CN208620983U - 一种连续测量薄膜厚度的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种连续测量薄膜厚度的装置，所述装置至少包括：对辊，包括主动辊和从动辊，主动辊固定在底板上，从动辊设置在主动辊上，待测薄膜穿过主动辊和从动辊之间并通过主动辊和从动辊对其施加压力；平板电容器，包括平行设置的固定极板和活动极板，活动极板通过连接件支撑在从动辊上；中控系统，至少包括与平板电容器相连的电容信号转化装置；当待测薄膜的厚度发生变化时，从动辊沿所述待测薄膜的厚度方向发生位移，进而引起活动极板发生位移，从而使平板电容器的电容发生变化，电容的变化由电容信号转化装置检测出来，实现对所述待测薄膜厚度的测量。本实用新型的装置能够在保证测试精度的同时，降低连续在线测试薄膜厚度的成本。

Description

一种连续测量薄膜厚度的装置

技术领域

本实用新型涉及多孔薄膜厚度的测试设备领域，特别是涉及一种连续测量薄膜厚度的装置。

背景技术

薄膜产品，特别的在锂离子电池领域，各类原材料，包括隔离膜和铝塑膜等的厚度一致性也对对电池一致性和电化学性能等有重要影响。有必要对相关原材料薄膜产品的一致性均一性等特性进行连续在线测试。

薄膜的在线连续厚度测量，在薄膜产品的生产、品质、检测等流程中起着重要的作用。目前，在对薄膜进行厚度测量时，通常是检测人员利用千分尺或数显尺等工具对待测试样品进行测量。然而，由于检测人员的测量个性差异情况，其测量准确度不高，而且检测频率不高，检验时间不能完全固定，很多都是产品下线后取样测量，测试时间相对滞后，不能及时发现不良产品。当线下检测发现不良现象时，已经有批量不良产品生成，产品不得不做降品或者报废处理，造成良品率的大幅降低和原材料浪费。因而，需要一种能够实现在线连续检测薄膜厚度的装置，来即时反馈薄膜厚度的变化，及时处理产品异常，提高良品率。

目前，对薄膜产品厚度测试方法主要分为接触式和非接触式等方法。如公开号为CN 107655415A和CN 207291027 U等的专利，该系列方法均为非接触式测量方法，但是需要使用拉曼光谱仪和激光发射仪等精密仪器装置，价格较为昂贵。公开号CN 101790672 B也公布了一种用于非接触型电容式厚度测量的方法，该方法利用电容的变化反馈隔膜厚度的变化，但是在薄膜表面出现褶皱现象的时候，电容亦会发生变化，不能很好的从判定电容的变化是由于薄膜褶皱还是厚度变化引起的。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种连续测量薄膜厚度的装置，用于解决现有技术中薄膜厚度测量精度低、测量成本高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种连续测量薄膜厚度的装置，所述装置至少包括：

对辊，包括主动辊和从动辊，所述主动辊固定在底板上，所述从动辊设置在所述主动辊上，待测薄膜穿过所述主动辊和所述从动辊之间，并通过所述主动辊和所述从动辊对所述待测薄膜施加压力；

平板电容器，至少包括固定极板和活动极板，所述固定极板和所述活动极板平行设置，所述活动极板通过连接件支撑在所述从动辊上；

中控系统，至少包括电容信号转化装置，所述电容信号转化装置与所述平板电容器相连；

当所述待测薄膜的厚度发生变化时，所述从动辊沿所述待测薄膜的厚度方向发生位移，进而引起所述活动极板发生位移，从而使所述平板电容器的电容发生变化，所述电容的变化由所述电容信号转化装置检测出来，实现所述待测薄膜厚度的测量。

作为本实用新型连续测量薄膜厚度的装置的一种优化的方案，所述主动辊利用不锈钢架固定于所述底板上，并且所述主动辊与驱动电机相连。

作为本实用新型连续测量薄膜厚度的装置的一种优化的方案，所述电容信号转化装置包括以所述平板电容器作为反馈元件的振荡电路，利用所述振荡电路将所述电容的变化转换为输出振荡频率的变化，实现对薄膜厚度的测量。

作为本实用新型连续测量薄膜厚度的装置的一种优化的方案，所述中控系统还包括报警装置，所述报警装置与所述电容信号转化装置相连，所述电容的变化由所述电容信号转化装置检测出来后引发所述报警装置报警。

