本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池pe隔板生產(chǎn)，具體為用于鉛酸蓄電池pe隔板含油量、孔率和厚度的在線檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、目前鉛酸蓄電池pe隔板的生方法主要以濕法為主，生產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行，在生產(chǎn)過(guò)程中，pe隔板的質(zhì)量均為設(shè)備不停，現(xiàn)場(chǎng)取樣，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)隔板的油含量、孔率、厚度等參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行手工檢測(cè)，整個(gè)過(guò)程屬于“靜態(tài)”檢測(cè)過(guò)程。一旦實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)所檢測(cè)的隔板的油含量、孔率、厚度等指標(biāo)出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)的情況，整個(gè)生產(chǎn)期間的批次產(chǎn)品都需要重新復(fù)檢，更有甚者還會(huì)導(dǎo)致期間所有批次產(chǎn)品報(bào)廢，從而嚴(yán)重影響整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率以及批次產(chǎn)品間的質(zhì)量穩(wěn)定性。

2、其次，市場(chǎng)上的在線檢測(cè)方法在使用過(guò)程中仍存在一定的缺陷，例如，在線使用紅外測(cè)厚儀對(duì)pe隔板的厚度進(jìn)行檢測(cè)，由于紅外測(cè)厚儀的工作原理主要基于紅外光的吸收、反射和透射特性，當(dāng)紅外光照射到物體表面時(shí)，部分光線會(huì)被反射或透射，其強(qiáng)度和相位會(huì)隨著物體厚度的變化而變化，紅外測(cè)厚儀通過(guò)測(cè)量這些變化來(lái)計(jì)算物體的厚度。當(dāng)使用紅外測(cè)厚儀對(duì)pe隔板在線檢測(cè)過(guò)程中，會(huì)由設(shè)備的振動(dòng)以及隔板在生產(chǎn)線上的偏移，極易造成對(duì)pe隔板的厚度的測(cè)量產(chǎn)生較大的誤差，引起大量的假警報(bào)，造成生產(chǎn)誤判；同時(shí)，由于隔板具有一定的寬幅，為了盡可能的對(duì)整個(gè)隔板的每一道厚度進(jìn)行檢測(cè)，還需要在生產(chǎn)線的橫向布置多個(gè)紅外測(cè)厚儀，造成生產(chǎn)線線路布置混亂，不利于提高生產(chǎn)效率。而對(duì)隔板的含油量和孔率等檢測(cè)，現(xiàn)有的技術(shù)中均沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，所有的關(guān)于pe隔板的含油量和孔率檢測(cè)，均是通過(guò)實(shí)驗(yàn)室手工測(cè)試，存在效率低、誤差大的問(wèn)題。

3、另外，在pe隔板生產(chǎn)領(lǐng)域中，由于pe隔板的主要特性均是由隔板的微觀結(jié)構(gòu)和組成所決定的，因此，在產(chǎn)品質(zhì)量的在線檢測(cè)裝置需要能夠?qū)Ω舭逦⒂^結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行檢測(cè)。例如①x光在線檢測(cè)裝置雖然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，但是x光在線檢測(cè)裝置占地面積較大，具有較高的輻射，對(duì)生產(chǎn)線的工人健康有不利影響，且x光在線檢測(cè)裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)pe隔板的組成進(jìn)行檢測(cè)；②視覺(jué)在線檢測(cè)裝置雖然裝置布置簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性較高，但是視覺(jué)在線檢測(cè)裝置只能實(shí)現(xiàn)對(duì)隔板的宏觀質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法對(duì)隔板的微觀結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行檢測(cè)。而能夠在線用于對(duì)pe隔板的微觀結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)微觀結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行檢測(cè)置在相關(guān)領(lǐng)域中缺少記載。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供用于鉛酸蓄電池pe隔板含油量、孔率和厚度的在線檢測(cè)方法及裝置，利用太赫茲波實(shí)現(xiàn)對(duì)pe隔板的非接觸、無(wú)損、快速檢測(cè)，并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以圖像形式將檢測(cè)結(jié)果直接呈現(xiàn)，可清楚準(zhǔn)確反映出pe隔板的厚度均勻性、孔隙率及孔分布情況、填充有含量及分布情況，從而提高pe隔板的生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、用于鉛酸蓄電池pe隔板含油量、孔率和厚度的在線檢測(cè)方法，包括以下步驟：

4、s1：建立物理模型：定義e0(ω)為入射脈沖太赫茲脈沖波，在空氣中傳播距離l后，得到的參考信號(hào)eref(ω)表達(dá)為：

5、eref(ω)＝e0(ω)·pa(ω,l)?(1)

6、式中，ω為太赫茲波頻率，pa(ω，l)為太赫茲波在空氣介質(zhì)中的傳播因數(shù)，表達(dá)式為：

7、

8、式中，為空氣復(fù)折射率；c為光速；

9、s2：基于太赫茲脈沖波的傳播特性和反射信號(hào)的缺陷檢測(cè)原理對(duì)pe隔板內(nèi)部孔隙和油含量進(jìn)行分析，其中，界面反射波的傳播距離為介質(zhì)厚度的2倍；

