CN220819868U - 一种在线式薄膜质量x射线检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种在线式薄膜质量X射线检测装置,包括有X射线检测模块,X射线检测模块中包括有低能X射线源和平板探测器,低能X射线源与平板探测器相对设置,低能X射线源与平板探测器之间具有间隙,间隙用于供被测薄膜从中移动穿过;X射线检测模块的检测范围的总和完整覆盖被测薄膜平面内垂直于其移动方向上的尺寸;X射线检测模块连接有信息处理模块。本方案可以实现在流水线中对薄膜及其附着层的质量指标进行全面无遗漏检测,快速且准确地筛查出不合格品,保证出厂的薄膜产品质量。
Description
技术领域
本实用新型属于X射线测量领域,具体地涉及一种在线式薄膜质量X射线检测装置。
背景技术
现有的一种利用X射线穿透被测物过程中的衰减量来实现检测的方法(一般称为X射线透射测厚法),该方法可以通过采用不同能量的X射线来满足不同厚度被测物的测厚需求,且测试过程对薄膜无损伤,测量精度高,因此该方法在许多领域被广泛应用。对于具有附着层的薄膜,附着层的成分也会对检测的结果产生影响。
现有的X射线测厚仪(例如申请公开号为CN110285776A的中国发明专利中所示出的)主要是用单个射线源去照射单个电离室探测器,其覆盖范围较小,造成单次检测范围也较小,当需要对宽幅薄膜进行在线检测时需要将射线源和探测器一起在臂架上左右移动,被测薄膜从中间快速穿过,在薄膜上形成的检测区域是一种“之”字形,本质上还是一种抽样检测,存在漏检问题,无法实现薄膜的全面检测。
而且随着生产效率的不断提高,薄膜前进速度也越来越快,这种方式的抽样率也会越来越低,不适合应用于当前高速运行的流水线中。同时,随着新能源等行业的蓬勃发展,薄膜及其附着层的全面检测需求越来越高。薄膜质量检测主要包括厚度、成分均匀性检测,这些指标对薄膜的拉伸强度、阻隔性能、光学性能、导电性能等具有重要影响。此外,在某些特定领域中,薄膜表面附着层的厚度和成分均匀性对产品性能也具有决定性的作用,比如锂电池领域中在薄膜上附着的正负极材料涂层的厚度会直接影响锂电池的安全性、容量和内阻等指标,若能实现全面检测则可以极大地提高锂电池的安全性,保障人民生命财产安全。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于:提供一种在线式薄膜质量X射线检测装置,解决现有技术方案为抽样检测方式、无法较好地适应当前高速运行的流水线以及高质量检测需求的问题,实现可以在流水线中对薄膜及其附着层的各项质量指标进行全面无遗漏检测,快速且准确地筛查出不合格品,保证出厂产品质量。
依据本实用新型的技术方案,本实用新型提供了一种在线式薄膜质量X射线检测装置,包括有X射线检测模块,X射线检测模块中包括有低能X射线源和平板探测器,低能X射线源与平板探测器相对设置,低能X射线源与平板探测器之间具有间隙,间隙用于供被测薄膜从中移动穿过;X射线检测模块的检测范围的总和完整覆盖被测薄膜平面内垂直于其移动方向上的尺寸;X射线检测模块连接有信息处理模块。
进一步地,低能X射线源和平板探测器的数量均为一个或多个,所有的低能X射线源均位于第一平面,所有的平板探测器均位于第二平面,且第一平面与第二平面相平行。
进一步地,还包括有支撑定位框架,低能X射线源和平板探测器均安装设置在支撑定位框架上。
进一步地,还包括有薄膜输送机构,薄膜输送机构位于X射线检测模块的两侧。
进一步地,平板探测器上具有若干像素点。
进一步地,平板探测器划分为多个子区域,每个子区域中均具有若干像素点,像素点用于探测该像素点所在区域接收到的透射X射线强度并生成对应的信号进行传输。
根据一些实施例,一个X射线检测模块包含一个低能X射线源和一个平板探测器,低能X射线源的照射范围完整覆盖平板探测器;X射线检测模块的数量为一个或多个。
