CN220072254U - 一种涂布机的涂布量监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种涂布机的涂布量监测系统，包括浆料密度检测装置、转速检测装置、计时器和计算装置，浆料密度检测装置用于检测涂布浆料密度；转速检测装置用于检测涂布机的螺杆泵的转速；计时器用于检测螺杆泵的运行时间；计算装置包括第一计算模块和第二计算模块，第一计算模块用于计算涂布浆料流量；第一计算模块、浆料密度检测装置、转速检测装置和计时器均与第二计算模块相连接，第二计算模块用于计算涂布量。本实用新型提高了涂布量监测精度，能够准确的获取涂布量数据，整体结构简单、便于布置和维护。
Description
技术领域
本实用新型涉涂布监测技术领域，尤其是指一种涂布机的涂布量监测系统。
背景技术
电池极片是锂电池的核心组成部分，随着锂电池行业的发展，对锂电池的能量密度、安全性和成本等要求越来越高，继而对锂电池极片在生产环节中的涂布精度、面密度、表面质量和生产成本的要求也越来越高，其中，涂布是生产电池极片的关键工序。
挤压涂布是通过螺杆泵将浆料泵入涂布模头，然后均匀涂覆在箔材表面。挤压涂布设备不仅涂布速度快，而且涂布精度更高，目前已成为锂离子电池生产中主流涂布设备。利用现有的挤压涂布设备进行挤压涂布作业时，需要对涂布量进行控制和监测，以保证涂布质量以及获取涂布消耗量数据，但是现有的涂布量监测设备结构复杂、监测精度较低，无法准确的获取涂布量数据，从而无法满足使用需求。
实用新型内容
为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中涂布量监测设备结构复杂、监测精度较低，无法准确的获取涂布量数据的缺陷。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种涂布机的涂布量监测系统，包括，
浆料密度检测装置，所述浆料密度检测装置用于检测涂布浆料密度；
转速检测装置，所述转速检测装置用于检测涂布机的螺杆泵的转速；
计时器，所述计时器用于检测螺杆泵的运行时间；
计算装置，所述计算装置包括第一计算模块和第二计算模块，所述第一计算模块用于计算涂布浆料流量；所述第一计算模块、浆料密度检测装置、转速检测装置和计时器均与所述第二计算模块相连接，所述第二计算模块用于计算涂布量。
在本实用新型的一个实施例中，所述转速检测装置包括感应计数装置，所述感应计数装置连接在机架上，所述螺杆泵上连接有随螺杆泵转动的感应片，所述感应计数装置上设置有感应区。
在本实用新型的一个实施例中，所述感应计数装置包括光电传感器和计数器，所述光电传感器上设置有所述感应区，所述光电传感器和所述计数器电连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述计算装置的输出端和显示器相连接，所述显示器用于显示计算装置输出的涂布量。
在本实用新型的一个实施例中，所述第二计算模块和触发器相连接。
在本实用新型的一个实施例中，涂布量监测系统还包括涂布信号监控装置，所述涂布信号监控装置用于监测涂布信号，所述涂布信号包括正常涂布状态信号和非涂布状态信号。
在本实用新型的一个实施例中，所述涂布信号监控装置和所述触发器相连接。
在本实用新型的一个实施例中，涂布量监测系统还包括走带速度传感器，所述走带速度传感器用于检测料带的走带速度。
在本实用新型的一个实施例中，涂布量监测系统还包括涂布模头位置触感器，所述涂布模头位置传感器用于检测涂布模头的位置。
在本实用新型的一个实施例中，所述第一计算模块、浆料密度检测装置和计时器均与所述第二计算模块进行通讯连接，所述通讯连接采用有线连接或无线连接。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本实用新型所述的涂布量监测系统，提高了涂布量监测精度，能够准确的获取涂布量数据，整体结构简单、便于布置和维护。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型中涂布机的涂布量监测系统的系统框图；
图2是本实用新型中涂布机的涂布量监测系统的结构示意图；
说明书附图标记说明：1、螺杆泵；2、机架；3、涂布模头；4、料带；5、极片；6、浆料。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。在本申请实施例的描述中，技术术语“厚度”、“内”、“外”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。
