CN114062808A - 检测极耳质量的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种检测极耳质量的装置，包括激励模块、检测模块和控制模块；检测模块，包括激励线圈和感应线圈；激励模块，与检测模块连接，用于向激励线圈施加激励信号；控制模块，与检测模块连接，用于接收感应线圈在激励信号下产生的感应信号，并根据感应信号，判断被测极耳的质量是否合格。其打破传统方式，利用电磁波对非铁磁性物质穿透能力强弱的核心理论，给出了检测激励信号通过激励线圈、被测极耳，在感应线圈处产生的感应信号大小，判断被测极耳质量的新型方式，能够便捷快速的判定极耳质量。
Description
技术领域
本发明涉及电池装配技术领域，特别是涉及一种锂电池中极耳质量的检验检测技术。
背景技术
极耳是锂离子聚合物电池的一种原材料，生活中常见的手机电池、笔记本电池及电动汽车电池等都需要用到极耳。正极极耳一般由铝箔制成，负极极耳则一般采用铜箔制成，无论哪种材质，其质地都较软，在叠片卷绕过程或者周转运输过程中容易发生确实、部分翻折、整体翻折等缺陷，更为严重的甚至出现正极极耳翻折后接触负极片，负极极耳翻折后接触正极片，从而导致电池内部出现短路、阻抗增大，容量降低等现象，最终影响电池性能、甚至失控着火。
现有技术中检测极耳质量是否正常合格的方法一般有：1、人工方式；2、Hi-pot方式；3、图像识别方式。第一种人工方式，通过人眼目测外观、拆解目测内部、手动测量厚度等，不仅效率低下而且容易发生漏检、误检；第二种Hi-pot方式，通过施加电压对电芯阻值进行检测，侧面反应极耳质量，较人工方式，效率有所提高，但是其只对翻折到隔膜上的极耳翻折检出率高，而对翻折进自身层内的极耳难以辨识，容易造成漏检；第三种图像识别方式，尽管效率和准确度都有所提升，但是不仅结构复杂，需要图像检测等设备，成本高，而且要对图像进行处理等步骤，分析繁琐，运算复杂。
因此，如何提供一种简单高效、准确度高的极耳质量检测装置，是目前极耳生产应用过程中一个亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述至少一个技术问题，本发明提供一种检测极耳质量的装置，包括：激励模块100、检测模块200和控制模块300；所述检测模块200，包括激励线圈210和感应线圈220；
所述激励模块100，与所述检测模块200连接，用于向所述激励线圈210施加激励信号；
所述控制模块300，与所述检测模块200连接，用于接收所述感应线圈220在所述激励信号下产生的感应信号，并根据所述感应信号，判断被测极耳的质量是否合格。
进一步地，所述控制模块300，包括：
第一计算单元310，用于根据标准信号，生成所述被测极耳的设定范围；
第一判断单元320，与所述第一计算单元310连接，用于判断所述感应信号是否在设定范围；
第一判定单元330，与所述第一判断单元320连接，若所述感应信号在设定范围，则判定所述被测极耳的质量合格；
第二判定单元340，与所述第一判断单元320连接，若所述感应信号不在设定范围，则判定所述被测极耳的质量不合格。
进一步地，所述激励线圈210和所述感应线圈220，对称设置于所述被测极耳的两侧。
进一步地，所述检测模块200，还包括参考极耳230；所述感应线圈220，包括第一感应线圈221和第二感应线圈222；所述第一感应线圈221，产生第一感应信号；所述第二感应线圈222，产生第二感应信号；
所述控制模块300，包括：
第二计算单元350，用于根据所述第二感应信号，生成设定范围；
第二判断单元360，与所述第二计算单元350连接，用于判断所述第一感应信号是否在设定范围；
第三判定单元370，与所述第二判断单元360连接，若所述第一感应信号在设定范围，则判定所述被测极耳的质量合格；
第四判定单元380，与所述第二判断单元360连接，若所述第一感应信号不在设定范围，则判定所述被测极耳的质量不合格。
进一步地，所述第一感应线圈221、所述被测极耳、所述激励线圈210、所述参考极耳230和所述第二感应线圈222依次设置；所述被测极耳、所述参考极耳230，相对于所述激励线圈210对称；所述第一感应线圈221、所述第二感应线圈222，相对于所述激励线圈210对称。
