[發明專利]超聲測量方法和超聲測量系統

有效

• 申請號: 201210017770.8
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102620693A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 松本清市;河木博行;黒木紳矢;內田和宏;伊藤清和
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: G01B17/02
• 分類號: G01B17/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

技術領域

本發明涉及用于測量涂層材料的厚度的超聲測量方法以及實施該超聲測量方法的超聲測量系統，其中，涂層材料為例如在電池制造過程中例如在制造線的操作期間通過涂敷到在電極制造線上的金屬箔而施加的電極糊(electrode?paste)的基礎重量(basis?weight)。

背景技術

電池制造過程包括通過涂敷到在電極制造線上的金屬箔而施加電極糊來制造電極片(electrode?sheet)的步驟。由于電極的質量對作為最終制品的電池的性能具有大的影響，因此，為了質量控制，在通過涂敷到金屬箔而施加電極糊之后，進行關于電極糊的基礎重量(或涂敷重量)和涂層分布(coating?profile)的質量檢查是重要的。在相關技術中，從在電極制造線上制造的電極任意取出給定形狀的樣品，并且在制造線之外，通過測量在涂敷電極糊之前取出的樣品與在涂敷之后取出的樣品之間的重量差而對樣品進行質量檢查。作為另一實例，使用利用X射線或β射線的測量系統(將稱為“輻射測量系統”)進行質量檢查。

在一些情況下，對于在電極制造線中制造的電極的電極糊，希望遍及電極制造線的寬范圍均勻地或一致地進行關于涂層材料的基礎重量和涂層分布的質量檢查來控制質量。由此，本發明的發明人嘗試在制造線上使用例如在日本專利申請公開2008-102160(JP-A-2008-102160)中公開的超聲測量系統對在電極制造線上制造的所有電極進行電極糊的基礎重量和涂層分布的100％檢驗。圖22為示出了在JP-A-2008-102160中公開的超聲測量系統的說明圖。如圖22所示，該超聲測量系統具有設置在測量對象90上方的超聲發送裝置81和超聲接收裝置82的對，并且，從超聲發送裝置81發送的入射波被傳輸通過測量對象90，使得超聲接收裝置82接收從測量對象90反射的波。超聲發送裝置81和超聲接收裝置82為允許聚焦超聲波的傳播的點型(spot?type)傳感器。

在JP-A-2008-102160的超聲測量系統中，傳播時間測量裝置83基于超聲發送裝置81的入射信號和由超聲接收裝置82接收的反射信號而測量穿過測量對象90傳播的超聲波的傳播速度，并且速度校正裝置85基于由溫度測量裝置84a、84b測量的液相91和固相92的相應溫度而校正由傳播時間測量裝置83計算的傳播速度?；谟蓚鞑r間測量裝置83獲得的超聲波的傳播速度和由速度校正裝置85獲得的傳播速度的校正值，傳播路徑長度測量裝置86測量該測量對象90的厚度以及作為液相91和固相92的疊層的測量對象90的相變位置。

然而，相關技術的上述技術具有以下缺點。由于測量尚未涂敷電極糊的樣品(金屬箔)與涂敷有電極糊的樣品(金屬箔)之間的重量差的方法不能應用于處于操作中的電極制造線，因此該方法要在制造線外部對作為從電極制造線取出的樣品的電極實施。然而，在使用電極糊的重量差的該方法中，操作者不能正確地確定電極糊的基礎重量和涂層分布。

如果在制造線上使用輻射測量系統進行關于電極糊的基礎重量和涂層分布的質量檢查，由于輻射測量系統通常非常昂貴，因而會以過高的成本獲得該設備。并且，輻射測量系統被設置為對來自輻射源的輻射聚焦，并輻射要測量的物體的測量部分以測量要測量的物體中的測量部分的厚度；因此，僅能測量在作為可測量范圍的例如Φ0.3(mm)的極小區域內的厚度。在從電極制造線取出電極樣品以測量厚度時，由于電極包括高密度金屬箔，即使對于從電極制造線取樣的電極，輻射測量系統也不能高可靠性和高測量精度地測量電極糊的基礎重量和電極糊的涂層分布。

在使用點型超聲傳感器的超聲測量系統中，如在JP-A-2008-102160中公開的超聲測量系統中，與上述輻射測量系統一樣，可用超聲傳感器測量的可測量范圍相當窄，這是因為該范圍朝向測量部分減小。因此，僅僅能局部地測量電極糊的厚度或電極糊的基礎重量。對電極糊的涂層分布的檢查就是在電極糊的邊緣部分中的給定范圍內測量電極糊的厚度，從而整體上把握邊緣部分的形狀或分布。因此，點型超聲傳感器不能高可靠性和高測量精度地測量電極糊的涂層分布。由此，相關技術的超聲測量系統不能遍及制造線上的寬范圍均勻地或一致地對在電極制造線上制造的電極進行關于電極糊的基礎重量和涂層分布的寬范圍質量檢查。

發明內容

本發明提供了超聲測量方法和超聲測量系統，可以在制造線中正在制造制品的同時低成本、高精度地測量制造線上的涂敷制品中的涂層材料的厚度。