Teknologi pengukuran ketebalan ultrasonik
1.Kebutuhan untuk litiumbateraielektroda pengukuran lapisan bersih
Elektroda baterai litium terdiri dari kolektor dan lapisan pada permukaan A dan B. Keseragaman ketebalan lapisan merupakan parameter kontrol inti elektroda baterai litium, yang memiliki dampak penting terhadap keamanan, kinerja, dan biaya baterai litium. Oleh karena itu, terdapat persyaratan yang tinggi untuk peralatan pengujian selama proses produksi baterai litium.
2.Metode transmisi sinar-X bertemusedangkapasitas batas
Dacheng Precision adalah penyedia solusi pengukuran elektroda sistematis internasional terkemuka. Dengan lebih dari 10 tahun penelitian dan pengembangan, perusahaan ini memiliki serangkaian peralatan pengukuran presisi tinggi dan stabilitas tinggi, seperti pengukur densitas areal sinar-X/β, pengukur ketebalan laser, pengukur ketebalan dan densitas areal terintegrasi CDM, dll., yang mampu melakukan pemantauan daring indeks inti elektroda baterai lithium-ion, termasuk jumlah lapisan bersih, ketebalan, ketebalan area pengenceran, dan densitas areal.
Selain itu, Dacheng Precision juga melakukan perubahan dalam teknologi pengujian non-destruktif, dan telah meluncurkan pengukur densitas areal Super X-Ray berbasis detektor semikonduktor solid-state dan pengukur ketebalan inframerah berbasis prinsip penyerapan spektral inframerah. Ketebalan material organik dapat diukur secara akurat, dan akurasinya lebih baik daripada peralatan impor.
Gambar 1 Pengukur kepadatan areal Super X-Ray
3. Ultrasoniktketimpanganmpengukurantteknologi
Dacheng Precision selalu berkomitmen pada penelitian dan pengembangan teknologi inovatif. Selain solusi pengujian non-destruktif di atas, perusahaan juga mengembangkan teknologi pengukuran ketebalan ultrasonik. Dibandingkan dengan solusi inspeksi lainnya, pengukuran ketebalan ultrasonik memiliki karakteristik sebagai berikut.
3.1 Prinsip pengukuran ketebalan ultrasonik
Pengukur ketebalan ultrasonik mengukur ketebalan berdasarkan prinsip metode refleksi pulsa ultrasonik. Ketika pulsa ultrasonik yang dipancarkan oleh probe melewati objek yang diukur dan mencapai antarmuka material, gelombang pulsa tersebut dipantulkan kembali ke probe. Ketebalan objek yang diukur dapat ditentukan dengan mengukur waktu perambatan ultrasonik secara akurat.
H=1/2*(V*t)
Hampir semua produk yang terbuat dari logam, plastik, material komposit, keramik, kaca, serat kaca atau karet dapat diukur dengan cara ini, dan dapat digunakan secara luas dalam perminyakan, kimia, metalurgi, pembuatan kapal, penerbangan, kedirgantaraan dan bidang lainnya.
3.2Akeuntungandari kamupengukuran ketebalan ultrasonik
Solusi tradisional menggunakan metode transmisi sinar untuk mengukur jumlah lapisan total, kemudian menggunakan pengurangan untuk menghitung nilai jumlah lapisan bersih elektroda baterai litium. Sementara itu, pengukur ketebalan ultrasonik dapat langsung mengukur nilai tersebut karena prinsip pengukuran yang berbeda.
①Gelombang ultrasonik memiliki daya tembus yang kuat karena panjang gelombangnya yang lebih pendek, dan dapat diaplikasikan pada berbagai macam material.
② Berkas suara ultrasonik dapat terkonsentrasi pada satu arah tertentu, dan bergerak lurus melalui medium, dengan direktivitas yang baik.
③ Tidak perlu khawatir tentang masalah keselamatan karena tidak memiliki radiasi.
Namun, meskipun pengukuran ketebalan ultrasonik memiliki kelebihan seperti itu, dibandingkan dengan beberapa teknologi pengukuran ketebalan yang telah dihadirkan Dacheng Precision di pasaran, penerapan pengukuran ketebalan ultrasonik memiliki beberapa keterbatasan sebagai berikut.
3.3 Batasan aplikasi pengukuran ketebalan ultrasonik
①Transduser ultrasonik: Transduser ultrasonik, yaitu probe ultrasonik yang disebutkan di atas, merupakan komponen inti dari pengukur uji ultrasonik, yang mampu memancarkan dan menerima gelombang pulsa. Indikator inti frekuensi kerja dan akurasi waktu menentukan akurasi pengukuran ketebalan. Transduser ultrasonik kelas atas saat ini masih bergantung pada impor dari luar negeri yang harganya mahal.
2. Keseragaman material: Seperti yang disebutkan dalam prinsip dasar, gelombang ultrasonik akan dipantulkan kembali pada antarmuka material. Pantulan ini disebabkan oleh perubahan impedansi akustik yang tiba-tiba, dan keseragaman impedansi akustik ditentukan oleh keseragaman material. Jika material yang diukur tidak seragam, sinyal gema akan menghasilkan banyak derau, yang memengaruhi hasil pengukuran.
