CN106290480A - 一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测装置及方法，所述的检测装置包括控制终端、交流阻抗测试仪和不良品取走装置；所述的交流阻抗测试仪包括放大器、模拟开关、模数转换模块、控制单元、晶振、频率混合电路、ROM存储器和数模转换模块。放大器通过模拟开关与模数转换模块相连；模数转换模块与控制单元相连；控制单元通过晶振引脚接口外接晶振，控制单元的频率输出端口外接频率混合电路；频率混合电路的与ROM存储器相连，ROM存储器与数模转换模块相连；所述的方法利用控制单元、晶振和频率混合电路激发ROM存储器中的正弦波信号，用于交流阻抗测试的扰动信号，能重复监测。本发明对测量响应快速，提高了测量效率和精确度。

Description

一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测装置及 方法
技术领域
本发明涉及电化学分析技术领域，具体是一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测装置及方法。
背景技术
交流阻抗谱方法是利用小振幅的正弦波电位作为一种扰动信号，利用这种微小交流电信号对测试体系进行扰动,既可以避免对测量体系产生大的影响,又可以使扰动与体系的响应之间近似呈线形关系,方便后期测量结果的处理。
现有的解决***方案测试响应缓慢、效率低下、且精确度较差，而且***结构复杂。
公开号为：CN105467215A的中国专利公开了一种电池及电池组的交流阻抗测试方法，包括步骤1，选取一组阻抗元件，测试此组阻抗元件的交流阻抗谱；步骤2，将此组阻抗元件与被测电池或电池组串联构成串联电路，并测试串联电路的交流阻抗谱；步骤3，将步骤2得到的交流阻抗谱数据减去步骤1得到的交流阻抗谱数据，得到被测电池或电池组的交流阻抗谱数据。电池及电池组的交流阻抗测试方法能准确的测试出电池或电池组的交流阻抗谱，且测试的成本较低，效率较高，稳定性好。该方法实质是一种交流阻抗测试数据的处理过程，并没有从设备、***的角度去解决测试缓慢的问题。
公开号为：CN104502844A的中国专利公开了一种基于交流阻抗的动力锂电池劣化程度诊断方法，所述方法建立动力锂离子电池交流阻抗基础曲线库，采集待检动力锂离子电池的交流阻抗曲线、分析得到待检动力锂离子电池的电荷传递阻抗。所述方法通过采集待检动力锂离子电池的交流阻抗曲线，结合曲线智能匹配模型对动力锂离子电池交流阻抗基础曲线库进行智能匹配得到对应的电池劣化程度，同时结合电荷传递阻抗模型得到电池劣化程度，经综合评价模型最终输出该电池的劣化程度。本发明提供的一种基于交流阻抗的动力锂电池劣化程度诊断方法,可以通过该方法得到的电池劣化程度指导优化使用动力锂电池，提高动力锂电池利用率，延长动力锂电池的使用寿命。该方法建立在交流阻抗数据库的基础上，对电池工作性能进行诊断评估，并没有实现快速、精确的效果。
公开号为：CN203490355U的中国专利公开了一种交流阻抗测试仪检测装置，包括显示控制器、程控电源以及标准表，所述的显示控制器，与所述的程控电源相连接；所述的程控电源，分别与所述的标准表、被测的交流阻抗测试仪相连接；所述的标准表，与所述的显示控制器相连接；所述的显示控制器，还用于接收所述交流阻抗测试仪根据所述的第一电压信号、第一电流信号返回的第二电压信号、第二电流信号，根据所述的第二电压信号、第二电流信号以及所述的测量结果输出所述交流阻抗测试仪的检测结果。实现了对交流阻抗测试仪的交流阻抗、功率、频率等测量功能进行高准确度的同步检测，为交流阻抗测试仪的高准确度检测工作提供了条件和保障。该装置结构复杂，提高了***测量成本。
针对现有的解决方案，不能同时解决测试响应缓慢、效率低下、精确度差的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测装置及方法，以至少达到快速测量、提高测量效率和精确度的效果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测装置，它包括控制终端、交流阻抗测试仪和不良品取走装置；所述交流阻抗测试仪的测试结果信号输出端与所述控制终端的输入端连接；所述控制终端的控制信号输出端与所述不良品取走装置的输入端连接；
