Ultrazvuková technológia merania hrúbky
1. Potreby pre lítiumbatériaelektróda meranie čistého náteru
Elektróda lítiovej batérie sa skladá z kolektora, povlaku na povrchu A a B. Rovnomernosť hrúbky povlaku je hlavným kontrolným parametrom elektródy lítiovej batérie, ktorý má zásadný vplyv na bezpečnosť, výkon a cenu lítiovej batérie. Preto sú počas procesu výroby lítiových batérií kladené vysoké požiadavky na testovacie zariadenia.
2. Metóda prenosu röntgenového žiarenia stretnúť sainglimitná kapacita
Spoločnosť Dacheng Precision je popredným medzinárodným poskytovateľom systematických meraní elektród. Vďaka viac ako 10 rokom výskumu a vývoja disponuje radom vysoko presných a stabilných meracích zariadení, ako sú napríklad röntgenové/β-lúčové merače plošnej hustoty, laserové merače hrúbky, integrované merače hrúbky a plošnej hustoty CDM atď., ktoré dokážu online monitorovať indexy jadra elektródy lítium-iónovej batérie vrátane čistého množstva povlaku, hrúbky, hrúbky stenčenej plochy a plošnej hustoty.
Okrem toho spoločnosť Dacheng Precision zavádza zmeny v technológii nedeštruktívneho testovania a uviedla na trh Super X-Ray plošný hustomer založený na polovodičových detektoroch v pevnom skupenstve a infračervený hrúbkomer založený na princípe infračervenej spektrálnej absorpcie. Hrúbku organických materiálov možno presne merať a presnosť je lepšia ako u dovážaných zariadení.
Obrázok 1 Super X-Ray plošný hustomer
3. Ultrazvukthrúbkammeraniettechnológia
Spoločnosť Dacheng Precision sa vždy venovala výskumu a vývoju inovatívnych technológií. Okrem vyššie uvedených riešení nedeštruktívneho testovania vyvíja aj technológiu ultrazvukového merania hrúbky. V porovnaní s inými riešeniami kontroly má ultrazvukové meranie hrúbky nasledujúce vlastnosti.
3.1 Princíp merania hrúbky ultrazvukom
Ultrazvukový hrúbkomer meria hrúbku na princípe metódy odrazu ultrazvukových impulzov. Keď ultrazvukový impulz vysielaný sondou prechádza meraným objektom a dosahuje rozhranie materiálu, pulzná vlna sa odráža späť k sonde. Hrúbku meraného objektu možno určiť presným meraním času šírenia ultrazvuku.
H=1/2*(V*t)
Takmer všetky výrobky vyrobené z kovu, plastu, kompozitných materiálov, keramiky, skla, sklenených vlákien alebo gumy je možné merať týmto spôsobom a tento spôsob sa dá široko používať v ropnom, chemickom, metalurgickom, lodiarskom, leteckom, kozmickom a iných odvetviach.
3.2Avýhodyz tebaUltrazvukové meranie hrúbky
Tradičné riešenie využíva metódu prenosu lúčov na meranie celkového množstva povlaku a následné odčítanie na výpočet hodnoty čistého množstva povlaku elektródy lítiovej batérie. Zatiaľ čo ultrazvukový hrúbkomer dokáže priamo merať hodnotu vďaka odlišnému princípu merania.
①Ultrazvuková vlna má silnú penetračnú schopnosť vďaka svojej kratšej vlnovej dĺžke a je použiteľná pre širokú škálu materiálov.
② Ultrazvukový lúč sa dá sústrediť v určitom smere a šíri sa médiom priamočiaro s dobrou smerovosťou.
③ Nie je potrebné sa obávať o bezpečnosť, pretože neobsahuje žiarenie.
Napriek tomu, že ultrazvukové meranie hrúbky má v porovnaní s niekoľkými technológiami merania hrúbky, ktoré spoločnosť Dacheng Precision už uviedla na trh, takéto výhody, má aplikácia ultrazvukového merania hrúbky určité obmedzenia.
3.3 Obmedzenia aplikácie ultrazvukového merania hrúbky
①Ultrazvukový menič: ultrazvukový menič, teda vyššie uvedená ultrazvuková sonda, je hlavnou súčasťou ultrazvukových testovacích meradiel a je schopný vysielať a prijímať pulzné vlny. Jeho hlavné ukazovatele, pracovná frekvencia a presnosť načasovania, určujú presnosť merania hrúbky. Súčasné špičkové ultrazvukové meniče sú stále závislé od dovozu zo zahraničia, ktorého cena je vysoká.
②Rovnomernosť materiálu: ako je uvedené v základných princípoch, ultrazvuk sa odráža späť od materiálových rozhraní. Odraz je spôsobený náhlymi zmenami akustickej impedancie a rovnomernosť akustickej impedancie je určená rovnomernosťou materiálu. Ak meraný materiál nie je rovnomerný, signál ozveny bude produkovať veľa šumu, čo ovplyvní výsledky merania.