进一步地,被测薄膜的输送方向为第一方向,垂直于第一方向且平行于被测薄膜的方向为第二方向,相正对的低能X射线源与平板探测器之间的连线方向为第三方向;第一方向、第二方向及第三方向两两垂直、构成空间直角坐标系;在一个X射线检测模块处,低能X射线源发出的X射线穿过被测薄膜且被平板探测器接收,被接收的X射线所穿过的被测薄膜的范围为该X射线检测模块的检测范围;X射线检测模块为沿着第二方向对齐排列或交错排布的多个,所有的检测范围的总和完整覆盖被测薄膜的第二方向的尺寸。
根据另一些实施例,一个X射线检测模块包含一个低能X射线源和一个以上的平板探测器,一个低能X射线源的照射范围覆盖一个以上的平板探测器;X射线检测模块的数量为一个或多个。
根据再一些实施例,一个X射线检测模块包含一个以上的低能X射线源和一个平板探测器,一个以上的低能X射线源的照射范围落在平板探测器范围内的不同位置;X射线检测模块的数量为一个或多个。
与现有技术相比,本实用新型的有益技术效果如下:
1、本方案的在线式薄膜质量X射线检测装置将一个或多个X射线检测模块固定设置,X射线在薄膜上的检测范围相互叠加后可以完整覆盖薄膜宽度方向,进而随着薄膜的不断前进可以实现对薄膜质量的在线全面检测,从根本上解决了现有技术方案检测区域不全面、存在遗漏区域的问题,实现可以对宽幅薄膜及其附着层的厚度和成分均匀性进行全面无遗漏检测,具有检测速度快、检测精确度高等优点,能够较佳地适应高速的薄膜在线输送检测过程;在保证检测效率的同时实现更严格的质量监控,确保通过检验的薄膜产品具有较高的质量,尤其对于锂电池薄膜等精度要求较高、涉及重要安全性指标的领域具有重大的实用意义。
2、本方案的在线式薄膜质量X射线检测装置采用区域检测方式,将平板探测器划分为多个子区域,每个子区域都包含多个像素点,进而使用每个子区域内的平均值计算薄膜厚度,使探测信号的噪声波动得到有效的抑制,提高了检测的灵敏度,并且简化了处理的信息量。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的装置立体结构示意图。
图2是本实用新型一实施例的平板探测器划分子区域的方式的示意图。
图3是图1所示实施例的低能X射线源排布方式的俯视结构示意图。
图4是本实用新型另一实施例的低能X射线源排布方式的俯视结构示意图。
图5是本实用新型再一实施例的低能X射线源排布方式的俯视结构示意图。
附图中的附图标记说明:
1、X射线检测模块;
2、低能X射线源;
3、平板探测器;
4、支撑定位框架;
5、被测薄膜;
6、信息处理模块;
7、薄膜输送机构;
8、像素点。
具体实施方式
本实用新型提供一种在线式薄膜质量X射线检测装置,解决现有技术方案为抽样检测方式、无法较好地适应当前高速运行的流水线以及高质量检测需求的问题,实现可以在流水线中对薄膜及其附着层的各项质量指标进行全面无遗漏检测,快速且准确地筛查出不合格品,保证出厂产品质量。
本实用新型的X射线检测的基本原理如下。在相同的X射线能量下,物质对X射线的吸收系数是一样的,当X射线作用于薄膜后,X射线将会被薄膜反射一部分、散射一部分、吸收一部分,剩下的从薄膜透射而出,X射线透射薄膜后的透射X射线强度相对入射的初始X射线强度的衰减比例与薄膜的厚度具有如下关系:
式中:I0为初始X射线强度,I为透射X射线强度,μ为物质的线吸收系数,d为薄膜的厚度。
不放置被测物直接测试,即可得到I0;使用已知厚度的标准均匀薄膜进行测试,则可以计算出被测物质的线吸收系数μ;因此在测试过程中只需要得到透射薄膜后的透射X射线强度I即可计算出对应区域的被测薄膜的厚度d。
