초음파 두께 측정 기술
1. l에 대한 요구 사항이티움배터리전극 순 코팅 측정
리튬 배터리 전극은 집전체, 표면 A, B의 코팅으로 구성됩니다. 코팅 두께 균일성은 리튬 배터리 전극의 핵심 제어 요소로, 리튬 배터리의 안전성, 성능 및 비용에 중요한 영향을 미칩니다. 따라서 리튬 배터리 생산 공정에는 테스트 장비에 대한 요구 사항이 매우 높습니다.
2.X선 투과 방식 만나다ing한계 용량
다청정밀(Dacheng Precision)은 세계적인 시스템 전극 측정 솔루션 제공업체로, 10년 이상의 연구 개발을 통해 X/β선 면밀도 측정기, 레이저 두께 측정기, CDM 두께 및 면밀도 통합 측정기 등 다양한 고정밀 및 고안정성 측정 장비를 보유하고 있습니다. 이러한 장비를 통해 순 코팅량, 두께, 박막 두께, 면밀도 등 리튬 이온 배터리 전극의 핵심 지표를 온라인으로 모니터링할 수 있습니다.
또한, 다청정밀은 비파괴 검사 기술에도 변화를 추진하고 있으며, 고체 반도체 검출기를 기반으로 한 슈퍼 X선 면밀도 측정기와 적외선 분광 흡수 원리를 이용한 적외선 두께 측정기를 출시했습니다. 유기 재료의 두께를 정밀하게 측정할 수 있으며, 그 정확도는 수입 장비보다 우수합니다.
그림 1 슈퍼 X-선 면밀도 측정기
3.초음파t칙칙함m측정t기술
다청정밀은 혁신적인 기술 연구 개발에 끊임없이 전념해 왔습니다. 앞서 언급한 비파괴 검사 솔루션 외에도 초음파 두께 측정 기술을 개발하고 있습니다. 다른 검사 솔루션과 비교했을 때 초음파 두께 측정은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
3.1 초음파 두께 측정 원리
초음파 두께 측정기는 초음파 펄스 반사 원리를 이용하여 두께를 측정합니다. 프로브에서 방출된 초음파 펄스가 측정 대상을 통과하여 재료 경계면에 도달하면, 펄스파가 프로브로 반사되어 돌아오는데, 초음파의 전파 시간을 정확하게 측정하여 측정 대상의 두께를 결정할 수 있습니다.
H=1/2*(V*t)
금속, 플라스틱, 복합재료, 세라믹, 유리, 유리섬유 또는 고무로 만든 거의 모든 제품을 이런 방식으로 측정할 수 있으며, 석유, 화학, 야금, 조선, 항공, 항공우주 및 기타 분야에서 널리 사용될 수 있습니다.
3.2A장점너의초음파 두께 측정
기존 솔루션은 광선 투과법을 사용하여 총 코팅량을 측정한 후, 이를 차감하여 리튬 배터리 전극 순 코팅량을 계산합니다. 반면, 초음파 두께 측정기는 측정 원리가 달라 직접 측정이 가능합니다.
①초음파는 파장이 짧아 침투성이 강하고, 다양한 물질에 적용이 가능합니다.
② 초음파 빔은 특정 방향으로 집중될 수 있으며, 매질 속을 직선으로 진행하며 지향성이 좋다.
③ 방사능이 없기 때문에 안전에 대한 걱정이 없습니다.
그러나 초음파 두께 측정이 이러한 장점을 가지고 있음에도 불구하고, Dacheng Precision이 이미 시장에 출시한 여러 두께 측정 기술과 비교했을 때 초음파 두께 측정의 적용에는 다음과 같은 몇 가지 한계가 있습니다.
3.3 초음파 두께 측정의 적용 한계
①초음파 탐촉자: 초음파 탐촉자, 즉 위에서 언급한 초음파 탐촉자는 초음파 검사 게이지의 핵심 부품으로, 펄스파를 송수신할 수 있습니다. 작동 주파수와 타이밍 정확도라는 핵심 지표가 두께 측정 정확도를 결정합니다. 현재 고급 초음파 탐촉자는 여전히 고가의 해외 수입에 의존하고 있습니다.
②재료 균일성: 기본 원리에서 언급했듯이 초음파는 재료 계면에서 반사됩니다. 반사는 음향 임피던스의 급격한 변화로 인해 발생하며, 음향 임피던스의 균일성은 재료의 균일성에 의해 결정됩니다. 측정 재료가 균일하지 않으면 에코 신호가 많은 잡음을 발생시켜 측정 결과에 영향을 미칩니다.