③ Drsnosť: drsnosť povrchu meraného objektu spôsobí slabý odraz ozveny alebo dokonca neschopnosť prijať signál ozveny;
④Teplota: podstatou ultrazvuku je, že mechanické vibrácie častíc média sa šíria vo forme vĺn, ktoré nemožno oddeliť od interakcie častíc média. Makroskopickým prejavom tepelného pohybu samotných častíc média je teplota a tepelný pohyb prirodzene ovplyvňuje interakciu medzi časticami média. Teplota má teda veľký vplyv na výsledky merania.
Pri konvenčnom ultrazvukovom meraní hrúbky založenom na princípe pulznej ozveny ovplyvňuje teplota ľudských rúk teplotu sondy, čo vedie k posunu nulového bodu meradla.
⑤Stabilita: zvuková vlna je mechanická vibrácia častíc média vo forme šírenia vlny. Je náchylná na vonkajšie rušenie a zachytený signál nie je stabilný.
⑥Spojovacie médium: ultrazvuk sa vo vzduchu tlmí, zatiaľ čo v kvapalinách a pevných látkach sa dobre šíri. Pre lepší príjem signálu ozveny sa medzi ultrazvukovú sondu a meraný objekt zvyčajne pridáva kvapalné spojovacie médium, čo nevedie k vývoju online automatizovaného inšpekčného programu.
Výsledky merania ovplyvnia aj ďalšie faktory, ako napríklad fázové zvrátenie alebo skreslenie ultrazvuku, zakrivenie, kužeľovitosť alebo excentricita povrchu meraného objektu.
Je zrejmé, že ultrazvukové meranie hrúbky má mnoho výhod. V súčasnosti ho však nemožno porovnávať s inými metódami merania hrúbky kvôli jeho obmedzeniam.
3.4UPokrok vo výskume ultrazvukového merania hrúbkyzDachengPodstránenie
Spoločnosť Dacheng Precision sa vždy venovala výskumu a vývoju. V oblasti ultrazvukového merania hrúbky dosiahla určitý pokrok. Niektoré z výsledkov výskumu sú uvedené nižšie.
3.4.1 Experimentálne podmienky
Anóda je upevnená na pracovnom stole a na meranie v pevnom bode sa používa vlastnoručne vyvinutá vysokofrekvenčná ultrazvuková sonda.
Obrázok 2 Ultrazvukové meranie hrúbky
3.4.2 Experimentálne údaje
Experimentálne údaje sú prezentované vo forme A-skenu a B-skenu. V A-skene predstavuje os X čas prenosu ultrazvuku a os Y intenzitu odrazenej vlny. B-sken zobrazuje dvojrozmerný obraz profilu rovnobežne so smerom šírenia rýchlosti zvuku a kolmo na meraný povrch testovaného objektu.
Z A-skenu je vidieť, že amplitúda vrátenej pulznej vlny na spoji grafitu a medenej fólie je výrazne vyššia ako u iných priebehov. Hrúbku grafitového povlaku je možné získať výpočtom akustickej dráhy ultrazvukovej vlny v grafite.
Celkovo bolo testovaných 5 údajov na dvoch miestach, v bode 1 a bode 2, pričom akustická dráha grafitu v bode 1 bola 0,0340 us a akustická dráha grafitu v bode 2 bola 0,0300 us s vysokou presnosťou opakovateľnosti.
Obrázok 3 Signál A-scanu
Obrázok 4 B-sken
Obr. 1 X=450, obraz B-skenu roviny YZ
Bod 1 X=450 Y=110
Akustická dráha: 0,0340 us
Hrúbka: 0,0340 (μm) * 3950 (m/s) / 2 = 67,15 (μm)
Bod2 X=450 Y=145
Akustická dráha: 0,0300 us
Hrúbka: 0,0300 (μm) * 3950 (m/s) / 2 = 59,25 (μm)
Obrázok 5 Dvojbodový testovací obraz
4. Szhrnutiez lítiumbatériaelektróda technológia merania čistého náteru
Ultrazvuková testovacia technológia, ako jeden z dôležitých prostriedkov nedeštruktívnej testovacej technológie, poskytuje účinnú a univerzálnu metódu na hodnotenie mikroštruktúry a mechanických vlastností pevných materiálov a detekciu ich mikro- a makro-diskontinuít. Vzhľadom na dopyt po online automatizovanom meraní množstva čistého povlaku lítiovej batériovej elektródy má metóda prenosu lúčov v súčasnosti stále väčšiu výhodu vďaka vlastnostiam samotného ultrazvuku a technickým problémom, ktoré treba vyriešiť.
Spoločnosť Dacheng Precision, ako expert na meranie elektród, bude pokračovať v hĺbkovom výskume a vývoji inovatívnych technológií vrátane ultrazvukovej technológie merania hrúbky, čím prispeje k rozvoju a prelomom v nedeštruktívnom testovaní!
Čas uverejnenia: 21. septembra 2023
