流体：担负着电流的传导、集散作用并使电流分布均匀。
正是由于板栅在蓄电池中的重要地位，使得蓄电池的生产对板栅的性能要求也非常严格，不但要求其导电性好，耐腐蚀，与活性物质结合性好，而且还要有足够的强度。正是由于蓄电池的生产需要高导电性、高强度的板栅，因此在蓄电池的制造过程中需要对板栅的质量缺陷进行检测。但是蓄电池板栅中的某些质量缺陷或栅板筋条中的某些质量缺陷，如气孔，特别是内气孔在铸造过程中很难发现。气孔在电池的使用过程中会造成筋条发生断裂，导致电流不能传导，进而影响电池的使用寿命。因此，蓄电池中板栅的质量缺陷的检测，特别是板栅筋条的质量缺陷检测，是一个亟待解决的问题。
目前，现有的板栅筋条的质量缺陷检测方法主要为外观检查。该外观检测主要包括查看飞边毛刺及气孔。但是现有技术对外观的检测多采用目视检查。而目视检查存在以下缺陷：
1、一般气孔裸露在板栅筋条表面的部分非常小，肉眼很难检查出来；
2、内气孔存在于筋条内部，通过目视检查无法检测；
3、目视检查检测效率低，同时，易存在错检、漏检的情况。
有鉴于此，需要提出一种新的技术方案来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种检测蓄电池板栅质量缺陷的装置，旨在改善上述现有技术中存在的缺陷检出难、错检、漏检的情况。
本发明的第二个目的在于提供一种基于所述检测蓄电池板栅质量缺陷的装置的检测方法，以改善上述现有技术中存在的缺陷检出难、错检、漏检的情况。
本发明的第三个目的在于提供一种基于所述检测蓄电池板栅质量缺陷的方法的板栅模具的质量缺陷的检测方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
一种检测蓄电池板栅质量缺陷的装置，包括检测架及超声波检测仪，所述检测架上设有用于输送待测工件的传送带，所述传送带的传送路径上设有检测区，所述超声波检测仪位于所述检测区内；
所述超声波检测仪包括声波电路、显示屏、驱动装置及至少一个检测探头，所述驱动装置用于驱动所述检测探头以预设路径扫描待测工件，所述检测探头用于发射超声波并接收从待测工件反射而来的反射波，所述声波电路用于分析处理所述反射波，并将对应的波形显示在所述显示屏上。
作为进一步的改进，所述检测探头连接有可上下伸缩的导杆，以便调节检测探头距离待测工件的高度。
作为进一步的改进，所述检测探头在检测时距离待测工件的高度为2～5mm。
作为进一步的改进，所述检测探头设有多个，且均位于所述检测区的范围内；所述检测探头在检测时与待测工件上下一一对应。
作为进一步的改进，所述预设路径遍历待测工件。
作为进一步的改进，所述显示屏为外接显示屏。
一种使用上述装置来检测蓄电池板栅条质量优劣的方法，包括如下步骤：
步骤一、上料，将待测工件置于所述传送带上；
步骤二、启动检测架，所述传送带将待测工件输送至检测区，并停留一段时间T1；
步骤三、启动检测，所述驱动装置驱动所述检测探头以预设路径扫描待测工件，所述检测探头发射超声波并接收从待测工件反射而来的反射波，所述声波电路分析处理所述反射波，并将对应的波形显示在所述显示屏上；
步骤四、判断质量缺陷，根据所述波形判断质量缺陷。
作为进一步的改进，根据所述波形判断质量缺陷在待测工件中的深度、位置和形状。
作为进一步的改进，所述质量缺陷包括白点、气孔、裂纹、分层、毛刺或夹杂。
一种板栅模具缺陷的检测方法，根据上述检测蓄电池板栅质量缺陷的检测方法判断模具缺陷的位置。
本发明采用的超声波检测是利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。超声波在异种介质的界面上将产生反射、折射和波型转换。利用这些特性，可以获得从缺陷界面反射回来的反射波，从而达到探测缺陷的目的。当板栅中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)或夹杂时，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形。可以根据波形的变化特征判断缺陷在工件中的深度、位置和形状。
相对于现有技术，本发明带来以下技术效果：
1、本发明中所述超声波检测仪上设置有多个检测探头，检测探头上设置有检测导杆，所述检测探头可同时工作，从而提高检测效率。
2、本发明采用超声波对板栅的质量缺陷进行检测，该检测方法检测灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，还可对缺陷进行定位，确定内气孔及毛刺发生的位置。
