فناوری اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک
۱.نیاز به لایتیمباتریالکترود اندازه‌گیری پوشش خالص
الکترود باتری لیتیومی از کلکتور، پوشش روی سطح A و B تشکیل شده است. یکنواختی ضخامت پوشش، پارامتر اصلی کنترل الکترود باتری لیتیومی است که تأثیر بسزایی بر ایمنی، عملکرد و هزینه باتری لیتیومی دارد. بنابراین، الزامات بالایی برای تجهیزات آزمایش در طول فرآیند تولید باتری لیتیومی وجود دارد.
روش انتقال اشعه ایکس ملاقاتینگظرفیت محدود
شرکت Dacheng Precision یکی از پیشگامان بین‌المللی در ارائه راه‌حل‌های اندازه‌گیری سیستماتیک الکترود است. این شرکت با بیش از 10 سال تحقیق و توسعه، مجموعه‌ای از تجهیزات اندازه‌گیری با دقت و پایداری بالا مانند دستگاه اندازه‌گیری چگالی سطحی اشعه ایکس/بتا، دستگاه اندازه‌گیری ضخامت لیزری، دستگاه اندازه‌گیری ضخامت CDM و چگالی سطحی یکپارچه و غیره را در اختیار دارد که قادر به نظارت آنلاین بر شاخص‌های هسته الکترود باتری لیتیوم-یون، از جمله مقدار پوشش خالص، ضخامت، ضخامت ناحیه نازک شدن و چگالی سطحی هستند.
علاوه بر این، شرکت Dacheng Precision در حال انجام تغییراتی در فناوری آزمایش غیرمخرب نیز هست و دستگاه سنجش چگالی سطحی Super X-Ray را بر اساس آشکارسازهای نیمه‌هادی حالت جامد و دستگاه سنجش ضخامت مادون قرمز را بر اساس اصل جذب طیفی مادون قرمز عرضه کرده است. ضخامت مواد آلی را می‌توان با دقت اندازه‌گیری کرد و دقت آن از تجهیزات وارداتی بهتر است.
شکل 1 چگالی‌سنج ناحیه‌ای سوپر ایکس ری
3. اولتراسونیکtهیکنسیmاندازه گیریtفناوری
شرکت داچنگ پرسیژن همواره به تحقیق و توسعه فناوری‌های نوآورانه متعهد بوده است. علاوه بر راهکارهای تست غیرمخرب فوق، این شرکت در حال توسعه فناوری اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک نیز می‌باشد. در مقایسه با سایر راهکارهای بازرسی، اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک دارای ویژگی‌های زیر است.
۳.۱ اصول اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک
ضخامت سنج اولتراسونیک ضخامت را بر اساس اصل روش انعکاس پالس اولتراسونیک اندازه گیری می کند. هنگامی که پالس اولتراسونیک ساطع شده توسط پروب از جسم مورد اندازه گیری عبور می کند تا به رابط های مواد برسد، موج پالس به پروب بازتاب می شود. ضخامت جسم اندازه گیری شده را می توان با اندازه گیری دقیق زمان انتشار اولتراسونیک تعیین کرد.
H=1/2*(V*t)
تقریباً تمام محصولات ساخته شده از فلز، پلاستیک، مواد کامپوزیت، سرامیک، شیشه، الیاف شیشه یا لاستیک را می‌توان با این روش اندازه‌گیری کرد و می‌توان از آن به طور گسترده در نفت، شیمی، متالورژی، کشتی‌سازی، هوانوردی، هوافضا و سایر زمینه‌ها استفاده کرد.
۳.۲Aمزایااز تواندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک
راه حل سنتی، روش عبور پرتو را برای اندازه‌گیری مقدار کل پوشش اتخاذ می‌کند و سپس از تفریق برای محاسبه مقدار پوشش خالص الکترود باتری لیتیومی استفاده می‌کند. در حالی که ضخامت سنج اولتراسونیک به دلیل اصل اندازه‌گیری متفاوت، می‌تواند مستقیماً مقدار را اندازه‌گیری کند.