需要说明的是,本实用新型的检测对象是一种薄膜,例如厚度小于500μm的各类薄膜材料/产品;尤其适用于锂电池中的薄膜,其厚度一般在9μm~32μm。在锂电池薄膜检测时,简单而言其是先对薄膜基体(一般为成分均匀的一种物质或者复合/混合物)按上述方法和公式进行检测薄膜的厚度,然后再在薄膜基体上通过例如涂附方式附加正极或负极材料,形成附着层,除了其厚度外,附着层的成分及均匀性也是薄膜质量的重要指标,而X射线检测结果恰也会较大程度地受到被测薄膜物质成分因素影响;因此,再对具有附着层的薄膜整体进行检测,即可一次性筛查验证附着层或者薄膜整体的厚度、成分等指标整体是否合格(例如与标准薄膜的检测结果相比,差值在设定的较低范围内则认为合格),尤其适于在线快速检测的应用。
针对本实用新型的此类检测对象,本实用新型中所述的低能X射线源2为管电压小于等于30kV的X射线源,低能X射线源2用于产生低能X射线;若X射线能量较高,例如采用现有的用于透射钢板等结构的高能X射线源,在穿透上述厚度较小的薄膜时变化幅度就会相对较小、不易显现,因此无法适用;而低能X射线对于厚度的微小变化都能到导致X射线衰减量的明显变化,因此具有较高的精度及灵敏度。
请参阅图1,本实用新型一实施例的一种在线式薄膜质量X射线检测装置,包括有X射线检测模块1,X射线检测模块1中包括有低能X射线源2和平板探测器3,低能X射线源2与平板探测器3相对设置。低能X射线源2和平板探测器3例如均固定安装设置在支撑定位框架4上,低能X射线源2与平板探测器3之间具有间隙(即相隔开一段距离),该间隙用于供被测薄膜5从中移动穿过。X射线检测模块1的检测范围的总和完整覆盖被测薄膜5平面内垂直于其移动方向上的尺寸,从而随着被测薄膜5的移动能够实现对被测薄膜5进行全面、无遗漏区域的检测。平板探测器3用于接收X射线的工作平面上具有大量像素点8,像素点8用于输出信号来表征该像素点8所在区域接收到的透射X射线强度。X射线检测模块1连接有信息处理模块6,信息处理模块6用于控制低能X射线源2和平板探测器3的工作参数,并实时接收和处理平板探测器3返回的数据,最终完整地输出薄膜上所有位置的各种质量信息。
根据一些实施例,一个X射线检测模块1包含相正对的一个低能X射线源2和一个平板探测器3,低能X射线源2的照射范围完整覆盖所述平板探测器3;X射线检测模块1的数量为一个(如图5所示)或多个(如图1、3所示)。
以图1、3所示实施例为例,为便于更清楚地描述,具体定义:被测薄膜5的输送方向为第一方向(图1所示x方向),垂直于第一方向且平行于被测薄膜5的方向为第二方向(图1所示y方向),相正对的一组低能X射线源2与平板探测器3之间的连线方向为第三方向(图1所示z方向);第一方向、第二方向及第三方向两两垂直、构成空间直角坐标系。
在一个X射线检测模块1处,相正对的一组低能X射线源2与平板探测器3之间,低能X射线源2发出的X射线穿过被测薄膜5,全部或部分被平板探测器3接收,被接收的X射线所穿过的被测薄膜5的范围为该X射线检测模块1的检测范围。换言之,本方案中定义的“检测范围”即为实际被平板探测器3接收的X射线所穿过的、所对应的被测薄膜5上的范围,而有别于X射线照射在被测薄膜5上的范围以及平板探测器3的范围,例如,平板探测器3的范围可以小于X射线照射在被测薄膜5上的范围;再如,被测薄膜5与平板探测器3之间存在距离,X射线实际经过的范围形成如底面为方形或圆形的锥体,检测范围将小于平板探测器3的范围。
X射线检测模块1为沿着第二方向对齐排列的多个(如图4所示),或者为沿着第二方向交错排布的多个(如图1、图3所示),所有的检测范围的总和(或称叠加)完整覆盖被测薄膜5的第二方向的尺寸。
进一步具体而言,如图1、图3所示实施例中,采用多个X射线检测模块1完整覆盖薄膜宽度方向的多行错位排布方案。该方案中,单个X射线检测模块1的检测范围无法完整覆盖被测薄膜5宽度方向,因此将多个X射线检测模块1沿着被测薄膜5宽度方向(第二方向)依次多行错位排布,相邻两个X射线检测模块1在第二方向上的检测范围有略微重叠,多个X射线检测模块1的检测范围相互叠加即可完整覆盖薄膜宽度方向。可以理解的是,此种优选方案能够保证检测范围完整覆盖的同时不同低能X射线源2的照射范围不相重叠,一个平板探测器3不会同时接收到两个不同低能X射线源2所发出的X射线,可在一定程度上降低对照射范围精度的要求,更利于应用。
