面密度儀設(shè)備原理培訓(xùn)課件

面密度測(cè)量?jī)x原理及特性01020304面密度儀設(shè)備配置面密度測(cè)量?jī)x設(shè)備操作應(yīng)用面密度測(cè)量?jī)x的常見(jiàn)故障01PART面密度儀測(cè)量原理及特性1.1面密度儀在鋰電行業(yè)的使用背景1.2面密度儀基本原理的介紹1.3面密度儀的特點(diǎn)1.4面密度儀的危險(xiǎn)及防護(hù)1、1面密度儀在鋰電行業(yè)的使用背景鋰電涂布、輥壓工序使用在線檢測(cè)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)：1、提高產(chǎn)品良率：對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，為生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)節(jié)提供數(shù)據(jù)支持，做好生產(chǎn)過(guò)程控制。2、過(guò)程能力分析和異常追溯：產(chǎn)生實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)過(guò)程中問(wèn)題的分析與改進(jìn)提供支持。3、提高生產(chǎn)設(shè)備利用率10%到30%：生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)須停機(jī)測(cè)量，無(wú)需做離線破壞性檢測(cè)，減少接帶，為后續(xù)工序（輥壓、分切）減少麻煩。國(guó)家《汽車(chē)動(dòng)力電池行業(yè)規(guī)范條件》中明確涂布、輥壓等鋰電生產(chǎn)工序必須配備在線檢測(cè)設(shè)備。面密度測(cè)量?jī)x原理及其特性一1、2面密度測(cè)量原理涂布面密度定義：?jiǎn)挝幻娣e上極片的質(zhì)量，稱(chēng)為極片的面密度。極片的面密度是決定電池的一致性最重要的因素。面密度儀的測(cè)量原理：通過(guò)面密度測(cè)量?jī)x的X/β射線照射穿透電池極片，一部分射線被極片吸收，導(dǎo)致穿透極片后的射線強(qiáng)度相對(duì)于入射射線強(qiáng)度有一定的衰減。衰減比例與被穿透極片的面密度呈負(fù)指數(shù)關(guān)系。通過(guò)填充有特殊氣體的電離室檢測(cè)射線穿透極片前后的射線強(qiáng)度，即可推算出極片的面密度。涂布量測(cè)量原理圖面密度測(cè)量?jī)x原理及其特性一面密度儀測(cè)量原理的計(jì)算方式：極片的面密度是決定電池的一致性的最重要因素。如右圖所示，I0為初始射線強(qiáng)度，I為透射后的射度，二者滿(mǎn)足m=1/λ（㏑（I0/I））的關(guān)系，其中λ為單位面密度極片的射線吸收系數(shù)，m為面密度。1、2面密度測(cè)量原理面密度儀設(shè)備是用于鋰離子電池多元復(fù)合材料正極/負(fù)極涂布的面密度在線測(cè)量，通過(guò)掃描式探頭來(lái)回掃描測(cè)量，在線實(shí)時(shí)檢測(cè)極片面密度的橫向和縱向數(shù)據(jù)及其變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)面密度異常波動(dòng)及時(shí)報(bào)警，提示操作人員及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，提高產(chǎn)品良率。面密度測(cè)量?jī)x原理及其特性一1、2面密度測(cè)量原理面密度儀放射源的分類(lèi)：β-ray和X-rayβ-ray面密度測(cè)試儀可用于正/負(fù)極涂布，而X-ray由于穿透性較弱僅能用于正極涂布。

β-ray傳感器工作原畫(huà)面密度測(cè)量?jī)x原理及其特性一1.3面密度儀特點(diǎn)

β射線屬于帶電粒子流，β射線穿透鋰電池負(fù)極涂布極片時(shí)，發(fā)生強(qiáng)度衰減，其衰減符合指數(shù)規(guī)律，β射線測(cè)量極片面密度特有的優(yōu)勢(shì)：由于β射線特有的穿透性以及天然、穩(wěn)定的特點(diǎn)，再加上后期使用成本低，目前國(guó)際上公認(rèn)的測(cè)量精確、性能穩(wěn)定、使用經(jīng)濟(jì)的測(cè)量方法，仍是β射線側(cè)重。β射線：高速運(yùn)動(dòng)的電子流e，貫穿能力很強(qiáng)，電離作用弱，本來(lái)物理世界是沒(méi)有左右之分的，但β射線卻有左右之分。貝塔粒子即β粒子，是指當(dāng)放射性物質(zhì)發(fā)生β衰變，所釋出的高能量電子，其速度可達(dá)至光速的99%。