一种基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置，包括运动控制系统、次品剔除单元、超声检测系统、数据采集模块、微信号放大模块及计算机；所述运动控制系统包括用于传送软包锂离子电池的传送带及用于驱动传送带运动的电机，所述电机与计算机连接；所述超声检测系统包括超声激励模块和至少一组空气耦合超声探头组；所述次品剔除单元与计算机连接。本实用新型专利技术提供了高速、无损、可在线的锂离子软包电池热封封口密封性检测装置，相对于传统破坏式抽检方法，具有非接触、无污染无破坏的特点，可显著提高检测效率，具有广泛的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置
本技术涉及软包锂离子电池密封性检测领域，特别涉及一种基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置。
技术介绍
锂离子电池作为一种新型的化学电源，具有工作电压高、比能量大、放电电位曲线平稳、自放电小、循环寿命长、低温性能好、无记忆、无污染等突出的优点，能够满足人们对便携式电器所需要的电池小型轻量化和有利于环保的双重要求，广泛用于移动通讯、笔记本电脑、摄放一体机等小型电子装置，也是未来电动交通工具使用的理想电源。软包锂离子电池作为锂离子电池的一种新的封装形式，具有质量轻、外形尺寸灵活，能够更好的满足一体化设计的要求等优势。例如，软包锂离子电池的质量能量密度高于铝壳电池，相同体积的电池(2Ah～5Ah)，软包锂离子电池要比铝壳电池轻10％-20％左右。在产品应用领域，中高档电子消费产品日趋轻薄、一体式、便携化，并且在新能源动力汽车电池领域，对于锂离子电池的能量密度要求愈发提高，因此，软包锂离子电池的优势将进一步突显。但是，由于软包锂离子电池采用热封形式封装，在其封口处存在出现气泡、夹杂、泄露通道等密封缺陷的风险，封装不良的软包锂离子电池将会出现电解液泄露、锂离子电池内部水分超标等隐患，对锂离子电池的质量以及使用安全有严重的影响。软包锂离子电池密封性问题是限制其广泛应用的重要方面。因此，软包锂离子电池密封性在线检测方法与装置需求十分广泛与迫切。目前，对于软包锂离子电池密封性的检测手段主要有：氦质谱检测法、水检法、直压式检测法、差压式检测法等。其中氦质谱检测法属于细检漏，其最大可检漏率有上限，约为1×10-4Pa·m3/s，对于大于此漏率的泄露使用氦质谱检测法进行检测会产生较大误差。其余三种方法属于粗检漏，水检法由于受检验人员主观因素影响大，并且效率低下。直压式检漏法受限于直压传感器的分辨率较低，导致精度低，同时容易受环境干扰造成检测值可信度低。差压式检测法因其原理所限，无法做到100％在线检测。超声检测法是近年来发展起来的包装密封性无损检测方法之一。目前，超声检测法在食品、药品、日化产品的软包装袋密封性测试方面已有应用。但是应用主要采用水浸探头，需要将被测样品浸入水中，以水为耦合剂进行检测，仍然无法实现无损、在线检测。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本技术的目的在于提供一种基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置，能够实现软包装锂离子电池密封性的高速无损在线检测，检测速度快，效率高。本技术的目的通过以下技术方案实现：一种基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置，包括运动控制系统、次品剔除单元、超声检测系统、数据采集模块、微信号放大模块及计算机；所述运动控制系统包括用于传送软包锂离子电池的传送带及用于驱动传送带运动的电机，所述电机与计算机连接；所述超声检测系统包括超声激励模块和至少一组空气耦合超声探头组；所述空气耦合超声探头组由一个空气耦合超声发射探头和一个空气耦合超声接收探头组成，所述空气耦合超声发射探头和空气耦合超声接收探头正对设置于传送带的两侧；所述空气耦合超声发射探头通过超声激励模块与计算机连接，所述空气耦合超声接收探头依次通过信号放大模块、数据采集模块与计算机连接；所述次品剔除单元与计算机连接，设置于传送带的一侧，用于将超声幅值小于幅值阈值的软包锂离子电池从传送带上剔除。作为优选的，所述运动控制系统还包括一个用于探测软包锂离子电池是否位于超声检测范围内的位置探测传感器；所述位置探测传感器与计算机连接，设置于传送带的一侧。作为优选的，所述位置探测传感器为红外传感器。作为优选的，所述超声激励模块包括依次连接的信号发生单元、功率放大单元，所述信号发生单元与计算机连接；所述功率放大单元与空气耦合超声发射探头连接。作为优选的，所述超声激励模块还包括阻抗匹配单元，所述功率放大单元通过阻抗匹配单元与空气耦合超声发射探头连接。作为优选的，所述数据采集模块包括AD转换单元与数据采集卡，所述AD转换单元依次与微信号放大模块、空气耦合超声接收探头连接，数据采集卡与计算机连接。作为优选的，所述微信号放大模块包括依次连接的前置放大线路、超外差接收线路与相敏检波线路，其中前置放大线路与空气耦合超声接收探头连接，相敏检波电路与数据采集模块连接。作为优选的，所述次品剔除单元由光电传感器及气动机械机构组成，所述光电传感器和气动机械机构分别与计算机连接。作为优选的，所述空气耦合超声发射探头和空气耦合超声接收探头均采用点聚焦式空气耦合超声探头，焦点直径为0.2mm～1.5mm。