本申请的实施例所提到的极片为电池单体的组成部分，如本领域技术人员所悉，电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。
本申请的实施例所提到的涂布机则就是用于在正极极片中涂覆正极活性物质层，或者是在负极极片中涂覆负极活性物质层。
涂布量监测设备主要用于对涂布量(也即涂覆量)数据进行监测，现有技术中涂布量监测设备结构复杂、监测精度较低，无法准确的获取涂布量数据，为解决该问题，本实施例提供一种涂布机的涂布量监测系统。
以下将结合图1-图2，对本实施例的涂布机的涂布量监测系统的结构作进一步描述。
实施例
如图1所示，本实施例公开了一种涂布机的涂布量监测系统，包括浆料密度检测装置、转速检测装置、计时器和计算装置；
其中，浆料密度检测装置用于检测涂布浆料密度；转速检测装置用于检测涂布机的螺杆泵1的转速；计时器用于检测螺杆泵1的运行时间；
计算装置包括第一计算模块和第二计算模块，第一计算模块用于计算涂布浆料流量；第一计算模块、浆料密度检测装置和计时器均与第二计算模块相连接，第二计算模块用于计算涂布量。
具体的，涂布浆料流量为螺杆泵每转一圈浆料通过的体积；第一计算模块可以根据螺杆泵的转速和螺杆直径计算得到该涂布浆料流量；第二计算模块则根据涂布浆料流量、涂布浆料密度、螺杆泵的转速和螺杆泵的运行时间计算得到涂布量。
上述结构的涂布量监测系统设置了浆料密度检测装置、转速检测装置、计时器，使得计算装置和上述设备相连接，使得计算装置可以准确获取涂布浆料流量、涂布浆料密度和螺杆泵的运行时间等数据并依据这些数据进行涂布量计算，提高了涂布量计算的准确度，从而提高了涂布量监测精度，整体结构简单紧凑，便于布置。
具体的，利用第二计算模块进行涂布量m的计算时可采用如下公式：
m＝kρV＝kρntQ；
式中，m表示涂布量，单位：kg；ρ表示涂布浆料密度，单位：kg/m3；k表示涂布量补偿系数；V表示输送的浆料体积，单位m3；n表示螺杆泵转速，单位rpm，即每分钟螺杆泵所转圈数；t表示螺杆泵的运行时间，单位：min；Q表示涂布浆料流量，即螺杆泵每转一圈浆料通过的体积；
涂布量补偿系数k可以采用以下方式确定：首先，把涂布量补偿系数k设置为单位常数1，如图2所示，浆料6通过自动上料系统进入到涂布供料系统计量罐中，通过涂布供料系统计量罐得到当前浆料未消耗时重量m总，其次，通过一定量的在线涂布，系统得到一组在线涂布量计算浆料重量m3，根据公式k＝m3/m总得到补偿系数k1，然后，进行多次重复计算分别得到k2、k3....kn,最后，经过对多次重复计算的补偿系数取均值，该补偿系数均值则可视为同一批次下浆料最终补偿系数；
涂布浆料流量Q：因螺杆泵出料口截面积固定不变，所以浆料单位时间内通过螺杆泵输送的体积会随着螺杆泵转速的变化而发生变化。
在其中一个实施方式中，转速检测装置包括感应计数装置，如图2所示，感应计数装置连接在机架2上，螺杆泵1上连接有随螺杆泵转动的感应片，感应计数装置上设置有感应区。
其中，感应计数装置用于在感应片转动至感应区时计数一次，从而实现转速检测。
进一步地，感应计数装置包括光电传感器和计数器，光电传感器上设置有感应区，光电传感器和计数器电连接。
在感应片转动至感应区时，光电传感器发出信号至计数器，计数器进行一次计数，一次计数表示螺杆泵转动一圈，从而获得其转速。
在其中一个实施方式中，计算装置的输出端和显示器相连接，显示器用于显示计算装置输出的涂布量，以便于现场工作人员及时获知涂布量情况并可以根据涂布量情况进行涂布机的调整。
在其中一个实施方式中，第二计算模块和触发器相连接，触发器用于控制第二计算模块的启动和停止，以便于使得第二计算模块只有在正常涂布状态下才进行涂布量计算。
在其中一个实施方式中，上述涂布量监测系统还包括涂布信号监控装置，涂布信号监控装置用于监测涂布信号，涂布信号包括正常涂布状态信号和非涂布状态信号。
进一步地，涂布信号监控装置和触发器相连接。
涂布信号监控装置将涂布信号发送至触发器，触发器收到正常涂布信号后，使得第二计算模块启动而进行涂布量计算，否则不启动计算，也即若，触发器收到非正常涂布信号，则第二计算模块暂停涂布量计算，从而使得第二计算模块可以更加准确地得出实时涂布量。
涂布信号为正常涂布状态信号时，是指箔材-极片5处于稳定走带状态、涂布机的挤压涂布模头3到达待涂布位置以及供料系统处于在涂布状态。涂布信号为非正常涂布状态信号时，是指涂布机处于停机状态或不满足在正常涂布状态的任意状态。