在β衰變過(guò)程當(dāng)中，放射性原子核通過(guò)發(fā)射電子和中微子轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核，產(chǎn)物中的電子就被稱(chēng)為β粒子。在正β衰變中，原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放一個(gè)正電子，在“負(fù)β衰變”中，原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放一個(gè)電子，即β粒子。面密度測(cè)量?jī)x原理及其特性一1.4面密度儀的危險(xiǎn)及防護(hù)X射線對(duì)機(jī)體的影響，由于受多種因素的影響所引起的臨床反應(yīng)亦多種多樣。射線對(duì)人體的損傷顯現(xiàn)在受照者本身時(shí)稱(chēng)軀體(本體)效應(yīng)。如影響到受照者后代則稱(chēng)遺傳效應(yīng)。按對(duì)受照者損傷的范圍不同又可分全身效應(yīng)(如急、慢性放射病)．單一組織的效應(yīng)(如皮膚損傷、眼晶體損傷等)和胎內(nèi)照射的效應(yīng)(如胎兒畸型等)。若從x線作用于機(jī)體后產(chǎn)生效應(yīng)的時(shí)間考慮，尚可分近期和遠(yuǎn)期效應(yīng)。β射線是一種帶電荷的、高速運(yùn)行、從核素放射性衰變中釋放出的粒子。人類(lèi)受到來(lái)源于人造或自然界(氚，C－14等)β射線的照射，β射線比α射線更具有穿透力，但在穿過(guò)同樣距離，其引起的損傷更小。一些β射線能穿透皮膚，引起放射性傷害。但是它一旦進(jìn)入體內(nèi)引起的危害更大。β粒子能被體外衣服消減、阻擋或一張幾毫米厚的鋁箔完全阻擋。面密度測(cè)量?jī)x原理及其特性一1.4面密度儀的危險(xiǎn)及防護(hù)在輻射防護(hù)中有三個(gè)主要因素：時(shí)間，距離，屏蔽。輻射對(duì)比時(shí)間當(dāng)你在輻射源附近時(shí)，你必須盡可能少待，以減少受到的輻射。假設(shè)我們?nèi)ズI度假，你一直待在海灘上，即暴露在陽(yáng)光下，最后被曬傷。如果你少曬太陽(yáng)，而更多的在陰影處休息，你不至于被曬傷。距離越是遠(yuǎn)離輻射源，受到輻射越少。假設(shè)我們?nèi)ヒ粓?chǎng)露天音樂(lè)會(huì)，你可能坐在歌手面前，或是坐在離舞臺(tái)50米外，或是坐在街對(duì)面公園的草地上，你的耳朵聽(tīng)到的聲音將有分別。你坐在表演者面前，你的耳朵會(huì)被震壞。50米處，聲音大小一般般；坐在公園草坪上，你也許根本聽(tīng)不見(jiàn)音樂(lè)。就如上述例子，越是靠近輻射源，你被射線灼傷的幾率越大，越是遠(yuǎn)離，危害越小。β粒子一般具有很強(qiáng)的穿透能力，在空氣中能走幾米，也就是說(shuō)它們可以穿過(guò)幾毫米厚的鋁片。面密度測(cè)量?jī)x原理及其特性一1.4面密度儀的危險(xiǎn)及防護(hù)對(duì)面密度儀設(shè)備的安全特性要求

必須設(shè)計(jì)并提供鉛板防護(hù)罩，在距機(jī)器外殼0.1m處測(cè)量，輻射率不超過(guò)1μGy/h（吸收劑量），累積計(jì)量不超過(guò)1mSv/a（有效劑量），滿(mǎn)足GB18871《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》中的豁免要求；屏蔽：如果你在輻射源周?chē)黾悠帘?，你將受到更少的輻射。這就像在雨天，你沒(méi)撐傘，就會(huì)被淋濕。但是撐了傘就不會(huì)這樣了。面密度測(cè)量?jī)x原理及其特性一02PART面密度儀的設(shè)備配置2.1面密度儀的設(shè)備配置2.2面密度儀結(jié)構(gòu)介紹2.3面密度儀的工藝參數(shù)2.1面密度儀設(shè)備配置整體布局每套面密度測(cè)量系統(tǒng)包含3架β射線面密度測(cè)量?jī)x（包含3枚kr85放射源）。a）一臺(tái)安裝在基材放卷后A面涂布前，用于檢測(cè)基材（正極鋁箔/負(fù)極銅箔）的面密度；b）一臺(tái)安裝在A面涂布烘箱后B面涂布前，用于檢測(cè)單面極片烘干后的面密度；c）一臺(tái)安裝在B面涂布烘箱后極片收卷前，用于檢測(cè)雙面極片烘干后的面密度；面密度儀的設(shè)備配置二2.1面密度儀設(shè)備配置三架測(cè)厚系統(tǒng)示意圖面密度儀的設(shè)備配置二2.2面密度儀各結(jié)構(gòu)介紹設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)組成：1、整體機(jī)架：設(shè)備主體2、控制電腦和程序：電腦配置和程序功能3、USP電源：上位機(jī)