Ultraääninen paksuuden mittaustekniikka
1. Tarpeet l:lleitiumakkuelektrodi nettopinnoitteen mittaus
Litium-akun elektrodi koostuu keräimestä ja pinnoitteista A ja B. Pinnoitteen paksuuden tasaisuus on litium-akun elektrodin keskeinen ohjausparametri, jolla on ratkaiseva vaikutus litium-akun turvallisuuteen, suorituskykyyn ja kustannuksiin. Siksi testauslaitteille asetetaan korkeat vaatimukset litium-akun tuotantoprosessin aikana.
2. Röntgenlähetysmenetelmä tavataminenrajakapasiteetti
Dacheng Precision on johtava kansainvälinen systemaattisten elektrodimittausratkaisujen toimittaja. Yli 10 vuoden tutkimus- ja kehitystyön tuloksena sillä on laaja valikoima erittäin tarkkoja ja vakaita mittauslaitteita, kuten röntgen-/β-alueen tiheysmittari, laserpaksuusmittari, CDM-paksuus- ja aluetiheysmittari jne., jotka pystyvät valvomaan litiumioniakkujen elektrodien ydinindeksejä reaaliajassa, mukaan lukien nettopinnoitteen määrä, paksuus, ohennusalueen paksuus ja aluetiheys.
Lisäksi Dacheng Precision tekee muutoksia rikkomattomaan testausteknologiaan ja on lanseerannut Super X-Ray -pintatiheysmittarin, joka perustuu kiinteän olomuodon puolijohdeilmaisimiin, sekä infrapunapaksuusmittarin, joka perustuu infrapunaspektrin absorptioperiaatteeseen. Orgaanisten materiaalien paksuus voidaan mitata tarkasti, ja tarkkuus on parempi kuin maahantuoduilla laitteilla.
Kuva 1 Super X-Ray -pinta-alatiheysmittari
3. Ultraäänitpaksuusmmittaustteknologia
Dacheng Precision on aina sitoutunut innovatiivisten teknologioiden tutkimukseen ja kehittämiseen. Edellä mainittujen rikkomattomien testausratkaisujen lisäksi se kehittää myös ultraäänimenetelmää paksuuden mittaamiseen. Verrattuna muihin tarkastusratkaisuihin ultraäänimenetelmällä paksuuden mittaamiseen on seuraavat ominaisuudet.
3.1 Ultraäänipaksuuden mittausperiaate
Ultraäänipaksuusmittari mittaa paksuuden ultraäänipulssin heijastusmenetelmän periaatteella. Kun anturin lähettämä ultraäänipulssi kulkee mitattavan kappaleen läpi ja saavuttaa materiaalin rajapinnan, pulssiaalto heijastuu takaisin anturiin. Mitattavan kappaleen paksuus voidaan määrittää mittaamalla ultraäänen etenemisaika tarkasti.
H=1/2*(V*t)
Lähes kaikkia metallista, muovista, komposiittimateriaaleista, keramiikasta, lasista, lasikuidusta tai kumista valmistettuja tuotteita voidaan mitata tällä tavalla, ja sitä voidaan käyttää laajalti öljy-, kemian-, metallurgia-, laivanrakennus-, ilmailu-, avaruus- ja muilla aloilla.
3.2Aedutsinustaultraääninen paksuuden mittaus
Perinteisessä ratkaisussa käytetään sädesiirtomenetelmää pinnoitteen kokonaismäärän mittaamiseen ja sitten vähennyslaskua litium-akun elektrodin nettopinnoitteen määrän laskemiseen. Ultraäänipaksuusmittarilla arvon voi mitata suoraan erilaisen mittausperiaatteen ansiosta.
①Ultraääniaallolla on lyhyt aallonpituutensa ansiosta vahva läpäisevyys, ja sitä voidaan soveltaa monenlaisille materiaaleille.
② Ultraäänisäde voidaan keskittää tiettyyn suuntaan, ja se kulkee suorassa linjassa väliaineen läpi hyvällä suuntaavuudella.
③ Turvallisuusongelmasta ei tarvitse huolehtia, koska siinä ei ole säteilyä.
Vaikka ultraäänellä tehtävällä paksuusmittauksella on etuja verrattuna useisiin Dacheng Precisionin jo markkinoille tuomiin paksuusmittausteknologioihin, ultraäänellä tehtävällä paksuusmittauksella on kuitenkin joitakin rajoituksia.
3.3 Ultraäänipaksuusmittauksen sovellusrajoitukset
①Ultraäänianturi: ultraäänianturi eli edellä mainittu ultraääniluotain on ultraäänitestauslaitteiden ydinosa, joka pystyy lähettämään ja vastaanottamaan pulssiaaltoja. Sen keskeiset indikaattorit, kuten toimintataajuus ja ajoitustarkkuus, määräävät paksuusmittauksen tarkkuuden. Nykyinen huippuluokan ultraäänianturi on edelleen riippuvainen ulkomailta tuoduista materiaaleista, joiden hinta on korkea.
②Materiaalin tasaisuus: Kuten perusperiaatteissa mainitaan, ultraääni heijastuu takaisin materiaalien rajapinnoille. Heijastuminen johtuu akustisen impedanssin äkillisistä muutoksista, ja akustisen impedanssin tasaisuus määräytyy materiaalin tasaisuuden mukaan. Jos mitattava materiaali ei ole tasainen, kaikusignaali tuottaa paljon kohinaa, joka vaikuttaa mittaustuloksiin.
