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        激光射線面密度在線測量一體機

        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。

        • 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L2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

        序號

        參數名稱

        參數指標

        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

        2

        適合極片類型

        正極極片、負極極片

        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

        4

        激光光源

        紅色半導體激光,

        5

        射線

        X射線或β射線

        6

        射線光斑

        光斑大小根據用戶需要定制

        7

        測量范圍

        面密度:20-1000 g/m2  厚度:0~3000um

        8

        測量重復精度

        面密度:
        16秒積分:
        ±2σ≤±真實值×0.25‰ or ±0.08g/m2;
        ±3σ
        ≤±真實值×0.3‰ or ±0.09g/m2;
        4
        秒積分:
        ±2σ≤±真實值×0.55‰ or ±0.17g/m2;
        ±3σ
        ≤±真實值×0.8‰ or ±0.24g/m2;

        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%

        10

        厚度測量精度

        ±3σ≤±1um ,削薄區寬度測量范圍:1-50mm

        11

        防輻射等級

        GB 18871-2002》國家安全標準

        12

        放射源使用年限

        10.78

        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;

         

         

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