进一步地，所述装置，还包括底座400；所述检测模块200，设置在所述底座400上。
进一步地，所述激励线圈210和所述感应线圈220，同轴设置，形成线圈组。
进一步地，所述线圈组，包括N组，分别设置在所述被测极耳的N个位置。
进一步地，所述感应线圈220可移动的设置在所述底座400上。
进一步地，所述感应线圈220通过滑动组件移动，所述滑动组件包括：滑槽和滑块；所述滑槽，设置在所述底座400上；所述滑块，一端可滑动的设置在所述滑槽内；另一端与所述感应线圈220连接。
本发明提供的检测极耳质量的装置，打破传统方式，利用电磁波对非铁磁性物质穿透能力强弱的核心理论，给出了检测激励信号通过激励线圈、被测极耳，在感应线圈处产生的感应信号大小，判断被测极耳质量的新型方式，能够便捷快速的判定极耳质量。
附图说明
图1为本发明检测极耳质量的装置的一个实施例的示意图；
图2为本发明检测极耳质量的装置的控制装置的一个实施例的结构框图；
图3为本发明检测极耳质量的装置的另一个实施例的示意图；
图4为本发明检测极耳质量的装置的控制装置的另一个实施例的结构框图；
图5为本发明检测极耳质量的装置的另一个实施例的示意图；
图6为本发明检测极耳质量的装置的另一个实施例的示意图；
图7为本发明检测极耳质量的装置的另一个实施例的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种检测极耳质量的装置，包括：激励模块100、检测模块200和控制模块300；检测模块200，包括激励线圈210和感应线圈220；激励模块100，与检测模块200连接，用于向激励线圈210施加激励信号；控制模块300，与检测模块200连接，用于接收感应线圈220在激励信号下产生的感应信号，并根据感应信号，判断被测极耳A的质量是否合格。
具体的，检测模块200中，激励线圈210和感应线圈220，可选但不仅限于设置在被测极耳的两侧，以增加感应信号，提高判断结果的精确度；更为优选的，激励线圈210和感应线圈220，对称设置在被测极耳的两侧，以进一步提高检测精准度。更为具体的，激励模块100、控制模块300，可选但不仅限于通过电气连接件与检测模块200连接。更为具体的，激励模块100，可选但不仅限于对激励线圈210施加一定频率和电流的激励信号。该激励模块100的具体类型、激励信号的频率、电流等参数可由本领域技术人员根据极耳厚度等实际情况而自由设定。控制模块300，可选但不仅限于为单片机、控制终端、手持设备等，通过内部芯片程序接收感应信号，并处理分析接收到的感应信号，得到分析结果可选但不仅限采用信号处理仪等设备，检测感应信号的电压、电流等，以表征感应信号的大小，或进一步通过该感应信号的大小，分析表征极耳的特征参数如厚度等，做出后续判断，再通过人机界面显示屏、触摸屏、红灯表示不合格、绿灯表示合格等显示给技术人员，技术人员可根据显示结果进一步反馈操控激励模块100、检测模块200等。更为具体的，各模块划分仅为功能性划分，并不对具体模块的硬件结果作任何限定。示例的，该激励模块100和控制模块300，可选但不仅限于为信号处理仪，一方面用于对激励线圈210施加激励信号，另一方面用于处理感应线圈220产生的感应信号，据此分析判断，得到质量合格与否的结果。
在该实施例中，本发明的检测极耳质量的装置，打破传统方式，利用电磁波对非铁磁性物质穿透能力强弱的核心理论，给出了检测激励信号通过激励线圈210、被测极耳A，在感应线圈220处产生的感应信号大小，判断被测极耳质量的新型方式，能够便捷快速的判定极耳质量。相较于现有技术的人工方式，一方面很大程度上避免了人工参与导致的误检、漏检，另一方面提高了检测效率，可快速准确的检测极耳的质量是否合格；相较于Hi-pot方式，其检测范围全面，能够检测任何形式的缺陷；相对于图像识别方式，其成本低廉、分析简单。因此，本发明检测极耳质量的装置，是一种简单高效、准确度高的检测装置。
具体的，如图2所示，在一个实施例中，控制模块300，包括：