所述的交流阻抗测试仪包括放大器、模拟开关、模数转换模块、控制单元、晶振、频率混合电路、ROM存储器和数模转换模块；所述放大器的输入端接入测量电信号，所述放大器的输出端与所述模拟开关相连；所述模拟开关与模数转换模块的模拟输入端相连；所述模数模块的数字输出端与控制单元的输入端相连；所述控制单元通过晶振引脚接口外接晶振，所述控制单元的频率输出端口外接频率混合电路的输入端；所述频率混合电路的输出端与ROM存储器的输入端相连，所述ROM存储器的输出端与数模转换模块的数字输入端相连，所述数模转换模块的模拟输出端输出模拟信号。
所述的放大器包括电压放大器和电流放大器；所述的电压放大器用于放大接入的电压信号，所述的电流放大器用于放大接入的电流信号。
所述的ROM存储器预先存储正弦波形式的信号数据。
一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测方法，它包括以下步骤：
S1：开始；
S2：测试条件选择；
S3：阻抗数据测试；
S4：判断测试数据是否正常，若测试数据正常，则执行下一步；否则执行步骤S2，从新选择测试条件；
S5：阻抗数据保存；
S6：数据处理；
S7：判断数据处理是否正常，若数据处理正常，则执行下一步；否则执行步骤S2，从新选择测试条件；
S8：输出数据。
所述步骤S2中测试条件包括温度、测试面积、参比电极、扫频范围和量程选择。
所述步骤S5中阻抗数据的保存方式为使用新测量条件的数据替换掉原来测量条件的数据。
本发明的有益效果是：本发明将电流、电压的放大作用集成在同一个放大器中，可以同时实现测量产生的电流信号和电压信号。尤其是当激励信号很小的时候，电流信号信噪比低，噪声干扰大，此时结合电压信号数据可以提高测量速度和精度。本发明利用晶振和频率混合电路激发预先存储了正弦波信号的ROM存储器，从而产生小正弦波信号作为扰动信号，由于直接由控制单元的I/O口驱动，使激励信号更加稳定，进一步提高了测量精度。本发明没有外接激励信号发生装置，不仅降低了测试设备复杂性，而且缩短了测量时间，提高了测量效率。
附图说明
图1为本发明的检测装置结构示意图；
图2为将本发明与后端应用***结合后的应用结构示意图；
图3为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测装置，它包括控制终端、交流阻抗测试仪和不良品取走装置；所述交流阻抗测试仪的测试结果信号输出端与所述控制终端的输入端连接；所述控制终端的控制信号输出端与所述不良品取走装置的输入端连接；
所述的交流阻抗测试仪包括放大器、模拟开关、模数转换模块、控制单元、晶振、频率混合电路、ROM存储器和数模转换模块；所述放大器的输入端接入测量电信号，所述放大器的输出端与所述模拟开关相连；所述模拟开关与模数转换模块的模拟输入端相连；所述模数模块的数字输出端与控制单元的输入端相连；所述控制单元通过晶振引脚接口外接晶振，所述控制单元的频率输出端口外接频率混合电路的输入端；所述频率混合电路的输出端与ROM存储器的输入端相连，所述ROM存储器的输出端与数模转换模块的数字输入端相连，所述数模转换模块的模拟输出端输出模拟信号。
所述的放大器包括电压放大器和电流放大器；所述的电压放大器用于放大接入的电压信号，所述的电流放大器用于放大接入的电流信号。
所述的ROM存储器预先存储正弦波形式的信号数据。
一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测方法，它包括以下步骤：
S1：开始；
S2：测试条件选择；
S3：阻抗数据测试；
S4：判断测试数据是否正常，若测试数据正常，则执行下一步；否则执行步骤S2，从新选择测试条件；
S5：阻抗数据保存；
S6：数据处理；
S7：判断数据处理是否正常，若数据处理正常，则执行下一步；否则执行步骤S2，从新选择测试条件；
