UA51163C2 - Диференціальний спосіб контролю якості електродних блоків акумуляторів у процесі їх складання на автоматичних лініях - Google Patents

Abstract

Винахід відноситься до електротехнічної промисловості, зокрема до виробництва акумуляторів та акумуляторних батарей. Спосіб контролю якості електродних блоків акумуляторів у процесі їх складання на автоматичних лініях полягає в подачі фіксованої напруги на полюсні виводи блока електродів від зовнішнього джерела струму і в подальшому вимірі струму. Тестування блока електродів проводять у декілька послідовних циклів. На першому циклі вимірюють та реєструють провідність блока електродів при напрузі 5-30 В протягом 0,005-0,3 с. На другому циклі - його провідність при напрузі 300-600 В протягом 0,005-0,3 с. На третьому циклі - провідність при напрузі 1000-1700 В протягом 0,005-0,1 с. На четвертому циклі - провідність при напрузі 2000-4000 В протягом 0,002-0,005 с. Крім того, для визначення ступення зволоженості сухозаряджених акумуляторів попередньо заміряють електрорушійну силу на їх полюсних виводах протягом 0,005-0,3 с. Спосіб дає можливість точно визначати вид дефекту ще на стадії тестування.

Description

Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованому способі контролю якості електродних блоків акумуляторів у процесі їх складання на автоматичних лініях тестування блока електродів проводять у кілька послідовних циклів, причому на першому циклі вимірюють та реєструють провідність блока електродів при напрузі 5-30В протягом 0,005-0,3с, на другому циклі - його провідність при напрузі 300-600В протягом 0,005-

О,Зс, на третьому циклі - провідність при напрузі 1000-17008 протягом 0,005-0,1с і на четвертому циклі - провідність при напрузі 2000-40008 протягом 0,002-0,005с.

Для визначення ступеня зволоженості електродних пластин сухозаряджених акумуляторів попередньо заміряють електрорушійну силу на їх полюсних виводах протягом 0,005-0,36с.

Поясним більш детальніше відміни кожного ступеню тестування. На першому циклі контролю шляхом виміру провідності блока при напрузі 5-30В визначають наявність короткого замикання у блоці, що викликане прямим контактом між пластинами різної полярності (через металеву стружку, крихти пасти і т.і). Мала напруга, використовувана для індикації, по-перше, цілком достатня для встановлення дефекту вказаного типу, по-друге, вона зручна для побудови вимірювального ланцюга з низьким рівнем розсіювання потужності, що дає зниження собівартості вимірювальної апаратури, а по-третє - у цьому діапазоні напруги малою є ймовірність іскроутворення у зоні дотику контактних щупів приладу з полюсними містками блока електродів акумулятора, а також інших небажаних електричних ефектів.

На другому циклі контролю на контактні виводи блоків подають напругу в діапазоні 300-6008. Це дає можливість знайти дефект, обумовлений недостатнім чи ж зайвим стиском сепараторів між електродними пластинами. Він обчислюється по відношенню між рівнем потенціалу і струмом провідності. Можливість використання меншої напруги пов'язана з необхідністю підвищення чутливості вимірювача до струму провідності, що, у свою чергу, призводить до суттєвого збільшення собівартості, а також до збільшення його чутливості до електричних перешкод та умов експлуатації. Застосування напруг, перевищуючих максимальний показник заявленого діапазону, пов'язане з необхідністю збільшення параметрів додаткового опору вимірювального ланцюга, з метою запобігання впливу рівня вимірювального струму на стан досліджуваного об'єкту (швидкий випар вологи з пор сепаратора - та активного шару електроду, пробій діелектрика у зоні неповного проколу сепаратора крихтою пасти активної маси) і т.і.

На третьому циклі контролю під час подачі імпульсів напруги в діапазоні 1000-17008 підвищення провідності обстежуваного блока свідчить про часткове коротке замикання, викликане проколом сепаратора, чи крихтою, або ж виступами активного шару (без прямого контакту), чи іншими механічними дефектами (такими, як відносний зсув пластин, порушення розміру зазорів між деталями). А також про можливий пробій у зоні, що за якихось причин витончилась. Однак, така напруга недостатня для виявлення наскрізного отвору у сепараторі.

