Ultrazvuková technologie měření tloušťky
1. Potřeby pro lithiumbaterieelektroda měření čistého povlaku
Elektroda lithiové baterie se skládá z kolektoru, povlaku na povrchu A a B. Rovnoměrnost tloušťky povlaku je klíčovým kontrolním parametrem elektrody lithiové baterie, který má zásadní vliv na bezpečnost, výkon a cenu lithiové baterie. Proto jsou během procesu výroby lithiových baterií kladeny vysoké požadavky na testovací zařízení.
2. Metoda přenosu rentgenového záření setkat seinglimitní kapacita
Společnost Dacheng Precision je předním mezinárodním poskytovatelem systematických řešení pro měření elektrod. Díky více než 10 letům výzkumu a vývoje disponuje řadou vysoce přesných a stabilních měřicích zařízení, jako jsou rentgenové/β-ray plošné hustoměry, laserové tloušťkoměry, integrované tloušťkoměry CDM a plošné hustoměry atd., které jsou schopny online monitorovat indexy jádra elektrody lithium-iontových baterií, včetně množství čistého povlaku, tloušťky, tloušťky ztenčené plochy a plošné hustoty.
Kromě toho společnost Dacheng Precision provádí změny v technologii nedestruktivního testování a uvedla na trh Super X-Ray plošný hustoměr založený na polovodičových detektorech v pevné fázi a infračervený tloušťkoměr založený na principu infračervené spektrální absorpce. Tloušťku organických materiálů lze přesně měřit a přesnost je lepší než u dovážených zařízení.
Obrázek 1 Super X-Ray plošný hustoměr
3. Ultrazvukttloušťkamměřeníttechnologie
Společnost Dacheng Precision se vždy věnovala výzkumu a vývoji inovativních technologií. Kromě výše uvedených řešení nedestruktivního testování vyvíjí také technologii ultrazvukového měření tloušťky. Ve srovnání s jinými inspekčními řešeními má ultrazvukové měření tloušťky následující vlastnosti.
3.1 Princip ultrazvukového měření tloušťky
Ultrazvukový tloušťkoměr měří tloušťku na principu odrazu ultrazvukových impulzů. Když ultrazvukový impulz vyzařovaný sondou prochází měřeným objektem a dosáhne rozhraní materiálů, pulzní vlna se odráží zpět k sondě. Tloušťku měřeného objektu lze určit přesným měřením doby šíření ultrazvuku.
H=1/2*(V*t)
Tímto způsobem lze měřit téměř všechny výrobky z kovu, plastu, kompozitních materiálů, keramiky, skla, skleněných vláken nebo pryže a lze jej široce používat v ropném, chemickém, metalurgickém, lodním, leteckém, kosmickém a dalších oborech.
3.2Avýhodyz tebeUltrazvukové měření tloušťky
Tradiční řešení využívá metodu propustnosti paprsků k měření celkového množství povlaku a následnému odčítání k výpočtu hodnoty čistého množství povlaku elektrody lithiové baterie. Zatímco ultrazvukový tloušťkoměr může hodnotu měřit přímo díky odlišnému principu měření.
①Ultrazvuková vlna má silnou propustnost díky své kratší vlnové délce a je použitelná pro širokou škálu materiálů.
② Ultrazvukový paprsek lze soustředit do určitého směru a šíří se médiem přímočarě s dobrou směrovostí.
③ Není třeba se obávat o bezpečnost, protože neobsahuje radiaci.
Navzdory skutečnosti, že ultrazvukové měření tloušťky má ve srovnání s několika technologiemi měření tloušťky, které společnost Dacheng Precision již uvedla na trh, takové výhody, má aplikace ultrazvukového měření tloušťky určitá omezení, a to následujícím způsobem.
3.3 Omezení použití ultrazvukového měření tloušťky
①Ultrazvukový měnič: ultrazvukový měnič, tj. výše zmíněná ultrazvuková sonda, je základní součástí ultrazvukových testovacích měřidel a je schopen vysílat a přijímat pulzní vlny. Jeho klíčové ukazatele, pracovní frekvence a přesnost časování, určují přesnost měření tloušťky. Současné špičkové ultrazvukové měniče jsou stále závislé na dovozu ze zahraničí, jehož cena je vysoká.
②Rovnoměrnost materiálu: jak je uvedeno v základních principech, ultrazvuk se odráží zpět od materiálových rozhraní. Odraz je způsoben náhlými změnami akustické impedance a rovnoměrnost akustické impedance je určena rovnoměrností materiálu. Pokud měřený materiál není rovnoměrný, ozvěnový signál bude produkovat mnoho šumu, což ovlivní výsledky měření.