③ Karheus: mitattavan kohteen pinnan karheus aiheuttaa heikon heijastuneen kaiun tai jopa kyvyttömyyden vastaanottaa kaikusignaalia;
④Lämpötila: Ultraäänen ydin on se, että väliainehiukkasten mekaaninen värähtely etenee aaltojen muodossa, eikä sitä voida erottaa väliainehiukkasten vuorovaikutuksesta. Väliainehiukkasten itsensä lämpöliikkeen makroskooppinen ilmentymä on lämpötila, ja lämpöliike vaikuttaa luonnollisesti väliainehiukkasten väliseen vuorovaikutukseen. Lämpötilalla on siis suuri vaikutus mittaustuloksiin.
Perinteisessä pulssin kaikuperiaatteeseen perustuvassa ultraäänipaksuuden mittauksessa ihmisten käsien lämpötila vaikuttaa anturin lämpötilaan, mikä johtaa mittarin nollapisteen siirtymiseen.
5. Stabiilisuus: ääniaalto on väliaineen hiukkasten mekaanista värähtelyä aallon etenemisen muodossa. Se on altis ulkoisille häiriöille, eikä kerätty signaali ole vakaa.
6. Kytkentäväliaine: ultraääni vaimenee ilmassa, kun taas se voi levitä hyvin nesteissä ja kiinteissä aineissa. Jotta kaikusignaali saataisiin paremmin vastaan, ultraääniluotaimen ja mitattavan kohteen väliin lisätään yleensä nestemäistä kytkentäväliainetta, mikä ei ole suotuisa online-automaattisten tarkastusohjelmien kehittämiselle.
Muut tekijät, kuten ultraäänen vaiheen kääntyminen tai vääristymä, mitattavan kohteen pinnan kaarevuus, kartiomainen muoto tai epäkeskisyys, vaikuttavat mittaustuloksiin.
Voidaan nähdä, että ultraäänellä tehtävällä paksuusmittauksella on monia etuja. Sitä ei kuitenkaan voida tällä hetkellä verrata muihin paksuusmittausmenetelmiin rajoitustensa vuoksi.
3.4UUltraäänisen paksuuden mittauksen tutkimuksen edistyminenjostakinDachengPpäätös
Dacheng Precision on aina ollut sitoutunut tutkimukseen ja kehitykseen. Myös ultraäänipaksuuden mittauksen alalla se on edistynyt jonkin verran. Joitakin tutkimustuloksia on esitetty alla.
3.4.1 Koeolosuhteet
Anodi on kiinnitetty työpöydälle ja kiinteän pisteen mittaukseen käytetään itse kehitettyä korkeataajuista ultraääniluotainta.
Kuva 2 Ultraäänipaksuuden mittaus
3.4.2 Kokeelliset tiedot
Kokeelliset tiedot esitetään A- ja B-skannauksen muodossa. A-skannauksessa X-akseli edustaa ultraäänen läpäisyaikaa ja Y-akseli heijastuneen aallon intensiteettiä. B-skannaus näyttää profiilin kaksiulotteisen kuvan, joka on yhdensuuntainen äänen nopeuden etenemissuunnan kanssa ja kohtisuorassa testattavan kohteen mitattuun pintaan nähden.
A-skannauksesta voidaan nähdä, että grafiitin ja kuparifolion liitoskohdassa palautuvan pulssiaallon amplitudi on huomattavasti suurempi kuin muilla aaltomuodoilla. Grafiittipinnoitteen paksuus voidaan laskea laskemalla ultraääniaallon akustinen reitti grafiittiväliaineessa.
Dataa testattiin yhteensä viisi kertaa kahdessa kohdassa, pisteessä 1 ja pisteessä 2, ja grafiitin akustinen matka pisteessä 1 oli 0,0340 us ja pisteessä 2 0,0300 us, toistettavuuden ollessa korkea.
Kuva 3 A-skannaussignaali
Kuva 4 B-skannauskuva
Kuva 1. X=450, YZ-tason B-skannauskuva
Piste 1 X=450 Y=110
Akustinen polku: 0,0340 us
Paksuus: 0,0340 (us) * 3950 (m/s) / 2 = 67,15 (μm)
Piste 2 X=450 Y=145
Akustinen polku: 0,0300 us
Paksuus: 0,0300 (us) * 3950 (m/s) / 2 = 59,25 (μm)
Kuva 5 Kahden pisteen testikuva
4. Syhteenvetol:stäitiumakkuelektrodi verkkopinnoitteen mittaustekniikka
Ultraäänitestaustekniikka, yhtenä tärkeimmistä rikkomattomien testaustekniikoiden välineistä, tarjoaa tehokkaan ja yleismaailmallisen menetelmän kiinteiden materiaalien mikrorakenteen ja mekaanisten ominaisuuksien arviointiin sekä niiden mikro- ja makroepäjatkuvuuksien havaitsemiseen. Litium-akkuelektrodin nettopinnoitteen määrän online-automaattisen mittauksen kysynnän edessä sädesiirtomenetelmällä on tällä hetkellä edelleen suurempi etu ultraäänen itsensä ominaisuuksien ja ratkaistavien teknisten ongelmien vuoksi.
Elektrodimittauksen asiantuntijana Dacheng Precision jatkaa perusteellista tutkimusta ja innovatiivisten teknologioiden, kuten ultraäänipaksuuden mittausteknologian, kehittämistä ja edistää rikkomattoman testauksen kehitystä ja läpimurtoja!
Julkaisun aika: 21. syyskuuta 2023
