[發明專利]一種鋰電池的超聲特征檢測方法及檢測系統

有效

• 申請號: 202110287800.6
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113189208B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 葉國良;林奕欽;鄒大鵬;梁經倫;張兵;楊宇輝;王聰
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G01N29/44
• 分類號: G01N29/44;G01N29/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 王錦霞

本發明涉及電池檢測的技術領域，更具體地，涉及一種鋰電池的超聲特征檢測方法及檢測系統，包括以下步驟：S10.驅動鋰電池在X向、Y向和Z向運動，輸出脈沖激光激發出激光超聲對鋰電池進行檢測；S20.空耦超聲探頭獲取鋰電池內部的時域透射信號并將時域透射信號傳送至信號自動識別系統，信號自動識別系統分析提取鋰電池內部的缺陷信號特征；S30.基于步驟S10中移動平臺的坐標信息及步驟S20得到的缺陷信號特征，可視化圖像成像系統構建三維超聲檢測可視化圖像。本發明利用激光高頻超聲、波長短，對鋰電池的穿透性強，可對鋰電池全區域地檢測，具有較高的分辨率和較高的檢測精度；內部缺陷通過三維圖可視化出來，可直觀地顯示檢測結果。

技術領域

本發明涉及電池檢測的技術領域，更具體地，涉及一種鋰電池的超聲特征檢測方法及檢測系統。

背景技術

鋰電池的出現很大程度上造福了人們的日常生活，在帶來極大便利的同時，埋下了很多安全隱患，有必要對鋰電池缺陷進行檢測。目前，國內外對鋰電池檢測主要分為兩方面：一方面是人工拆解檢測，但該方法會需要大量的成本和時間，不僅精度低且受到主觀的因素影響較大，同時也對鋰電池后續使用造成較大的影響；一方面是無損檢測包括紅外成像檢測技術和X射線影響檢測技術，其中紅外熱成像技術主要根據溫度分布顯示缺陷，當鋰電池存在缺陷會出現溫度峰值，但受外界溫度環境影響較大，且不能實現動態在線監測；X射線影響技術利用鋰電池內部結構以及密度對X射線的吸收能力不同的特性進行研究，單該技術對空氣層、析鋰等缺陷達不到實時監測的要求，并且長期使用有輻射傷害。

中國專利CN204575039U公開了一種無損檢測鋰電池鼓包機構，包括上座和下座；所述上座上設置有一排超聲波探測裝置；所述超聲波探測裝置通過主控制器連接到顯示屏；所述下座上設置有動力機構；所述動力機構內側設置有平穩機構；所述上座頂部設置有液壓調整機構。上述方案雖然可以通過曲線直觀地觀察到鋰電池表面是否有鼓包現象，同時判斷哪一超聲波探測裝置下方出現鼓包。然而，上述方案檢測結果可視性差、對檢測人員的要求較高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種鋰電池的超聲特征檢測方法及檢測系統，可構建鋰電池內部的三維可視化圖像，檢測結果可直觀地顯示，可降低對檢測人員的能力要求。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明還提供了一種鋰電池的超聲特征檢測方法，包括以下步驟：

S10.通過移動平臺驅動鋰電池在X向、Y向和Z向運動，通過脈沖激光器輸出脈沖激光激發出激光超聲對鋰電池進行檢測；

S20.空耦超聲探頭獲取鋰電池內部的時域透射信號并將時域透射信號傳送至信號自動識別系統，信號自動識別系統分析時域透射信號的頻譜特性以及在時域上的動態特性，提取鋰電池內部的缺陷信號特征；

S30.基于步驟S10中移動平臺的坐標信息及步驟S20得到的缺陷信號特征，可視化圖像成像系統構建三維超聲檢測可視化圖像。

本發明的鋰電池的超聲特征檢測方法，利用激光高頻超聲、波長短，對鋰電池的穿透性強，可對鋰電池全區域地檢測，而不僅僅局限于鋰電池近表面區域的檢測，具有較高的分辨率和較高的檢測精度；利用信號自動識別系統自動識別鋰電池的內部缺陷，及將內部缺陷通過三維圖可視化出來，可直觀地顯示檢測結果，降低對檢測人員的能力要求。

優選地，步驟S20中，采用基于AR模型的參數化頻譜估計方法分析時域透射信號的頻譜特性以及在時域上的動態特性。

優選地，步驟S20中，利用人工智能與模式識別理論根據時域透射信號自動識別鋰電池內部缺陷類型和缺陷尺寸，篩選提取反應鋰電池內部缺陷的缺陷信號特征。

優選地，所述人工智能與模式識別理論選用神經網絡、支持向量機中的一種或兩種的結合，采用遺傳算法、粒子群算法中的一種或兩種的結合篩選提取缺陷信號特征。