На четвертому циклі контролю подача імпульсу напруги у межах 2000-400088 дає інформацію про наявність чи відсутність наскрізних отворів у сепараторах. Рівень цього показника неважко полічити, виходячи з того, що пробивна напруга повітряного зазору сягає 20кВ/см (тобто - 2кВ/мм) при нормальних умовах.

Оскільки товщина зазору між сусідніми електродними пластинами в стартерних акумуляторних батареях має розмір 1,0-1,7мм, то випробувальний імпульс має бути якраз таким, як зазначено у формулі винаходу. Беручи до уваги те, що під час проведення процедури тестування виникає небезпека пошкодження нормального сепаратора самим вимірювальним імпульсом, слід обмежити енергію імпульсу за рахунок зниження струму пробою. Це робиться шляхом введення в ланцюг додаткового опору, а також за рахунок обмеження часу дії струму пробою (для чого достатньо скорочення тривалості вимірювального імпульсу).

Експериментально встановлено, що рівень потенціалу на ополюсних містках блоку електродів сухозаряджених пристроїв має чітку залежність від вологості електродів та сепараторів. Причому ця залежність по порядку величин входить у достатній для практичного використання діапазон і пропорційна рівню зволоженості При цьому потенціал не залежить від стиску електродів, що дає можливість використовувати цей показник для індикації єдиного дефекту - рівня зволоженості внутрішнього середовища пристроїв. Діагностування цього ж дефекту шляхом прямого виміру струму відсічення неможливо, оскільки рівень останнього залежить ще й від стиску електродів і причини, що дали б коректний орієнтир для їхнього розділу, не мають особливостей. Внаслідок цього на додатковому (попередньому) циклі контролю шляхом виміру потенціалу на полюсних містках сухозаряджених пристроїв чітко визначається тільки один дефект - перезволоженість деталей блоку і комплектуючих.

Таким чином, запропонований диференціальний спосіб контролю якості електродних блоків акумуляторів та акумуляторних батарей у процесі їх збирання на автоматичних лініях дає можливість точного визначення типу дефекту ще на стадії тестування. Це позбавляє від необхідності проведення додаткових трудомістких досліджень, скорочує час монтажу акумуляторів та акумуляторних батарей, а також дає можливість збільшити кількість відновлених блоків і пластин, тобто, зменшити відсоток браку.

Запропоноване технічне рішення може бути використане на підприємствах по виробництву акумуляторів та акумуляторних батарей з пастованими електродами, зокрема - свинцево-кислотних типів.

Промислова придатність підтверджується актуальністю способу і його практичною прив'язкою до реальних виробничих технологій.

Запропонований у винаході спосіб здійснюється таким шляхом. Для проведення процедури контролю підбирають регульоване джерело струму (імпульсного чи змінного), діапазон напруги якого перекриває всі діапазони тестування (від 12 до 40008), і обов'язково маючи високе значення внутрішнього опору. Робоче місце оснащують також автоматичним реєструючим пристроєм, а також - потенціометром. Джерело струму попередньо калібрують, визначаючи на безумовно справному блоці нормативний показник по струму на кожнім циклі тестування (5-3088, 3000-6008, 1000-17008 та 2000-40008). Потім, відповідно до заявленого способу, на полюсні містки досліджуваного блока електродів від джерела подають у чіткій послідовності, зазначений у формулі винаходу, дискретний ряд імпульсів напруги, що відповідають усім циклам виміру. На кожнім циклі роблять вимір струму в ланцюзі. Якщо струм перевищує нормативний показник для даного циклу, значить в акумуляторі мається саме той дефект, що визначається на цьому рівні впливу. Фіксуючий пристрій автоматично індукує номер дефектного блоку в акумуляторній батареї. По фіксованим записам результатів проводять аналіз технічного стану електродів дефектного блока.

Для сухозаряджених акумуляторів та акумуляторних батарей здійснюють додаткове визначення надлишкової вологості блоків електродів і комплектуючих. Його проводять до початку тестування по струму шляхом виміру потенціалу на полюсних виводах блоків.

Перевірка диференціального способу в заводських умовах підтвердила його високу ефективність.

Введення запропонованого способу тестування дала можливість у 9095 випадків уникнути необхідності демонтажу блоків з метою визначення типу дефекту.