第一计算单元310，用于根据标准信号，生成设定范围；
第一判断单元320，与第一计算单元310连接，用于判断感应信号是否在设定范围；
第一判定单元330，与第一判断单元320连接，若感应信号在设定范围，则判定被测极耳的质量合格；
第二判定单元340，与第一判断单元320连接，若感应信号不在设定范围，则判定被测极耳的质量不合格。
在该实施例中，给出了控制模块300，如何根据感应信号，判断被测极耳的质量是否合格的一个具体实施例。具体的，根据比较感应电压、感应电流或厚度等的感应信号和标准信号，判定被测极耳的质量是否合格。该方式将感应信号的实际感应信号与预先存储的标准信号进行比较，简单明了、分析速度快且准确度高。具体的，可选但不仅限于计算感应信号与标准信号的差值；判断差值的绝对值是否小于设定阈值；若差值的绝对值小于设定阈值，则判定被测极耳的质量合格；若差值的绝对值不小于设定阈值，则判定被测极耳的质量不合格，将二者的差值与设定的可接收阈值空间比较，只有在差值在可接受范围内时，才判定被测极耳的质量合格。该差值，可选但不仅限于因检测精度误差、电磁波干扰等非理想因素而产生。该判断标准相对灵活松动，能够避免误检，将没有缺失、翻折的被测极耳，因检测精度误差、电磁波干扰等而认定为质量不合格产品。优选的，本领域技术人员还可选但不仅限于将感应信号与标准信号相除，将商与1进行比较，若在设定范围内，则判定被测极耳的质量合格；若不在设定范围内，则判定被测极耳的质量不合格。优选的，本领域技术人员还可选但不仅限于对感应信号与标准信号进行处理之后再做比较，等等。
如图3所示，在另一个实施例中，除了被测极耳外，还增设与之匹配的参考极耳230。针对被测极耳A，设置激励线圈210和第一感应线圈221；针对参考极耳230，设置激励线圈210和第二感应线圈222。具体的，参考极耳230可选但不仅限于根据被测极耳A的实际情况如材质、厚度、极片层数等，选定理想状态下与被测极耳A同样的极耳作为参考极耳230。更为具体的，第一感应线圈221、被测极耳A、激励线圈210、参考极耳230和第二感应线圈222，可选但不仅限于按顺序依次设置。更为具体的，被测极耳、参考极耳230，可选但不仅限于相对于激励线圈210对称；第一感应线圈221、第二感应线圈222，可选但不仅限于相对于激励线圈210对称。
在该实施例中，如图4所示，控制模块300，包括：
第二计算单元350，根据第二感应信号，生成设定范围；
第二判断单元360，与第二计算单元350连接，用于判断第一感应信号是否在设定范围；
第三判定单元370，与第二判断单元360连接，若第一感应信号在设定范围，则判定被测极耳的质量合格；
第四判定单元380，与第二判断单元360连接，若第一感应信号不在设定范围，则判定被测极耳的质量不合格。
在该实施例中，与第一个实施例不同，其比较激励信号通过激励线圈210、被测极耳/参考极耳230，在第一感应线圈221/第二感应线圈222处产生的第一感应信号/第二感应信号大小，判断被测极耳的质量。相较于如图2所示的实施例，直接将感应信号与标准信号比较，其通过设置参考极耳230和第二感应线圈222充当预先存储的标准信号，避免因信号漂移、环境干扰等造成的误检、漏检。尤其是，当被测极耳和参考极耳230共用一组激励信号和激励模块100时，只要选用的参考极耳230合适，一方面基础误差很小；另一方面可以将二者信号直接进行大小比较，无需做进一步处理分析；因此能便捷快速、准确性高的判定被测极耳的质量。具体的，可选但不仅限于，计算第一感应信号与第二感应信号的差值；判断差值的绝对值是否小于设定阈值；若差值的绝对值小于设定阈值，则判定被测极耳的质量合格；若差值的绝对值不小于设定阈值，则判定被测极耳的质量不合格。将二者的差值与设定的可接受阈值空间比较，只有在差值在可接受范围内时，才判定被测极耳的质量合格。该差值，可选但不仅限于因检测精度误差、电磁波干扰等非理想因素而产生。该判断标准相对灵活松动，能够避免误检，将没有缺失、翻折的被测极耳，因检测精度误差、电磁波干扰等而认定为质量不合格产品。值得注意的，使用该差值与设定阈值比较，以判定被测极耳的质量是否合格，仅为示例说明。优选的，本领域技术人员还可选但不仅限于将第一感应信号与第二感应信号相除，将商与1进行比较，若在设定范围内，则判定被测极耳的质量合格；若不在设定范围内，则判定被测极耳的质量不合格。优选的，本领域技术人员还可选但不仅限于对第一感应信号与第二感应信号进行处理之后再做比较，等等。
