激光射线面密度在线测量一体机
- 设备功能简介
本产品用于电芯涂布面密度和厚度检测。
1、1面密度测量原理
单位面积上极片的质量，称为极片的面密度。极片的面密度是决定电池的一致性的最重要的因素。由Kr85（氪85）衰变产生的β射线，穿透电池极片时，一部分射线被极片吸收。导致穿透极片后的射线强度相对于入射射线强度有一定的衰减。衰减比例与被穿透极片的面密度呈负指数关系。通过填充有特殊气体电离室检测射线穿透极片前后的射线强度，即可推算出极片的面密度。如图1所示，I0为透射前的射线强度，I为透射后的射线强度，二者满足m=1/λ（㏑（I0/I））的关系。其中λ为单位面密度极片的射线吸收系数，m为面密度。
面密度定义为单位面积s上的极片的质量m。如果被测物的的密度ρ定，则被测物的面密度与厚度d成正比：面密度=m/s=ρd。由于锂电涂布生产工艺无法保证密度恒定，所以无法直接通过测量厚度来计算极片面密度。所以单纯的激光测厚仪只能检测材料厚度。此设备通过实时测量极片的面密度与厚度的实际值，计算出极片的密度。从而使激光位移传感器测得的极片厚度值，可以准确转换为面密度。并且实时显示削薄区的面密度值或者厚度。
1.2厚度测量原理
厚度测量原理示意图
测厚模块由两个激光位移传感器上下对射的方式组成的，上下的两个传感器分别测量被测体上表面的位置和下表面的位置，通过计算得到被测体的厚度。示意图中L为2个激光位移传感器的距离，A为上传感器到被测极片距离，B为上传感器到被测极片距离，T为被测极片厚度，则T=L-A-B
1.3：设备总体结构图
二：技术指标
|
序号 |
参数名称 |
参数指标 |
|
1 |
适合涂布类型 |
单间隙涂布、多间隙涂布、连续涂布、单面涂布、双面涂布 |
|
2 |
适合极片类型 |
正极极片、负极极片 |
|
3 |
测量方式 |
在线动态非接触测量，测量头在垂直于走带方向往复扫描 |
|
4 |
激光光源 |
红色半导体激光， |
|
5 |
射线 |
X射线或β射线 |
|
6 |
射线光斑 |
光斑大小根据用户需要定制 |
|
7 |
测量范围 |
面密度：20-1000 g/m2 厚度：0~3000um |
|
8 |
测量重复精度 |
面密度： |
|
9 |
相关性R2 |
在面密度生产规格范围内，均匀取5组不同面密度的样品，分别用设备和电子称得到5组对应的面密度数据（面密度跨度不低于 20mg/1540.25mm²），机器测量值与真实值线性拟合后，相关性系数>99% |
|
10 |
厚度测量精度 |
±3σ：≤±1um ，削薄区宽度测量范围：1-50mm |
|
11 |
防辐射等级 |
《GB 18871-2002》国家安全标准 |
|
12 |
放射源使用年限 |
10.78年 |
|
13 |
测量响应时间 |
＜1ms |
三：测量系统功能
- 实现极片涂布面密度在线测量。
- 实时显示当前扫描断面测量面密度的最大值、最小值、平均值、平均偏差，当前扫描位置、厚度信号、涂布速度、本卷长度等数据。
- 实时显示当前扫描断面图（可选柱状图、折线图、面积图）。
- 最后一次扫描断面图显示查看（可选柱状图、折线图、面积图）。
- EXCEL报表记录转存查看功能，每膜卷生产完毕后，自动生成excel报表。
- 通过分频网传，实现远程同步显示（涂布机头显示）。
- 扫描边界自适应功能，随收卷纠偏调节自动调节扫描范围，保证最佳扫描状态。
- 定位测量功能：可在扫描区域内指定任何位置，测量头即定位在指定位置。
- 配方功能：根据不同基材、涂布宽度、涂布方式存储设置各项测量扫描参数，使用时直接调用。
- 系统自诊断功能。
- 报警功能：可设置涂布宽度、边宽、面密度高限值即进行报警。
- 实时可靠的自校验机制，实现了对射线衰减的补偿。
- 实时显示重量横向、纵向面密度变化趋势。
- 实时显示重量横向、纵向厚度变化趋势
- 实时显示间隙涂布头尾、左右涂布削薄区轮廓。削薄区分区大小可以独立设定，最小可以设定0.1mm输出一个厚度均值。
- 专业的涂布间隙区无效数据滤除，直观方便的软件管理界面。
- 提供可靠的以太网数据通信协议
- 软件数据使用CSV文件、数据库保存在工控机内，可以输入并保存如下参数：型号、批次号、日期、上下限工艺参数等。
- 软件操作权限:具备两个以上使用权限，如管理员和操作员。
- 系统配置三色蜂鸣报警灯。
- 将检测数据传输个涂布机和不良达标系统，涂布机通过传输过来的数据自动调整涂布参数，实现闭环控制，使打标系统在相对应不良位置打标，且将所有检测标准、检测数据上传至MES系统；
