Ultrazvučna tehnologija mjerenja debljine
1. Potrebe za litijbaterijaelektroda mjerenje neto premaza
Elektroda litijeve baterije sastoji se od kolektora, premaza na površini A i B. Ujednačenost debljine premaza ključni je kontrolni parametar elektrode litijeve baterije, koji ima kritičan utjecaj na sigurnost, performanse i cijenu litijeve baterije. Stoga postoje visoki zahtjevi za opremu za ispitivanje tijekom procesa proizvodnje litijeve baterije.
2. Metoda prijenosa X-zraka susresti seinggranični kapacitet
Dacheng Precision je vodeći međunarodni pružatelj rješenja za sustavno mjerenje elektroda. S više od 10 godina istraživanja i razvoja, posjeduje niz visokoprecizne i visokostabilne mjerne opreme, kao što su X/β-zračni mjerač površinske gustoće, laserski mjerač debljine, integrirani CDM mjerač debljine i površinske gustoće itd., koji su sposobni postići online praćenje indeksa jezgre elektrode litij-ionske baterije, uključujući neto količinu premaza, debljinu, debljinu područja prorjeđivanja i površinsku gustoću.
Osim toga, Dacheng Precision također provodi promjene u tehnologiji nerazornih ispitivanja te je lansirao Super X-Ray mjerač površinske gustoće temeljen na poluvodičkim detektorima u čvrstom stanju i infracrveni mjerač debljine temeljen na principu infracrvene spektralne apsorpcije. Debljina organskih materijala može se točno izmjeriti, a točnost je bolja od uvozne opreme.
Slika 1 Super X-Ray mjerač površinske gustoće
3. Ultrazvučnitdebljinammjerenjettehnologija
Dacheng Precision oduvijek je bio posvećen istraživanju i razvoju inovativnih tehnologija. Uz gore navedena rješenja za nerazorna ispitivanja, razvija i ultrazvučnu tehnologiju mjerenja debljine. U usporedbi s drugim rješenjima za inspekciju, ultrazvučno mjerenje debljine ima sljedeće karakteristike.
3.1 Princip ultrazvučnog mjerenja debljine
Ultrazvučni mjerač debljine mjeri debljinu na temelju principa metode refleksije ultrazvučnog impulsa. Kada ultrazvučni impuls koji emitira sonda prođe kroz mjereni objekt i dosegne granice materijala, impulsni val se reflektira natrag do sonde. Debljina mjerenog objekta može se odrediti preciznim mjerenjem vremena širenja ultrazvuka.
H=1/2*(V*t)
Gotovo svi proizvodi od metala, plastike, kompozitnih materijala, keramike, stakla, staklenih vlakana ili gume mogu se mjeriti na ovaj način, a može se široko koristiti u naftnoj, kemijskoj, metalurgiji, brodogradnji, zrakoplovstvu, zrakoplovstvu i drugim područjima.
3.2Aprednostiod tebeUltrazvučno mjerenje debljine
Tradicionalno rješenje koristi metodu prijenosa zraka za mjerenje ukupne količine premaza, a zatim oduzimanje za izračun vrijednosti neto količine premaza elektrode litijeve baterije. Dok ultrazvučni mjerač debljine može izravno izmjeriti vrijednost zbog drugačijeg principa mjerenja.
①Ultrazvučni val ima snažnu prodornost zbog kraće valne duljine i primjenjiv je na širok raspon materijala.
② Ultrazvučni snop može se koncentrirati u određenom smjeru i putuje ravno kroz medij, s dobrom usmjerenošću.
③ Nema potrebe brinuti se o sigurnosti jer nema zračenja.
Međutim, unatoč činjenici da ultrazvučno mjerenje debljine ima takve prednosti, u usporedbi s nekoliko tehnologija mjerenja debljine koje je Dacheng Precision već uveo na tržište, primjena ultrazvučnog mjerenja debljine ima neka ograničenja kako slijedi.
3.3 Ograničenja primjene ultrazvučnog mjerenja debljine
①Ultrazvučni pretvornik: ultrazvučni pretvornik, odnosno gore spomenuta ultrazvučna sonda, ključna je komponenta ultrazvučnih ispitnih mjerača i sposobna je odašiljati i primati pulsne valove. Njegovi ključni pokazatelji radne frekvencije i točnosti vremena određuju točnost mjerenja debljine. Trenutni vrhunski ultrazvučni pretvornici još uvijek ovise o uvozu iz inozemstva, čija je cijena visoka.
②Ujednačenost materijala: kao što je spomenuto u osnovnim načelima, ultrazvuk će se reflektirati natrag na graničnim površinama materijala. Refleksiju uzrokuju nagle promjene akustične impedancije, a ujednačenost akustične impedancije određena je ujednačenošću materijala. Ako materijal koji se mjeri nije ujednačen, signal odjeka će proizvesti mnogo šuma, što će utjecati na rezultate mjerenja.