在进行正常涂布时，可以在极片5的A面(正面)、B面(背面)同时进行涂布，也可以先进行A面涂布，在进行B面涂布，或者先进行B面涂布，再进行A面涂布，触发器收到正常涂布信号后，就可以使得第二计算模块启动而进行涂布量计算；
而处于非涂布状态时，若系统接收到A面涂布信号或B面涂布信号或A/B面同时发送的强制涂布信号，系统可以自动弹窗提示与操作人员进行交互确认当前状态，从而确认是否启动第二计算模块进行涂布量计算。
另外，在涂布机使用自动换卷功能时，若系统收到涂布机换卷切刀执行信号(即表示当前涂布膜卷生产结束)，系统可以自动统计A面、B面在线涂布过程中实时浆料消耗数据，并根据指定方式自动上传至指定位置；
在涂布机处于人工换卷状态(即：涂布机未使用自动换卷功能)，该系统可以手动清除在线涂布浆料质量数据，在清除在线涂布浆料质量数据时，系统默认当前涂布膜卷生产结束，系统可以自动统计A面、B面在线涂布过程中实时浆料消耗数据，并根据指定方式自动上传至指定位置。
在其中一个实施方式中，涂布量监测系统还包括走带速度传感器，走带速度传感器用于检测料带4-传送带的走带速度。涂布时，极片5置于料带4上，由料带带动极片5前进，料带4和极片5的位置参阅图2。
在其中一个实施方式中，涂布量监测系统还包括涂布模头位置触感器，涂布模头位置传感器用于检测涂布模头3的位置。涂布模头3和极片5的位置参阅图2，涂布时，由涂布模头3向极片5表面涂覆浆料层。
通过走带速度和涂布模头位置的检测，利于进行涂布状态的判断，也即利于进行正常涂布状态和非涂布状态的判断；例如，在处于正常涂布状态时，料带需达到设定速度，涂布模头也应该处于设定位置。
在其中一个实施方式中，第一计算模块、浆料密度检测装置和计时器均与第二计算模块进行通讯连接，通讯连接采用有线连接或无线连接。
上述实施例的涂布量监测系统，可以准确地检测出涂布浆料理论消耗量，减小操作人员计算数据与实际生产浆料消耗数据之间的误差，提高涂布浆料使用率；能有效降低人工成本，减少投入人工计算浆料实际涂布量的时间，和人工计算浆料实际报废的时间，成本可降低约10％；整个系统结构简单，便于布置和维护，利于节省系统维护成本；整体系统具有广泛的兼容性，可适应任意涂布方式，如：连续涂布、间歇涂布、斑马涂布等涂布方式。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种涂布机的涂布量监测系统，其特征在于：包括，
浆料密度检测装置，所述浆料密度检测装置用于检测涂布浆料密度；
转速检测装置，所述转速检测装置用于检测涂布机的螺杆泵(1)的转速；
计时器，所述计时器用于检测螺杆泵(1)的运行时间；
计算装置，所述计算装置包括第一计算模块和第二计算模块，所述第一计算模块用于计算涂布浆料流量；所述第一计算模块、浆料密度检测装置、转速检测装置和计时器均与所述第二计算模块相连接，所述第二计算模块用于计算涂布量。
2.根据权利要求1所述的涂布机的涂布量监测系统，其特征在于：所述转速检测装置包括感应计数装置，所述感应计数装置连接在机架(2)上，所述螺杆泵(1)上连接有随螺杆泵转动的感应片，所述感应计数装置上设置有感应区。
3.根据权利要求2所述的涂布机的涂布量监测系统，其特征在于：所述感应计数装置包括光电传感器和计数器，所述光电传感器上设置有所述感应区，所述光电传感器和所述计数器电连接。
4.根据权利要求1所述的涂布机的涂布量监测系统，其特征在于：所述计算装置的输出端和显示器相连接，所述显示器用于显示计算装置输出的涂布量。
5.根据权利要求1所述的涂布机的涂布量监测系统，其特征在于：所述第二计算模块和触发器相连接。
6.根据权利要求5所述的涂布机的涂布量监测系统，其特征在于：还包括涂布信号监控装置，所述涂布信号监控装置用于监测涂布信号，所述涂布信号包括正常涂布状态信号和非涂布状态信号。
7.根据权利要求6所述的涂布机的涂布量监测系统，其特征在于：所述涂布信号监控装置和所述触发器相连接。
8.根据权利要求1所述的涂布机的涂布量监测系统，其特征在于：还包括走带速度传感器，所述走带速度传感器用于检测料带(4)的走带速度。
9.根据权利要求1所述的涂布机的涂布量监测系统，其特征在于：还包括涂布模头位置触感器，所述涂布模头位置传感器用于检测涂布模头(3)的位置。
10.根据权利要求1所述的涂布机的涂布量监测系统，其特征在于：所述第一计算模块、浆料密度检测装置和计时器均与所述第二计算模块进行通讯连接，所述通讯连接采用有线连接或无线连接。
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