③ Kekasaran: kekasaran permukaan objek yang diukur akan menyebabkan pantulan gema rendah, atau bahkan tidak dapat menerima sinyal gema;
4. Suhu: Inti dari ultrasonik adalah getaran mekanis partikel medium yang merambat dalam bentuk gelombang, yang tidak dapat dipisahkan dari interaksi antar partikel medium. Manifestasi makroskopis dari gerak termal partikel medium itu sendiri adalah suhu, dan gerak termal secara alami akan memengaruhi interaksi antar partikel medium. Oleh karena itu, suhu memiliki pengaruh yang besar terhadap hasil pengukuran.
Untuk pengukuran ketebalan ultrasonik konvensional berdasarkan prinsip gema pulsa, suhu tangan orang akan memengaruhi suhu probe, sehingga menyebabkan pergeseran titik nol pengukur.
⑤Stabilitas: Gelombang suara merupakan getaran mekanis partikel medium dalam bentuk perambatan gelombang. Gelombang suara rentan terhadap interferensi eksternal, dan sinyal yang dikumpulkan tidak stabil.
⑥Media kopling: ultrasonik akan melemah di udara, tetapi dapat merambat dengan baik dalam cairan dan padatan. Untuk menangkap sinyal gema dengan lebih baik, media kopling cair biasanya ditambahkan di antara probe ultrasonik dan objek yang diukur. Hal ini kurang mendukung pengembangan program inspeksi otomatis daring.
Faktor lain, seperti pembalikan atau distorsi fase ultrasonik, kelengkungan, kemiringan, atau eksentrisitas permukaan objek yang diukur akan memengaruhi hasil pengukuran.
Pengukuran ketebalan ultrasonik dapat dilihat memiliki banyak keunggulan. Namun, saat ini belum dapat dibandingkan dengan metode pengukuran ketebalan lainnya karena keterbatasannya.
3.4UKemajuan penelitian pengukuran ketebalan ultrasonikdariDachengPresisi
Dacheng Precision selalu berkomitmen pada penelitian dan pengembangan. Di bidang pengukuran ketebalan ultrasonik, perusahaan ini juga telah mencapai beberapa kemajuan. Beberapa hasil penelitiannya ditunjukkan sebagai berikut.
3.4.1 Kondisi percobaan
Anoda dipasang pada meja kerja, dan probe ultrasonik frekuensi tinggi yang dikembangkan sendiri digunakan untuk pengukuran titik tetap.
Gambar 2 Pengukuran ketebalan ultrasonik
3.4.2 Data Eksperimen
Data eksperimen disajikan dalam bentuk A-scan dan B-scan. Pada A-scan, sumbu X merepresentasikan waktu transmisi ultrasonik dan sumbu Y merepresentasikan intensitas gelombang pantul. B-scan menampilkan citra dua dimensi profil yang sejajar dengan arah perambatan kecepatan suara dan tegak lurus terhadap permukaan objek yang diuji.
Dari pemindaian A, terlihat bahwa amplitudo gelombang pulsa yang dikembalikan pada sambungan grafit dan foil tembaga secara signifikan lebih tinggi daripada bentuk gelombang lainnya. Ketebalan lapisan grafit dapat diperoleh dengan menghitung lintasan akustik gelombang ultrasonik dalam medium grafit.
Sebanyak 5 kali pengujian data dilakukan pada dua posisi, Titik 1 dan Titik 2, dan lintasan akustik grafit pada Titik 1 sebesar 0,0340 us, dan lintasan akustik grafit pada Titik 2 sebesar 0,0300 us, dengan presisi pengulangan yang tinggi.
Gambar 3 Sinyal A-scan
Gambar 4 Gambar B-scan
Gbr.1 X=450, gambar B-scan bidang YZ
Titik 1 X=450 Y=110
Jalur akustik: 0,0340 us
Ketebalan: 0,0340(us)*3950(m/s)/2=67,15(μm)
Titik2 X=450 Y=145
Jalur akustik: 0,0300us
Ketebalan: 0,0300(us)*3950(m/s)/2=59,25(μm)
Gambar 5 Gambar uji dua titik
4. Sringkasandari litiumbateraielektroda teknologi pengukuran lapisan bersih
Teknologi pengujian ultrasonik, sebagai salah satu metode penting dalam teknologi pengujian non-destruktif, menyediakan metode yang efektif dan universal untuk mengevaluasi struktur mikro dan sifat mekanik material padat, serta mendeteksi diskontinuitas mikro dan makronya. Menghadapi permintaan pengukuran otomatis daring untuk jumlah lapisan bersih elektroda baterai litium, metode transmisi sinar masih memiliki keunggulan yang lebih besar saat ini karena karakteristik ultrasonik itu sendiri dan permasalahan teknis yang perlu dipecahkan.
Dacheng Precision, sebagai ahli dalam pengukuran elektroda, akan terus melakukan penelitian dan pengembangan mendalam terhadap teknologi inovatif termasuk teknologi pengukuran ketebalan ultrasonik, memberikan kontribusi terhadap pengembangan dan terobosan pengujian non-destruktif!
Waktu posting: 21 Sep 2023