作为优选的，所述空气耦合超声发射探头和空气耦合超声接收探头均采用线聚焦式空气耦合超声探头，聚焦宽度为0.2mm～1.5mm。与现有技术相比，本技术具有以下优点和有益效果：1、本技术实现了在线无损测试；利用空气耦合超声技术进行软包装电池热封封口密封性检测，探头无需耦合剂、不接触样品，因此实现无损检测，解决了以往水检法、差压式检测法中对电池产品可能造成破坏与污染的问题。以生产线传送带作为运动控制模块，可实现真正的100％在线检测。2、本技术检测速度快，效率高；超声激励脉冲信号为几到几十微秒，配合高速传动带与合适的电池封边导轨或夹具，可使每个电池密封性的测试时间在3秒钟以内，在检测效率上较传统抽检方法有较大提升。附图说明图1为本技术的一种基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置的示意图。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示，本实施例的基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置，包括运动控制系统、次品剔除单元、超声检测系统、数据采集模块、微信号放大模块及计算机。所述运动控制系统包括用于传送软包锂离子电池4的传送带1及用于驱动传送带运动的电机，所述电机与计算机连接。所述运动控制系统还包括一个用于探测软包锂离子电池是否位于超声检测范围内的位置探测传感器；所述位置探测传感器与计算机连接，可通过无线或有线的方式与计算机通信，设置于传送带的一侧；所述运动控制系统还包括一个用于探测软包锂离子电池是否位于超声检测范围内的位置探测传感器；所述位置探测传感器与计算机连接。本实施例的位置探测传感器采用红外传感器。本实施例的超声检测系统包括超声激励模块和至少一组空气耦合超声探头组；所述空气耦合超声探头组由一个空气耦合超声发射探头2和一个空气耦合超声接收探头3组成，所述空气耦合超声发射探头2和空气耦合超声接收探头3正对设置于传送带1的两侧；所述空气耦合超声发射探头通过超声激励模块与计算机连接，所述空气耦合超声接收探头依次通过信号放大模块、数据采集模块与计算机连接；所述次品剔除单元与计算机连接，次品剔除单元可通过无线或有线的方式与计算机通信。本实施例的超声激励模块包括依次连接的信号发生单元、功率放大单元和阻抗匹配单元，所述信号发生单元与计算机连接；所述阻抗匹配单元与空气耦合超声发射探头连接。信号发生单元用于激励脉冲信号的产生，功率放大单元用于提供该激励脉冲信号的电压增益与功率增益，阻抗匹配单元用于功率放大单元与空气耦合超声发射探头之间的阻抗匹配，提高信号激励的效率。本实施例中，激励信号采用正弦脉冲，功率放大至峰峰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置，其特征在于，包括运动控制系统、次品剔除单元、超声检测系统、数据采集模块、微信号放大模块及计算机；所述运动控制系统包括用于传送软包锂离子电池的传送带及用于驱动传送带运动的电机，所述电机与计算机连接；所述超声检测系统包括超声激励模块和至少一组空气耦合超声探头组；所述空气耦合超声探头组由一个空气耦合超声发射探头和一个空气耦合超声接收探头组成，所述空气耦合超声发射探头和空气耦合超声接收探头正对设置于传送带的两侧；所述空气耦合超声发射探头通过超声激励模块与计算机连接，所述空气耦合超声接收探头依次通过信号放大模块、数据采集模块与计算机连接；所述次品剔除单元与计算机连接，设置于传送带的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置，其特征在于，包括运动控制系统、次品剔除单元、超声检测系统、数据采集模块、微信号放大模块及计算机；所述运动控制系统包括用于传送软包锂离子电池的传送带及用于驱动传送带运动的电机，所述电机与计算机连接；所述超声检测系统包括超声激励模块和至少一组空气耦合超声探头组；所述空气耦合超声探头组由一个空气耦合超声发射探头和一个空气耦合超声接收探头组成，所述空气耦合超声发射探头和空气耦合超声接收探头正对设置于传送带的两侧；所述空气耦合超声发射探头通过超声激励模块与计算机连接，所述空气耦合超声接收探头依次通过信号放大模块、数据采集模块与计算机连接；所述次品剔除单元与计算机连接，设置于传送带的一侧。2.根据权利要求1所述的基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置，其特征在于，所述运动控制系统还包括一个用于探测软包锂离子电池是否位于超声检测范围内的位置探测传感器；所述位置探测传感器与计算机连接，设置于传送带的一侧。3.根据权利要求2所述的基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置，其特征在于，所述位置探测传感器为红外传感器。4.根据权利要求要1所述的基于超声技术的软包锂离子电池密封性检测装置，其特征在于，所述超声激励模块包括依次连接的信号发生单元、功率放大单元，所述信号发生单元与计算机连接；所述功率放大单元与空气耦合超声发射探头连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：常毅，杨茹，乔兴宏，黄阔，王建，
申请(专利权)人：广州能源检测研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44