如图4所示实施例中,采用多个X射线检测模块1完整覆盖薄膜宽度方向的单行排布方案。该方案中,单个X射线检测模块1的检测范围无法完整覆盖被测薄膜5的宽度方向(第二方向),因此将多个X射线检测模块1沿着薄膜宽度方向排成一条直线,多个X射线检测模块1的检测范围相互叠加即可完整覆盖薄膜宽度方向的尺寸。
如图5所示实施例中,采用单个X射线检测模块1完整覆盖薄膜的排布方案。该方案中X射线检测模块1为一个,只包含一个低能X射线源2和一个平板探测器3,平板探测器3的宽度大于等于被测薄膜5的宽度,低能X射线源2的射线照射范围可以完整覆盖整个平板探测器3,因此单个X射线检测模块1即可完整覆盖薄膜宽度方向。
在检测过程中,被测薄膜5以某一固定的速度v从本实用新型的装置中间穿过,薄膜5的宽度为B。随着被测薄膜5的不断前进,即可实现薄膜5的全面检测。一般而言,被测薄膜5的宽度B越大,所需要的X射线检测模块1的数量就越多,其数量一般要求大于等于B/W(即薄膜宽度B与平板探测器宽度W的比值)。
在另一些实施例中,与上述结构不同地,一个X射线检测模块1包含一个低能X射线源2和一个以上的平板探测器3,该一个低能X射线源2的照射范围覆盖一个以上的拼接或错位布置的平板探测器3,且该一个低能X射线源2的强度足够。X射线检测模块1的数量为一个或多个,即具有一组或多组的上述低能X射线源2、平板探测器3配置。此种方式可直观地称为“一对多”或多组“一对多”。
再一些实施例中,与上述结构不同地,一个X射线检测模块1包含一个以上的低能X射线源2和一个平板探测器3,一个以上的低能X射线源2的照射范围落在该一个平板探测器3范围内的不同位置;即采用一个较大的平板探测器3,在其上划分出不同的检测区域分别接收不同的低能X射线源2的射线。X射线检测模块1的数量为一个或多个。此种方式可直观地称为“多对一”或多组“多对一”。
可以理解的是,上述两类低能X射线源2和平板探测器3数量非对称的实施方式的具体布置结构也可以采用前述的类似于图3、图4的并排/交错方式,总之,满足形成的全部检测范围完整覆盖薄膜宽度方向要求即可。
综上所述,本实用新型将X射线检测模块1固定设置,X射线在被测薄膜5上的检测范围相互叠加后完整覆盖被测薄膜5宽度方向上的尺寸,进而随着被测薄膜5沿长度方向不断前进可以实现对薄膜质量的在线全面检测;平板探测器3相当于是由大量像素点8构成的二维矩形而不是一维直线,且所有像素点8是紧密排列的,相互之间没有间隙,X射线无法穿透,从而实现无遗漏采集、100%检测,并且面采集方式效率高、速度快;由于不需要X射线检测模块1进行反复移动扫描,从根本上解决了现有技术方案检测区域不全面、存在遗漏区域的问题,能够较佳地适应高速的薄膜在线输送检测过程。
如图1所示的具体实施例中,还包括薄膜输送机构7,例如为辊轮输送机构,薄膜输送机构7位于X射线检测模块1的两侧,更具体而言是位于平板探测器3的两侧,优选平板探测器3的上表面略微低于薄膜输送机构7,使被测薄膜5在不与平板探测器3摩擦的同时,与平板探测器3间隔较小,检测范围近似等于平板探测器3范围。可以想到的是,在其他一些实施例中,X射线检测装置可以只用于完成检测过程,因而该装置本身可以不具有薄膜输送机构7,相应功能通过配套组合使用的其他装置实现。
支撑定位框架4例如为一体式或者组合式,作为本装置的整体框架,例如支撑定位框架4采用龙门式结构(或称桥形结构)在薄膜上方位置固定安装低能X射线源2,在薄膜下方位置固定安装平板探测器3。可以理解的是,在另一些实施例中,低能X射线源2位于薄膜下方、平板探测器3位于薄膜上方,或者采用类似的其他布置方式。总之,优选所有的低能X射线源2均位于同一平面(定义为第一平面),所有的平板探测器3均位于同一平面(定义为第二平面),且第一平面与第二平面相平行,被测薄膜5的位置位于第一平面与第二平面之间,被测薄膜5所在平面通常设置为与第一平面、第二平面相平行。