S8：输出数据。
所述步骤S2中测试条件包括温度、测试面积、参比电极、扫频范围和量程选择。
所述步骤S5中阻抗数据的保存方式为使用新测量条件的数据替换掉原来测量条件的数据。
如图1所示，一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测装置，利用控制单元、晶振和频率混合电路产生小正弦波信号作为交流阻抗测试***的扰动信号，同时检测装置与后端***相连，如图2所示，将本发明应用在电解质成膜不良品的检测过程中，作为本发明的实施例之一，尤其是对半固态聚合物锂电池的检测，由于在半固态聚合物锂电池中，隔膜与正、负极之间的凝胶态电解质会形成正、负极界面态，影响电池性能。而运用本发明，针对半固态聚合物锂离子电池电解质成膜不良品的挑选，在流水线上，测试过程快速，精确度高，使得流水线测试电池数量达到10只/分钟，准确率达96%。
如图3所示，为本发明一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测方法流程示意图，测试过程对电压电流的波形实现动态监测，运用本方法可以鉴别测试数据好坏，并且自动调整测试条件，从而保障整个测量更加准确。将输出的模拟信号数据在后端***上绘制成相应的曲线图，操作人员可以根据曲线图判断出不良产品。
通过不良品取走装置，一旦检测到问题产品，即通过控制终端启动不良品取走装置带走问题产品，从而保障流水线快速、有效的运行。

Claims (6)

1.一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测装置，其特征在于：它包括控制终端、交流阻抗测试仪和不良品取走装置；所述交流阻抗测试仪的测试结果信号输出端与所述控制终端的输入端连接；所述控制终端的控制信号输出端与所述不良品取走装置的输入端连接；
所述的交流阻抗测试仪包括放大器、模拟开关、模数转换模块、控制单元、晶振、频率混合电路、ROM存储器和数模转换模块；所述放大器的输入端接入测量电信号，所述放大器的输出端与所述模拟开关相连；所述模拟开关与模数转换模块的模拟输入端相连；所述模数模块的数字输出端与控制单元的输入端相连；所述控制单元通过晶振引脚接口外接晶振，所述控制单元的频率输出端口外接频率混合电路的输入端；所述频率混合电路的输出端与ROM存储器的输入端相连，所述ROM存储器的输出端与数模转换模块的数字输入端相连，所述数模转换模块的模拟输出端输出模拟信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测装置，其特征在于：所述的放大器包括电压放大器和电流放大器；所述的电压放大器用于放大接入的电压信号，所述的电流放大器用于放大接入的电流信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测装置，其特征在于：所述的ROM存储器预先存储正弦波形式的信号数据。
4.一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测方法，其特征在于,它包括以下步骤：
S1：开始；
S2：测试条件选择；
S3：阻抗数据测试；
S4：判断测试数据是否正常，若测试数据正常，则执行下一步；否则执行步骤S2，从新选择测试条件；
S5：阻抗数据保存；
S6：数据处理；
S7：判断数据处理是否正常，若数据处理正常，则执行下一步；否则执行步骤S2，从新选择测试条件；
S8：输出数据。
5.如权利要求1所述的一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测方法，其特征在于：所述步骤S2中测试条件包括温度、测试面积、参比电极、扫频范围和量程选择。
6.如权利要求1所述的一种基于交流阻抗数据筛选电解质成膜不良品的检测方法，其特征在于：所述步骤S5中阻抗数据的保存方式为使用新测量条件的数据替换掉原来测量条件的数据。
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