配備UPS電源，在斷電時(shí)能夠保持運(yùn)行時(shí)間≥15min4、放射源：Kr-85（氪85）活度為1250mCi（毫居）/46.25GBq5、掃描架：整體式O型架6、驅(qū)動(dòng)裝置：伺服電機(jī)＋高強(qiáng)度同步帶7、分屏顯示器：涂布機(jī)A/B同時(shí)顯示監(jiān)控頁(yè)面8、安全防護(hù)鉛板：保證設(shè)備周?chē)妮椛淞吭诎踩秶鷥?nèi)整體機(jī)架控制電腦防護(hù)鉛板顯示器面密度儀的設(shè)備配置二2.2面密度儀各結(jié)構(gòu)介紹設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)組成：1、整體機(jī)架：設(shè)備主體2、控制電腦和程序：電腦配置和程序功能3、USP電源：上位機(jī)配備UPS電源，在斷電時(shí)能夠保持運(yùn)行時(shí)間≥15min4、放射源：Kr-85（氪85）活度為1250mCi（毫居）/46.25GBq5、掃描架：整體式O型架6、驅(qū)動(dòng)裝置：伺服電機(jī)＋高強(qiáng)度同步帶7、分屏顯示器：涂布機(jī)A/B同時(shí)顯示監(jiān)控頁(yè)面放射源掃描架控制電柜面密度儀的設(shè)備配置二2.3面密度儀技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目正極負(fù)極涂層種類(lèi)NCM/NCA（油系）石墨/SiC（水系）來(lái)料形式鋁箔/單面/雙面銅箔/單面/雙面來(lái)料寬度（mm）≤1500≤1500基材厚度（μm）8～204～15重量規(guī)格（mg/cm2）正極雙面10～58負(fù)極雙面6～38干厚度（μm/side）100～35050～350邊緣效應(yīng)區(qū)域mm≤5mm≤5mm可接受極片抖動(dòng)范圍≤±3mm≤±3mm設(shè)備輸入產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)設(shè)備技術(shù)參數(shù)β射線在線測(cè)厚儀主要技術(shù)參數(shù)1.測(cè)量范圍：0--1000g/㎡2.重復(fù)精度：±1‰or＞0.33g/㎡3.掃描速度：5--18m/min可調(diào)4.放射源85krβ放射源5.測(cè)量原理：射線衰減率測(cè)量6.適合產(chǎn)品：陰極極片、陽(yáng)極極片、銅箔、鋁箔7.直接測(cè)量指標(biāo)：面密度8.放射性防護(hù)指標(biāo)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GBZ125-2009》9.使用年限：10年10.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：高精度伺服驅(qū)動(dòng)11.掃描架類(lèi)型：C型架/O型架（可選）面密度儀的設(shè)備配置二2.3面密度儀的工藝參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目ES123型號(hào)E81型號(hào)藍(lán)本尺寸精度藍(lán)本尺寸精度1正極單面涂布工量（不含基材）190g/㎡～200g/㎡±1.5%202g/㎡～219g/㎡±1.5%2正極雙面涂布工量（不含基材）385g/㎡～395g/㎡±1.5%404g/㎡～439g/㎡±1.5%3負(fù)極單面涂布工量（不含基材）103g/㎡～113g/㎡±1.5%118g/㎡～132g/㎡±1.5%4負(fù)極雙面涂布工量（不含基材）211g/㎡～221g/㎡±1.5%237g/㎡～264g/㎡±1.5%設(shè)備輸出產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)面密度儀的設(shè)備配置二03PART面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用3.1登錄系統(tǒng)3.2設(shè)定參數(shù)報(bào)警限值設(shè)定3.3測(cè)量邊界設(shè)定3.4KCM值校準(zhǔn)3.5歷史數(shù)據(jù)保存3.6設(shè)備正常生產(chǎn)狀態(tài)下監(jiān)控頁(yè)面3.1登錄系統(tǒng)輸入登錄賬號(hào)+登錄密碼登錄進(jìn)入系統(tǒng)面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三3.2設(shè)備參數(shù)報(bào)警限值設(shè)定報(bào)警限值選擇操作畫(huà)面右下角的圖標(biāo)，在選項(xiàng)頁(yè)中選擇“傳感器”再選擇“測(cè)量設(shè)置”面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三3.2設(shè)備參數(shù)報(bào)警限值設(shè)定2.