更为具体的，针对上述两个实施例，本发明的检测极耳质量的装置还提供以下优选方案：
如图5所示，本发明检测极耳质量的装置，还可选但不仅限于包括底座400，将检测模块200整体固定设置在底座400上，以提高检测模块200的稳定性、降低检测误差，进一步提高质量检测的精度。
更为具体的，激励线圈210和感应线圈220，可选但不仅限于同轴设置以形成线圈组，进一步减小误差，保证结果的准确性。
更为具体的，该线圈组，可选但不仅限于设置N组，布置在被测极耳的不同位置，以检测多个位置的质量情况是否有缺失、翻折等，为被测极耳(尤其是大型被测极耳)的检修等提供依据。具体的，当线圈组为5组时，检测位置分别位于极耳的四角和中心(如图6所示)；当线圈为3组时，一组位于极耳中线靠上位置，另外两组对称的设置于中线下方两侧(如图7所示)。
更为优选的，如图5所示，本发明的检测极耳质量的装置，感应线圈220可移动的设置在底座400上，移动方式可选但不仅限于通过滑杆、滑块或任意可实现感应线圈220移动的方式。以滑块为例，装置还包括滑动组件。该滑动组件，可选但不仅限于包括：滑槽和滑块。其中，滑槽，设置在底座400上；滑块，一端可滑动的设置在滑槽内；另一端与感应线圈220连接。
在该实施例中，增设滑动组件或其它方式，以将感应线圈220(与被测极耳对应的感应线圈)滑动设置在底座400上，方便更换被测极耳(如图5所示的状态，激励线圈与第一感应线圈的距离变大，方便更换被测极耳)，在实施例2中，还可选但不仅限于将与参考极耳230对应的第二感应线圈222也设置为可滑动的，以方便更换参考极耳230，适配不同类型的被测极耳。
更为优选的，控制模块300，还可选但不仅限于包括类型判定单元，用于在判定被测极耳的质量不合格时，进一步根据感应信号，判断被测极耳的不合格类型。具体的，判断感应信号与标准信号的差值或第一感应信号与第二感应信号的差值是否大于0；若差值大于0，则判定被测极耳存在缺失或因翻折而变薄的缺陷；若差值小于0，则判定被测极耳存在因翻折而变厚的缺陷。值得注意的，使用该差值与设定阈值比较，以判定被测极耳的质量是否合格，仅为示例说明。优选的，本领域技术人员还可选但不仅限于将感应信号和标准信号(或者第一感应信号和第二感应信号)相除，将商与1进行比较，若在设定范围内，则判定被测极耳的质量合格；若不在设定范围内，则判定被测极耳的质量不合格。优选的，本领域技术人员还可选但不仅限于对感应信号和标准信号(或者第一感应信号和第二感应信号)进行处理之后再做比较，等等。
在该实施例中，在判定极耳质量不合格情况下，进一步判断其不合格类型，以进一步了解该不合格极耳的具体缺陷种类，以在检测后为工作人员的检修提供依据。具体的，其理论依据是利用电磁波对非铁磁性物质的穿透能力，当极耳存在缺失/因翻折而变薄时，对电磁感应的影响较小，使得感应线圈220内产生的感应信号感应电流、感应电压较大，即实际第一感应信号将大于正常情况下参考极耳230的第二感应信号，使得差值大于0；当极耳存在因翻折而变厚时，对电磁感应的影响较大，感应线圈220内产生的感应信号感应电流、感应电压较小，即实际第一感应信号将小于正常情况下参考极耳230的第二感应信号，使得差值小于0。
更为优选的，控制模块300，还包括层数判定单元，用于在判定被测极耳存在因翻折而变薄或因翻折而变厚时，根据感应信号与标准信号的大小或第一感应信号与第二感应信号的大小，判断被测极耳的翻折层数。更为具体的，可选但不仅限于预先存储或设定各层数如一层、两层、三层……极片在同等激励信号下，感应线圈220端产生的感应信号大小，再通过查找表等形式，判定被测极耳的翻折层数。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种检测极耳质量的装置，其特征在于，包括：激励模块(100)、检测模块(200)和控制模块(300)；所述检测模块(200)，包括激励线圈(210)和感应线圈(220)；