10、s3：利用太赫茲對(duì)pe隔板厚度進(jìn)行檢測(cè)：根據(jù)公式(1)，建立了反射式單點(diǎn)厚度提取模型:

11、

12、當(dāng)太赫茲波垂直入射時(shí)，單點(diǎn)厚度提取模型簡(jiǎn)化為:

13、

14、其中，d為樣品的厚度；tup和tdo分別為eup、edo的飛行時(shí)間；n為樣品折射率；c為光在空氣中的傳播速度；

15、通過(guò)檢測(cè)透射空氣和被測(cè)樣品的參考信號(hào)eref和透射信號(hào)esam，建立了透射式單點(diǎn)厚度提取模型:

16、

17、其中，空氣和樣品折射率分別為n0和n；tsam和tref分別為esam、esam的飛行時(shí)間。

18、進(jìn)一步地，s1中根據(jù)菲涅爾公式，太赫茲脈沖波從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2時(shí)，在分界面發(fā)生折射和反射，折射系數(shù)t12和反射系數(shù)r21分別表示為：

19、

20、式中，和分別為介質(zhì)1和介質(zhì)2的復(fù)折射率，表達(dá)式為：

21、

22、式中，n(w)為實(shí)折射率，表示介質(zhì)的色散特性，κ(w)為消光特性，表示介質(zhì)的吸收特性；當(dāng)太赫茲脈沖波e0(ω)從空氣中垂直入射于一厚度為d的介質(zhì)1時(shí)，在介質(zhì)對(duì)面檢測(cè)到的透射信號(hào)esam表達(dá)式為：

23、esam＝e0(ω)·ta1(ω)·p1(ω,d)·t1a(ω)?????????????(6)

24、太赫茲脈沖波在絕緣介質(zhì)中表現(xiàn)為弱吸收特性，即κ1(ω)＜＜n1(ω)，

25、進(jìn)一步地，s2中具體分析方法如下：

26、設(shè)定入射波為e0，紙板表面反射波為er0，氣隙上表面反射波為er1，氣隙下表面反射波為er2，鐵板表面反射波為er3；

27、根據(jù)式(3)、(4)和(6)，紙板表面反射波er0的計(jì)算式如下：

28、er0＝e0·r1a?????????????????????????????(7)

29、同理，氣隙上、下表面反射波er1和er2分別表達(dá)為：

30、er1＝e0p1(ω,2d1)·ta1rc1t1a?????????????????????(8)

31、er2＝e0p1(ω,2d1)pc(ω,2d2)·ta1t1atc1t1cr1c?????????????(9)

32、由公式(3)、(4)、(7)、(8)和(9)得：

33、

34、

35、式中，pc(w，2d2)為太赫茲波在空氣介質(zhì)中的傳播因數(shù)；er0與er1、er1與er2極性相反。

36、本發(fā)明提供另一種技術(shù)方案：用于鉛酸蓄電池pe隔板含油量、孔率和厚度的在線檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)器和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；所述檢測(cè)器安裝在xy掃描平臺(tái)上，xy掃描平臺(tái)用于驅(qū)動(dòng)檢測(cè)器在x向、y向上移動(dòng)，xy掃描平臺(tái)位于pe隔板生產(chǎn)線的上方；所述檢測(cè)器上設(shè)有光源輸出口和檢測(cè)探頭，光源輸出口和檢測(cè)探頭正對(duì)生產(chǎn)線上的pe隔板；所述檢測(cè)器還與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)電連接，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)外接有顯示器。

37、進(jìn)一步地，所述檢測(cè)器內(nèi)部包括飛秒激光器、分束器、光電導(dǎo)天線、光纖延遲線、拋物面鏡、半透鏡和數(shù)據(jù)采集卡；所述飛秒激光器用于發(fā)射飛秒激光脈沖，所述分束器用于將飛秒激光脈沖分成相互垂直的兩束光：抽運(yùn)光和探測(cè)光；抽運(yùn)光經(jīng)光纖延遲線和光電導(dǎo)天線產(chǎn)生thz脈沖波，經(jīng)拋物面鏡進(jìn)行準(zhǔn)直、聚焦，調(diào)整thz脈沖波入射角度后再經(jīng)半透鏡入射到樣品表面，thz脈沖反射波與探測(cè)光共線進(jìn)入檢測(cè)探頭，檢測(cè)探頭通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將采集到的信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。

38、進(jìn)一步地，所述檢測(cè)探頭為thz脈沖波探測(cè)器。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

40、本發(fā)明的用于鉛酸蓄電池pe隔板含油量、孔率和厚度的在線檢測(cè)方法及裝置，針對(duì)鉛酸蓄電池pe隔板的生產(chǎn)過(guò)程中，利用太赫茲波可實(shí)現(xiàn)非接觸式、無(wú)損、快速檢測(cè)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以圖像形式將檢測(cè)結(jié)果直接呈現(xiàn)在顯示器上，可清楚準(zhǔn)確反映出pe隔板的厚度均勻性、孔隙率及孔分布情況、填充含量及分布情況，從而提高pe隔板的生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性。