作为本实用新型连续测量薄膜厚度的装置的一种优化的方案，所述主动辊和所述从动辊的材质包括304不锈钢。

作为本实用新型连续测量薄膜厚度的装置的一种优化的方案，所述连接件包括片弹簧及螺旋状压缩弹簧中的一种。

作为本实用新型连续测量薄膜厚度的装置的一种优化的方案，所述固定极板和所述活动极板的材质包括铝板。

作为本实用新型连续测量薄膜厚度的装置的一种优化的方案，所述待测薄膜包括间断或连续传输的铝塑膜或电池隔离膜。

如上所述，本实用新型的连续测量薄膜厚度的装置，所述装置至少包括：对辊，包括主动辊和从动辊，所述主动辊固定在底板上，所述从动辊设置在所述主动辊上，待测薄膜穿过所述主动辊和从动辊之间，并通过所述主动辊和从动辊对所述待测薄膜施加压力；平板电容器，至少包括固定极板和活动极板，所述固定极板和活动极板平行设置，所述活动极板通过连接件支撑在所述从动辊上；中控系统，至少包括电容信号转化装置，所述电容信号转化装置与所述平板电容器相连；当所述待测薄膜的厚度发生变化时，所述从动辊沿所述待测薄膜的厚度方向发生位移，进而引起所述活动极板发生位移，从而使平板电容器的电容发生变化，所述电容的变化由所述电容信号转化装置检测出来，实现所述待测薄膜厚度的测量。本实用新型提供的薄膜厚度测量装置能够在保证测试精度的同时，降低连续在线测试薄膜厚度的成本。

附图说明

图1显示为本实用新型连续测量薄膜厚度的装置的结构示意图。

元件标号说明

1 对辊

101 主动辊

102 从动辊

2 平板电容器

201 固定极板

202 活动极板

3 连接件

4 中控系统

5 不锈钢架

6 底板

7 驱动电机

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种连续测量薄膜厚度的装置，所述装置至少包括：

对辊1，包括主动辊101和从动辊102，所述主动辊101固定在底板6上，所述从动辊102设置在所述主动辊101上，待测薄膜(未予以图示)穿过所述主动辊101和所述从动辊102之间，并通过所述主动辊101和所述从动辊102对所述待测薄膜施加压力；

平板电容器2，至少包括固定极板201和活动极板202，所述固定极板201和所述活动极板202平行设置，所述活动极板202通过连接件3支撑在所述从动辊102上；

中控系统4，至少包括电容信号转化装置(未予以图示)，所述电容信号转化装置与所述平板电容器2相连；

当所述待测薄膜的厚度发生变化时，所述从动辊102沿所述待测薄膜的厚度方向发生位移，进而引起所述活动极板202发生位移，从而使所述平板电容器2的电容发生变化，所述电容的变化由所述电容信号转化装置检测出来，实现对所述待测薄膜厚度的测量。

利用本实用新型的装置对薄膜厚度进行测量的原理为：利用平板电容器2的极板作为厚度测量的敏感元件，所述极板包含固定极板(上极板)201和活动极板(下极板)202，所述固定极板201是不动的，即当薄膜厚度变化时，不会引起所述固定极板201移动，但是，待测薄膜的厚度变化会引起所述活动极板202产生位移，从而导致平板电容器2的电容量的变化；由于平板电容器2具有电容量与极板间距成反比的特点，当薄膜厚度发生较小的变化时即可产生较大的电容量变化；以可变电容器(平板电容器)作为反馈非门多谐振荡电路的元件，当厚度不均一的薄膜通过对辊时，电容会发生一定的变化，经过电子脉冲信号转换将电容的变化转换为相应电路的输出振荡频率的变化，因而振荡频率可以高灵敏度地反映系统电容量的变化，由此实现对薄膜厚度的高精度、高灵敏度测量。该发明装置的测量对象适用于间断或连续传输的薄膜厚度的测量，如：铝塑膜、隔离膜等。

作为示例，所述主动辊101可以利用不锈钢架5固定于所述底板6上，并且所述主动辊101与驱动电机7相连。

进一步地，所述主动辊101采用导线与所述驱动电机7相连，所述主动辊101的位置固定，不会发生相对位移。所述主动辊101与所述从动辊102构成施压对辊，对通过其间的薄膜起到辊压夹紧整平的作用，可以避免薄膜褶皱造成的电容信号误差，提高厚度测量的精度。另外，如图1所示，所述从动辊102可在垂直方向上发生位移，其发生位移的大小与通过的待测薄膜的厚度有关。

作为示例，所述连接件3包括片弹簧及螺旋状压缩弹簧中的一种。所述从动辊102两端通过压缩弹簧与活动极板202相连，其中弹簧起到支撑活动极板202的作用，而且，随着所述从动辊102位移的变化，弹簧也会发生形变，并在内应力作用下带动所述活动极板202发生相同位移。

作为示例，所述中控系统4还包括报警装置(未予以图示)，所述报警装置与所述电容信号转化装置相连，所述电容的变化由所述电容信号转化装置检测出来后引发所述报警装置报警。

