Ultrasone diktemeettechnologie
1. Behoeften aan lithiumbatterijelektrode netto coatingmeting
De elektrode van een lithiumbatterij bestaat uit een collector en een coating op oppervlak A en B. De dikte-uniformiteit van de coating is de belangrijkste controleparameter van de elektrode van een lithiumbatterij en heeft een cruciale invloed op de veiligheid, prestaties en kosten van de lithiumbatterij. Daarom worden er hoge eisen gesteld aan testapparatuur tijdens het productieproces van lithiumbatterijen.
2. Röntgentransmissiemethode ontmoeteningde limietcapaciteit
Dacheng Precision is een toonaangevende internationale leverancier van oplossingen voor systematische elektrodemeting. Met meer dan 10 jaar onderzoek en ontwikkeling beschikt het bedrijf over een reeks zeer nauwkeurige en stabiele meetapparatuur, zoals röntgen-/β-stralingsmeters, laserdiktemeters, CDM-diktemeters en geïntegreerde meters voor oppervlaktedichtheid, enz. Deze zijn in staat om online de kernindexen van lithium-ionbatterij-elektroden te monitoren, inclusief de netto coatinghoeveelheid, dikte, dikte van het verdunningsgebied en oppervlaktedichtheid.
Daarnaast voert Dacheng Precision ook veranderingen door in de technologie voor niet-destructief testen en heeft het een Super X-Ray-oppervlaktedichtheidsmeter gelanceerd op basis van halfgeleiderdetectoren en een infrarooddiktemeter op basis van het infraroodspectrumabsorptieprincipe. De dikte van organische materialen kan nauwkeurig worden gemeten en de nauwkeurigheid is beter dan die van geïmporteerde apparatuur.
Figuur 1 Super X-Ray oppervlaktedichtheidsmeter
3. Ultrasoontdikheidmmetingttechnologie
Dacheng Precision zet zich al sinds jaar en dag in voor onderzoek en ontwikkeling van innovatieve technologieën. Naast de bovengenoemde niet-destructieve testoplossingen ontwikkelt het bedrijf ook technologie voor ultrasone diktemeting. Vergeleken met andere inspectieoplossingen heeft ultrasone diktemeting de volgende kenmerken.
3.1 Principe van ultrasone diktemeting
Een ultrasone diktemeter meet de dikte op basis van de ultrasone pulsreflectiemethode. Wanneer de door de sonde uitgezonden ultrasone puls door het te meten object gaat en de materiaalinterfaces bereikt, wordt de pulsgolf teruggekaatst naar de sonde. De dikte van het te meten object kan worden bepaald door de voortplantingstijd van het ultrasone object nauwkeurig te meten.
H=1/2*(V*t)
Vrijwel alle producten van metaal, kunststof, composietmaterialen, keramiek, glas, glasvezel of rubber kunnen op deze manier worden gemeten. Het kan op grote schaal worden gebruikt in de aardolie-, chemische, metallurgie-, scheepsbouw-, luchtvaart-, ruimtevaart- en andere sectoren.
3.2Avoordelenvan jouUltrasone diktemeting
De traditionele oplossing maakt gebruik van de stralingstransmissiemethode om de totale coatinghoeveelheid te meten en vervolgens aftrekking te gebruiken om de netto coatinghoeveelheid van de lithiumbatterij-elektrode te berekenen. Een ultrasone diktemeter kan de waarde echter direct meten dankzij een ander meetprincipe.
①Ultrasoongolven hebben een hoge doordringbaarheid vanwege hun kortere golflengte en zijn toepasbaar op een breed scala aan materialen.
2. Ultrasoon geluid kan in een specifieke richting worden geconcentreerd en beweegt zich in een rechte lijn door het medium, met een goede richtingsgevoeligheid.
③ U hoeft zich geen zorgen te maken over de veiligheid, omdat er geen straling vrijkomt.
Ondanks het feit dat ultrasone diktemeting zulke voordelen biedt in vergelijking met verschillende diktemeettechnologieën die Dacheng Precision al op de markt heeft gebracht, kent de toepassing van ultrasone diktemeting enkele beperkingen, zoals hieronder vermeld.
3.3 Toepassingsbeperkingen van ultrasone diktemeting
1 Ultrasone transducer: de ultrasone transducer, oftewel de hierboven genoemde ultrasone sonde, is het kernonderdeel van ultrasone testinstrumenten en kan pulsgolven verzenden en ontvangen. De belangrijkste indicatoren, zoals de werkfrequentie en timingnauwkeurigheid, bepalen de nauwkeurigheid van de diktemeting. De huidige hoogwaardige ultrasone transducer is nog steeds afhankelijk van import uit het buitenland, waarvan de prijzen hoog zijn.
② Materiaaluniformiteit: zoals vermeld in de basisprincipes, wordt ultrageluid teruggekaatst op de materiaalinterfaces. De reflectie wordt veroorzaakt door plotselinge veranderingen in de akoestische impedantie, en de uniformiteit van de akoestische impedantie wordt bepaald door de materiaaluniformiteit. Als het te meten materiaal niet uniform is, zal het echosignaal veel ruis produceren, wat de meetresultaten beïnvloedt.