③ 거칠기: 측정 대상의 표면 거칠기는 낮은 반사 에코를 발생시키거나 심지어 에코 신호를 수신하지 못하게 합니다.
④온도: 초음파의 본질은 매질 입자의 기계적 진동이 파동의 형태로 전파된다는 점이며, 이는 매질 입자 간의 상호작용과 분리될 수 없습니다. 매질 입자 자체의 열 운동의 거시적인 표현이 바로 온도이며, 열 운동은 매질 입자 간의 상호작용에 자연스럽게 영향을 미칩니다. 따라서 온도는 측정 결과에 큰 영향을 미칩니다.
펄스 에코 원리를 기반으로 한 기존 초음파 두께 측정의 경우, 사람의 손 온도가 프로브 온도에 영향을 미쳐 게이지의 영점이 어긋나게 됩니다.
⑤안정성: 음파는 매질 입자의 기계적 진동으로 파동의 형태로 전파되는 것입니다. 외부 간섭에 취약하며, 수집된 신호는 안정적이지 않습니다.
⑥결합 매질: 초음파는 공기 중에서는 감쇠되지만, 액체와 고체에서는 잘 전파됩니다. 에코 신호를 더 잘 수신하기 위해 일반적으로 초음파 프로브와 측정 대상 사이에 액체 결합 매질을 추가하는데, 이는 온라인 자동 검사 프로그램 개발에 적합하지 않습니다.
초음파 위상 반전이나 왜곡, 측정 대상 표면의 곡률, 테이퍼 또는 편심과 같은 다른 요인도 측정 결과에 영향을 미칩니다.
초음파 두께 측정은 많은 장점을 가지고 있음을 알 수 있습니다. 그러나 초음파 두께 측정은 그 한계로 인해 현재 다른 두께 측정 방법과 비교할 수 없습니다.
3.4U초음파 두께 측정 연구 진행 상황~의대청P결정
대성정밀은 연구 개발에 꾸준히 힘써 왔습니다. 초음파 두께 측정 분야에서도 상당한 진전을 이루었습니다. 연구 성과 중 일부는 다음과 같습니다.
3.4.1 실험 조건
양극은 작업대에 고정되어 있으며, 자체 개발한 고주파 초음파 프로브를 사용하여 고정점 측정을 실시합니다.
그림 2 초음파 두께 측정
3.4.2 실험 데이터
실험 데이터는 A-스캔과 B-스캔 형태로 제시됩니다. A-스캔에서 X축은 초음파 전달 시간을, Y축은 반사파 강도를 나타냅니다. B-스캔은 음속 전파 방향과 평행하고 시험 대상 물체의 측정 표면에 수직인 프로파일의 2차원 이미지를 표시합니다.
A-스캔 결과, 흑연과 구리 호일의 접합부에서 반사된 맥파의 진폭이 다른 파형보다 현저히 높은 것을 확인할 수 있습니다. 흑연 코팅의 두께는 흑연 매질 내 초음파의 음향 경로를 계산하여 구할 수 있습니다.
Point1과 Point2의 두 위치에서 총 5회의 데이터를 테스트한 결과, Point1에서의 흑연의 음향 경로는 0.0340us, Point2에서의 흑연의 음향 경로는 0.0300us로 높은 반복 정밀도를 보였습니다.
그림 3 A-스캔 신호
그림 4 B-스캔 이미지
그림 1 X=450, YZ 평면 B-스캔 이미지
Point1 X=450 Y=110
음향 경로: 0.0340 us
두께 : 0.0340(us)*3950(m/s)/2=67.15(μm)
Point2 X=450 Y=145
음향 경로: 0.0300us
두께 : 0.0300(us)*3950(m/s)/2=59.25(μm)
그림 5 2점 테스트 이미지
4. S요약l의이티움배터리전극 순코팅 측정기술
비파괴 검사 기술의 중요한 수단 중 하나인 초음파 검사 기술은 고체 재료의 미세 구조 및 기계적 특성을 평가하고 미세 및 거시 불연속성을 검출하는 효과적이고 보편적인 방법을 제공합니다. 리튬 배터리 전극의 순 코팅량을 온라인으로 자동 측정해야 한다는 요구에 직면하여, 초음파 자체의 특성과 해결해야 할 기술적 문제로 인해 광선 투과법이 현재에도 여전히 더 큰 이점을 가지고 있습니다.
전극 측정 분야의 전문 기업인 대성정밀은 초음파 두께 측정 기술을 포함한 혁신 기술의 심층적인 연구 개발을 지속적으로 수행하여 비파괴 검사의 발전과 획기적인 발전에 기여할 것입니다!
게시 시간: 2023년 9월 21일