作为示例，所述主动辊101和从动辊102的材质包括304不锈钢，但并不限于此。

作为示例，所述固定极板201和所述活动极板202的材质包括铝板，但并不限于此。

本实用新型的连续测量薄膜厚度的装置的具体操作过程包括如下：

(1)取待测薄膜放置在所述主动辊101和从动辊102之间，调整好薄膜走速方向与所述主动辊101及从动辊102运动方向一致；

(2)打开所述中控系统4，测试待测薄膜静态始端的厚度情况，并设置薄膜厚度的可偏移上下限范围(如±10％)；

(3)打开所述驱动电机7，驱动所述主动辊101，并带动薄膜与所述从动辊102工作；

(4)即时监控所述中控系统4的电信号变化情况，当有连续的薄膜测试厚度超出上下限值，报警装置报警，同时系统报警灯闪烁，提醒上游工序薄膜厚度有较大变化。

总之，在本实用新型的装置中，平板电容器的活动极板(下极板)202与固定极板(上极板)201构成了可变电容器，上下极板面积一致，极板之间平行正对；上极板的位置固定，不会发生位移，因而，可变电容器的电容量会随着下极板的位移而发生变化；由于电容的改变只与上下极板的距离有关，因而，可变电容能够准确反映薄膜厚度的测试情况。可变电容最终通过柔性导线与外部中控系统4相连，通过内部电信号的转变，最终输出为薄膜厚度的变化情况。

综上所述，本实用新型的连续测量薄膜厚度的装置，至少包括：对辊，包括主动辊和从动辊，所述主动辊固定在底板上，所述从动辊设置在所述主动辊上，待测薄膜穿过所述主动辊和从动辊之间，并通过所述主动辊和从动辊对所述待测薄膜施加压力；平板电容器，至少包括固定极板和活动极板，所述固定极板和活动极板平行设置，所述活动极板通过连接件支撑在所述从动辊上；中控系统，至少包括电容信号转化装置，所述电容信号转化装置与所述平板电容器相连；当所述待测薄膜的厚度发生变化时，所述从动辊沿所述待测薄膜的厚度方向发生位移，进而引起所述活动极板发生位移，从而使平板电容器的电容发生变化，所述电容的变化由所述电容信号转化装置检测出来，实现所述待测薄膜厚度的测量。本实用新型提供的薄膜厚度测量装置能够在保证测试精度的同时，降低连续在线测试薄膜厚度的成本。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种连续测量薄膜厚度的装置，其特征在于，所述装置至少包括：

对辊，包括主动辊和从动辊，所述主动辊固定在底板上，所述从动辊设置在所述主动辊上，待测薄膜穿过所述主动辊和所述从动辊之间，通过所述主动辊和所述从动辊对所述待测薄膜施加压力；

平板电容器，至少包括固定极板和活动极板，所述固定极板和所述活动极板平行设置，所述活动极板通过连接件支撑在所述从动辊上；

中控系统，至少包括电容信号转化装置，所述电容信号转化装置与所述平板电容器相连；

当所述待测薄膜的厚度发生变化时，所述从动辊沿所述待测薄膜的厚度方向发生位移，进而引起所述活动极板发生位移，从而使所述平板电容器的电容发生变化，所述电容的变化由所述电容信号转化装置检测出来，实现对所述待测薄膜厚度的测量。

2.根据权利要求1所述的连续测量薄膜厚度的装置，其特征在于：所述主动辊利用不锈钢架固定于所述底板上，并且所述主动辊与驱动电机相连。

3.根据权利要求1所述的连续测量薄膜厚度的装置，其特征在于：所述电容信号转化装置包括以所述平板电容器作为反馈元件的振荡电路，利用所述振荡电路将所述电容的变化转换为输出振荡频率的变化，实现对薄膜厚度的测量。

4.根据权利要求1所述的连续测量薄膜厚度的装置，其特征在于：所述中控系统还包括报警装置，所述报警装置与所述电容信号转化装置相连，所述电容的变化由所述电容信号转化装置检测出来后引发所述报警装置报警。

5.根据权利要求1所述的连续测量薄膜厚度的装置，其特征在于：所述主动辊和所述从动辊的材质包括304不锈钢。

6.根据权利要求1所述的连续测量薄膜厚度的装置，其特征在于：所述连接件包括片弹簧及螺旋状压缩弹簧中的一种。

7.根据权利要求1所述的连续测量薄膜厚度的装置，其特征在于：所述固定极板和所述活动极板的材质包括铝板。

8.根据权利要求1所述的连续测量薄膜厚度的装置，其特征在于：所述待测薄膜包括间断或连续传输的铝塑膜或电池隔离膜。