[實用新型]一種用于生產線中測量氣體擴散層微孔涂層載量的裝置

有效

• 申請號: 201922494193.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN211785235U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 鄒裕民
• 申請（專利權）人: 上海濟平新能源科技有限公司
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 上海京滬專利代理事務所(普通合伙) 31235
• 代理人: 馬強

本實用新型提供了一種用于生產線中測量氣體擴散層微孔涂層載量的裝置，通過在生產線上安裝X射線熒光分析儀，可實時、準確地測量氣體擴散層微孔層載量，有利于及時調整不合格產品，降低廢棄品的產出率，極大地降低了生產成本，方法簡單，可操作性強。

技術領域

本實用新型屬于燃料電池技術領域，特別涉及一種用于生產線中測量氣體擴散層微孔涂層載量的裝置。

背景技術

氣體擴散層在燃料電池中起到支撐催化層、收集電流、傳導氣體和排出反應產物水的重要作用。氣體擴散層通常用一個具有網絡構造之物體作為基體及支撐(如碳布、碳紙或金屬網)，然后配漿液，且將此漿液涂于載體上，形成微孔層，經加熱后二者成一體成為氣體擴散層。由于氣體擴散層不僅作為均勻輸送氣體的通道，同時還要防止催化劑層中的水以液體形式滲入氣體擴散層內，控制氣體擴散層的結構變得尤其重要。而微孔層的孔隙分布和疏水性對氣體擴散層的結構及性能有很大的影響，過多的載量會增加電阻而降低性能，過低的載量則會使微孔層不能達到適當的孔隙結構而不能發揮良好的排水性能。所以控制氣體擴散層微孔涂層對氣體擴散層性能的優化至關重要。

現有技術中，生產線上一般用自動涂布機在碳布上涂抹制造氣體擴散層，自動涂布機雖然生產效率高，但是對微孔層載量難以控制。只能在生產之后，通過局部產品切小片秤重量度來作為檢測方法。若不合格，只能丟棄，容易造成大量損失，生產成本變高。

實用新型內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型提供了一種用于生產線中測量氣體擴散層微孔涂層載量的裝置，通過在生產線上安裝X射線熒光分析儀，可實時、準確地測量氣體擴散層微孔層載量，有利于及時調整不合格產品，降低廢棄品的產出率，極大地降低了生產成本，方法簡單，可操作性強。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種用于生產線中測量氣體擴散層微孔涂層載量的裝置，裝置包括X射線熒光分析儀、軌道和軌道平臺；其中，X射線熒光分析儀和軌道垂直安裝于軌道平臺上；X射線熒光分析儀垂直安裝于軌道上，可沿軌道移動；軌道與生產線中待測氣體擴散層所在的平面平行。

進一步地，X射線熒光分析儀包括X射線激發源和X射線探測頭。

進一步地，X射線激發源發射出的X射線垂直于待測氣體擴散層，X射線探測頭用于接收返回的X射線。

進一步地，軌道平臺與地面平行。

進一步地，X射線熒光分析儀在軌道上的移動速度可以控制。

進一步地，軌道長度與待測氣體擴散層所在傳動輥筒的長度基本相同。

進一步地，裝置可任意安裝在傳動輥筒間的合適位置。

進一步地，裝置測量氣體擴散層微孔層載量的原理如下：

1、X射線熒光分析儀發射出X光，X光穿透一定組成及性質介質時被吸收而強度減弱，減弱的量可用于計算介質密度。在此裝置中，可用單位面積(每平方厘米)微孔層涂層的重量來取代密度，二者是成正比的；

2、將一塊銅板置于氣體擴散層下面，將X射線熒光分析儀置于氣體擴散層上面。當光源穿過氣體擴散層打到銅板時，銅原子因受高能量X光激蕩而放出對應的銅的熒光(能量遠比光源能量低)。當銅的熒光穿過氣體擴散層時，會減弱。這種減弱與可見光吸收光線原理非常類似；

3、定義銅板發出的熒光強度為Y_ini，穿越氣體擴散層后的強度為Y_fin，面對X射線熒光分析儀的氣體擴散層邊的坐標位置為L，面對銅板的氣體擴散層邊的坐標位置為0，Y是當銅的熒光在坐標位置為l時的強度，A是氣體擴散層對銅的熒光的吸收系數，由X射線的指數衰減規律可知Y_fin＝Y_ini*e^-AL，由此可推出以下公式：

dY＝-AYdl