支撑定位框架4同时用于安装薄膜输送机构7的辊轮。信息处理模块6例如通过线缆与每一个低能X射线源2及平板探测器3相连接,从而控制所有低能X射线源2的工作参数等,以及实时接收和处理所有平板探测器3返回的信息,支撑定位框架4同时用于定位、排布信息处理模块6的线缆。
请参阅图2,平板探测器3优选划分为多个用于进行信息采集和处理的子区域(例如图2中的粗实线所划分的3×3的子区域),每个子区域中均具有若干像素点8,像素点8用于探测该像素点8所在区域接收到的透射X射线强度并生成对应的信号进行传输,由信息处理模块6进行接收。更具体而言,低能X射线源2的照射范围、平板探测器3的探测范围以及在被测薄膜5上的检测范围优选均为面状而非线状,从而能够划分出呈二维排列分布的子区域,而非一维线性分布的子区域,检测区域范围较大,采集的数据更加全面,并且,例如在平板探测器3的采集频率一定的情况下,其能够适用更快的薄膜移动速度,提高检测效率。根据一些实施例,平板探测器3的单个像素点8的尺寸在10μm至1mm范围内;平板探测器3的长度L和宽度W均在1mm至43cm范围内。信息处理模块6将平板探测器3划分成m×n个子区域进行信息采集和处理,其中沿着长度L方向划分成m个区域,沿着宽度W方向划分为n个区域,每一个子区域的长度L/m和宽度W/n一般是在0.5mm至100mm范围内,子区域的大小根据检测对象和检测精度的不同按需调整。进而在数据处理时,可分别将每个子区域内的像素点8的透射X射线强度取平均,使用每个子区域的平均值计算薄膜厚度,从而使探测信号的噪声波动得到有效的抑制,提高检测的灵敏度。
为更清楚地体现本实用新型的在线式薄膜质量X射线检测装置的技术效果,以下给出一种采用本实用新型方案的在线式薄膜质量X射线检测方法,以本实用新型优选实施例为例,其包括有如下步骤:
步骤S1,被测薄膜5移动进入X射线检测模块1的检测范围区域,低能X射线源2发出X射线,X射线穿过被测薄膜5,平板探测器3接收透射的X射线并将其上各个位置接收到的透射X射线强度的信息传输至信息处理模块6;
步骤S2,随着被测薄膜5的移动,X射线检测模块1完整检测被测薄膜5上的全部位置;
步骤S3,(在步骤S1、步骤S2进行的同时或者之后)信息处理模块6对接收到的信息进行处理,至少获得被测薄膜5上各个位置处的薄膜质量检测数据。薄膜质量检测数据例如为计算得到的薄膜厚度(尤其适用于对薄膜基体的检测,可相对准确地得到薄膜的厚度),或者为电信号强度或透射X射线强度本身或平均值或其他运算得到的数据(尤其适用于对具有附着层的薄膜等的检测,其检测数据包含有成分等厚度以外的影响因素)。
进一步地,在步骤S1之前还包括有检测前步骤。检测前步骤例如包括在不放置被测薄膜5时进行检测从而得到初始X射线强度I0,以及使用已知厚度的标准均匀薄膜进行检测得到标准薄膜透射后的X射线强度,进而计算出被测薄膜5物质的吸收系数μ;或者直接用标准薄膜进行检测,记录每个检测区域(或每个子区域,或每个像素点8)的信号/数据;将这些信息存储于信息处理模块6,以便后续据此进行对比检验及计算。标准薄膜一般每天开机时采集一次进行校准即可,不影响流水线式的运行。
可选为低能X射线源2持续发出X射线,平板探测器3以一定采集频率进行透射X射线强度的数据采集。平板探测器3工作时的采集频率f需要和薄膜运动速度v以及平板探测器3沿着薄膜运动方向(第一方向)上的长度L相匹配,具体地,需要满足f≥v/L,即采集频率f大于或等于被测薄膜移动速度v与平板探测器3沿被测薄膜移动方向上的长度L的比值,才可以实现在线的、连续的、无遗漏的全面检测。