填寫(xiě)設(shè)定值3.設(shè)定報(bào)警限1.選擇、確認(rèn)測(cè)厚儀和參數(shù)名正確4.Update報(bào)警限5.Save面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三3.3測(cè)量邊界設(shè)定1.設(shè)定邊寬和幅寬2.保存面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三3.4KCM值校準(zhǔn)在持續(xù)穩(wěn)定的工況下，測(cè)厚儀測(cè)量的面密度測(cè)量值與實(shí)際采樣的面密度有偏差，需要考慮進(jìn)行KCM校準(zhǔn)，具體操作步驟如下：-通常，在換卷時(shí)做KCM的采樣標(biāo)定測(cè)厚儀測(cè)量值：記錄要標(biāo)定的測(cè)厚儀的面密度平均值 +箔材重量：用于箔材測(cè)厚儀的標(biāo)定 +涂敷1處理重量：用于A面測(cè)厚儀的標(biāo)定 +涂敷2處理重量：用于AB面測(cè)厚儀的標(biāo)定2.取樣：樣片建議1-3行，每行10個(gè)左右樣片，稱(chēng)重，求出平均值，并折算成g/m2

面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三3.4KCM值校準(zhǔn)2.選擇“設(shè)置”1.單擊記錄將要修改的KCM面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三3.4KCM值校準(zhǔn)1.選擇“配方維護(hù)”2.單擊MainCodeTable按鈕面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三3.4KCM值校準(zhǔn)單擊MainCodeTable后會(huì)彈出選擇框-箔材測(cè)厚儀選擇NSP11CalibrationTable-A面涂敷測(cè)厚儀選擇NSP21CalibrationTable-AB面涂敷測(cè)厚儀選擇NSP31CalibrationTable選擇正確的datagroup，單擊確認(rèn)面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三1.1標(biāo)題內(nèi)容4.重新調(diào)用配方1.選擇對(duì)應(yīng)的配方2.修改KCM3.保存KCM修正計(jì)算：新KCM=實(shí)測(cè)面密度值/記錄的測(cè)厚儀面密度×舊KCM值面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三3.5歷史數(shù)據(jù)保存1.選擇“趨勢(shì)圖”3.單擊“歷史選擇”2.確認(rèn)選擇的參數(shù)4.在歷史選擇彈出窗口，輸入起始時(shí)間，并確認(rèn)面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三3.5歷史數(shù)據(jù)保存5.單擊“Numric”6.彈出歷史數(shù)據(jù)的數(shù)值顯示7.單擊“存入文件”，保存到需要的路徑面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三3.6設(shè)備正常生產(chǎn)狀態(tài)下監(jiān)控頁(yè)面箔材面密度單面面密度雙面面密度面密度折線圖如下：面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三3.6設(shè)備正常生產(chǎn)狀態(tài)下監(jiān)控頁(yè)面3Dmap曲線圖如下：面密度儀設(shè)備的操作應(yīng)用三04PART面密度儀的常見(jiàn)故障4.1面密度儀的常見(jiàn)故障(1)掃描架安全(MSSSS1Nuclear):該報(bào)警得原因是:當(dāng)Shutter沒(méi)有命令打開(kāi)時(shí),接收頭收到的電壓大于0.5V；或當(dāng)Shutter命令打開(kāi)時(shí),接收頭收到的電壓小于0.05V解決措施：遇到該故障時(shí),先檢查壓縮空氣不低于45PSI(3Bar)。在電腦上用命令強(qiáng)制打開(kāi)Shutter,檢查接收的電壓讀數(shù)。如果快門(mén)能動(dòng)作,但沒(méi)有接收頭電壓上升,可能是截收頭放大板或高壓板等接收部件損壞。如果快門(mén)不能動(dòng)作,檢查上下掃描頭是否對(duì)齊,底板有頭分離連鎖指示燈,DS4黃燈亮表示OK;紅