3 Hrapavost: hrapavost površine mjerenog objekta uzrokovat će slabu reflektiranu jeku ili čak nemogućnost prijema signala jeke;
④Temperatura: bit ultrazvuka je u tome što se mehaničke vibracije čestica medija šire u obliku valova, koji se ne mogu odvojiti od interakcije čestica medija. Makroskopska manifestacija toplinskog gibanja samih čestica medija je temperatura, a toplinsko gibanje prirodno utječe na interakciju između čestica medija. Dakle, temperatura ima veliki utjecaj na rezultate mjerenja.
Kod konvencionalnog ultrazvučnog mjerenja debljine temeljenog na principu pulsnog odjeka, temperatura ruku ljudi utjecat će na temperaturu sonde, što će dovesti do pomaka nulte točke mjerača.
⑤Stabilnost: zvučni val je mehanička vibracija čestica medija u obliku širenja vala. Osjetljiv je na vanjske smetnje, a prikupljeni signal nije stabilan.
⑥ Medij za spajanje: ultrazvuk će se oslabiti u zraku, dok se može dobro širiti u tekućinama i krutim tvarima. Kako bi se bolje primio signal odjeka, obično se između ultrazvučne sonde i mjerenog objekta dodaje tekući medij za spajanje, što ne pogoduje razvoju automatiziranog online programa inspekcije.
Drugi čimbenici, poput ultrazvučne fazne inverzije ili izobličenja, zakrivljenosti, konusnosti ili ekscentričnosti površine mjerenog objekta, utjecat će na rezultate mjerenja.
Može se vidjeti da ultrazvučno mjerenje debljine ima mnoge prednosti. Međutim, trenutno se ne može usporediti s drugim metodama mjerenja debljine zbog svojih ograničenja.
3.4UNapredak istraživanja ultrazvučnog mjerenja debljineodDachengPrezicija
Dacheng Precision je oduvijek bio posvećen istraživanju i razvoju. U području ultrazvučnog mjerenja debljine također je postigao određeni napredak. Neki od rezultata istraživanja prikazani su u nastavku.
3.4.1 Eksperimentalni uvjeti
Anoda je fiksno pričvršćena na radni stol, a za mjerenje fiksne točke koristi se vlastita visokofrekventna ultrazvučna sonda.
Slika 2 Ultrazvučno mjerenje debljine
3.4.2 Eksperimentalni podaci
Eksperimentalni podaci prikazani su u obliku A-skena i B-skena. U A-skenu, X-os predstavlja vrijeme ultrazvučnog prijenosa, a Y-os predstavlja intenzitet reflektiranog vala. B-sken prikazuje dvodimenzionalnu sliku profila paralelnu sa smjerom širenja brzine zvuka i okomitu na izmjerenu površinu ispitivanog objekta.
Iz A-skena se vidi da je amplituda povratnog pulsnog vala na spoju grafita i bakrene folije znatno veća od amplitude drugih valnih oblika. Debljina grafitnog premaza može se dobiti izračunavanjem akustičnog puta ultrazvučnog vala u grafitnom mediju.
Ukupno 5 puta testirani su podaci na dvije pozicije, Točka 1 i Točka 2, a akustični put grafita u Točki 1 bio je 0,0340 us, a akustični put grafita u Točki 2 bio je 0,0300 us, s visokom preciznošću ponovljivosti.
Slika 3 A-sken signal
Slika 4 B-skenirana slika
Sl. 1 X=450, slika B-skeniranja u ravnini YZ
Točka1 X=450 Y=110
Akustični put: 0,0340 us
Debljina: 0,0340 (us) * 3950 (m/s) / 2 = 67,15 (μm)
Točka2 X=450 Y=145
Akustični put: 0,0300 us
Debljina: 0,0300 (us) * 3950 (m/s) / 2 = 59,25 (μm)
Slika 5. Slika dvotočkovnog ispitivanja
4. Ssažetakod litijbaterijaelektroda tehnologija mjerenja neto premaza
Ultrazvučna tehnologija ispitivanja, kao jedno od važnih sredstava tehnologije nerazornih ispitivanja, pruža učinkovitu i univerzalnu metodu za procjenu mikrostrukture i mehaničkih svojstava čvrstih materijala te otkrivanje njihovih mikro- i makro-diskontinuiteta. Suočena s potražnjom za automatiziranim online mjerenjem neto količine premaza elektrode litijeve baterije, metoda prijenosa zraka trenutno još uvijek ima veću prednost zbog karakteristika samog ultrazvuka i tehničkih problema koje treba riješiti.
Dacheng Precision, kao stručnjak za mjerenje elektroda, nastavit će provoditi dubinska istraživanja i razvoj inovativnih tehnologija, uključujući ultrazvučnu tehnologiju mjerenja debljine, doprinoseći razvoju i probojima nerazornih ispitivanja!
Vrijeme objave: 21. rujna 2023.