所述激励模块(100)，与所述检测模块(200)连接，用于向所述激励线圈(210)施加激励信号；
所述控制模块(300)，与所述检测模块(200)连接，用于接收所述感应线圈(220)在所述激励信号下产生的感应信号，并根据所述感应信号，判断被测极耳的质量是否合格。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块(300)，包括：
第一计算单元(310)，用于根据标准信号，生成被测极耳的设定范围；
第一判断单元(320)，与所述第一计算单元(310)连接，用于判断所述感应信号是否在设定范围；
第一判定单元(330)，与所述第一判断单元(320)连接，若所述感应信号在设定范围，则判定所述被测极耳的质量合格；
第二判定单元(340)，与所述第一判断单元(320)连接，若所述感应信号不在设定范围，则判定所述被测极耳的质量不合格。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述激励线圈(210)和所述感应线圈(220)，对称设置于所述被测极耳的两侧。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测模块(200)，还包括参考极耳(230)；所述感应线圈(220)，包括第一感应线圈(221)和第二感应线圈(222)；所述第一感应线圈(221)，产生第一感应信号；所述第二感应线圈(222)，产生第二感应信号；
所述控制模块(300)，包括：
第二计算单元(350)，用于根据所述第二感应信号，生成设定范围；
第二判断单元(360)，与所述第二计算单元(350)连接，用于判断所述第一感应信号是否在设定范围；
第三判定单元(370)，与所述第二判断单元(360)连接，若所述第一感应信号在设定范围，则判定所述被测极耳的质量合格；
第四判定单元(380)，与所述第二判断单元(360)连接，若所述第一感应信号不在设定范围，则判定所述被测极耳的质量不合格。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一感应线圈(221)、所述被测极耳、所述激励线圈(210)、所述参考极耳(230)和所述第二感应线圈(222)依次设置；所述被测极耳、所述参考极耳(230)，相对于所述激励线圈(210)对称；所述第一感应线圈(221)、所述第二感应线圈(222)，相对于所述激励线圈(210)对称。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的装置，其特征在于，还包括底座(400)；所述检测模块(200)，设置在所述底座(400)上。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述激励线圈(210)和所述感应线圈(220)，同轴设置，形成线圈组。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述线圈组，包括N组，分别设置在所述被测极耳的N个位置。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述感应线圈(220)可移动的设置在所述底座(400)上。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述感应线圈(220)通过滑动组件移动，所述滑动组件包括：滑槽和滑块；所述滑槽，设置在所述底座(400)上；所述滑块，一端可滑动的设置在所述滑槽内；另一端与所述感应线圈(220)连接。
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- 2021-11-09 CN CN202111319764.3A patent/CN114062808A/zh active Pending
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