3、在板栅模具上对应的位置进行调整，避免内气孔及毛刺再发生。增强板栅质量，减少报废率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了所述检测蓄电池板栅质量缺陷的装置。图中，1为超声波检测仪，2为检测导杆，3为检测区，4为显示屏，5为检测架，6为运输传送带，7为检测探头。
图2示出了检测蓄电池板栅白点质量缺陷的波形。图中，T代表始波，F代表缺陷波，B1代表底波。
图3示出了检测蓄电池板栅内裂纹质量缺陷的波形。图中，T代表始波，F代表缺陷波，B1代表底波。
图4示出了检测蓄电池板栅缩孔质量缺陷的波形。图中，T代表始波，F代表缺陷波，B1代表底波。
图5示出了检测蓄电池板栅缩孔残余质量缺陷的波形。图中，T代表始波，F代表缺陷波，B1代表底波。
图6示出了检测蓄电池板栅夹杂物质量缺陷的波形。图中，T代表始波，F代表缺陷波，B1代表底波。
图7示出了检测蓄电池板栅疏松质量缺陷的波形。图中，T代表始波，F代表缺陷波，B1代表底波。
图8示出了检测蓄电池板栅锭型偏析质量缺陷的波形。图中，T代表始波，F代表缺陷波，B1代表底波。
图9示出了检测蓄电池板栅晶粒粗大质量缺陷的波形。图中，T代表始波，F代表缺陷波，B1代表底波。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1所示，本发明所述检测蓄电池板栅质量缺陷的装置，包括检测架5及超声波检测仪1，所述检测架5上设有用于输送待测工件的传送带6，所述传送带6的传送路径上设有检测区3，所述超声波检测仪1位于所述检测区3内；所述超声波检测仪1包括声波电路(图中未显示)、显示屏4、驱动装置(图未示)及至少一个检测探头7，所述驱动装置用于驱动所述检测探头7以预设路径扫描待测工件，所述检测探头7用于发射超声波并接收从待测工件反射而来的反射波，所述声波电路用于分析处理所述反射波，并将对应的波形显示在所述显示屏4上。所述检测探头7连接有可上下伸缩的导杆，用于调节检测探头7距离待测工件的高度。所述检测探头7在检测时距离待测工件的高度为2～5mm。所述检测探头7设有多个，且均位于所述检测区3的范围内；所述检测探头7在检测时与待测工件上下一一对应。所述预设路径遍历待测工件。所述显示屏4为外接显示屏4。
本发明所述检测蓄电池板栅质量缺陷的方法，包括如下步骤：将待测工件置于所述传送带6上；然后启动检测架5，将所述传送带6将待测工件输送至检测区3，并停留一段时间T1；然后启动检测，所述驱动装置驱动所述检测探头7以预设路径扫描待测工件，所述检测探头7发射超声波并接收从待测工件反射而来的反射波，所述声波电路分析处理所述反射波，并将对应的波形显示在所述显示屏4上；最后判断质量缺陷，跟据所述波形判断质量缺陷。还可进一步根据所述波形判断质量缺陷在待测工件中的深度、位置和形状。所述质量缺陷包括白点、气孔、裂纹、分层、毛刺或夹杂。
请参阅图2，白点缺陷的缺陷波为林状波，波峰清晰，尖锐有力，伤波出现位置与缺陷分布相对应，探头移动时伤波切换，变化不快，降低探伤灵敏度时，伤波下降较底波慢。白点对底波反射次数影响较大，底波1～2次甚至消失。提高灵敏度时，底波次数无明显增加。圆周各处探伤波形均相类似。纵向探伤时，伤波不会延续到锻坯的端头。
请参阅图3，内裂纹可分为三种类型。图3(a)为横向内裂纹的缺陷波型。轴类工件中的横向内裂纹在采用直探头探伤，声速平行于裂纹时，既无底波又无伤波，但提高灵敏度后会出现一系列小伤波，当探头从裂纹处移开，则底波多次反射恢复正常。斜探头轴向移动探伤和直探头纵向贯穿入射时，会出现典型的裂纹波形即波形反射强烈，波底较宽，波峰分枝，成束状。斜探头移向裂纹时伤波向始波移动，反之，向远离始波方向移动。图3(b)为中心锻造裂纹，伤波为心部的强脉冲，圆周方向移动探头时伤波幅度变化较大，时强时弱，底波次数很少或者底波消失。图3(c)为纵向内裂纹的缺陷波型。轴类锻件中的纵向内裂，直探头圆周探伤，声束平行于裂纹时，既无底波也无伤波，当探头转动90°时反射波最强，呈现裂纹波形，有时会出现裂纹的二次反射，一般无底波。底波与伤波出现特殊的变化规律。
请参阅图4，缩孔缺陷的伤波反射强烈，波底宽大，成束状，在主伤波附近常伴有小伤波，对底波影响严重，常使底波消失，圆周各处伤波基本类似，缩孔常出现在冒口端或热节处。