优选地,请参阅图2,在步骤S3中,信息处理模块6对接收到的信息进行处理时,包括:信息处理模块6将平板探测器3的区域划分成m×n个子区域进行信息采集和处理,其中沿着平板探测器3的长度L方向划分成m个区域,沿着平板探测器3的宽度W方向划分为n个区域;具体划分方式可根据具体情况进行设计选择;每个子区域中均具有若干像素点8。信息处理模块6根据每个子区域内所有像素点8处对应的信号强度或数据的总和或平均值,得到该子区域内被测薄膜的薄膜质量检测数据;具体例如,信息处理模块6接收所有像素点8的信号,并将所有像素点8划分为多个子区域,进而计算每个子区域内所有像素点8处对应的透射X射线强度I的平均值Imn,并根据该平均值Imn得到该子区域内被测薄膜的薄膜质量检测数据(例如计算得到厚度)。如此得到所有的子区域处的被测薄膜的薄膜质量检测数据。
由于平板探测器3上具有大量的像素点8,例如为微米级别,每个像素点8相当于一个接收源,对尺寸在厘米甚至米级别的薄膜进行全面检测会导致数据量非常大,并且单一像素点8接收到的信号可能较弱。因此优选按上述方式进行分区,结合薄膜质量检测一般不需要精确到微米级的工程实际,将接收的信号或换算得到数据加和或求平均,如此简化信息量,有助于提高检测处理速度,便于应用。此外,测量过程中单像素点输出的信号中通常可能包含噪声波动,信息处理模块6获得的薄膜质量检测数据是由大量像素点8的信号或数据取平均所得,则能够使噪声波动得到有效的抑制,提高检测的灵敏度。
进一步优选地,步骤S3中信息处理模块6对接收到的信息进行处理时,还包括:信息处理模块6计算并输出每个子区域内所有像素点8处对应的信号强度或数据(如透射X射线强度或者薄膜质量检测数据)的方差或者标准差,用于表征子区域内或者薄膜质量差异的一致性。例如某子区域中仅存在一两处几个像素点尺寸范围的异常情况,求平均后该异常情况的数值变化会不易显现出来;而求方差或标准差,则会由于个别值的异常导致结果的明显变化,从而体现薄膜上某一细小位置的异常情况。结合此种方式能够对薄膜质量进行精度更高的检测分析。
此外,在实际应用中,低能X射线源2可能无法保证各个角度的X射线强度均等,例如低能X射线源2正对的中心区域X射线强度较强,而边缘区域由于射线行进的距离相对更远,照射到薄膜上的X射线强度也会相对有所减弱;以及由于设备的精度、质量等其他因素也可能导致不同区域X射线强度有差异。为此,优选地,步骤S3中信息处理模块6对接收到的信息进行处理时,还包括:采用每个检测区域(或每个子区域,或每个像素点8)单独就自身采集的信号或数据进行对比的方式,将每一位置采集/计算得到的结果与该位置处前/后一次采集的相对应的结果、以及预先测试得到的标准薄膜的相应结果,进行对比。如此能够反应出被测薄膜5沿长度方向的每一长条形区域的薄膜质量情况,例如在一长条形区域内的各处是否有变化,以及与标准薄膜相比,各个长条形区域的薄膜质量是否处于合格的范围。从而即使存在各区域X射线强度不同的问题,也不影响检测分析结果的真实可靠性。
再优选地,步骤S3中信息处理模块6对接收到的信息进行处理时,还包括:信息处理模块6实时可视化地输出薄膜的薄膜质量检测数据分布,和/或,对薄膜质量检测数据存在异常的位置进行提示。可视化的厚度分布例如将测得的信息进行拼接(重叠的部分可取其平均值)、以与薄膜形状相对应的二维图或三维图的形式呈现、再根据薄膜质量检测数据值的大小为各区域分配不同的颜色,从而便于直观地查看检测结果。对薄膜质量检测数据异常位置进行提示例如在信息处理模块6中设定有薄膜质量检测数据标准值(采用相同装置对标准薄膜进行测试得到)及允许的范围(例如±2%),对于得到的薄膜质量检测数据相比允许的范围过大或过小,则在生成的结果图或表中进行突出显示并发出报警信息提醒工作人员注意。需要说明的是,上述可视化处理及提示过程基于现有技术是容易实现的,以及采用上述具体例子以外的其他可视化或提示方式均可,在此不进行赘述。
综上所述,本实用新型的在线式薄膜质量X射线检测装置从根本上解决了现有技术方案检测区域不全面、存在遗漏区域的问题,实现可以对宽幅薄膜及其附着层的厚度和成分均匀性进行全面无遗漏检测,并进一步基于由大量像素点8组成的二维面状的平板探测器3,提供了优选的多种信号处理方式,具有检测速度快、检测精确度高等优点,在保证高速流水线检测效率要求的同时实现更严格的质量监控,确保通过检验的薄膜产品具有较高的质量,尤其对于锂电池薄膜等精度要求较高、涉及重要安全性指标的领域具有重大的实用意义。