① موج اولتراسونیک به دلیل طول موج کوتاه‌تر، نفوذپذیری بالایی دارد و برای طیف وسیعی از مواد قابل استفاده است.
② پرتو صوتی اولتراسونیک می‌تواند در یک جهت خاص متمرکز شود و در یک خط مستقیم از طریق محیط با جهت‌گیری خوب حرکت کند.
③ نیازی به نگرانی در مورد مسئله ایمنی نیست زیرا تابش ندارد.
با این حال، علیرغم این واقعیت که اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک مزایایی دارد، در مقایسه با چندین فناوری اندازه‌گیری ضخامت که Dacheng Precision قبلاً به بازار عرضه کرده است، کاربرد اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک محدودیت‌هایی به شرح زیر دارد.
۳.۳ محدودیت‌های کاربردی اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک
① مبدل اولتراسونیک: مبدل اولتراسونیک، یعنی همان پروب اولتراسونیک که در بالا ذکر شد، جزء اصلی گیج‌های تست اولتراسونیک است که قادر به ارسال و دریافت امواج پالسی است. شاخص‌های اصلی آن یعنی فرکانس کاری و دقت زمان‌بندی، دقت اندازه‌گیری ضخامت را تعیین می‌کنند. مبدل اولتراسونیک پیشرفته فعلی هنوز به واردات از خارج از کشور وابسته است که قیمت آن گران است.
② یکنواختی مواد: همانطور که در اصول اولیه ذکر شد، امواج فراصوت روی سطوح مشترک مواد منعکس می‌شوند. این انعکاس ناشی از تغییرات ناگهانی در امپدانس صوتی است و یکنواختی امپدانس صوتی توسط یکنواختی مواد تعیین می‌شود. اگر ماده مورد اندازه‌گیری یکنواخت نباشد، سیگنال انعکاسی نویز زیادی تولید می‌کند که بر نتایج اندازه‌گیری تأثیر می‌گذارد.
③ زبری: زبری سطح جسم اندازه‌گیری شده باعث انعکاس کم صدا یا حتی عدم دریافت سیگنال اکو می‌شود.
④ دما: اساس اولتراسونیک این است که ارتعاش مکانیکی ذرات محیط به صورت امواج منتشر می‌شود که نمی‌توان آنها را از برهمکنش ذرات محیط جدا کرد. نمود ماکروسکوپی حرکت حرارتی خود ذرات محیط، دما است و حرکت حرارتی به طور طبیعی بر برهمکنش بین ذرات محیط تأثیر می‌گذارد. بنابراین دما تأثیر زیادی بر نتایج اندازه‌گیری دارد.
برای اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک مرسوم که بر اساس اصل پالس اکو انجام می‌شود، دمای دست افراد بر دمای پراب تأثیر می‌گذارد و در نتیجه منجر به انحراف نقطه صفر ضخامت‌سنج می‌شود.
⑤ پایداری: موج صوتی، ارتعاش مکانیکی ذرات محیط به شکل انتشار موج است. این موج مستعد تداخل خارجی است و سیگنال جمع‌آوری‌شده پایدار نیست.
⑥محیط اتصال: امواج فراصوت در هوا تضعیف می‌شوند، در حالی که می‌توانند به خوبی در مایعات و جامدات منتشر شوند. برای دریافت بهتر سیگنال انعکاس، معمولاً یک محیط اتصال مایع بین پروب فراصوت و جسم اندازه‌گیری شده اضافه می‌شود که برای توسعه برنامه بازرسی خودکار آنلاین مفید نیست.
عوامل دیگری مانند تغییر فاز اولتراسونیک یا اعوجاج، انحنا، مخروطی یا خروج از مرکز سطح جسم اندازه‌گیری شده بر نتایج اندازه‌گیری تأثیر می‌گذارند.