请参阅图5，缩孔缺陷的伤波幅度强，出现在工件心部，沿轴向探伤时伤波具有连续性，由于缩孔锻造变形，圆周各处伤波幅度差别较大，缺陷使底波严重衰减，甚至消失。
请参阅图6，夹杂物缺陷分单个夹杂渣和分散性夹杂物两种。图6(a)为单个夹渣伤波示意图。如图所示，单个夹渣伤波为单一脉冲或伴有小伤波的单个脉冲，波峰园钝不清晰，伤波幅度虽高，但对底波及其反射次数影响不大。图6(b)为分散性夹杂物的伤波示意图。其伤波为多个，有时呈现林状波，但波顶园钝不清晰，波形分枝，伤波较高，但对底波及底波多次反射次数影响较小。移动探头时，伤波变化比白点为快。
请参阅图7，锻件中的疏松，在低灵敏度时伤波很低或无伤波，提高灵敏度后才呈现典型的疏松波形，中心疏松多出现心部，一般疏松出现始波与底波之间。疏松对底波有一定影响但影响不大，随着灵敏度提高，底波次数有明显增加。铸件中的疏松对声波有显著的吸收和散射作用，常使底波显著减少，甚至使底波消失，严重的疏松既无底波又无伤波，探头移动时会出现波峰很低的蠕动波形。
请参阅图8，锭型偏析在通常探伤灵敏度常常无伤波，提高灵敏度后才有环状分布的伤波出现，它对底波反射次数无明显影响，随着探伤灵敏度提高，底波次数明显增加。
请参阅图9，晶粒粗大的波形是典型草状波伤波丛集，如密生草状，伤波模糊不清晰，波与波之间难于分辨，移动探头时伤波跳动迅速，通常探伤灵敏度，底波次数很少，一般1～2次，无伤波，提高灵敏度后底波次数无明显增多，在一次底波前出现草状波，改换低频率探伤，底波次数明显增多或恢复正常，一般不再出现草状波。
本发明所述板栅模具缺陷的检测方法，可根据所述板栅的质量缺陷所处的位置与制备所述板栅的模具之间存在对应关系，由所述检测蓄电池板栅质量缺陷的装置检测得到的质量缺陷的位置，来判断制备所述板栅采用的模具的缺陷的位置。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种检测蓄电池板栅质量缺陷的装置，其特征在于：包括检测架及超声波检测仪，所述检测架上设有用于输送待测工件的传送带，所述传送带的传送路径上设有检测区，所述超声波检测仪位于所述检测区内；
所述超声波检测仪包括声波电路、显示屏、驱动装置及至少一个检测探头，所述驱动装置用于驱动所述检测探头以预设路径扫描待测工件，所述检测探头用于发射超声波并接收从待测工件反射而来的反射波，所述声波电路用于分析处理所述反射波，并将对应的波形显示在所述显示屏上。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测探头连接有可上下伸缩的导杆，用于调节检测探头距离待测工件的高度。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测探头在检测时距离待测工件的高度为2～5mm。
4.如权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述检测探头设有多个，且均位于所述检测区的范围内；所述检测探头在检测时与待测工件上下一一对应。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预设路径遍历待测工件。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示屏为外接显示屏。
7.一种使用上述权利要求1-6任一项所述的装置来检测蓄电池板栅质量缺陷的方法，其特征在于：
包括如下步骤：
步骤一、上料，将待测工件置于所述传送带上；
步骤二、启动检测架，所述传送带将待测工件输送至检测区，并停留一段时间T1；
步骤三、启动检测，所述驱动装置驱动所述检测探头以预设路径扫描待测工件，所述检测探头发射超声波并接收从待测工件反射而来的反射波，所述声波电路分析处理所述反射波，并将对应的波形显示在所述显示屏上；
步骤四、判断质量缺陷，跟据所述波形判断质量缺陷。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：根据所述波形判断质量缺陷在待测工件中的深度、位置和/或形状。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述质量缺陷包括白点、气孔、裂纹、分层、毛刺、偏析、晶粒粗大或夹杂。
10.一种板栅模具缺陷的检测方法，其特征在于：根据权利要求7-9任一项所述的方法判断模具缺陷的位置。
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