激光射線面密度在線測量一體機
- 設備功能簡介
本產品用于電芯涂布面密度和厚度檢測。
1、1面密度測量原理
單位面積上極片的質量，稱為極片的面密度。極片的面密度是決定電池的一致性的最重要的因素。由Kr85（氪85）衰變產生的β射線，穿透電池極片時，一部分射線被極片吸收。導致穿透極片后的射線強度相對于入射射線強度有一定的衰減。衰減比例與被穿透極片的面密度呈負指數關系。通過填充有特殊氣體電離室檢測射線穿透極片前后的射線強度，即可推算出極片的面密度。如圖1所示，I0為透射前的射線強度，I為透射后的射線強度，二者滿足m=1/λ（㏑（I0/I））的關系。其中λ為單位面密度極片的射線吸收系數，m為面密度。
面密度定義為單位面積s上的極片的質量m。如果被測物的的密度ρ定，則被測物的面密度與厚度d成正比：面密度=m/s=ρd。由于鋰電涂布生產工藝無法保證密度恒定，所以無法直接通過測量厚度來計算極片面密度。所以單純的激光測厚儀只能檢測材料厚度。此設備通過實時測量極片的面密度與厚度的實際值，計算出極片的密度。從而使激光位移傳感器測得的極片厚度值，可以準確轉換為面密度。并且實時顯示削薄區的面密度值或者厚度。
1.2厚度測量原理
厚度測量原理示意圖
測厚模塊由兩個激光位移傳感器上下對射的方式組成的，上下的兩個傳感器分別測量被測體上表面的位置和下表面的位置，通過計算得到被測體的厚度。示意圖中L為2個激光位移傳感器的距離，A為上傳感器到被測極片距離，B為上傳感器到被測極片距離，T為被測極片厚度，則T=L-A-B
1.3：設備總體結構圖
二：技術指標
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序號 |
參數名稱 |
參數指標 |
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1 |
適合涂布類型 |
單間隙涂布、多間隙涂布、連續涂布、單面涂布、雙面涂布 |
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2 |
適合極片類型 |
正極極片、負極極片 |
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3 |
測量方式 |
在線動態非接觸測量，測量頭在垂直于走帶方向往復掃描 |
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4 |
激光光源 |
紅色半導體激光， |
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5 |
射線 |
X射線或β射線 |
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6 |
射線光斑 |
光斑大小根據用戶需要定制 |
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7 |
測量范圍 |
面密度：20-1000 g/m2 厚度：0~3000um |
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8 |
測量重復精度 |
面密度： |
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9 |
相關性R2 |
在面密度生產規格范圍內，均勻取5組不同面密度的樣品，分別用設備和電子稱得到5組對應的面密度數據（面密度跨度不低于 20mg/1540.25mm²），機器測量值與真實值線性擬合后，相關性系數>99% |
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10 |
厚度測量精度 |
±3σ：≤±1um ，削薄區寬度測量范圍：1-50mm |
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11 |
防輻射等級 |
《GB 18871-2002》國家安全標準 |
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放射源使用年限 |
10.78年 |
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13 |
測量響應時間 |
＜1ms |
三：測量系統功能
- 實現極片涂布面密度在線測量。
- 實時顯示當前掃描斷面測量面密度的最大值、最小值、平均值、平均偏差，當前掃描位置、厚度信號、涂布速度、本卷長度等數據。
- 實時顯示當前掃描斷面圖（可選柱狀圖、折線圖、面積圖）。
- 最后一次掃描斷面圖顯示查看（可選柱狀圖、折線圖、面積圖）。
- EXCEL報表記錄轉存查看功能，每膜卷生產完畢后，自動生成excel報表。
- 通過分頻網傳，實現遠程同步顯示（涂布機頭顯示）。
- 掃描邊界自適應功能，隨收卷糾偏調節自動調節掃描范圍，保證最佳掃描狀態。
- 定位測量功能：可在掃描區域內指定任何位置，測量頭即定位在指定位置。
- 配方功能：根據不同基材、涂布寬度、涂布方式存儲設置各項測量掃描參數，使用時直接調用。
- 系統自診斷功能。
- 報警功能：可設置涂布寬度、邊寬、面密度高限值即進行報警。
- 實時可靠的自校驗機制，實現了對射線衰減的補償。
- 實時顯示重量橫向、縱向面密度變化趨勢。
- 實時顯示重量橫向、縱向厚度變化趨勢
- 實時顯示間隙涂布頭尾、左右涂布削薄區輪廓。削薄區分區大小可以獨立設定，最小可以設定0.1mm輸出一個厚度均值。
- 專業的涂布間隙區無效數據濾除，直觀方便的軟件管理界面。
- 提供可靠的以太網數據通信協議
- 軟件數據使用CSV文件、數據庫保存在工控機內，可以輸入并保存如下參數：型號、批次號、日期、上下限工藝參數等。
- 軟件操作權限:具備兩個以上使用權限，如管理員和操作員。
- 系統配置三色蜂鳴報警燈。
- 將檢測數據傳輸個涂布機和不良達標系統，涂布機通過傳輸過來的數據自動調整涂布參數，實現閉環控制，使打標系統在相對應不良位置打標，且將所有檢測標準、檢測數據上傳至MES系統；