می‌توان مشاهده کرد که اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک مزایای زیادی دارد. با این حال، در حال حاضر به دلیل محدودیت‌های آن، نمی‌توان آن را با سایر روش‌های اندازه‌گیری ضخامت مقایسه کرد.
۳.۴Uپیشرفت تحقیقات اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیکازداچنگPقطع ارتباط
شرکت Dacheng Precision همواره به تحقیق و توسعه متعهد بوده است. در زمینه اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک نیز پیشرفت‌هایی داشته است. برخی از نتایج تحقیقات به شرح زیر است.
۳.۴.۱ شرایط آزمایش
آند روی میز کار ثابت شده است و از پروب اولتراسونیک فرکانس بالای خودساخته برای اندازه‌گیری نقطه ثابت استفاده می‌شود.
شکل 2 اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک
۳.۴.۲ داده‌های تجربی
داده‌های تجربی به شکل A-scan و B-scan ارائه می‌شوند. در A-scan، محور X نشان دهنده زمان انتقال امواج فراصوت و محور Y نشان دهنده شدت موج بازتاب شده است. B-scan یک تصویر دو بعدی از پروفیل موازی با جهت انتشار سرعت صدا و عمود بر سطح اندازه‌گیری شده جسم مورد آزمایش را نشان می‌دهد.
از A-scan می‌توان دریافت که دامنه موج پالس بازگشتی در محل اتصال گرافیت و فویل مسی به طور قابل توجهی بیشتر از سایر شکل موج‌ها است. ضخامت پوشش گرافیت را می‌توان با محاسبه مسیر آکوستیک موج فراصوت در محیط گرافیتی بدست آورد.
در مجموع ۵ بار داده‌ها در دو موقعیت، Point1 و Point2، آزمایش شدند و مسیر آکوستیک گرافیت در Point1، 0.0340 میکروثانیه و مسیر آکوستیک گرافیت در Point2، 0.0300 میکروثانیه با دقت تکرارپذیری بالا بود.
شکل 3 سیگنال اسکن A
شکل 4 تصویر اسکن B
شکل 1. تصویر اسکن B صفحه YZ با X=450
نقطه ۱ × ۴۵۰ Y=۱۱۰
مسیر آکوستیک: 0.0340 میکروثانیه
ضخامت: 0.0340 (ما) * 3950 (متر بر ثانیه) / 2 = 67.15 (میکرومتر)
نقطه ۲ × ۴۵۰ Y=۱۴۵
مسیر آکوستیک: 0.0300 میکروثانیه
ضخامت: 0.0300 (ما) * 3950 (متر بر ثانیه) / 2 = 59.25 (میکرومتر)
شکل 5 تصویر آزمون دو نقطه‌ای
4. Sاممریاز لایتیمباتریالکترود فناوری اندازه‌گیری پوشش خالص
فناوری تست اولتراسونیک، به عنوان یکی از ابزارهای مهم فناوری تست غیرمخرب، روشی مؤثر و جهانی برای ارزیابی ریزساختار و خواص مکانیکی مواد جامد و تشخیص ناپیوستگی‌های میکرو و ماکروی آنها ارائه می‌دهد. در مواجهه با تقاضا برای اندازه‌گیری خودکار آنلاین مقدار پوشش خالص الکترود باتری لیتیومی، روش انتقال پرتو در حال حاضر به دلیل ویژگی‌های خود اولتراسونیک و مشکلات فنی که باید حل شوند، همچنان از مزیت بیشتری برخوردار است.
شرکت داچنگ پرسیژن، به عنوان متخصص در اندازه‌گیری الکترود، به تحقیقات عمیق و توسعه فناوری‌های نوآورانه از جمله فناوری اندازه‌گیری ضخامت اولتراسونیک ادامه خواهد داد و در توسعه و پیشرفت‌های آزمایش‌های غیرمخرب سهم خواهد داشت!
زمان ارسال: ۲۱ سپتامبر ۲۰۲۳