③ Ruwheid: de oppervlakteruwheid van het gemeten object zal een lage gereflecteerde echo veroorzaken, of zelfs de ontvangst van het echosignaal onmogelijk maken;
④Temperatuur: de essentie van ultrasoon geluid is dat de mechanische trillingen van mediumdeeltjes zich voortplanten in de vorm van golven, die niet los te zien zijn van de interactie tussen mediumdeeltjes. De macroscopische manifestatie van thermische beweging van mediumdeeltjes zelf is temperatuur, en thermische beweging beïnvloedt van nature de interactie tussen mediumdeeltjes. Temperatuur heeft dus een grote invloed op de meetresultaten.
Bij conventionele ultrasone diktemeting op basis van het puls-echoprincipe heeft de temperatuur van uw handen invloed op de temperatuur van de sonde, wat kan leiden tot een afwijking van het nulpunt van de meter.
5 Stabiliteit: de geluidsgolf is de mechanische trilling van deeltjes in het medium in de vorm van een golfvoortplanting. Deze golf is gevoelig voor externe interferentie en het opgevangen signaal is niet stabiel.
⑥Koppelmedium: ultrasoon geluid verzwakt in de lucht, terwijl het zich goed kan voortplanten in vloeistoffen en vaste stoffen. Om het echosignaal beter te ontvangen, wordt meestal een vloeibaar koppelmedium toegevoegd tussen de ultrasone sonde en het te meten object. Dit is niet bevorderlijk voor de ontwikkeling van een geautomatiseerd online inspectieprogramma.
Andere factoren, zoals ultrasone faseomkering of vervorming, de kromming, tapsheid of excentriciteit van het oppervlak van het gemeten object, hebben invloed op de meetresultaten.
Het is duidelijk dat ultrasone diktemeting veel voordelen heeft. Het kan echter vanwege de beperkingen momenteel niet worden vergeleken met andere diktemeetmethoden.
3.4UVoortgang van het onderzoek naar ultrasone diktemetingvanDachengPrecisie
Dacheng Precision heeft zich altijd toegelegd op onderzoek en ontwikkeling. Ook op het gebied van ultrasone diktemeting heeft het bedrijf enige vooruitgang geboekt. Hieronder vindt u enkele onderzoeksresultaten.
3.4.1 Experimentele omstandigheden
De anode is op de werktafel bevestigd en voor de meting op een vast punt wordt de zelfontwikkelde hoogfrequente ultrasone sonde gebruikt.
Figuur 2 Ultrasone diktemeting
3.4.2 Experimentele gegevens
De experimentele gegevens worden gepresenteerd in de vorm van een A-scan en een B-scan. In de A-scan vertegenwoordigt de X-as de transmissietijd van het ultrasone geluid en de Y-as de intensiteit van de gereflecteerde golf. De B-scan toont een tweedimensionaal beeld van het profiel parallel aan de voortplantingsrichting van het geluid en loodrecht op het gemeten oppervlak van het te testen object.
Uit de A-scan blijkt dat de amplitude van de teruggekaatste pulsgolf op de grens tussen grafiet en koperfolie aanzienlijk hoger is dan die van andere golfvormen. De dikte van de grafietcoating kan worden bepaald door het akoestische pad van de ultrasone golf in het grafietmedium te berekenen.
In totaal werden 5 keer de gegevens getest op twee posities, Punt1 en Punt2. Het akoestische pad van grafiet op Punt1 was 0,0340 µs en het akoestische pad van grafiet op Punt2 was 0,0300 µs, met een hoge herhaalbaarheidsprecisie.
Figuur 3 A-scansignaal
Figuur 4 B-scan afbeelding
Figuur 1 X=450, YZ-vlak B-scanbeeld
Punt1 X=450 Y=110
Akoestisch pad: 0,0340 us
Dikte: 0,0340 (us) * 3950 (m/s) / 2 = 67,15 (μm)
Punt2 X=450 Y=145
Akoestisch pad: 0,0300us
Dikte: 0,0300 (us) * 3950 (m/s) / 2 = 59,25 (μm)
Figuur 5 Tweepuntstestafbeelding
4. Ssamenvattingvan lithiumbatterijelektrode netcoating meettechnologie
Ultrasoon testen, een van de belangrijkste niet-destructieve testmethoden, biedt een effectieve en universele methode voor het evalueren van de microstructuur en mechanische eigenschappen van vaste materialen en het detecteren van hun micro- en macrodiscontinuïteiten. Gezien de vraag naar online geautomatiseerde meting van de netto coatinghoeveelheid van lithiumbatterij-elektroden, heeft de stralingstransmissiemethode momenteel nog steeds een groter voordeel vanwege de eigenschappen van ultrasoon testen zelf en de technische problemen die moeten worden opgelost.
Dacheng Precision is een expert op het gebied van elektrodemeting en zal doorgaan met diepgaand onderzoek en ontwikkeling van innovatieve technologieën, waaronder ultrasone diktemeting, en zo een bijdrage leveren aan de ontwikkeling en doorbraken van niet-destructief onderzoek!
Plaatsingstijd: 21-09-2023