Claims (10)
1.一种在线式薄膜质量X射线检测装置,其特征在于,包括有X射线检测模块(1),所述X射线检测模块(1)中包括有低能X射线源(2)和平板探测器(3),所述低能X射线源(2)与所述平板探测器(3)相对设置,所述低能X射线源(2)与所述平板探测器(3)之间具有间隙,所述间隙用于供被测薄膜(5)从中移动穿过;所述X射线检测模块(1)的检测范围的总和完整覆盖被测薄膜(5)平面内垂直于其移动方向上的尺寸;所述X射线检测模块(1)连接有信息处理模块(6)。
2.根据权利要求1所述的在线式薄膜质量X射线检测装置,其特征在于,所述低能X射线源(2)和所述平板探测器(3)的数量均为一个或多个,所有的所述低能X射线源(2)均位于第一平面,所有的所述平板探测器(3)均位于第二平面,且所述第一平面与所述第二平面相平行。
3.根据权利要求2所述的在线式薄膜质量X射线检测装置,其特征在于,还包括有支撑定位框架(4),所述低能X射线源(2)和所述平板探测器(3)均安装设置在所述支撑定位框架(4)上。
4.根据权利要求2所述的在线式薄膜质量X射线检测装置,其特征在于,还包括有薄膜输送机构(7),所述薄膜输送机构(7)位于所述X射线检测模块(1)的两侧。
5.根据权利要求2所述的在线式薄膜质量X射线检测装置,其特征在于,所述平板探测器(3)上具有若干像素点(8)。
6.根据权利要求5所述的在线式薄膜质量X射线检测装置,其特征在于,所述平板探测器(3)划分为多个子区域,每个所述子区域中均具有若干所述像素点(8),所述像素点(8)用于探测该像素点(8)所在区域接收到的透射X射线强度并生成对应的信号进行传输。
7.根据权利要求2-6中任一权利要求所述的在线式薄膜质量X射线检测装置,其特征在于,一个所述X射线检测模块(1)包含一个所述低能X射线源(2)和一个所述平板探测器(3),所述低能X射线源(2)的照射范围完整覆盖所述平板探测器(3);所述X射线检测模块(1)的数量为一个或多个。
8.根据权利要求7所述的在线式薄膜质量X射线检测装置,其特征在于,被测薄膜(5)的输送方向为第一方向,垂直于所述第一方向且平行于被测薄膜(5)的方向为第二方向,相正对的所述低能X射线源(2)与所述平板探测器(3)之间的连线方向为第三方向;所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向两两垂直、构成空间直角坐标系;
在一个所述X射线检测模块(1)处,所述低能X射线源(2)发出的X射线穿过被测薄膜(5)且被所述平板探测器(3)接收,被接收的X射线所穿过的被测薄膜(5)的范围为该X射线检测模块(1)的检测范围;
所述X射线检测模块(1)为沿着所述第二方向对齐排列或交错排布的多个,所有的所述检测范围的总和完整覆盖被测薄膜(5)的所述第二方向的尺寸。
9.根据权利要求2-6中任一权利要求所述的在线式薄膜质量X射线检测装置,其特征在于,一个所述X射线检测模块(1)包含一个所述低能X射线源(2)和一个以上的所述平板探测器(3),一个所述低能X射线源(2)的照射范围覆盖一个以上的所述平板探测器(3);所述X射线检测模块(1)的数量为一个或多个。
10.根据权利要求2-6中任一权利要求所述的在线式薄膜质量X射线检测装置,其特征在于,一个所述X射线检测模块(1)包含一个以上的所述低能X射线源(2)和一个所述平板探测器(3),一个以上的所述低能X射线源(2)的照射范围落在所述平板探测器(3)范围内的不同位置;所述X射线检测模块(1)的数量为一个或多个。
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