③ Drsnost: drsnost povrchu měřeného objektu způsobí nízkou odraženou ozvěnu nebo dokonce nemožnost příjmu signálu ozvěny;
④Teplota: podstata ultrazvuku spočívá v tom, že mechanické vibrace částic média se šíří ve formě vln, které nelze oddělit od interakce částic média. Makroskopickým projevem tepelného pohybu samotných částic média je teplota a tepelný pohyb přirozeně ovlivňuje interakci mezi částicemi média. Teplota má tedy velký vliv na výsledky měření.
U konvenčního ultrazvukového měření tloušťky založeného na principu pulzního ozvěnového signálu ovlivňuje teplota rukou osoby teplotu sondy, což vede k posunu nulového bodu měřidla.
⑤Stabilita: Zvuková vlna je mechanická vibrace částic média ve formě šíření vln. Je náchylná k vnějšímu rušení a zachycený signál není stabilní.
⑥Vazební médium: ultrazvuk se ve vzduchu slábne, zatímco v kapalinách a pevných látkách se dobře šíří. Pro lepší příjem signálu ozvěny se mezi ultrazvukovou sondu a měřený objekt obvykle přidává kapalné vazební médium, což nevede k vývoji online automatizovaného inspekčního programu.
Výsledky měření ovlivní i další faktory, jako je fázové obrácení nebo zkreslení ultrazvuku, zakřivení, kuželovitost nebo excentricita povrchu měřeného objektu.
Je zřejmé, že ultrazvukové měření tloušťky má mnoho výhod. V současné době jej však nelze kvůli jeho omezením srovnávat s jinými metodami měření tloušťky.
3.4UPokrok ve výzkumu ultrazvukového měření tloušťkyzDačengPrezize
Společnost Dacheng Precision se vždy věnovala výzkumu a vývoji. Také v oblasti ultrazvukového měření tloušťky dosáhla určitého pokroku. Některé z výsledků výzkumu jsou uvedeny níže.
3.4.1 Experimentální podmínky
Anoda je upevněna na pracovním stole a pro měření v pevném bodě se používá vlastnoručně vyvinutá vysokofrekvenční ultrazvuková sonda.
Obrázek 2 Ultrazvukové měření tloušťky
3.4.2 Experimentální data
Experimentální data jsou prezentována ve formě A-skenu a B-skenu. V A-skenu představuje osa X dobu přenosu ultrazvuku a osa Y intenzitu odražené vlny. B-sken zobrazuje dvourozměrný obraz profilu rovnoběžně se směrem šíření rychlosti zvuku a kolmo k měřenému povrchu testovaného objektu.
Z A-skenu je patrné, že amplituda odražené pulzní vlny na spojení grafitu a měděné fólie je výrazně vyšší než u jiných průběhů. Tloušťku grafitové vrstvy lze zjistit výpočtem akustické dráhy ultrazvukové vlny v grafitovém médiu.
Celkem bylo testováno 5 dat ve dvou polohách, v bodě 1 a bodě 2, a akustická dráha grafitu v bodě 1 byla 0,0340 us a akustická dráha grafitu v bodě 2 byla 0,0300 us s vysokou opakovatelnou přesností.
Obrázek 3 Signál A-skenu
Obrázek 4 B-sken
Obr. 1 X=450, obraz B-skenování roviny YZ
Bod 1 X=450 Y=110
Akustická dráha: 0,0340 us
Tloušťka: 0,0340 (μm) * 3950 (m/s) / 2 = 67,15 (μm)
Bod2 X=450 Y=145
Akustická dráha: 0,0300 us
Tloušťka: 0,0300 (μm) * 3950 (m/s) / 2 = 59,25 (μm)
Obrázek 5 Dvoubodový testovací snímek
4. Sshrnutíz lithiumbaterieelektroda technologie měření čistého povlaku
Technologie ultrazvukového testování, jako jeden z důležitých prostředků nedestruktivní testovací technologie, poskytuje efektivní a univerzální metodu pro hodnocení mikrostruktury a mechanických vlastností pevných materiálů a detekci jejich mikro- a makrodiskontinuit. Vzhledem k poptávce po online automatizovaném měření množství čistého povlaku elektrody lithiové baterie má metoda přenosu paprsku v současné době stále větší výhodu díky vlastnostem samotného ultrazvuku a technickým problémům, které je třeba řešit.
Společnost Dacheng Precision, jakožto expert na měření elektrod, bude i nadále provádět hloubkový výzkum a vývoj inovativních technologií včetně ultrazvukové technologie měření tloušťky, a přispět tak k rozvoji a průlomům v nedestruktivním testování!
Čas zveřejnění: 21. září 2023
